Отличия швеллера от других двутавров

Двутавровые балки гарантируют надежность перекрытий, лестничных пролетов, стен в жилых и нежилых строениях, устойчивость пешеходных и автомобильных мостов. Швеллеры и двутавры – универсальные строительные материалы, которые используют при монтаже несущих конструкций в промышленном и гражданском строительстве. 

Разрабатывая схему металлоконструкции, нужно знать чем отличается швеллер от двутавра, с какими нагрузками швеллеры справляются лучше двутавров и в каких случаях их нельзя менять местами. Ошибка в расчетах и неправильный выбор несущих элементов может достоинства двутавровой балки превратить в недостатки. 

Общие сведения о швеллерах и двутаврах

Что же такое швеллер? Это стальная балка, состоящая из двух вертикальных полок и соединяющей их горизонтальной стенки. Такая форма улучшает ее жесткость, устойчивость к разноплановым нагрузкам, повышает несущую способность. Швеллер облегчает металлоконструкцию, не уменьшая ее прочность.

Двутавр также имеет две вертикальные полки, соединенные горизонтальной стенкой. Разница в месте соединения: в швеллере полки соединены перемычкой (стенкой) по одному краю, а в двутавре перемычка находится по центру или немного смещена от центральной оси полок. Двутавровая балка способна выдержать сильные нагрузки, но тяжелее и дороже швеллера. 

Швеллеры и двутавры объединяет:

1. Есть два вида профилей: горячей и холодной прокатки;

2. Планки относительно перемычки расположены перпендикулярно или под углом. Профили, в которых планки расположены под углом к стенке, обладают большей жесткостью, чем с планками, расположенными параллельно друг другу. 

Но есть некоторые отличия в производстве: двутавры холодного проката изготавливаются из стальных полос с использованием сварки. Холоднокатаные швеллеры производят на профилегибочных станах. Швеллеры холодного проката называют гнутыми. Изделия из металла холодного проката легче горячекатаных, но уступают им в переносимости серьезных нагрузок.

В несущих каркасах используются швеллеры и двутавры, но разница между ними существенная. Балки по-разному реагируют на скручивание, сжатие и растяжение. При выборе материала для несущей конструкции значение имеет марка стали, толщина металла, высота, ширина, способ производства, обработка поверхности. 

Применение швеллеров

Этот вид металлопроката универсален. Он используется практически во всех отраслях экономики. По несущей способности швеллеры уступают двутаврам, но на их производство уходит меньше времени и металла. Швеллеры чаще используют в частном строительстве, в станкостроении, машиностроении. 

Они получили широкое распространение по нескольким причинам:

1. Легко поддаются механической обработке (сверление, сварка и т.д.). Пластичность и вязкость металла достигается благодаря термической обработке в процессе производства;

2. Не деформируются (устойчивы к изгибу, сжатию, растяжению);

3. Выдерживают серьезные несущие нагрузки (профили горячей прокатки прочнее гнутых);

4. Не подвержены коррозии. В производстве используются устойчивые к коррозии марки стали, поверхность проходит антикоррозионную обработку (цинкование, лакокрасочное покрытие);

5. Простой монтаж. Швеллеры имеют небольшой вес, что облегчает возведение металлоконструкции. При монтаже некоторых каркасов не требуется сварка элементов конструкции на стыках;

6. Долговечность несущих конструкций, построенных из швеллеров;

7. Доступная стоимость проката.

Швеллеры хорошо переносят и вертикальную нагрузку, если установка произведена строго вертикально. В этом они уступают только двутавру. 

Область применения зависит от типоразмера и марки стали:

1. При строительстве частных и многоэтажных домов, промышленных объектов. Швеллеры используют для армирования несущих бетонных конструкций. Они применяются при монтаже перекрытий, лестничных пролетов, кровли и т.д.;

2. В мостостроении. При возведении пешеходных, автомобильных, железнодорожных мостов используются надежные балки горячего проката;

3. В станкостроении, судостроении, вагоностроении, автомобилестроении. Применяются облегченные швеллеры при монтаже каркасов промышленных станов, тяжелой строительной и специальной техники (подъемных механизмов, машин тяжелого типа и др.);

4. При монтаже ЛЭП, трубопроводов. Конструкция из швеллеров защищает коммуникации от внешних воздействий;

5. Внутренняя и наружная отделка. Из профиля монтируют полки на стенах, пандусы, опоры и др…

Если металлоконструкция подвергается сильной нагрузке, в качестве несущего элемента используется двутавровая балка. Главные отличия швеллера и двутавра – несущая способность и устойчивость к осевым нагрузкам. Несущая способность выше у двутавра, а осевые нагрузки лучше переносит швеллер. 

