Что прочнее швеллер или профильная труба

Содержание

Как рассчитать нагрузку на профильную трубу

Что прочнее швеллер или профильная труба

Выбирая профильную трубу для несущих конструкций самостоятельно, заказчик понимает важность точных вычислений параметров и нагрузки. В этой статье мы попробуем разобраться, стоит ли экономить на расчетах.

С приходом лета начинается строительный сезон для компаний, владельцев коттеджей, дачных участков. Кто-то строит беседку, теплицу или забор, другие люди перекрывают кровлю или возводят баню. И когда перед заказчиком возникает вопрос о несущих конструкциях, чаще выбор останавливается на профильной трубе из-за низкой стоимости и прочности на изгиб при малом весе.

Какая нагрузка действует на профильную трубу

Другой вопрос, как рассчитать размеры профильной трубы так, чтобы обойтись «малой кровью», купить подходящую по нагрузке трубу. Для изготовления перил, оградок, теплиц можно обойтись без расчетов. Но если вы строите навес, кровлю, козырек, без серьезных расчетов нагрузки не обойтись.

Каждый материал сопротивляется воздействию внешних нагрузок, и сталь – не исключение. Когда нагрузка на профильную трубу не превышает допустимых значений, то конструкция согнется, но выдержит нагрузку. Если вес груза убрать, профиль примет исходное положение. В случае превышения допустимых значений нагрузки труба деформируется и остается такой навсегда, либо разрывается в месте сгиба.

Чтобы исключить негативные последствия, при расчете профильной трубы учитывайте:

  1. размеры и сечение (квадратное или прямоугольное);
  2. напряжение конструкции;
  3. прочность стали;
  4. типы возможных нагрузок.

Классификация нагрузок на профильную трубу

Согласно СП 20.13330.2011 по времени действия выделяют следующие типы нагрузок:

  1. постоянные, вес и давление которых не меняется со временем (вес частей здания, грунта и т.д.);
  2. временные длительные (вес лестницы, котлов в коттедже, перегородок из гипсокартона);
  3. кратковременные (снеговые и ветровые, вес людей, мебели, транспорт и т.д.);
  4. особые (землетрясения, взрывы, удар машины и т.д).

К примеру, вы сооружаете навес во дворе участка и используете профильную трубу как несущую конструкцию. Тогда при расчете трубы учитывайте возможные нагрузки:

  1. материал для навеса;
  2. вес снега;
  3. сильный ветер;
  4. возможное столкновение автомобиля с опорой во время неудачной парковки во дворе.

Для этого воспользуйтесь СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». В ней есть карты и правила, необходимые для правильного расчета нагрузки профиля.

Расчетные схемы нагрузки на профильную трубу

Кроме типов и видов нагрузки на профили, при расчете трубы учитываются виды опор и характер распределения нагрузки. Калькулятор рассчитывает, используя только 6 типов расчетных схем.

Максимальные нагрузки на профильную трубу

Некоторые читатели задаются вопросом: «Зачем делать такие сложные расчеты, если мне нужно сварить перила для крыльца». В таких случаях нет необходимости в сложных расчетах с учетом нюансов, так как можно прибегнуть к готовым решениям (таб. 1, 2).

Таблица 1. Нагрузка для профильной трубы квадратного сечения

Размеры профиля, мм Максимальная нагрузка, кг с учетом длины пролета 1 метр 2 метра 3 метра 4 метра 5 метров 6 метров Труба 40х40х2

Труба 40х40х3

Труба 50х50х2

Труба 50х50х3

Труба 60х60х2

Труба 60х60х3

Труба 80х80х3

Труба 100х100х3

Труба 100х100х4

Труба 120х120х4

Труба 140х140х4

709 173 72 35 16 5
949 231 96 46 21 6
1165 286 120 61 31 14
1615 396 167 84 43 19
1714 422 180 93 50 26
2393 589 250 129 69 35
4492 1110 478 252 144 82
7473 1851 803 430 253 152
9217 2283 990 529 310 185
13726 3339 1484 801 478 296
19062 4736 2069 1125 679 429
Таблица 2. Нагрузка для профильной трубы прямоугольного сечения (рассчитывается по большей стороне)

Размеры профиля, мм Максимальная нагрузка, кг с учетом длины пролета 1 метр 2 метра 3 метра 4 метра 5 метров 6 метров Труба 50х25х2

Труба 60х40х3

Труба 80х40х2

Труба 80х40х3

Труба 80х60х3

Труба 100х50х4

Труба 120х80х3

684 167 69 34 16 6
1255 308 130 66 35 17
1911 471 202 105 58 31
2672 658 281 146 81 43
3583 884 380 199 112 62
5489 1357 585 309 176 101
7854 1947 846 455 269 164

Пользуясь готовыми расчетами, помните, что в таблицах 2 и 3 указана максимальная нагрузка, от воздействия которой труба согнется, но не сломается. При ликвидации нагрузки (прекращение сильного ветра) профиль вновь обретет первоначальное состояние. Превышение максимальной нагрузки даже на 1 кг ведет к деформации или разрушению конструкции, поэтому покупайте трубу с запасом прочности, в 2 – 3 раза превышающим предельное значение.

Методы расчета нагрузок на профильную трубу

Для расчета нагрузок на профили используются методы:

  1. расчет нагрузки при помощи справочных таблиц;
  2. использование формулы напряжения при изгибе трубы;
  3. определение нагрузки при помощи специального калькулятора.

