Графік роботи: Пн-Пт: 9:00-18:00

  • Пн.
  • Вт.
  • Ср.
  • Чт.
  • Пт.
  • Сб.
  • Вс.

Швелер – це «П»-подібний металевий профіль, який завдяки своїй геометрії поєднує високу жорсткість з відносною легкістю монтажу. Його використовують повсюдно в будівництві (балки, ригелі, колони, обв’язки каркаса), у машинобудуванні (рами, опори), а також в інших індустріях, де важлива надійна металева конструкція. Однак під час вибору конкретного швелера потрібно орієнтуватися не тільки на «номер» (або висоту), а й на цілу низку параметрів: спосіб виробництва (гарячекатаний або гнутий), геометрію полиць (нахил або паралельні), товщину стінки, серію (у випадку гарячекатаних), а також враховувати власне розрахункові вимоги щодо навантажень і умови експлуатації. Нижче ми розглянемо всі основні види швелерів, їхні особливості та наведемо професійні рекомендації щодо вибору.

Класифікація швелерів за способом виробництва

Гарячекатані швелери

  1. Технологія: Виробляються на прокатних станах з розпеченої металевої заготовки (заготівля проходить через систему валків, що набувають «П»-подібної форми).
  2. Геометрія і сортамент
    • Як правило, полиці мають ухил внутрішніх граней (до 8-10%), що регламентовано стандартами (наприклад, ГОСТ 8240-97 у країнах СНД).
    • «Номер» швелера (наприклад, №16, №20) орієнтовно відповідає висоті профілю в сантиметрах (16 → ~160 мм).
    • Для кожного «номера» існують різні серії (найчастіше «П», «Б», «В»), які відрізняються товщиною стінки, шириною полиць і масою на метр погонний. Наприклад, у №16 у «легкій» серії стінка і полиці тонші, а у №16 «посиленої» серії – товщі.
  3. Плюси та мінуси
    • Плюси: висока міцність, масова доступність, точність геометрії (у рамках прокатних норм), великий «класичний» сортамент.
    • Мінуси: наявність ухилу полиць може ускладнювати стикування і монтаж (іноді потрібно підганяти деталі), а також товщина стінки і полиць жорстко задані серіями – не можна «тонко» варіювати.

Гнуті (холодногнуті) швелери

  1. Технологія: З листового або рулонного прокату шляхом холодного згинання на профілезгинальних станах формується «П»-образна форма. Товщина стінки може бути від 2-3 мм (для легких конструкцій) до 8-10 мм (для важких), водночас висоту і ширину полиць теж можна налаштовувати «під замовлення».
  2. Геометрія
    • Зазвичай полиці паралельні й не мають ухилу (на відміну від більшості гарячекатаних).
    • Товщина стінки і полиць може збігатися (рівна) або відрізнятися – в деяких станах допускають різні налаштування.
  3. Плюси та мінуси
    • Плюси: гнучке налаштування розмірів і товщини, ідеально паралельні полиці, високоточна геометрія (невеликі допуски). Можна замовити нестандартну довжину (7,5 м, 9 м тощо) без додаткового різання.
    • Мінуси: за великих габаритів і порівняно тонкої стінки зростає ризик локальної втрати стійкості, «випучування». Для дуже великих навантажень гарячекатаний профіль може бути надійнішим. Крім того, у вільному продажі нестандартні гнуті швелери трапляються рідше – часто їх потрібно замовляти у профілезгинального цеху.

Види гарячекатаних швелерів за серією

види швелерів

У країнах СНД орієнтуються на ГОСТ 8240-97 (або національні стандарти, його гармонізовані). Для кожного «номера» (висоти) є кілька серій:

  1. Серія «П» (іноді базова)
    • Звичайний ухил полиць, середня товщина стінки.
    • Часто зустрічається в оптових складах і металобазах.
  2. Серія «Б»
    • Може мати ширші полиці та/або трохи більшу товщину стінки, ніж «П».
    • Дає вищий показник несучої здатності за того самого «номера».
  3. Серія «В» (усиленная)
    • Ще більш товсті стінки і полиці.
    • Найбільш «важкий» варіант при збереженні «номера». Часто застосовується при підвищених навантаженнях.
  4. Паралельні полиці
    • Рідше зустрічаються в гарячекатаній лінійці, але деякі заводи випускають швелери з практично паралельними гранями.
    • Зручні в монтажі, але вибір типорозмірів не такий великий, як у класичних серіях з ухилом.

