Швеллер 16 – вес, размеры и основные характеристики горячекатаного фасонного изделия

1 Чем отличается данный тип горячекатаных стальных от любых других швеллеров

Рассматриваемое изделие 16 относится к горячекатаным швеллерам, которые невозможно спутать ни с одним иным видом швеллерной металлопродукции как по обозначению, так и по внешнему виду. Этот вид имеет лишь некоторое внешнее сходство со стальными гнутыми профилями. Однако стоит только присмотреться к этим изделиям, как сразу станут видны значительные отличия в форме и даже размерах поперечного сечения. Во всех подробностях все различия, включая технологии производства, между гнутыми и горячекатаными швеллерными профилями изложены в характеристиках изделия 100x50x4.

Горячекатаные швеллерные профили

Только горячекатанные швеллеры маркируются номером, причем таким, который не только соответствует какому-то типоразмеру, но и еще эквивалентен высоте профиля (ширине стенки, замер которой производят между наружными гранями полок) – меньше ее в 10 раз. То есть по обозначению швеллера можно рассчитать его высоту. К примеру, если швеллер 24, то 240 мм, а для профиля № 16 – 160 мм.

Все остальные швеллеры обозначаются иначе. Информацию об изделии надо искать в соответствующем ГОСТе по их длинному, из нескольких цифр номеру либо, но это только для гнутых профилей, все основные размеры даны уже в маркировке (например, швеллер 120x60x4).

2 Сортамент швеллера № 16 и стандарты, по которым его производят

Швеллер 16 изготавливают только по стандарту 8240. Этот ГОСТ распространяется на стальные горячекатаные швеллерные изделия специального и общего назначения, которые в зависимости от номера профиля имеют высоту в диапазоне значений 50–400 мм и ширину полок – 32–115 мм.

Остановимся на ГОСТах, которые тоже используют при изготовлении швеллеров стандарта 8240. В этих ГОСТах приведены требования к качеству изготовления металлоизделий и их технические характеристики, а именно: прочность и другие свойства, а также классификация по ним; список применяемых для производства марок сталей с указанием их химического состава; прочие параметры готового проката. В зависимости от условий использования, а также назначения металлопродукции (в данном случае – швеллера) руководствуются каким-то одним из нижеприведенных стандартов:

• ГОСТ 19281-89 – распространяется на все виды металлопроката, производимые из стальных сплавов, имеющих повышенную прочность (подразумеваются низколегированные стали);
• ГОСТ 535-2005 – для изделий сортовых и фасонных как общего, так и специального назначения, сделанных из углеродистых сталей, имеющих обычное качество;
• ГОСТ Р 52927-2015 – распространяется на прокат, который производится из сплавов повышенной, высокой и нормальной прочности и предназначен для строительства причалов, понтонов, судов (речных и морских), нефтегазодобывающих платформ и прочих сварных конструкций;
• ГОСТ 27772-88 – распространяется на различные металлоизделия из углеродистых и низколегированных сплавов, предназначенные для стальных строительных конструкций, имеющих сварные и другие соединения;
• ГОСТ Р 55374-2012 – для некоторых типов горячекатаного проката, включая фасонный, предназначенных для применения в мостостроении и выполненных из легированных конструкционных сплавов.

Согласно стандарту 8240 все изделия, выпускаемые по нему, подразделяются на несколько видов. Первое, но не основное деление – по форме полок. Последние у швеллера могут быть:

1. С наклонную гранью на внутренней стороне швеллера.
2. С параллельными гранями.

Швеллер с наклонной гранью

Основное деление – по форме и геометрическим размерам поперечного сечения – на серии горячекатаных швеллерных профилей:

• У – изделия с полками 1 вида;
• П – швеллеры с полками 2 вида;
• Э – экономичные профили с полками 2 вида;
• Л – швеллеры легкой серии, имеющие полки 2 вида;
• С – специальные профили с полками 1 вида.

Кроме того, швеллер 16, как и ряд других изделий (иных типоразмеров) стандарта 8240, в сериях У, П и С представлен не одним, а несколькими видами. Имеется в виду, что есть профили основного типоразмера и дополнительных. Последние из этой же серии, с такой же высотой стенки и обозначаются так же. Но они отличаются от основного типоразмера большей массивностью. То есть у них толще стенки, шире полки и могут быть больше радиусы закругления на кромках последних. Швеллеры этих дополнительных типоразмеров относятся к усиленным. К их маркировке добавляются буквенные индексы: "а" – для первого дополнительного типоразмера и "б" – для второго, более мощного.

У швеллера № 16 есть только по одному (первому) дополнительному типоразмеру в сериях У, П и С. Таким образом, в соответствии с ГОСТ 8240 сортамент этого изделия состоит из 8-ми наименований. Это профили: 16У, 16аУ, 16П, 16аП, 16Э, 16Л, 16С и 16Са.