Как рассчитать нагрузку с помощью справочных таблиц

Этот метод точен и учитывает виды опор, закрепление профиля на опорах и характер нагрузки. Для расчета прогиба профильной трубы с помощью справочных таблиц необходимы следующие данные:

  1. значение момента инерции трубы (I) из таблиц ГОСТ 8639-82 (для квадратных труб) и ГОСТ 8645-68 (для прямоугольных труб);
  2. значение длины пролета (L);
  3. значение нагрузки на трубу (Q);
  4. значение модуля упругости из действующего СНиП.

Эти значения подставляют в нужную формулу, которая зависит от закрепления на опорах и распределения нагрузки. Для каждой расчетной схемы нагрузки формулы прогиба меняются.

Расчет по формуле максимального напряжения при изгибе профильной трубы

Расчет напряжения при изгибе вычисляется при помощи формулы:

Ризг= M/W,

где M – изгибающий момент силы, а W – сопротивление.

Согласно закону Гука сила упругости прямо пропорциональна величине деформации. Теперь подставляют значения для нужного профиля. Дальше формула уточняется и дополняется, исходя из характеристик стали для профильной трубы, нагрузки и т.д.

Юлия Петриченко, эксперт

Калькулятор для расчета нагрузки на профильную трубу

Расчет профильной трубы на прогиб – сложный и трудоемкий процесс. Для этого надо внимательно изучить ГОСТы и другие нормативные документы, изучить виды опор и нагрузок на будущую конструкцию, построить схему, добавить запас прочности. Малейшая ошибка при расчетах приведет к печальному финалу. Поэтому, не зная физики и Сопромата, лучше доверить расчеты ответственных конструкций (кровля, каркас) профессионалам. Они помогут провести точные расчеты при меньших затратах.

Источник: http://ProTryby.ru/kak-rasschitat-nagruzku-na-profilnuyu-trubu

Профильная труба – особенная представительница металлопроката — Стальмет

Современное строительство без профильной трубы неминуемо придет в упадок, поскольку данное изделие очень часто является основой жизненно-важных объектов: элементом коммуникаций (газо- и водопроводов, пневматических транспортных, вентиляционных, дренажных систем), «скелетом» самых разных металлоконструкций.

Профильная труба, сортамент которой сегодня весьма обширен, используется для возведения эстакад, линий ЛЭП. Незаменима она и в машиностроении. К примеру, служит для изготовления высотных башенных кранов. Профильные трубы различных размеров «участвуют» в строительстве жилых домов, офисов, объектов промышленного, гражданского, медицинского назначения.

В бытовом строительстве данное изделие широко используется при монтаже ограждений различного типа, ворот, лестниц, навесов, беседок и т.д. Строить с профильным прокатом быстро и недорого, что так ценят и строители, и заказчики. По мнению сварщиков, работать с профильными трубами – приятно, особенно, если правильно подобрать толщину стенки изделия.

Что же такое профильный прокат

Стальная профильная труба – изделие с овальным, прямоугольным, квадратным, кольцеобразным сечением. Сырьем для ее изготовления служат круглые стальные заготовки. Профильная труба, размеры которой варьируются в соответствии с ГОСТами, может быть электросварной, бесшовной, горяче- и холоднодеформированной, может пройти дополнительную защитную обработку.

Высокотехнологичное оборудование и опыт заводских мастеров позволяет производить профильный прокат высочайшего качества. ГОСТы 13663-86, 8639-82, 30245-2003 регламентируют производство труб стальных профильных, квадратных; ГОСТы же 30245-2003, 8645-68,13663-86 – прямоугольных изделий; в документах (ГОСТ 380-88, 380-94, 4543, 1050-88,19281, 27772-88) прописан требуемый состав сырья. В ГОСТах также представлена таблица веса профильной трубы, отмечены ее специфические особенности.

 Чем хорош профильный прокат

  • — Механическая прочность. Обычные стальные трубы не могут «похвастаться» подобной устойчивостью и надежностью.
  • — Форма профиля. Квадратные и прямоугольные изделия значительно облегчают процесс строительства. Их удобно транспортировать, монтировать, обрабатывать. Профильная труба, размеры которой могут значительно различаться, не занимает больших площадей при хранении, что может быть полезным при крупной покупке.
  • — Вес профильной трубы – пожалуй, главное достоинство данного изделия. При своих характеристиках выносливости и стоимости она является одним из самых практичных материалов. Труба профильная, вес одного метра которой варьируется от 200-300 г до 70 и более кг, обеспечивает легкость и, вместе с тем, необходимую прочность возводимым строениям.  
  • — Дешевизна. Применение данных изделий позволяет избежать огромных затрат на приобретение цементирующих материалов, нагружающих почву, помогает значительно снизить металлоемкость возводимых объектов. К примеру, балка двутавровая, размеры, которой можно уточнить у наших специалистов, содержит на целых 25 % больше металла. Так, в некоторых проектах ее использование – нецелесообразно, тогда как профильный прокат – оптимальное решение. О двутавровой балке можно почитать здесь.
  • — Позитивное влияние на скорость строительных работ. Правильно подобранная труба профильная, вес погонного метра который можно рассчитать, к примеру, по формуле m = ro / 7850 * 0.0157 * S * (2 * a — 2.86 * S) * L, m — вес профильной трубы, а ro — плотность сырья (углеродистая сталь — 7850 кг/м³), обеспечивает быстрое и качественное проведение предусмотренных технологических процессов.
  • — Устойчивость к деформации кручения и вес профильных труб – ключ к их активному использованию в современной архитектуре. В данном случае именно от веса профильной трубы (обычно с прямоугольным или квадратным сечением) зависит надежность арочных перекрытий, потолков, крыш высоких массивных зданий и строений (вокзалов, выставочных центров, стадионов).
Читайте также  Дымовая труба из нержавеющей стали

На сайте «СТАЛЬМЕТ» представлена профильная труба в сортаменте, интересном для покупателей.

