Швеллер и двутавр: различия

Под словом «металлопрокат» подразумевается совокупность изделий из стали, других металлов или их сплавов.

Виды металлопроката

• сортовой: изготавливается на специальных сортовых станках и различается формой сечения;
• трубный: представлен трубами различного диаметра или сечения;
• листовой: гладкие, профилированные, перфорированные листы, лента, толстолистовой прокат;
• фасонный: изделия квадратного, шестигранного сечения, уголки, Т-образные элементы и иная профилированная продукция.

В зависимости от типа изготовления металлопрокат бывает: сварной, гнутый, горячекатаный, холоднотянутый. Каждая из указанных категорий имеет свои характеристики и сортамент.

Металлопрокат активно применяется в различных сферах деятельности. Но прежде всего – это сфера промышленного, гражданского строительства, машиностроения, мостостроения, станкостроения, судостроения.

Швеллер и двутавр – сходные по техническим параметрам металлоизделия, которые имеют высокие прочностные характеристики, а потому пользуются повышенным спросом.

Швеллер и двутавр: отличия и характеристики

Характеристики сечения и его элементы

Швеллер состоит из двух горизонтальных полок и одной вертикальной стенки, соединенных между собой таким образом, что поперечное сечение напоминает собой букву «П».

Двутавровая балка имеет те же самые элементы – две полки и вертикальную стенку. Однако в поперечном сечении готовое изделие выглядит как буква «Н».

Размеры (сечение) обоих металлоизделий определяются одинаково – по ширине вертикальной стенки. При этом учитывается и толщина полок.

Технология изготовления

Виды металлических швеллеров:

• горячекатаный – изготавливается из заготовки путем горячей прокатки;
• холоднотянутый (гнутый) – производство гнутого швеллера ведется на специальных профилегибочных станках.

Геометрические характеристики двутавра оказывают свое влияние на технологию его изготовления, поэтому существуют следующие виды двутавров:

• горячекатаный – прокатка заготовки при температуре свыше 1000 градусов;
• сварной – собирается путем сваривания трех отдельных элементов.

Производство двутавров методом сварки имеет серьезное дополнительное преимущество. Поскольку сварная балка собирается как конструктор, появляется возможность изготовить изделия нестандартных типоразмеров. Можно дополнить их ребрами жесткости, перфорацией, полками. Также появляется возможность использовать различные марки стали для отдельных элементов конструкции.

Для производства двутавров используются материалы, имеющие повышенный индекс прочности – сталь или различные сплавы. Тогда как балка П-образного сечения может изготавливаться из разных материалов и сплавов.

Прочностные характеристики

Специфическая конструкция двутавра позволяет одновременно распределять действующие нагрузки сразу в двух направлениях – по вертикали и по горизонтали. Поэтому при одинаковых исходных данных (длина, толщина, материал, действующие нагрузки) прочность швеллера на изгиб будет ниже, чем прочность на изгиб двутавра. По этой же причине швеллер имеет меньшую прочность на прогиб.

Прочностные характеристики двутавра более предпочтительны по причине его лучшей реакции на нагрузки, в особенности на скручивание. У балки Н-образного сечения максимальный объем металла сосредоточен в горизонтальных полках – именно они воспринимают основные нагрузки. Причем симметричное расположение полок обеспечивает максимальный момент инерции. Вертикальная стенка по большей части работает на сжатие.

Тогда как швеллер характеристики на прочность имеет совсем иные. У него главная ось инерции не совпадает со стенкой, поэтому он нагрузки воспринимает хуже.

Экономика использования

Стоимость большинства продукции металлопроката формируется из расчета за одну тонну, а не за одну штуку. Хотя Н-образное сечение обеспечивает существенную экономию материалов при производстве, двутавровая балка будет тяжелее, чем швеллер аналогичного сечения. Однако, как указано выше, такая балка воспринимает нагрузки лучше, чем швеллер. Расчеты показывают: один двутавр по прочности способен заменить две балки П-сечения. Это значит, что использование двутавра с экономической точки зрения более целесообразно.

Область применения

Оба металлоизделия находят свое применение в самых разных направлениях деятельности и отраслях производства. Однако разные физические, а также технические характеристики вносят свои нюансы в особенности их использования.

Двутавр неоднократно подтвердил свою надежность при использовании. Поэтому применение двутавра широко распространено в местах с высоким уровнем действующих нагрузок. В частности, при возведении эстакад, путепроводов, мостов, высотных зданий, сооружений, ГЭС, а также при армировании проходов в шахтах, укреплении горных выработок и иных работах.

В свою очередь швеллер больше используется при возведении небольших зданий, гаражей, прочих сооружений. Облегченный алюминиевый швеллер широко применяют в ремонтных и отделочных работах, устройстве витрин, стеллажей, при изготовлении алюминиевых профилей для офисных перегородок.