Где используются двутавры

При возведении частного жилья, благоустройстве приусадебных и дачных участков двутавры используют редко. В сравнении со швеллером это дорогой и тяжелый в монтаже строительный материал. Но в промышленном строительстве он незаменим. При проектировании крупногабаритных промышленных зданий и сооружений не возникает вопрос что лучше: двутавр или швеллер. Несущая способность двутавровых балок значительно выше.

Производят несколько видов двутавров: нормальные (ширина полки в два раза больше высоты профиля), широкополочные (прочнее и жестче нормальных), колонные (способны выдержать серьезные нагрузки), свайные. 

Они обеспечивают:

1. Прочность металлоконструкции (устойчивы к нагрузкам);

2. Удобство монтажа (легче сплошных балок, поддаются сварке, сверлению);

3. Высокую несущую способность;

4. Жесткость конструкции (нулевой крутящий момент);

5. Устойчивость к внешним воздействиям (специальная обработка поверхности, качественные сплавы).

Сфера применения зависит от параметров профиля. Весь металлопрокат соответствует ГОСТ, что упрощает разработку строительных проектов и монтаж несущих конструкций. 

Двутавровые балки используют:

1. В качестве опорных элементов;

2. При возведении решетчатых опор;

3. При строительстве шахт, метро, тоннелей;

4. В качестве рам для вагонов, тяжелой автотехники, транспортных судов;

5. Для обвязки фундамента под крупногабаритное сооружение;

6. Для прокладки подкранового пути;

7. При возведении мостов, дамб (каркасы, опоры). 

Однозначно ответить, что крепче швеллер или двутавр, нельзя. Их надежность зависит от того, насколько правильно произведены расчеты, соблюдались ли правила монтажа. Крепче будет та несущая конструкция, в которой правильно подобраны несущие элементы. 

Сравнительный анализ

Сравнивать несущие профили, имеющие схожие характеристики, но разное предназначение непросто. Характеристики металлопрокатных изделий зависят от сырья (состава сплава), размера (ширина полок, высота профиля, толщина металла). В зависимости от установки, две балки с одинаковыми параметрами будут по-разному реагировать на разноплановые нагрузки. Чем больше длина пролета, тем ниже несущая способность. Надежность конструкции зависит от способа крепления, направления нагрузок.

Если сравнивать швеллер и двутавр по основным показателям, то можно сделать выводы:

1. По сферам применения. Швеллеры чаще используются в строительстве легких конструкций (частные дома, дачи, теплицы). Они востребованы в машиностроении, станкостроении, где используются в качестве несущих элементов при строительстве баз, рам, каркасов. Двутавры полезнее в промышленном строительстве. При возведении крупных зданий и сооружений требуется обеспечить прочность и жесткость каркасов, опор, с чем двутавры отлично справляются;

2. Прочность балки. Двутавр превосходит швеллер в прочности, но оба профиля используются при возведении прогонов, лаг, каркасов и т.д… Они по-разному реагируют на скручивание, поэтому, если неправильно рассчитаны нагрузки, двутавр может не оправдать заявленные производителем параметры. Что же лучше использовать для подпорки – швеллер или двутавр? Двутавр отлично справляется с вертикальной нагрузкой, а швеллер устойчив к изгибу. Исходя из этих свойств проката и нужно делать выбор;

3. Распределение нагрузки. У швеллера ось инерции не совпадает со стенкой, что позволяет ему выдерживать поперечные нагрузки. По этому показателю швеллерная балка превосходит двутавровую. Ее лучше использовать в легких конструкциях с боковой нагрузкой;

4. Доступность по цене. На производство швеллеров уходит меньше металла, поэтому они дешевле. Но на стоимость также влияет марка стали, технология производства. Поэтому горячекатаный швеллер может оказаться дороже сварного двутавра.

Если не уверены в выборе несущих элементов для каркаса, лучше обратиться к специалистам. В Москве есть много компаний, оказывающих такие услуги. Если правильно выполнен расчет нагрузок, проблем с выбором не возникнет.