Это труба квадратная ст3, представляющая собой замкнутый профиль, сварная труба квадратная 09г2с. Порадует линейкой размеров труба прямоугольная ст3, впрочем, как и труба прямоугольная 09г2с.

Поскольку наша компания сотрудничает с крупнейшими российскими заводами-производителями без посредников, купить профильную трубу в СПб по доступной цене можно прямо сейчас, здесь, на сайте.

Чем стоит руководствоваться при выборе профильных труб

Обязательное условие приобретения любой продукции металлопроката — заводское качество, что должен подтвердить сертификат. Важно понимать, что от проката зависит безопасность эксплуатации возводимых вами объектов.

Учитывая сферу и условия использования профильной трубы, важно не только точно знать маркировку нужного вам изделия, но и хорошо ориентироваться в ГОСТах. Конечно, наши специалисты обязательно помогут, но, если существует необходимость в приобретении определенного вида профильного проката, то есть смысл все-таки заранее освежить свои профессиональные знания. Всю необходимую информацию о профильной трубе, ее размерах, весе, можно найти в ГОСТах, в представленных таблицах.

Длина сторон a/b, мм Толщина стенки S, мм Вес, кг/м
15/15 1,0 0,479
15/15 1,5 0,707
15/15 2,0 0,926
20/15 1.5 0.810
20/15 2.0 1.070
20/20 1,0 0,620
20/20 1,5 0,930
20/20 2,0 1,225
25/15 1.0 0.620
25/15 1.5 0,930
25/15 2.0 1,225
25/25 1,0 0,793
25/25 1,5 1,178
25/25 2,0 1,554
30/20 1,5 1,178
30/20 2 1,554
30/30 1,0 0,942
30/30 1,5 1,401
30/30 2,5 2,296
40/20 1.5 1.401
40/20 2.0 1.853
40/25 1.5 1.554
40/25 2.0 2.057
40/40 1,0 1,24
40/40 1,5 1,849
40/40 2,0 2,447
50/20 1.5 1.660
50/20 2.0 2.198
50/25 1.5 1.778
50/25 2.0 2.355
50/30 1.5 1.849
50/30 2.0 2.449
50/40 1.5 2.100
50/40 2.0 2.790
50/40 2.5 3.470
50/50 1,5 2,34
50/50 2,0 3,10
50/50 2,5 3,86
60/20 1.5 1.849
60/20 2.0 2.449
60/20 2.5 3.020
60/25 1.5 2.037
60/25 2.0 2.700
60/25 2.5 3.320
60/30 1.5 2.108
60/30 2.0 2.794
60/40 1.5 2.340
60/40 2.0 3.100
60/40 2.5 3.860
60/60 1,5 2,8
60/60 2 3,72
60/60 2,5 4,63
70/30 1.5 2.340
70/30 2.0 3.100
70/30 2.5 3.860
70/40 1.5 2.580
70/40 2.0 3.420
70/40 2.5 4.260
80/30 1.5 2.580
80/30 2.0 3.420
80/30 2.5 4.260
80/40 1.5 2.800
80/40 2.0 3.720
80/40 2.5 4.630
80/40 3 3,83
80/40 3,5 4,39
80/40 4 4,93

Источник: https://spb-stal.ru/stati/profilnaya-truba-osobennaya-predstavitelnitsa-metalloprokata/

Швеллер — использование и нагрузка

Швеллер — это один из видов фасонного стального проката. В поперечном сечении он имеет форму буквы «П». Такая форма обеспечивает швеллеру такие показатели жесткости, которые делают возможным его употребление в самых разных отраслях — от тяжелого машиностроения до строительства дачных домиков. Швеллеры применяются в автомобиле- и вагоностроении, из них делают различные опоры и ограждения, ими укрепляют входные ворота и оконные проемы.

Номера, литеры и ГОСТы

По способу производства швеллер бывает гнутый и горячекатаный профиль. Различить их легко даже не специалисту — горячекатанный швеллер имеет четко выраженное ребро, а гнутого швеллера оно будет несколько закругленным. Прочие особенности различных видов швеллера определяются уже по их маркировке.

В частности, литеры А,Б и В в отношении партий горячекатанных швеллеров будут обозначать, что прокатка производилась с высокой (А), повышенной (Б) или обычной точностью (В).

Номер швеллера обозначает высоту его сечения, выраженную в сантиметрах.

Ширина профиля соответствует ширине полки и может колебаться в промежутке от 32 до 115 мм. Маркировка швеллера, например 10П, отражает его высоту и тип профиля. Высота сечения швеллера — это вообще главный параметр в его маркировке. Номер швеллера — это его высота с сантиметрах, а соседствующие с ним буквы обозначают, что сечение швеллера может быть:

1) с уклоном граней (серии У и С), где У — это уклон, а С или Сб — специальные серии. 2) с параллельными гранями (серии П, Э и Л), где Э означает экономичную серию, а Л — легкую. Литеры С (например — 18С, 20С и т.д.

