Швеллер легкой серии 22Л — конструкционные характеристики и применение
Швеллер легкой серии 22Л — горячекатаный фасонный профиль с параллельными внутренними гранями полок, отличающийся от нормального сортамента уменьшенной толщиной стенки и полок при сохранении высоты сечения 220 мм. Индекс «Л» в маркировке указывает на облегченную геометрию, что обеспечивает снижение массы погонного метра на 12–18% по сравнению с швеллером 22У при близком моменте сопротивления. Профиль изготавливается по ГОСТ 8240-97, класс точности прокатки — В (обычная точность).
Геометрические параметры и сортамент
Основные размеры швеллера 22Л: высота стенки — 220 мм, ширина полки — 82 мм, толщина стенки — 5,4 мм, толщина полки — 8,7 мм. Радиус внутреннего закругления — 10,0 мм, радиус сопряжения полок — 4,0 мм. Площадь поперечного сечения — 26,7 см, масса 1 метра — 20,9 кг. Момент инерции относительно оси X-X — 2110 см, относительно оси Y-Y — 151 см. Момент сопротивления при изгибе в плоскости стенки — 192 см.
Длина проката — от 4 до 12 метров мерной, кратной или немерной длины. Допускаемые отклонения по высоте — 3,0 мм, по ширине полки — 3,0 мм, по толщине стенки — +0,4/0,5 мм. Кривизна профиля не должна превышать 0,15% от длины, скручивание вокруг продольной оси — не более 2 мм на 1 метр.
Механические свойства и металлургическое исполнение
Швеллер 22Л поставляется из углеродистой стали обыкновенного качества марок Ст3сп, Ст3пс, Ст3кп по ГОСТ 535-2005, а также из низколегированной стали 09Г2С по ГОСТ 19281-2014. Временное сопротивление разрыву для стали Ст3сп — 370–490 МПа, предел текучести — не менее 245 МПа, относительное удлинение — не менее 23%. Для стали 09Г2С предел текучести достигает 305 МПа, что позволяет применять профиль в конструкциях с повышенными нагрузками при температуре эксплуатации до –70 C.
Ударная вязкость KCU при температуре –20 C для стали Ст3сп — не менее 29 Дж/см, для 09Г2С — не менее 34 Дж/см. Профиль выдерживает испытание на загиб в холодном состоянии до 180 с оправкой диаметром, равным двум толщинам полки.
Области применения в металлоконструкциях
Облегченная геометрия швеллера 22Л определяет его использование в конструкциях, где снижение собственного веса критично, а нагрузочная способность стандартного профиля избыточна:
- каркасы быстровозводимых зданий — прогоны кровли, связи, элементы фахверка;
- несущие элементы эстакад и технологических площадок обслуживания;
- рамы транспортных средств, прицепов и контейнерных шасси;
- опорные конструкции конвейерных линий и рольгангов;
- элементы ограждений, лестничных маршей и площадок обслуживания;
- несущие балки антресолей и стеллажных систем складского хранения.
При проектировании несущих элементов из швеллера 22Л необходимо учитывать сниженную толщину стенки, что ограничивает величину локальных сжимающих напряжений в местах приложения сосредоточенных нагрузок. Рекомендуется устанавливать ребра жесткости в опорных зонах и под точками передачи усилий от вышележащих конструкций.
Сварка и обработка
Швеллер 22Л из стали Ст3сп и 09Г2С обладает хорошей свариваемостью без ограничений. Ручная дуговая сварка выполняется электродами типа Э42А и Э50А по ГОСТ 9467-75, механизированная сварка в среде CO — проволокой Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70. Для стали 09Г2С при толщине полки 8,7 мм предварительный подогрев не требуется при температуре окружающей среды выше –10 C. Допускается холодная гибка профиля с радиусом не менее 8 высот сечения при изготовлении гнутых элементов.
Сравнение с нормальным профилем 22У
| Параметр | Швеллер 22Л | Швеллер 22У | Отклонение | Ед. изм. |
|---|---|---|---|---|
| Высота профиля | 220 | 220 | 0 | мм |
| Ширина полки | 82 | 82 | 0 | мм |
| Толщина стенки | 5,4 | 6,0 | 10% | мм |
| Масса 1 м | 20,9 | 24,0 | 12,9% | кг |
| Момент сопротивления Wx | 192 | 216 | 11,1% | см |
| Момент инерции Ix | 2110 | 2380 | 11,3% | см |
Выбор между швеллером 22Л и 22У определяется расчетом по предельным состояниям: если фактический коэффициент использования сечения не превышает 0,85–0,90, применение облегченного профиля дает экономию металла до 13% на погонный метр без потери несущей способности конструкции в целом.
Вопросы и ответы
Чем швеллер 22Л отличается от швеллера 22У?
Швеллер 22Л имеет уменьшенную толщину стенки (5,4 мм против 6,0 мм) и полки (8,7 мм против 9,5 мм) при одинаковой высоте сечения 220 мм. Масса погонного метра снижается с 24,0 до 20,9 кг, момент сопротивления — с 216 до 192 см.
Из каких марок стали изготавливается швеллер 22Л?
Стандартное исполнение — углеродистые стали Ст3сп, Ст3пс, Ст3кп по ГОСТ 535-2005. Для северного исполнения и конструкций с повышенными требованиями по хладостойкости применяется низколегированная сталь 09Г2С по ГОСТ 19281-2014.
Можно ли использовать швеллер 22Л в качестве несущей балки перекрытия?
Да, при условии выполнения проверочного расчета по несущей способности и деформативности. Сниженный момент сопротивления требует уменьшения шага балок или пролета по сравнению с профилем 22У. Рекомендуется применять при равномерно распределенных нагрузках до 8–10 кН/м при пролете до 6 метров.
Какие допуски на геометрические размеры предусмотрены для швеллера 22Л?
По ГОСТ 8240-97 для класса точности В: отклонение по высоте — 3,0 мм, по ширине полки — 3,0 мм, по толщине стенки — +0,4/0,5 мм. Кривизна — не более 0,15% длины, скручивание — до 2 мм на метр.
