швеллер или двутавр что лучше
Балка перекрытия: двутавр или швеллер. Что выбрать? на сайте Недвио
Вопрос от читателя нашего портала: Балка перекрытия: двутавр или швеллер. Что выбрать?
Ответ: При строительстве дома крайне желательно знать, что отличает двутавр от швеллера. На первый взгляд эти две стальные балки выглядят практически одинаково, но есть некоторые существенные различия. Если вы работаете с конструкционной сталью и не знаете выбрать двутавр или купить швеллер, вы должны понимать эту разницу, ведь эти стальные балки, по сути, напрямую влияют на прочность конструкции дома.
В чем отличие двутавра от швеллера?
Двутавровые балки имеют форму английской буквы «I». В отличие от швеллера, они состоят из двух горизонтальных пластин, соединенных вертикальной перемычкой. Двутавровые балки также имеют конические кромки и несколько более высокое поперечное сечение по сравнению с шириной фланца.
Швеллер имеет форму английской буквы «H». Эти балки имеют более широкие фланцы, и некоторые производители конструкционной стали часто называют их широкими фланцевыми балками.
С внешним видом разобрались. Теперь давайте взглянем на наиболее серьезные отличия между двутавром или швеллером.
Для чего в строительстве используют двутавр?
Существуют различные варианты применения этих стальных балок в производстве конструкционной стали. Обычно двутавровые балки используются в качестве опорных систем или в каркасах зданий. Как правило, двутавр укладывают для обеспечения структурной поддержки, благодаря прочности стали, долговечности и стойкости к ржавчине.
При применении в строительстве двутавровых балок требуется гораздо меньше других опорных конструкций, что помогает сэкономить затраты и время, а также обеспечивает большую стабильность конструкции. Универсальные двутавровые балки могут выдерживать самые разнообразные нагрузки при горизонтальном использовании.
Для чего в строительстве используют швеллер?
Швеллер обычно применяют в строительстве больших зданий, а также ангаров и мостов. Из-за их немного другой формы поперечного сечения, более толстого центрального полотна и более широких фланцев, швеллер может выдерживать намного большие нагрузки.
В целом, надо признать, что хотя оба варианта, как швеллер, так и двутавр, являются хорошими несущими конструкциями, швеллеры более надежны для строительства объектов больших размеров. Однако двутавровые балки легче, стоят дешевле, плюс доказали свою высокую эффективность и способность выдерживать различные нагрузки. Вот почему двутавры чаще используют в частном домостроении.
Не забудьте добавить сайт Недвио в Закладки. Рассказываем о строительстве, ремонте, загородной недвижимости интересно, с пользой и понятным языком.
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?
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:
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 не равнополочные.
Тип швеллерной балки выбирают на основе расчетов максимальной нагрузки, которую ей придется выдерживать.
Выполнить их сможет только специалист, основываясь на таких величинах:
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:
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:
Н-образный металлопрофиль получают двумя способами:
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.
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.
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.
Швеллер и двутавр: в чём отличия и главные особенности
Металлопрокат с Н и П-образным сечением широко используется в строительстве и машиностроении, в том числе для создания различных технологичных линий, но каждый из этих видов профиля обладает как положительными, так и негативными характеристиками. Всё зависит от эксплуатационных условий, способа крепления и от типа создаваемой конструкции в целом.
Что такое швеллер и двутавр? Где и как лучше использовать этот металлопрокат? В чём их основное отличие? На эти вопросы отвечает данная статья. Итак… без воды сразу к сути.
Швеллер как он есть
Каждый, кто сталкивался со строительством, использовал П-образный профиль, у которого две внутренние грани (полки) параллельные (с параллельными гранями полок) обозначение П или наклонены (с уклоном внутренних граней) обозначение У — это и есть швеллер. Такой металлопрокат производят горячекатаным способом из углеродистых или низколегированных сталей. Сортамент (толщина стенок) стального швеллера отображён в таблицах ГОСТа 8240.
Благодаря конструктивным особенностям швеллер чаще всего используется в монтажных работах на плоских поверхностях, а также для создания лёгких и средних по тяжести машин (механизмы, суда, подъёмные и транспортные платформы), в том числе для строительства каркасных домов. Такой П-образный профиль обладает хорошими прочностными характеристиками и стоит дешевле, чем тот же двутавр, но последний лучше подходит для масштабного строительства.