), можно встретить в изделиях, предназначенных для автомобильной промышленности или для строительства железнодорожных вагонов (ГОСТ 5267.1-90). Встречаются еще иногда и экзотические виды швеллеров.

Например, ГОСТ 21026-75 определяют параметры швеллеров с отогнутой полкой (их используют при производстве вагонеток для шахт и рудников).

Самые востребованные размеры швеллеров

Наибольшей популярностью у потребителей пользуются швеллеры с номерами от 8 до 20 Их геометрические параметры в категориях П (то есть с параллельными гранями) и сериях У (с уклоном внутренних граней) совпадают, разница наблюдается только в радиусах закругления и углах наклона полок.

Швеллер 8 применяется в основном для укрепления конструкций внутри зданий бытового и производственного назначения. При его производстве используются полуспокойные (3ПС) и спокойные (3СП) углеродистые стали, для которой характерна отличная свариваемость.

Швеллер 10 широко используется в машиностроении, станкостроении и в других областях промышленности. Он также успешно используется при возведении мостов, стен и несущих опор при строительстве корпусов производственных зданий.

Швеллер 12 очень схож со швеллером «восьмеркой», но имеет более высокие прочностные характеристики и несущую способность, что позволяет снижать металлоемкость конструкций, возводимых с его участием.

Швеллер 14 — один из наиболее востребованных типов швеллеров. используется в строительных конструкциях для жесткого армирования несущих деталей, придавая им металлоконструкции особую прочность и жесткость. Швеллер 14 бывает обычной точности и повышенной.

Швеллер 20 выступает как несущий элемент при усилении мостов, при армировании перекрытий (в том числе и сложном) многоэтажных домов, в кровельных прогонах.

Благодаря высоким эксплуатационным качествам, «двадцатка» часто применяется в конструкциях с высокими нагрузками — как динамическими, так и статическими.

Встречаются и нестандартные применения швеллеров. Перфорированный (то есть «дырчатый») швеллер позволяет, к примеру, монтировать металлические конструкции без проведения сварочных работ, что значительно сокращает время монтажа. Для перфорации лучше всего подходят швеллеры с большой высотой полок и широким расстоянием между ними. Такие изделия обозначаются буквами ШП — «Швеллер Перфорированный» и чаще всего применяются при строительстве временных конструкций (например — строительных лесов) или складских стеллажей.

Для создания таких сооружений лучше подходят швеллеры с малыми номерами, поскольку вес стеллажа (а значит и швеллера, из которого он собран) не должен быть слишком большим.

При внутренней отделке помещений швеллеры используются в качестве «охранного» каркаса при прокладке проводов электросетей высокого напряжения.

Иногда швеллеры используют еще в качестве направляющего грузоподъемного устройства, в том числе, как пандусы для колясок и тележек.

В общем, применение швеллеров может быть разнообразным, но все-таки главное их назначение — это укрепление конструкций и способность выдерживать длительные нагрузки.

Сколько может весить швеллер

Номер швеллера Масса 1 метра в кг Метров в тонне
 5 4,84  206,6
 6,5  5,9  169,5
 8  7,05  141,8
 10  8,59  116,4
 12  10,4  96,2
 14  12,3  81,3
 16  14,2  70,4
 18  16,3  61,3
 20  18,4  54,3
 22  21  47,6
 24  24  41,7
 30  31,8  31,4

Условные обозначения в маркировке швеллера — как в них разобраться?

А поскольку главное назначение швеллера состоит в том, чтобы выдерживать нагрузки, то из его маркировки прежде всего требуется узнать параметры, которые позволят эту нагрузку рассчитать, а именно — состав стали, ее прочность, качество прокатки и так далее.

Что же можно узнать из маркировки?

К примеру, перед нами упаковка горячекатанных швеллеров, на которой написано: 30П-В ГОСТ 8240-97/Ст3сп4-1 ГОСТ 535-88

Это значит, что перед нами швеллер 30П — то есть с параллельными гранями и высотой сечения 30 см. Буква В указывает на обычную точности прокатки В, выполненный из стали Ст3, четвертой категории, первой группы.

Тот же швеллер, но только из стали 09Г2С повышенной точности прокатки получит обозначение 30П-Б ГОСТ 8240-97/345 ГОСТ 19281-89, в котором 345 будет означать прочность стали, соответствующую сорту 09Г2С.

А вот в маркировке А 300х80х6 Б ГОСТ 8278-83/2-Ст3сп ГОСТ 11474-76 буква А будет обозначать высокую точность профилирования стальной заготовки (штрипсы) из второй категории стали Ст3сп, из которой изготовлен гнутый равнополочный швеллер размерами 300х80х6 (где 300 мм — высота сечения изделия, 80 мм — ширина полок, а 6 мм — толщина полок и стенок)

Читайте также  Квадрат труба размеры таблица

Виды нагрузок и швеллеров

Вид А. «Козырек над подъездом». К такому типу относятся балки, где имеются жесткие заделки. Нагрузка обычно поступает равномерно. Это могут быть козырьки над подъездами. Для их изготовления применяют сварку. Делают из двух швеллеров, присоединенных к стене, а пространство заполняется железобетоном.

Вид B. «Межэтажные перекрытия»Жестко закрепленные однопролетные балки, нагрузка на которые распределена равномерно. Обычно это балки перекрытий между этажами.