Як підібрати конкретний тип (кроки та рекомендації)

  1. Визначити навантаження: Спочатку завжди йде інженерний розрахунок або орієнтовна оцінка за таблицями (з урахуванням довжини прольоту, планованої маси, характеристик матеріалів). Вам потрібно зрозуміти, який приблизний момент опору і жорсткість потрібні.
  2. Звіритися із сортаментом
    • Для гарячекатаних: шукаєте «номер» (скажімо, №16), і перевіряєте, яка саме серія (П, Б, В) дає потрібний запас міцності. Часто різниця в товщині стінки між «легкою» і «посиленою» серією може додати 20-30% до несучої здатності.
    • Для гнутих: уточніть у виробника, які висоти, ширини полиць і товщини доступні. Вибираєте той варіант, який покриває розрахункові вимоги.
  3. Врахувати монтажні умови
    • Якщо вам важливо, щоб полиці були паралельні (для зручності зварювання з іншими елементами), гарячекатана серія з нахилом може не підійти – тоді або беруть серію з майже паралельними полицями (якщо є в продажу), або замовляють гнутий профіль.
    • У разі обмеженого доступу або нестандартної довжини (наприклад, 7,2 м) буває простіше взяти гнутий швелер на замовлення, ніж купувати 12-метровий гарячекатаний і витрачати час на різання/відходи.
  4. Врахувати агресивне середовище
    • Якщо швелер працюватиме у вологих умовах або піддаватиметься корозійним факторам, віддати перевагу товстішій стінці або надійнішій серії (щоб «запас» міцності не зник від іржі).
    • Розглянути оцинковані гнуті швелери або додаткові покриття.
  5. Перевірити стійкість: Якщо швелер високий (великий «номер»), але тонкостінний (легка серія або тонкий гнутий профіль), уважно перевіряють не тільки міцність, а й ризик «випучування» стінки. У разі сумнівів – обирають більш «товсту» модифікацію або підсилюють місцево ребрами жорсткості.

Порівняння гарячекатаних і гнутих швелерів

види швелерів

Критерій Гарячекатаний швелер Гнутий (холодногнутий) швелер
Спосіб виробництва Прокат за високої температури Згинання листа (холодне) на профілезгині
Геометрія полиць Часто з ухилом (8-10%) Зазвичай паралельні
Вибір товщини Обмежений серіями (П, Б, В) Гнучке «під замовлення», 3-8 мм або більше
Асортимент Номери від 5 до 40 (у мм ~50-400), є типові довжини 6, 12 м Можна виконати будь-яку довжину до тех. обмеження. Багато «нестандартних» розмірів
Маса за необхідної міцності Часто вище (оскільки сортамент жорстко заданий) Можна оптимізувати (тонше там, де допустимо)
Ухил полиць Може ускладнювати зварювання і монтаж Немає ухилу → зручніше при стикуванні
Ціна Залежить від масовості, зазвичай відома Залежить від замовлення, може бути дорожче або дешевше, якщо «нестандарт»
Стійкість Висока, але під час легкої серії треба стежити за товщиною За великих висот і тонкої стінки можливі проблеми «випучування»

