Горячекатаный швеллер 22Э — сортамент, нагрузки и применение
Горячекатаный швеллер 22Э — профиль с параллельными гранями полок, изготавливаемый по ГОСТ 8240-97 с индексом «Э», который регламентирует экономичный уклон внутренних граней. В отличие от серии «У» (с уклоном до 10 %), исполнение 22Э обеспечивает повышенную конструктивную совместимость при монтаже с фасонным прокатом и листовыми элементами: параллельность полок упрощает стыковку в узлах металлоконструкций и снижает затраты на подгонку при сварных соединениях.
Высота профиля — 220 мм, ширина полки — 82 мм, толщина стенки — 7,5 мм, толщина полки — 11,4 мм. Масса одного погонного метра составляет 24,7 кг, площадь поперечного сечения — 31,4 см. Моменты сопротивления относительно осей X и Y равны 192 см и 25,1 см соответственно, что определяет несущую способность балки при изгибе в главной плоскости и при внецентренном нагружении. Радиусы инерции — 8,65 см по оси X и 2,72 см по оси Y — позволяют рассчитывать гибкость элементов при проектировании колонн и связей.
Материал и механические характеристики
Швеллер 22Э поставляется из низколегированной стали марок 09Г2С, 17Г1С, 15ХСНД и углеродистой стали Ст3сп/пс5 по ГОСТ 535-2005. Выбор марки определяется условиями эксплуатации: для строительных конструкций, работающих при температурах до –40 C, применяется 09Г2С с гарантированной ударной вязкостью на образцах KCU при –40 C не менее 34 Дж/см. Для объектов с агрессивными средами используется 15ХСНД, обладающая повышенной коррозионной стойкостью.
Предел текучести для низколегированных марок достигает 345 МПа, временное сопротивление разрыву — 490 МПа, относительное удлинение — не менее 21 %. Углеродистая сталь Ст3сп обеспечивает предел текучести 245 МПа при толщине стенки до 20 мм. Профиль поставляется в горячекатаном состоянии без термической обработки; при необходимости заказчик может указать нормализацию или улучшение для ответственных узлов.
Геометрические параметры и допуски
| Параметр | Значение для 22Э | Допуск по ГОСТ 8240-97 | Единица измерения | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Высота профиля h | 220 | 1,6 | мм | по стенке |
| Ширина полки b | 82 | 1,6 | мм | на каждую полку |
| Толщина стенки s | 7,5 | 0,5 | мм | — |
| Толщина полки t | 11,4 | 0,6 | мм | — |
| Масса 1 м | 24,7 | 3 % | кг | теоретическая |
| Площадь сечения | 31,4 | — | см | — |
Кривизна профиля не должна превышать 0,15 % от длины, скручивание вокруг продольной оси — 1,5 мм на 1 м длины. Серповидность полок контролируется на длине 1 м и не превышает 1,2 мм. Отклонения от прямого угла между стенкой и полкой ограничены 0,5 мм на 100 мм ширины полки, что критично при сборке фланцевых соединений на высокопрочных болтах.
Области применения в металлоконструкциях
Швеллер 22Э востребован в качестве несущих элементов каркасов промышленных зданий: подкрановых балок пролётом до 12 м, обвязочных балок, элементов фахверка и связевых блоков. В мостостроении профиль применяется для прогонов автодорожных эстакад и пешеходных переходов при расчётной температуре до –50 C. В машиностроении из швеллера 22Э изготавливают рамы транспортёров, станины дробильного оборудования, направляющие для тельферов грузоподъёмностью до 5 т.
Параллельные полки позволяют использовать профиль в качестве колонн лёгких производственных зданий с шагом 6 м при высоте до 9 м. Для повышения несущей способности швеллеры 22Э попарно соединяют в коробчатое сечение сваркой по полкам — такая схема применяется в ригелях рамных конструкций и опорах конвейерных галерей. При проектировании узлов следует учитывать, что ось Y является слабой осью, поэтому для восприятия горизонтальных нагрузок необходимы распорки или связи, уменьшающие расчётную длину.
Особенности монтажа и сварки
При сварке швеллера 22Э из стали 09Г2С рекомендуется использовать электроды типа Э50А или проволоку Св-08Г2С в среде CO. Предварительный подогрев до 100–120 C требуется при толщине металла свыше 20 мм или температуре окружающей среды ниже –10 C. Для углеродистой стали Ст3сп допустима сварка без подогрева при толщине до 30 мм. Резку профиля выполняют механическим способом, газокислородной резкой или на ленточнопильных станках; при термической резке необходимо удалять грат и зачищать кромки перед сваркой.
Антикоррозионная защита выполняется в зависимости от условий эксплуатации: для внутренних отапливаемых помещений достаточно грунтовки ГФ-021 в два слоя; для открытых площадок и агрессивных сред применяют цинкосиликатные составы или горячее цинкование. При транспортировке и хранении профиль укладывают на деревянные подкладки с шагом не более 3 м, исключая контакт с грунтом.
Вопросы и ответы
Чем швеллер 22Э отличается от швеллера 22У?
Основное отличие — форма внутренних граней полок: у 22Э они параллельны, у 22У имеют уклон до 10 %. Параллельность упрощает монтаж фасонных элементов и повышает точность сопряжений, но масса и геометрические размеры профилей практически совпадают.
Какая сталь используется для швеллера 22Э в северном исполнении?
Для климатических условий до –50 C применяется низколегированная сталь 09Г2С с гарантированной ударной вязкостью при отрицательных температурах. Для особо ответственных конструкций возможна поставка из стали 15ХСНД с повышенной стойкостью к коррозии.
Как рассчитать несущую способность швеллера 22Э как балки?
Несущая способность определяется по моменту сопротивления 192 см относительно оси X. Для равномерно распределённой нагрузки пролётом 6 м допустимая нагрузка составляет примерно 12,8 кН/м при условии обеспечения устойчивости стенки и отсутствия крутящих моментов.
Какие допуски действуют на длину швеллера 22Э?
Мерная длина поставляется в диапазоне 6–12 м с допуском +100 мм; немерная — от 4 до 12 м. По согласованию с изготовителем возможна поставка профилей длиной до 18 м для бесстыковых конструкций.