Вид C. «Шарнирная балконная опора». Балки имеют две опоры с консолью, нагрузка между ними распределяется равномерно, но они выпущены за пределы наружных стен. Это необходимо для создания опоры балконных плит.

Вид D. «Под две перемычки». Это однопролетные шарнирно-опертые балки, на которых действуют две сосредоточенные силы. Обычно это перемычки, на которые опирается другая пара балок-перекрытий.

Вид E. «Под одну перемычку». Это однопролетные шарнирно-опертые балки, где сосредоточена одна сила. Обычно это перемычки, на которые опирается одна балки другого перекрытия.

После того как будет уточнено к какому виду относится данный швеллер и куда будет идти основная нагрузка подбирается формула расчета.

Прикидочный способ расчета нагрузки на швеллер

Чтобы произвести расчет надо сделать следующее:

     -Сперва определить полную нагрузку, которая будет действовать на балку – и умножить ее на нормативный коэффициент надежности по нагрузкам.

     -Полученный результат умножить на шаг балок (в данном случае это касается швеллеров).

Далее необходимо сделать расчет максимально изгибающегося момента.

Все данные для швеллера берутся по ГОСТу.

Формула такова: изгибающий момент Мmax будет равен расчетной нагрузке умноженной на длину швеллера в квадрате. Единица измерения — килоНютоны на метр. ( 1 кНм = 102 кгсм)

Затем перейти к вычислению нужного момента сопротивления балки.

Формула такова: момент сопротивления Wтр будет равен Мmax, который умножен на коэффициенты условий работы и поделен на 1,12 (это коэффициент для учета пластически деформаций).

Таким образом получим требуемое сечение. Но при этом нужно помнить, что номер швеллера должен быть больше требуемого момента сечения.

по теме:

Источник: https://stvybor.ru/staty/183-shveller-ispolzovanie-i-nagruzka/

Конструкционные особенности двутавра и швеллера и сравнение их прочности

Металлопрокат в виде швеллера и двутавра применяют в разных областях: от машиностроения до создания рекламных щитов. Привлекательность балок заключена в сочетании конструкционных свойств и надежности, обусловленной формой профиля: П- и Н-образной. Благодаря этой особенности металлопрокат выдерживает существенные вертикальные и горизонтальные нагрузки, перераспределяя их по всей своей длине и обеспечивая долговечность сооружению. Что представляет собой каждый из этих материалов и какой прочнее?

Применение различных видов металлопрофиля для каркаса крыши

Особенности металлопроката швеллерного типа ↑

Балки, имеющие в разрезе П-образное сечение, называют швеллерами. Изготавливают их методом холодной или горячей гибки.

Виды швеллерных балок и их размеры ↑

Холодногнутые профили делают из пластичных заготовок, в состав которых входят сплавы цветных металлов, в том числе алюминий, что повышает сопротивляемость коррозии, но снижает степень прочности.

Горячему воздействию подвергают заготовки из стали. Они прочней и надежней, защищены от влаги цинковым покрытием, но стоят дороже и не изобилуют разнообразием форм.

Высота основания стандартных типоразмеров швеллерных профилей (№5 – 40) 50 – 400 мм, толщина профиля варьируется в пределах 0,4 – 1,5 см.

Они незаменимы при возведении конструкции с многочисленными стыками, когда необходимо обеспечить примыкание поверхностей, также их используют в качестве прогонов в каркасах крыш.

Форма швеллера разного размера

Принципы классификации швеллера ↑

Грани по отношению к основанию могут располагаться параллельно или с уклоном различной степени, ввиду этого существует несколько форм швеллерных профилей:

  • С параллельным расположением граней друг к другу и перпендикулярным к основанию. Профиль «П» устойчив к нагрузкам разнонаправленного действия (изгиб, разрыв, сжатие). Поэтому его используют, когда нужно надежное соединение, плотное примыкание элементов.
  • Грани имеют уклон 4-10%. Эти изделия маркируют буквой «У». Внешний контур балок сохраняет образ буквы «П», а вот внутри переход граней в основание происходит не по перпендикуляру, а под углом с уклоном. Поэтому стенки у основания утолщены, а само изделие прочнее. Балки с уклоном используют, когда нужен надежный каркас для высоконагруженной конструкции.
  • Балки с маркировкой «Э» тонкостенные, не способны нести на себе большую нагрузку, поэтому стоят дешевле, чем профили «П» и «У».
  • Маркировка «Л» обозначает легкую серию балок, нагружать которые сверх установленных норм нельзя.

Основные типы швеллерных профилей

: Швеллер ↑

Швеллерные изделия маркируют цифровыми и буквенными символами, которые обозначают расстояние между гранями в сантиметрах и принадлежность к определенному сортаменту. Например, 12П – грани параллельны и расстояние между ними 12 см.

Кроме того, грани могут иметь неравную ширину, ввиду чего их подразделяют на равнополочные и неравнополочные.

Тип швеллерной балки выбирают на основе расчетов максимальной нагрузки, которую ей придется выдерживать.

Выполнить их сможет только специалист, основываясь на таких величинах:

  • ширина граней швеллера;
  • толщина основания;
  • расстояние между гранями;
  • внутренние радиусы закругления.

Перфорированная швеллерная балка

Механические характеристики выбранной марки балки должны быть не ниже расчетных. Лучше выбрать изделие на номер выше, иначе надежность конструкции снизится.