3 Вес одного метра и размеры профиля № 16 по ГОСТ 8240

Весь прокат стандарта 8240 равнополочный (про швеллеры еще часто говорят – равноплечий). Имеется в виду, что полки у профиля одинаковой ширины. Она, как и остальные размеры, зависит от серии изделия, а также от того, основного типоразмера швеллер или это его усиленная модификация. Поэтому у разных видов швеллерных изделий, обозначаемых одним и тем же номером, отличаются форма и площадь сечения, а вследствие этого у них также неодинаковые: удельный вес (масса 1 метра); моменты сопротивления, инерции и статические полусечения; радиусы инерции; расстояния между осями и наружной поверхности стенки. Это отражается на технических характеристиках профиля.

От серии и вида типоразмера швеллера не зависит лишь один параметр – это высота изделия. Как уже пояснялось выше, для проката № 16 ее величина составляет 160 мм.

Все остальные размеры поперечного сечения швеллера №16 по сериям указаны в таблице:

Примечание. В стандартах и прочей техдокументации на чертежах сечения швеллерного профиля размеры обозначаются следующим образом:

• высота – h;
• толщина стенки – s;
• размеры полок швеллера: толщина – t, а ширина – b;
• радиусы закругления: на внутренней поверхности профиля – R, а на кромке его полки – r.

Толщина полок первого типа (с наклонной гранью на внутренней стороне изделия) указана и замеряется средняя. То есть посередине между кромкой полки и стенкой профиля. Местоположение этой точки рассчитывается по формуле: (b – s)/2.

Значения площади сечения (взятые из ГОСТ 8240) по сериям (см²): у швеллеров 16У и 16П – 18,1, 16аУ и 16аП – 19,5, экономичных 16Э – 17,85, легких 16Л – 9,04, а у специальных 16С – 21,95 и 16Са – 25,15.

Площадь сечения швеллера16У

Масса одного метра для профилей №16 серий:

• 14,2 кг – у 16У и 16П;
• 15,3 кг – 16аУ и 16аП;
• 14,01 кг – 16Э;
• 7,1 кг – 16Л;
• 17,53 кг – 16С;
• 19,74 кг – 16Са.

Значения веса одного метра и площади сечения являются теоретическими, потому что их рассчитали по формулам, причем для профилей с номинальными размерами. Вычисляя массу одного метра, плотность стального сплава принимали равной величине 7850 кг/м³ (кстати, в стандарте указано эквивалентное значение 7,85 г/см³).

Прокат ГОСТ 8240 выпускают длиной 2–12 м. Стандартом допускается производство профилей длиннее 12 м. Это должны между собой согласовывать заказчик и изготовитель. Швеллеры производят партиями, в которых профили имеют одну из длин:

• мерную – какую-то определенную, оговоренную в заказе на поставку;
• кратную мерной;
• немерную – в пределах регламентируемого стандартом диапазона или не меньше установленной в заказе;
• ограниченную в границах немерной;
• мерную с немерными изделиями, количество которых не превосходит 5 % от всей массы поставляемой партии;
• кратную мерной с немерными изделиями, количество которых не превосходит 5 % от всей массы поставляемой партии.

4 Требования ГОСТ 8240 к изготовляемым по нему профилям

Из всех требований этого стандарта к продукции, производимой по нему, остановимся на основных. Речь идет о предельных отклонениях от регламентируемых стандартом номинальных значений размеров сечения, длины и веса. У швеллера № 16 следующие допустимые ГОСТом отклонения для значений (мм):

• высоты – ±2;
• ширины полки: у профилей 16У, 16аУ, 16П, 16аП, 16Э, 16С и 16Са – ±2, а 16Л – ±1,5;
• толщины полки – –0,5;
• толщины стенки: у изделий 16У, 16аУ, 16П и 16аП – не контролируется, 16Э и 16Л – ±0,5, а 16С и 16Са – ±0,7;
• прогиба стенки ƒ: у изделий 16У, 16аУ, 16П, 16аП, 16Э, 16С и 16Са – не более 1, а 16Л – не больше 0,51;
• перекоса полки ∆ – не более 1.

Значения швеллера № 16

Предельные отклонения по длине регламентируются не для всех профилей. Они предусмотрены ГОСТ 8240 лишь для проката мерной и кратной ей длины. Максимальные значения этих допусков следующие:

• для профилей длиной 2–8 м – +40 мм;
• для профилей длиннее 8 м – +[5(L – 8) + 40] мм, но не выше 100 мм (L – длина профиля в метрах).

Предельно разрешенные стандартом отклонения по весу для отдельного одного профиля ±6 %, а поставляемой партии изделий – ±4 %. Это отклонение рассчитывают, вычитая от фактического веса поставляемой партии значение, полученное вычислениями по данным таблиц стандарта 8240. То есть табличный удельный вес (приведен выше) умножают на суммарный метраж партии профилей. При этом, если вычисляют теоретическую массу приобретаемых профилей с мерной либо кратной ей длиной, то в этом случае к общему метражу следует прибавить 1/2 от суммы разрешенных стандартом отклонений по длине металлопродукции в партии.