Практичні поради

  1. Дивіться не тільки «номер», а й серію (якщо гарячекатаний): «Посилена» серія може значно підвищити жорсткість і несучу здатність, особливо важливо при довгому прольоті або великих навантаженнях.
  2. Перевіряйте товщину стінки і полиць: У технічному описі або сортаментних таблицях вказуються ці параметри. Різниця в 1-2 мм дає 10-30% приросту за показниками міцності.
  3. За наявності ухилу полиць: Уточніть, чи не викличе це складнощів під час стику з іншими елементами. Якщо заважає – подумайте про паралельні полиці (в «ПП» серії) або гнутий профіль.
  4. Гнутий профіль
    • Якщо навантаження не величезне, а хочеться легковажності й точної геометрії – гнутий швелер може стати оптимальним.
    • Однак за великих прольотів і високих навантажень гнутий профіль з тонкою стінкою вимагає ретельних розрахунків на стійкість, можливі додаткові ребра жорсткості.
  5. Врахування умов експлуатації: Якщо конструкція на вулиці або у вологому середовищі, при «тонкому» профілі зростає ризик корозійної втрати товщини. Краще взяти більш товстий варіант або гарненько оцинкувати/пофарбувати.
  6. Регулярний огляд і фарбування: Для несучих конструкцій зі швелерів необхідний періодичний контроль стану: наявність іржі, тріщин. Якщо конструкція відповідальна, іноді застосовують ультразвуковий замір товщини.

Часті помилки під час вибору

  1. Орієнтація тільки на «номер»: наприклад, вибирають №16, думаючи, що «весь №16 однаковий». Насправді серія «Б» може мати товщину стінки на 1-1,5 мм більшу, ніж серія «П».
  2. Недооцінка ухилу полиць: монтажники потім скаржаться, що «не сходиться» кут при зварюванні.
  3. Сліпе прагнення до «легкої» серії (щоб заощадити вагу і гроші): під час розрахунків виявляється, що під навантаженнями балка «прогинається», або не вистачає жорсткості.
  4. Ігнорування нестандартних розмірів під час гнутих: деякі могли б оптимізувати металоємність, якщо замовити точну товщину, але не роблять цього через звичку купувати тільки «штатний» гарячекатаний прокат.

Приклад використання в реальному проєкті

  • Каркас складського приміщення: потрібен проліт 6 м, навантаження передбачається вище середнього (зберігання матеріалів). Розрахунок показує, що необхідно приблизно 120-130 см³ моменту опору. Дивимося гарячекатаний №18 «легкої» серії – дає близько 100-110 см³ (не вистачає). Тоді беремо «посилену» серію (товща стінка), отримуємо 130-140 см³, що відповідає розрахунковому запасу. Так, він важчий і дорожчий, але зате гарантує потрібну міцність і мінімальний прогин.
  • Невеликий навіс довжиною 3-4 м: навантаження легке, перекриття – полікарбонат. Тут «надлишковий» масивний гарячекатаний профіль може виявитися занадто важким і витратним. Зручніше замовити гнутий швелер висотою 100-120 мм з товщиною, скажімо, 3-3,5 мм. Цього вистачить для даху (після розрахунку), і монтаж спроститься, адже профіль легший за масою, а полиці паралельні.

Види швелерів та їхній правильний вибір

види швелерів

Щоб правильно вибрати швелер, потрібно:

  1. Визначити навантаження (згинальні моменти, проліт, умови експлуатації).
  2. Розглянути гарячекатані варіанти: подивитися «номер» (14, 16, 18, 20 тощо) і серію («П», «Б», «В»). Що «важча» серія, то товща стінка, вища несуча здатність, але й вища маса і ціна.
  3. Порівняти з гнутими швелерами: якщо потрібна паралельна полиця, точна довжина, певна товщина – гнуті профілі можуть бути ідеальним рішенням, але стежте за стійкістю (особливо за тонких стінок і великих висот).
  4. Врахувати монтаж: ухил полиць, доступне обладнання для різання і зварювання, корозійні чинники.
  5. Перевірити запас міцності: краще мати деяку «резервну» несучу здатність, ніж працювати на межі.

У підсумку, «правильний» швелер – це не просто цифра в назві (№14, №16), а саме поєднання необхідної висоти, товщини стінки (і полиць), способу прокату (гарячекатаний або гнутий), і, звичайно, відповідності навантаженням. Такий підхід забезпечить безпечну, економічно виправдану і довговічну конструкцію.