Особенность металлопроката двутаврового типа ↑

Внешне двутавр производит впечатление крепкой конструкции, чему способствует его Н-образный профиль.

Именно такая форма дает наилучшее сочетание важных для строительства характеристик: малого веса и высокой механической прочности.

Двутавровые балки

Применение двутавров в строительстве ↑

Жесткие свойства двутавровых балок делают их устойчивыми к прогибанию, скручиванию и обеспечивают большую надежность конструкции, предотвращая такие эксплуатационные явления, как:

Н-образные балки используют для создания опорных колонн, перекрытий, для армирования опалубки, применяя их можно уширить пролеты без потери качества каркаса.

Для целей строительства двутавровый швеллер иногда изготавливают из дерева. Особенно актуален такой вариант для создания каркаса крыши в жилом доме, так как у дерева меньше уровень теплопроводности. Привлекательна деревянная двутавровая балка и с экономической точки зрения: у нее оптимальное соотношение цены и прочности.

Перекрытия из деревянных двутавровых балок

Металлические профили сильнее, но обойдутся дороже. Востребованы они в крупнопанельном и промышленном строительстве в качестве главных несущих элементов, где они принимают на себя основную нагрузку.

Типы и маркировка двутавровых балок ↑

Выпускают Н-образные балки с параллельными гранями и расположенными с уклоном. Согласно государственного стандарта, двутавровый профиль маркируется следующим образом:

  • «Б» балки с нормальной шириной полок. Высота основания от 10 до 60 см. Чтобы полки смогли выдержать поступающее усилие на ребро, их утолщают у основания, что затрудняет расстановку заклепок.
  • «Ш» широкополочные. Благодаря хорошей работе на изгиб нашли свое применение в устройстве перекрытий. Широкие полки удобны для посадки в них заклепок. Высота профиля может достигать 1 м.
  • «К» колонные (полки и основание одинаковой ширины). Уникальность таких профилей в наличии жесткости во всех направлениях возможной нагрузки.

Основные типы двутавровых профилей

В маркировке балок первые две цифры обозначают высоту профиля в сантиметрах, а следующая за ними буква указывает на ширину полок. На прочность двутавровой балки оказывают влияние следующие характеристики:

  • марка стали, для ответственных несущих балок применяют низколегированную сталь;
  • толщина ребра жесткости (основания) и граней;
  • положение граней (параллельно или с уклоном);
  • метод изготовления.

Н-образный металлопрофиль получают двумя способами:

  • горячей прокаткой;
  • сваркой.

Горячекатанные изделия дешевле и более распространенные, но используемые марки стали требуют дополнительной обработки от коррозии. Несущая способность ниже, чем у сварных аналогов.

Широкополочный металлический двутавр

Сварные конструкции имеют меньшую общую массу, а вот прочностные характеристики у них выше (нагрузку выдерживают большую, чем горячекатанные варианты). Изделие можно создавать с переменной толщиной профиля и из разных видов стали (одна для граней, другая для основания), а также с перфорацией (просечные отверстия), благодаря которой снижается вес балки, но сохраняется прочность. Также возможно создавать балки на заказ любого размера (не по ГОСТу), без строгих размерных соотношений.

Сравнение двутавра и швеллера на прочность ↑

Ввиду высоких показателей жесткости и прочности целесообразно применение профильных балок в качестве основного стройматериала при возведении домов. Из них сооружают прогоны, лаги, несущие элементы, каркасы, стропильные ноги. Швеллер и двутавр по-разному работают на изгиб, потому имеют разные области применения в строительстве.

В перекрытиях и стропильных системах используют балки как с двутавровым, так и со швеллерным сечением.

Однако у них различная реакция на скручивающую силу, и они по-разному реагируют на локальные и распределенные нагрузки. Ответ на вопрос, что прочнее двутавр или швеллер, кроется в форме поперечного сечения балок.

http://stylekrov.ru/wp-content/uploads/2014/08/balka-dvutavr.jpg Двутавровые балки разных видов

При одинаковом типоразмере (при идентичных значениях поперечного сечения и массы погонного метра) двутавровый профиль жестче, а значит сопротивляемость нагрузкам и прочность у него выше.

Эту жесткость ему обеспечивают двусторонние ребра. В Н-форме полки выступают по обеим сторонам от основания на одинаковое расстояние, обеспечивая жесткость стенки с двух сторон.

Максимальный объем металла находится в полках и в них возникает напряжение от нагрузок. Весовая нагрузка, воспринимаемая полками, направлена по вертикали, приводит к продольному напряжению и передается на основание в виде сжатия. А вот устойчивость к скручиванию мала.

https://goo.gl/M85PIb  Распределение нагрузки в швеллере и в двутавре

У швеллерного профиля из-за П-образной геометрической формы его главная ось инерции выходит за область нагрузки (не совпадает со стенкой). Такая балка в состоянии справиться с поперченными нагрузками и лучше работает на изгиб. В швеллере ребра выступают в качестве односторонних рычагов, увеличивающих силы, стремящиеся скрутить балку. Поэтому балки швеллерного типа целесообразно использовать при боковых нагрузках в легких конструкциях.

Много зависит от распределения, направления и силы нагрузки. Оба профиля плохо справляются с нагрузкой, действующей перпендикулярно плоскости их стенки. Для противодействия неустойчивости балки укрепляют привариванием жестких элементов, бетонированием.

Если вы не знаете, что лучше выбрать двутавр или швеллер для конкретной задачи, лучше обратиться за консультацией к специалисту, который поможет выполнить необходимые расчеты.

