Швеллер легкой серии ГОСТ 8240-97: сортамент, характеристики и применение
Швеллер легкой серии по ГОСТ 8240-97 — горячекатаный профиль с параллельными полками, у которого толщина стенки и полок уменьшена относительно нормальной серии при сохранении той же высоты. Экономия металла достигается за счет перераспределения материала: при равной высоте профиля масса погонного метра ниже на 10–25 %, чем у швеллера серии «Б». Это делает легкую серию предпочтительной для конструкций, где определяющим является не несущая способность на изгиб, а геометрическая высота сечения и жесткость в плоскости стенки.
Сортамент и геометрические параметры
Стандарт регламентирует профили высотой от 50 до 400 мм с уклоном внутренних граней полок не более 1,5 %. Точность прокатки — обычная или повышенная. Кривизна профиля не превышает 0,2 % длины, скручивание — 1 на 5 м. Косина реза торцов при резке в размер — не более 5 мм.
| Номер профиля | Высота, мм | Ширина полки, мм | Толщина стенки, мм | Масса 1 м, кг |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 100 | 46 | 4,5 | 8,59 |
| 12 | 120 | 52 | 4,8 | 10,4 |
| 14 | 140 | 58 | 4,9 | 12,3 |
| 16 | 160 | 64 | 5,0 | 14,2 |
| 20 | 200 | 76 | 5,2 | 18,4 |
| 24 | 240 | 90 | 5,6 | 24,0 |
Материалы и механические свойства
Профили прокатывают из углеродистой стали обыкновенного качества по ГОСТ 380 и качественной конструкционной по ГОСТ 1050. Для ответственных металлоконструкций применяют низколегированные марки по ГОСТ 19281. Механические характеристики определяются маркой стали, а не номером профиля.
- Ст3сп5, Ст3пс5 — предел текучести не менее 245 МПа, ударная вязкость при –20 C — не менее 29 Дж/см
- 09Г2С — предел текучести 325–345 МПа, эксплуатация до –70 C
- 10ХСНД — предел текучести не менее 345 МПа, стойкость к атмосферной коррозии
- 17ГС, 17Г1С — для магистральных трубопроводных эстакад и мостовых конструкций
- 15ХСНД — для несущих элементов с повышенными требованиями к хладостойкости
Применение в конструкциях и оборудовании
Легкая серия востребована в каркасах, где профиль работает как балка настила, прогон или элемент обвязки. Меньшая толщина стенки снижает массу пролетных строений и нагрузку на фундаменты.
- Прогоны и обрешетка кровельных систем промышленных зданий
- Каркасы крановых путей под мостовые краны малой и средней грузоподъемности
- Рамы и стойки конвейерных галерей, эстакад, транспортерных линий
- Несущие элементы стеллажных систем и складских мезонинов
- Обвязка вагонов, платформ и кузовной металлоконструкции спецтехники
- Опорные конструкции вентиляционных и аспирационных установок
Сварка, обработка и монтаж
Профиль сваривается ручной дуговой, механизированной в среде CO и автоматической сваркой под флюсом. Из-за меньшей толщины стенки требуется ограничение погонной энергии: для стали 09Г2С рекомендуют подогрев 100–150 C при толщине свыше 10 мм. Отверстия выполняют сверлением или продавливанием; при пробивке кромки стенки склонны к деформации. Гибка в плоскости стенки ограничена радиусом не менее 3 высот профиля.
Приемка, маркировка и хранение
Партия сопровождается сертификатом качества с указанием номера плавки, марки стали, химического состава и результатов механических испытаний. Профили маркируют краской или клеймением. Хранение — в штабелях на подкладках, исключающих контакт с грунтом; при длительном складировании на открытых площадках применяют антикоррозионную грунтовку.
Вопросы и ответы
Чем швеллер легкой серии отличается от нормальной?
При одинаковой высоте профиля легкая серия имеет меньшую толщину стенки и полок, поэтому масса погонного метра ниже на 10–25 %. Момент сопротивления и момент инерции соответственно ниже, что учитывают при расчете на изгиб.
Какие марки стали применяют для швеллера по ГОСТ 8240-97?
Ст3сп5 и Ст3пс5 по ГОСТ 380, стали 20 и 09Г2С по ГОСТ 1050 и ГОСТ 19281, а также низколегированные 10ХСНД, 15ХСНД, 17Г1С для конструкций с повышенными требованиями к прочности и хладостойкости.
Какой предельный прогиб допускается для прогонов из легкого швеллера?
Прогиб нормируется проектом: для прогонов покрытий обычно не более 1/200 пролета, для балок настила — 1/250. Меньшая жесткость легкой серии требует проверки по второму предельному состоянию.
Можно ли сваривать швеллер из стали 09Г2С без подогрева?
При толщине стенки до 10 мм сварка возможна без подогрева при положительной температуре. При толщине свыше 10 мм и температуре окружающего воздуха ниже 0 C рекомендуется предварительный подогрев 100–150 C.
Как проверяют кривизну швеллера при приемке?
Кривизну контролируют на поверочной плите или с помощью струны: отклонение от прямой не должно превышать 0,2 % длины. Скручивание проверяют на контрольной длине 5 м — не более 1.