О двутавре в двух словах
Металлопрокат Н-образного сечения, горизонтальные грани которого расположены так же, как и у швеллера под наклоном, называется двутавр. Такой прокат производится по ГОСТу 8239-89. Данные о сортаменте продукции с параллельными гранями отображены в таблицах ГОСТа 26020, ГОСТ Р 57837-2017 или СТО АСЧМ 20-93.
Двутавровая балка считается самым востребованным видом металлопроката, который используется для возведения высотных зданий и сооружений (технические, промышленные, гражданские или коммерческие). Это объясняется тем, что Н-образное сечение обладает самой высокой прочностью и жёсткостью. Но такие показатели зависят от:
В чём же основные отличия
Вся суть заключается в том, что двутавр и швеллерная балка применяются при разном типе нагрузок. Иными словами, главное отличие этого проката в разной реакции (изменение формы и геометрии) на прилагаемые нагрузки, в частности на скручивание, когда происходит смещение центра тяжести. Выделим главные отличительные характеристики каждого профиля:
Двутавр и швеллер не рассчитаны на восприятие больших нагрузок на перпендикулярную стенку. Это главная особенность, которую нужно учитывать при проектировании и использовании таких металлических профилей.
Чем отличается швеллер от двутавра и что прочнее
Швеллер и двутавровая балка – самые надежные виды сортового проката, применяющиеся для обвязки фундамента, укрепления стен, установки перекрытий в строительных конструкциях.
Двутавровая балка – это стенка с перпендикулярными полками одинаковой длины (за внешнее сходство с буквой иногда ее называют «Н-профиль»). Швеллер — это профиль в виде стенки с двумя полками, внешне напоминающий букву «П».
Швеллер или двутавр
Следует иметь в виду, что сравнение разумно только для балок и швеллеров с одинаковой высотой стенки и толщиной профиля. Нет смысла сравнивать, например, балку № 14Б1 и швеллер 24П.
В чем же отличия этих профилей, и какими преимуществами обладает каждый из них?
Прочность
Профиль двутавра равномерно распределяет нагрузку на полки, а жесткость стенки обеспечена с двух сторон. Одна балка способна заменить два швеллера, если нагрузка идет:
а) на поперечное сечение балки (ось X),
б) на торец (если балка используется как опорная колонна).
Если же нагрузка воздействует сбоку (ось Y на рисунке), швеллер выигрывает.
Для расчетных конструкций принимается во внимание не только ширина полок, но и производные характеристики: толщина стенок и полок, радиус закругления между стенками и полкой.
Для выбора подходящего профиля следует смотреть в таблицах к ГОСТ смотреть моменты сопротивления относительно осей X и Y (Wx и Wy). Именно этот параметр характеризует сопротивляемость кручению и изгибу в указанной плоскости. Чем он выше, тем прочнее изделие.
Иногда применяется сваривание двух швеллеров стенка к стенке. Получившийся самодельный двутавр будет на 10% менее прочным, чем изготовленный в заводских условиях. Также применяется способ сваривания швеллеров в виде прямоугольника, концами полок. Однако в таком случае предпочтительнее будет профильная труба.
Существуют также швеллеры с косыми полками, характеристики которых приближены к характеристикам двутавров.
Примерное сравнение близких по размерам двутавров и швеллеров.
Сравнение изделий на жёсткость
Балка двутавра надёжнее по всем показателям однотипного номера. Она имеет 2 полки с каждой стороны, выступающие на равный вылет от её стенки. Нагрузку принимают полки. Поэтому балка прочнее швеллера.
Она воздействует на профиль вертикально. Стенка балки работает на противодействие сжатию. Силы, пытающиеся скрутить двутавровую балку незначительные.
В швеллере усилия возникают значительных параметров по причине, что полки становятся односторонним рычагом. Также от того, как будет наложена и распределится по полкам нагрузка.
У двутавровой балки полки дают жёсткость стенке не с 1 стороны, как у швеллера, с 2 сторон. Сравниваются изделия с одинаковыми размерами профиля по одинаковой высоте стенки.
В таблицах с размерами ГОСТ сравниваемого швеллера П 14 и двутавровой балки 14 Б1 с величинами их моментов сопротивления в осях X и Y (Wx и Wy) показаны значения характеристик. Момент инерции двутавра выше в оси Х, он основной критерий. Изделие будет прочнее на величину этого показателя. Он измеряется в Н/кв.мм.
У швеллера и двутавровой балки видно в ГОСТ ось X находится в плоскости:
Оптовые базы измеряют стоимость проката в тоннах. Отметим, что из-за меньшей удельной массы одна тонна швеллера будет включать в себя больше погонных метров.