Читайте также  Трубы ду наружный диаметр таблица

Источник: http://goodkrovlya.com/ustrojstvo/dop/osobennosti-dvutavra-i-shvellera.html

Железные марши с коваными ограждениями

Современные технологии сварочных работ и металлообработки позволяют производить изделия из металла на качественно новом уровне. Специалисты ковки и сварки оттачивают мастерство, являя миру все новые, ювелирно изготовленные металлические изделия. Прогресс внедряется и в мир лестниц. На фото, сопровождающих статью, можно увидеть, насколько филигранны и фантазийны современные лестничные сооружения. Мы поговорим о том, как выглядит сегодня такая привычная вещь, как железная лестница, и о ее разновидностях.

Почему лестницы из металла так хороши?

Можно перечислить множество преимуществ таких лестниц, например:

  1. Устойчивость к атмосферным явлениям и перепадам температур, если материал надежно защищен от коррозии.
  2. Воздушность конструкции.
  3. Прочность материала, стойкость к механическому воздействию.
  4. Неприхотливость в эксплуатации.
  5. Несгибаемость ступеней. Они не вибрируют и не скрипят.
  6. Структура материала позволяет добиваться самых невероятных дизайнерских идей.
  7. Невысокая цена заготовок и работы (здесь нужно исключить ковку, это по-прежнему дорогостоящие работы).

Зимой наружная лестница из железа промерзает и покрывается льдом. Поэтому ступени необходимо делать из рифленой стали, арматурных прутьев или из дерева.

Это совет полезен тем, кто собирается изготовить железную лестницу на второй этаж не внутри здания, а снаружи. Ведь не во всех домах найдется столько места, чтобы разместить лестничную конструкцию. А небольшая воздушная лесенка из металлического профиля, огибающая дом, по своему украсит фасад, придаст ему индустриальности. На фото ниже представлена такая конструкция, обвивающая железным кружевом красивый загородный дом.

Для изготовления железных лестниц применяются различные виды материалов: металлические профили, профильные трубы, стальные листы и арматурная сталь. А косоуры часто делают из уголка или швеллеров. Рассмотрим подробно.

Профильные трубы, швеллер и уголок

Внутренняя лестница из профильной трубы на второй этаж отличается прочностью. Хотя изготовление такой конструкции – трудоемкий процесс, зато она по всем позициям превосходит другие материалы. Чем хороши профильные трубы?

  •  Долговечность изделия.
  •  Надежность и прочность профиля.
  •  Ускоренная сборка каркаса и его установка.
  •  Демократичная цена.
  •  Высокая вариативность форм конструкции.
  •  Устоявшаяся технология изготовления.

Используются трубы различного сечения, но более распространено сечение 40х60. Меньшие размеры не рекомендованы, поскольку фактура профиля теряет жесткость и толщина профиля достаточно мала.

Как делается лестница из профильной трубы:

Сначала изготавливают каркас, на котором будет стоять лестница. Подготавливают материалы: сварочный аппарат, профильные трубы и уголки сечением 40х40 мм. К каркасу приваривают трубу, которую сверху прикрепляют к стене при помощи анкеров. Затем приваривают уголки, а сверху крепят подступенки и ступени.

Примечание:

Использование профильных труб позволяет применять метод порошковой окраски каркаса. Покрашенная  в нужный тон лестница заиграет в ансамбле с другими деталями интерьера.

Вместо профильных труб можно использовать косоуры из швеллера. Они более тяжелые и прочные. Швеллеры – основа строительства и базовый вид металлопроката. Особенно подходят они для изготовления лестничных косоуров. Для изготовления швеллера используют низколегированную или конструкционную углеродистую сталь. На фото показаны элементы швеллера и уголка.

Как это делается:К ребру швеллера привариваются металлические детали – кобылки. Они будут служить опорой для будущих ступеней.

Ступени и кобылки часто изготавливают из металлического уголка.

Совет:

Швы лучше делать внутри конструкции, чтобы они не выступали на поверхности и не мешали обшивке.

Гармония и стиль в железной лестнице

Современные конструкции из металла изготавливаются во многих вариациях. Это могут быть брутальные, полностью металлические пролеты, ведущие в подвал, на мансарду. На улице предпочтительны марши, выполненные целиком из металла. Но внутри дома ступени лестничной конструкции на второй этаж обычно облицовываются.

Вариантов облицовки не счесть: дерево, керамическая плитка, клинкер, ступени из мрамора, из стекла. Все они имеют право на существование, ведь главное – придерживаться основной идеи интерьерного решения жилища. Хотя и полностью металлическая лестница на второй этаж, особенно винтовая, будет к месту в нарочито аскетичном убранстве комнаты.

Урбанизм, минимализм, хай-тек дружелюбно примут хрупкую на вид, но необыкновенно прочную железную лестницу.

На видео вы можете увидеть, как монтируют лестницу из металлического профиля, а на фото, иллюстрирующих статью,  показаны различные профили – швеллеры и уголки. Без этих составляющих конструкция не соберется. Ждем комментариев и вопросы, если они у вас появятся.

  • Евгения
  • Распечатать

Источник: http://7lestnic.com/metallicheskie/zheleznye-lestnici.html

Как выбрать сечение профильной трубы

 09.11.2017

Высокая прочность, небольшой вес, удобство монтажа – благодаря этим трем качествам профильные трубы активно используют в строительстве. Работать с прямоугольной или квадратной трубой намного легче, чем с круглой, но при этом важно правильно выбрать параметры сечения проката. От них зависят прочность и долговечность конечной конструкции.

