Швеллер и двутавр – это одни из самых популярных видов металлопроката, широко используемых в различных отраслях, включая машиностроение и строительство. Однако выбор между ними часто зависит от требований к прочности и специфики применения. Рассмотрим основные характеристики и преимущества каждого из них.
Швеллер: особенности производства и характеристики
Швеллер имеет П-образное поперечное сечение и изготавливается двумя способами – горячей прокаткой и холодной гибкой. Основное сырье для производства – различные марки стали, включая низколегированные и углеродистые. Производство швеллеров регламентируется ГОСТ 8240-97.
Швеллеры выпускаются в различных типоразмерах, которые отличаются:
- Высотой (шириной основания): от 50 до 400 мм.
- Шириной полки (боковой грани): от 32 до 115 мм.
- Формой внутренней поверхности полок: поверхность может быть параллельна наружной или располагаться под небольшим уклоном. В последнем случае толщина полки у основания больше, чем у края.
Разные размеры и геометрия швеллеров влияют на их прочностные характеристики. Самые прочные – это горячекатаные швеллеры с уклоном внутренних граней полок, благодаря большей площади контакта с основанием.
Швеллеры хорошо противостоят как поперечным нагрузкам (ударным или боковым), так и продольным (осевое скручивание, разрыв и сжатие) благодаря своей форме поперечного сечения.
Двутавр: отличительные черты
Главное отличие двутавра от швеллера – его поперечное сечение, напоминающее букву «Н». Основные параметры двутавра включают:
- Высоту: от 100 до 1013 мм.
- Ширину полок: от 55 до 400 мм.
Технология производства двутавровых балок включает горячую прокатку и сварку. Горячекатаные двутавры – это цельные изделия, полностью соответствующие установленным стандартам. Сварные двутавры создаются из стальной полосы под конкретные нужды, и их размеры могут отличаться от стандартных.
Как и у швеллера, внутренние грани полок двутавра могут быть наклонными или параллельными. Требования к геометрии и размерам указаны в ГОСТ 8239-89 и ГОСТ Р 57837-2017.
Горячекатаные двутавры с наклонными гранями полок являются самыми прочными, однако даже они не обеспечивают высокой устойчивости к продольному скручиванию.
Сравнение швеллера и двутавра
Швеллер отличается тем, что его центральная ось не совпадает со стенкой, что обеспечивает хорошую устойчивость к косому изгибу при небольшом весе и меньших затратах материала. Однако в большинстве случаев этой устойчивости недостаточно, поэтому одиночные швеллеры часто сваривают для создания полой квадратной коробки, что увеличивает трудозатраты и расход материала.
Двутавр же эффективно принимает вертикальные нагрузки благодаря центральной вертикальной стенке, которая обеспечивает высокий коэффициент инерции. Продольное скручивание, являющееся слабым местом двутавра, проявляется только при неравномерной нагрузке на верхнюю полку.
Фактически, двутавр прочнее и надежнее швеллера и подходит для использования в ответственных частях конструкций. Однако это не означает, что швеллеры не востребованы. Они остаются популярными благодаря меньшей стоимости и относительно небольшому весу, что делает их идеальными для строительства хозяйственных построек, гаражей и частных домов.
Заключение
Вопрос о том, что лучше – швеллер или двутавр, не имеет однозначного ответа. Прочность обоих видов проката зависит от конкретного применения и условий эксплуатации. Двутавр предпочтителен для масштабного промышленного и жилого строительства, где требуются надежные перекладины и колонны. Швеллер же остается популярным в частном строительстве благодаря своей экономичности и легкости.
Таким образом, выбор между швеллером и двутавром должен основываться на специфике проекта, требуемых характеристиках прочности и условиях эксплуатации.