Цена профилей для промышленного использования зависит от материала и способа изготовления. Если прокат приобретается на рынке «на глазок», то цена погонного метра простого швеллера будет однозначно меньше цены балки такого же сечения.
Таким образом, определять, какой именно профиль применяется в той или иной ситуации, следует исходя из вышеперечисленных факторов. Если от конструкции требуется многолетняя надежная служба, то лучше заказать расчеты и подбор металлопроката у специалистов.
Что прочнее двутавр или швеллер?
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:
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:
Двутавры с параллельными полками
Двутавровые балки, имеющие параллельные полки, изготавливаются горячекатаным методом согласно ГОСТ 26020-83. Согласно стандарту допускается высота от 100 до 1000 мм и ширина полок от 55 до 400 мм. В некоторых случаях характеристики могут немного отличаться от эталонных. Особенно если дело касается крупногабаритного металлопроката.
Среди двутавровых балок с параллельными полками выделяют следующие основные классы:
Двутавровые балки имеют собственный сортамент с условными обозначениями. Первая цифра в точности или приблизительно обозначает высоту изделия. Например, 16Б2 значит, что это «нормальная» балка высотой 160 мм.
Даже при производстве мостовых кранов используются двутавровые балки
Основные характеристики двутавровой балки
Двутавр выпускается с наклонными гранями полок в соответствии с ГОСТом 8239-89, сортамент продукции с параллельными гранями соответствует таблицам ГОСТа 26020 или СТО АСЧМ 20-93. Изделия отличаются высокой жесткостью и прочностью, на величину которой, помимо размеров сечения, влияют:
Сопоставление характеристик швеллера и двутавровой балки
Главная › Статьи › Сопоставление характеристик швеллера и двутавровой балки
Что швеллер, что двутавровая балка имеют высокую прочность, поэтому весьма популярны у строителей. Если брать оба изделия с одинаковым размером полок и толщиной стенок, наибольшую прочность и жесткость будет иметь двутавр. Но есть нюансы. И заключаются они в особенностях эксплуатации, нагрузки и крепежа.
Швеллер. Изготавливается по ГОСТу 8240-97 и 8278-83. Горячекатаный швеллер обладает большой площадью сечения внутренних граней своих полок и по своим показателям близки к двутавру. Чтобы прочностные данные были выше, швеллер делают из высококачественного углеродистого и низколегированного стального сплава.
При скреплении плоских деталей конструкции швеллер является одним из лучших вариантов. Каркасные конструкции, армированные сооружения, машиностроение и создание механизмов — везде швеллер будет проявлять свои наилучшие стороны. При возведении частных домов и прочих построек швеллер выигрывает у двутавровой балки за счет своей цены и высоких прочностных характеристик. Последняя же находит широкое применение в промышленном и высотном строительстве.
Двутавр. Двутавровая балка производится по ГОСТу 8239-89 и ГОСТу 26020. Основными достоинствами являются повышенные прочностные характеристики и жесткость изделия. Если оно изготавливается для использования в конструкциях, которые будут подвергаться серьезным динамическим и статическим нагрузкам, используют сталь типа 09ГС. Также при расчетах учитывается уменьшение несущей способности при увеличении длины балки. Не менее важным является способ ее крепления и направления.
Прочность и устойчивости швеллера и двутавра к внешнему воздействию
Оба изделия подвержены деформации при чрезмерной нагрузке. Но так как у обоих представителей металлопроката центр тяжести находится в разных местах, ведут они себя по-разному. Например, при скручивании.
Двутавровая балка. Больше всего металла в полках. Высокому показателю инерционного реагирования на внешнее воздействие способствует симметрия полок по отношению к стенке. Она, как правило, подвергается сжатию. Скручивание произойдет при неравномерной сверхнагрузке.
Швеллер. Главная инерционная ось не совпадает со стенкой изделия. И это позволяет выдерживать сверхнагрузки при косом изгибании. Чтобы получить конструкцию с высоким показателем прочности, зачастую швеллер скрепляют сваркой в форме короба, усиливая швы навариванием стальных пластин. Оба вида металлопроката являются профильными и плохо переносят нагрузки, которые идут перпендикулярно стенке изделия.
Сопоставив преимущества и недостатки швеллера и двутавра с одинаковой толщиной и шириной полок, можно отдать предпочтение последнему. Но при этом нельзя назвать двутавровую балку оптимальным решением во всех 100 % случаев, так как ее применение не всегда оправдано особенностями возводимой конструкции.