Нормативные документы для выполнения расчета

При выполнении расчетов лучше пользоваться специальными нормативными документами:

  • СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» (в своде правил указаны все виды нагрузок, которые необходимо учитывать при строительстве зданий и сооружений);
  • СНиП II-23-81 «Нормы проектирования. Стальные конструкции» (в документе указаны строительные нормы, которые необходимо соблюдать при проектировании и строительстве стальных конструкций с учетом их вида и используемых материалов).

Нагрузки, воздействующие на трубы, и их виды

Профильные трубы могут выдерживать высокие нагрузки благодаря ребрам жесткости. Поэтому их используют для строительства различных каркасных конструкций. При сооружении перил или ограждений вполне можно обойтись без расчетов, потому что нагрузки на эти конструкции небольшие.

А вот при строительстве беседок, ферм, навесов или козырьков учет нагрузок обязателен. Профильные трубы, как и любой другой строительный материал, имеют свой предел прочности. Если его превысить, нагрузки воздействуют на прокат разрушающе: он изменит форму или разорвется. Такие последствия может вызвать, например, слой снега на навесе.

Согласно СП 20.13330.2011 нагрузки делят на постоянные и временные. Постоянные – вес частей зданий и сооружений. Временные делятся на три вида:

  1. Длительные. К ним относятся вес временных перегородок, воздействия, вызванные усадкой материалов, деформациями оснований зданий, изменением влажности, и прочее.
  2. Кратковременные. Нагрузки от оборудования или людей, а также температурные, снеговые и ветровые.
  3. Особые. Нагрузки, которые могут возникнуть в результате пожара, взрыва или сейсмического воздействия, при столкновении транспортных средств с конструкцией.

Во внимание нужно принимать все перечисленные виды воздействий на профильные трубы. За исключением особых нагрузок, которые логично учитывать только в сейсмоопасных районах.

Большой слой снега увеличивает нагрузку на металлоконструкцию Сфера применения металлокаркасного строительства расширяется. Его применяют не только при возведении производственных цехов, ферм, ангаров, теплиц, но и магазинов, кафе и жилых домов. Лидерство в каркасном строительстве принадлежит Северной Америке. Здесь возводят 1,5 млн домов ежегодно.

Показатели максимальной нагрузки для профильных труб

В таблицах приведены данные о максимальных нагрузках, которые способны выдержать профильные трубы. Под их воздействием прокат прогнется, но вернет свою форму, как только нагрузки прекратятся. Если превысить предел максимально допустимых нагрузок, конструкция разрушится.

Трубы квадратного сечения

Размеры трубы,

мм

Максимальная нагрузка, кг

для пролета величиной

1 м

2 м

3 м

4 м

5 м

6 м

40×40×2

709

173

72

35

16

5

40×40×3

949

231

96

46

21

6

50×50×2

1165

286

120

61

31

14

50×50×3

1615

396

167

84

43

19

60×60×2

1714

422

180

93

50

26

60×60×3

2393

589

250

129

69

35

80×80×3

4492

1110

478

252

144

82

100×100×3

7473

1851

803

430

253

152

100×100×4

9217

2283

990

529

310

185

120×120×4

13 726

3339

1484

801

478

296

140×140×4

19 062

4736

2069

1125

679

429

Трубы прямоугольного сечения

Размеры трубы,

мм

Максимальная нагрузка, кг

для пролета величиной

1 м

2 м

3 м

4 м

5 м

6 м

50×25×2

684

167

69

34

16

6

60×40×3

1255

308

130

66

35

17

80×40×2

1911

471

202

105

58

31

80×40×3

2672

658

281

146

81

43

80×60×3

3583

884

380

199

112

62

100×50×4

5489

1357

585

309

176

101

120×80×3

7854

1947

846

455

269

164

К такому результату может привести превышение максимально допустимых нагрузок

Методы расчета нагрузок, воздействующих на профильную трубу

Нагрузки, воздействующие на профильную трубу, можно вычислить тремя способами:

  1. Специализированные калькуляторы. Один из таких сервисов можно найти по этой ссылке: svoydomtoday.ru.
  2. Справочные таблицы. В данном случае понадобятся данные таблиц 1 ГОСТов 8639-82 и 8645-68. Это точный метод. Но воспользоваться им без специальных знаний будет трудно. Для каждого варианта распределения нагрузки и закрепления профильной трубы на опорах применяется отдельная формула.
  3. Расчет на изгиб. Не вдаваясь в подробности науки о сопротивлении материалов, приведем формулу, которая берется за основу:

где P – напряжение при изгибе,

M – изгибающий момент

W – момент сопротивления сечения

Заключение

Практика не один раз подтверждала, что только наличие знаний и продуманный подход способны обеспечить требуемый результат. Такая формулировка вполне подходит и для строительной сферы. Если для расчета какой-либо металлоконструкции нет желания обращаться к профильным специалистам, нужно как минимум воспользоваться данными таблиц, приведенными выше, или специализированными калькуляторами. Это обеспечит требуемую безопасность при дальнейшем использовании металлоконструкции.

Возврат к списку

Источник: http://www.ktzholding.com/blog/kak-vybrat-sechenie-profilnoy-truby/

Понравилась статья? Поделить с друзьями: