Швеллер легкой серии 20Л — прокат для облегченных металлоконструкций
Швеллер легкой серии 20Л — горячекатаный фасонный профиль с параллельными внутренними гранями полок, отличающийся от нормального швеллера №20 уменьшенной толщиной стенки и полок при сохранении высоты сечения. В соответствии с ГОСТ 8240-97, индекс «Л» в маркировке обозначает именно легкую серию, что обеспечивает снижение погонной массы до 18,4 кг/м против 21,0 кг/м у стандартного швеллера №20. Такое исполнение позволяет сократить металлоемкость несущих элементов на 8–12% без потери геометрической жесткости в плоскостях восприятия нагрузок.
Геометрические параметры и сортамент
Профиль 20Л характеризуется высотой стенки 200 мм, шириной полки 76 мм и толщиной элементов 5,2 мм (стенка) и 8,4 мм (полка). Радиус внутреннего закругления составляет 9,0 мм, радиус сопряжения полок — 3,5 мм. Площадь поперечного сечения — 23,4 см, моменты сопротивления относительно осей X-X и Y-Y достигают 152 см и 24,2 см соответственно. Прокат поставляется мерной и немерной длины от 4 до 12 метров, что удобно при раскрое на автоматизированных линиях обработки длинномерного проката.
| Параметр | Значение для 20Л | Значение для 20П | Отклонение | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Высота профиля, мм | 200 | 200 | — | Штангенциркуль |
| Ширина полки, мм | 76 | 76 | — | Штангенциркуль |
| Толщина стенки, мм | 5,2 | 5,6 | 7,1% | Микрометр |
| Толщина полки, мм | 8,4 | 9,0 | 6,7% | Микрометр |
| Масса 1 м, кг | 18,4 | 21,0 | 12,4% | Расчет по ГОСТ |
| Момент сопротивления Wx, см | 152 | 174 | 12,6% | Расчет по ГОСТ |
Материал исполнения и механические свойства
Швеллер 20Л изготавливается из углеродистой стали обыкновенного качества марок Ст3сп, Ст3пс и Ст3кп по ГОСТ 380-2005, а также из низколегированной стали 09Г2С по ГОСТ 19281-2014. Для ответственных сварных конструкций, эксплуатируемых при пониженных температурах, применяется сталь 09Г2С-12, обеспечивающая ударную вязкость KCU не менее 34 Дж/см при температуре –40 C. Временное сопротивление разрыву для профилей из Ст3сп составляет 370–490 МПа, предел текучести — не менее 235 МПа, относительное удлинение — от 26%.
Применение в промышленных конструкциях
Облегченный швеллер 20Л востребован в узлах, где расчетная нагрузка не требует применения профиля нормальной серии, но необходима повышенная жесткость при кручении по сравнению с гнутыми профилями. Типовые области использования:
- прогоны кровли и элементы фахверка производственных цехов с шагом колонн 6–12 м;
- несущие пояса легких ферм перекрытий ангаров, складских комплексов и торговых павильонов;
- рамы и лонжероны кузовов грузовой техники, платформ и полуприцепов;
- направляющие и опорные элементы конвейерных линий, рольгангов и сортировочных станций;
- стойки стеллажных систем среднего и тяжелого класса с нагрузкой на ярус до 800 кг;
- элементы ограждений, лестничных маршей и площадок обслуживания технологического оборудования.
При проектировании сварных рам и пространственных конструкций из швеллера 20Л следует учитывать, что снижение толщины стенки увеличивает гибкость элемента в плоскости стенки. Для стоек, работающих на продольный изгиб, необходимо выполнять проверку устойчивости по СП 16.13330. При монтаже сварных соединений рекомендуется применять полуавтоматическую сварку в среде CO проволокой Св-08Г2С, обеспечивающую равнопрочность шва основному металлу.
Преимущества выбора легкой серии
Использование швеллера 20Л в металлоконструкциях дает снижение расхода стали на тонну готового изделия, уменьшение нагрузки на фундаменты и несущие колонны зданий. При транспортировке и монтаже облегченный профиль позволяет применять краны меньшей грузоподъемности и сокращает трудозатраты на такелажные работы. Для предприятий, серийно выпускающих типовые металлоконструкции, переход с швеллера 20П на 20Л обеспечивает экономию до 12% металла при сопоставимой несущей способности в составе пространственных рам.
Вопросы и ответы
Чем швеллер 20Л отличается от швеллера 20П?
Швеллер 20Л относится к легкой серии: при одинаковой высоте 200 мм и ширине полки 76 мм толщина стенки уменьшена с 5,6 до 5,2 мм, толщина полки — с 9,0 до 8,4 мм. Погонная масса снижается с 21,0 до 18,4 кг/м, что уменьшает металлоемкость конструкции примерно на 12%.
Из каких марок стали производят швеллер 20Л?
Профиль изготавливают из углеродистой стали Ст3сп, Ст3пс, Ст3кп по ГОСТ 380-2005 и низколегированной стали 09Г2С по ГОСТ 19281-2014. Для северного исполнения применяют сталь 09Г2С-12 с гарантированной ударной вязкостью при –40 C.
Какие допуски на геометрические размеры предусмотрены для швеллера 20Л?
По ГОСТ 8240-97 отклонения по высоте профиля не превышают 2,0 мм, по ширине полки — 2,5 мм, по толщине стенки и полки — 0,4 мм. Кривизна профиля не должна превышать 0,1% длины, скручивание вокруг продольной оси — не более 1 на метр.
Где целесообразно применять швеллер легкой серии 20Л?
Профиль оптимален для прогонов кровли, элементов фахверка, легких ферм, рам грузового транспорта, направляющих конвейеров и стоек стеллажей. Для сильно нагруженных колонн и балок с высокими изгибающими моментами следует применять швеллер нормальной серии 20П или 20У.
