Двутавр и швеллер — это профили из высокопрочной стали, широко используемые в промышленной и строительной сферах. Их основное предназначение — укрепление конструкции. Выбор профиля зависит от условий эксплуатации изделия, способа крепления, характера и направления нагрузки.

Характеристики швеллера

Данный вид металлопроката изготавливают из низколегированных и низкоуглеродистых сплавов методом гибки стальных полос или горячей прокатки.

В первом случае специальные автоматические или ручные станки позволяют придать полосам-заготовкам необходимую П-образную форму.

Во втором случае болванки нагревают до t свыше 1000 °С, а затем пропускают через металлопрокатный стан, при этом валики оборудования задают стержню нужные параметры. У горячекатаных изделий полки имеют наклонные внутренние грани, что значительно увеличивает площадь сечения. Прочность такого проката приближается к прочности двутавра. Профиль из коррозионностойкой стали обладает меньшей металлоемкостью и используется для возведения конструкций открытого типа — виадуков, мостов и пр.

Швеллерный прокат удобен для монтажа на плоской поверхности. Он широко применяется в автомобиле-, станко- и судостроении. С его помощью создают каркасные строения и армируют бетонные конструкции. Невысокая стоимость и достаточная прочность делают швеллер подходящим для частного строительства. Другими преимуществами П-образного профиля являются простота монтажа, стойкость к статическим нагрузкам, возможность объединения изделий в «коробку».

При выборе учитывают следующие характеристики:

• толщину и ширину полки — соответственно от 4,8 до 13,5 мм и 30-180 мм;
• толщину и ширину перемычки — 3,0-11,0 мм и 25-410 мм;
• высоту стенки — от 50 до 400 мм;
• для гнутого проката — радиус кривизны;
• геометрию поперечного сечения (форму стойки, основных плоскостей, угол наклона полок).

Горячекатаные изделия должны соответствовать требованиям ГОСТ 8240-97, гнутые — ГОСТ 8278-83.

Характеристики двутавра

Двутавровая балка отличается массивностью, жесткостью и прочностью. Это делает H-образный профиль подходящим для применения в масштабном строительстве — при возведении заводов и жилых многоквартирных домов, ТЦ и гипермаркетов, доков и складов, ж/д депо. Из других преимуществ можно назвать простоту соединения с бетоном, деревом, железом и иными стройматериалами, относительно малый вес, легкость транспортировки. Минус единственный — двутавр малоустойчив к скручивающим нагрузкам.

Свойства металлопродукции зависят от марки стали. Кроме того, чем длиннее пролет, тем хуже несущая способность изделия.

H-профиль изготавливают тремя методами:

• горячей прокаткой — металл нагревают до высоких температур, очищают от окалины и пропускают через металлопрокатный стан;
• сварочной либо заклепочной сборкой — профиль делают из трех сегментов по соответствующей технологии.

Двутавр выпускают по стандарту СТО АСЧМ 20-93/ГОСТ 26020 или ГОСТ 8239-89. Первый имеет параллельные грани полок, второй — наклонные. Параметры обоих видов металлопроката схожи:

• толщина перемычки — от 4 до 24 мм;
• ширина плоскости — от 50 до 303 мм;
• высота — от 100 до 600 мм;
• длина — от 6 до 12 м.

Что прочнее

Швеллер применяется при возведении гаражей, частных зданий, подсобных помещений, для монтажа малых металлоконструкций (перфорированный П-профиль).

Двутавр используется для строительства ГЭС, электростанций, промышленных зданий, многоквартирных жилых домов. При этом самодельное H-изделие из двух сваренных вместе швеллеров никогда не сможет заменить оригинальный аналог, поскольку прочность H-проката выше в 7 раз, чем прочность П-проката, а разница в жесткости практически 30-кратна. При этом стержни могут быть изготовлены из одного материала, иметь одинаковую толщину среза и длину — но все решает сечение.

Однако в эксплуатации прочность изгиба зависит также от того, насколько жестко закреплена балка, и от длины прогона.

Отличия швеллера от двутавра

Швеллерный прокат имеет П-образную конфигурацию. Если его полки сформированы под наклоном, такой профиль способен выдержать более высокие нагрузки, нежели его стандартный аналог. Двутавр по форме напоминает букву H.

Из-за разницы в местоположении центра тяжести профили по-разному реагируют на внешнее воздействие, особенно на скручивание. Этим же обусловлены различия в базовых характеристиках данных видов металлопроката.

В двутавре основная масса металла сосредоточена в полках. Особенно это выражено в моделях колонной и широкополочной серий. Толстые и прочные полки хорошо воспринимают и распределяют значительную вертикальную нагрузку, одновременно гарантируя высокий момент инерции. Сама же стенка отвечает за прочность при сжатии. Однако, если H-прокат нагрузить перекрытием с неравномерно распределенным весом, то балка окажется весьма уязвима к скручиванию.

Что касается швеллерного проката, его основной особенностью является несовпадение оси инерции с геометрией стенки. Изделие хорошо функционирует, проявляет свою прочность при косом изгибе, способно противостоять разрывающим нагрузкам. Его сгибы выполняют роль ребер жесткости, препятствующих деформации стержня под действием большого веса. При строительстве простых и маловесных конструкций — подсобок, хозпостроек, навесов, лестниц — швеллера сваривают в прямоугольную коробку, усиливая шов стальными пластинами.

При выборе вида металлопроката нужно принимать во внимание размер и характеристики будущей конструкции, сооружения, здания. Обязательно рассчитывают потенциальную нагрузку, учитывают предполагаемое время эксплуатации и цель использования профиля. И балка, и П-прокат не рассчитаны на значительные нагрузки, направленные перпендикулярно относительно главной оси стенки.

Стоимость такого проката на оптовом рынке обычно измеряется в тоннах. Одна тонна П-образной металлопродукции из-за меньшей удельной массы вберет в себя больше погонажа. В целом же цена будет зависеть от способа и материала изготовления. При схожих характеристиках швеллера стоят дешевле двутавровой балки.