Швеллер 24 – вес, размеры и основные характеристики горячекатаного фасонного изделия

1 Чем отличается этот вид горячекатаных стальных швеллеров?

У таких швеллеров есть только некоторое сходство с гнутыми стальными профилями, но только если сразу не присмотреться к различиям в форме поперечного сечения. Основные отличия во внешнем виде здесь следующие. У разных частей горячекатаного швеллера (полок, опорной (основной) стенки и угла (перехода) между ними) различная толщина. У гнутого швеллерного изделия она одинаковая во всех точках поперечного сечения. У горячекатаного профиля переходы полок в стенку с внутренней стороны имеют закругление, а с внешней – четкий контур прямого угла. У гнутого в этих же местах плавный изгиб с обоих сторон. Более подробно все отличия, включая в технологии изготовления, между горячекатаными и гнутыми швеллерами изложены в характеристиках профиля 100x50x4.

Горячекатаный швеллер 24

Остальные швеллерные изделия внешне сильно отличаются от рассматриваемого вида по форме поперечного сечения, а некоторые еще и по материалу, из которого изготовлены. Что касается обозначения. Только рассматриваемый вид маркируется номером, который соответствует определенному типоразмеру и эквивалентен высоте швеллера (ширине стенки, которая замеряется между внешними гранями полок) – в 10 раз меньше ее. То есть уже по обозначению профиля можно сразу определить его высоту. Если №5, то 50 мм, а для рассматриваемого изделия №24 – 240 мм.

Поэтому, если в какой-либо документации (проектной, сметной или в накладных) указан металлопрокат, обозначенный как "швеллер 24", то никаких сомнений быть не должно, что это за изделие и как оно выглядит. То же самое касается и внешнего вида. По нему можно сразу сказать, что это за швеллер. Надо будет только с помощью обмера профиля определить номер его типоразмера.

2 Сортамент швеллера 24 и ГОСТы, по которым его изготовляют

Такие швеллеры производят по нескольким стандартам. Сортамент и требования к форме сечения, геометрическим параметрам, размерам, предельно допустимым отклонениям и удельный вес одного погонного метра указаны в ГОСТ 8240-97, 19425-74 и 5267.1-90. В зависимости от назначения швеллера руководствуются одним из этих стандартов.

Швеллер 24 производят только по ГОСТ 8240. Последний (согласно пояснениям этого стандарта об области его применения) распространяется на горячекатаные стальные швеллера общего, а также специального назначения, имеющие в зависимости от типоразмера высоту в диапазоне 50–400 мм и полки шириной – 32–115 мм.

При производстве изделий, которые изготавливают по ГОСТ 8240, в зависимости от их назначения и условий применения используют также один из следующих стандартов:

• ГОСТ 535-2005 – распространяется на прокат (фасонный и сортовой) специального, а также общего назначения, из углеродистых стальных сплавов обычного качества;
• ГОСТ 19281-89 – для всех видов проката из стальных сплавов повышенной прочности (низколегированных);
• ГОСТ Р 55374-2012 – распространяется на некоторые виды горячекатаного проката, в том числе фасонный, из легированных конструкционных стальных сплавов и предназначенного для использования в мостостроении;
• ГОСТ Р 52927-2015 – на прокат из стальных сплавов высокой, повышенной и нормальной прочности и предназначенный для строительства речных и морских судов, причалов, понтонов, нефтегазодобывающих платформ и иных сварных конструкций.

Производство изделий по ГОСТ 8240

В этих стандартах приведены технические условия к изготовлению соответствующего проката (в том числе швеллеров), содержащие требования к прочности и другим параметрам, классификацию по ним, перечень используемых марок стали и их химический состав, а также иные характеристики готового изделия.

Согласно ГОСТ 8240 вся продукция, изготовляемая по нему, делится на несколько видов. По форме полок в поперечном сечении на изделия:

1. С полками, имеющими с внутренней стороны профиля наклонную грань.
2. С полками, внутренняя и внешняя грани которых параллельны.

По размерам и форме поперечного сечения делят на следующие серии швеллеров:

• У – с полками 1-го типа;
• П – с полками 2-го типа;
• Э – экономичные с полками 2-го типа;
• Л – легкой серии с полками 2-го типа;
• С – специальные с полками 1-го типа.

Таким образом, согласно стандарту 8240 сортамент швеллера типоразмера 24 состоит из 5-ти наименований. Это изделия: 24У, 24П, 24Э, 24Л и 24С.

3 Вес одного погонного метра и размеры швеллера №24 по ГОСТ 8240

Вся металлопродукция ГОСТ 8240 равнополочная (или как часто говорят про швеллеры – равноплечая). То есть полки изделия имеют одинаковую ширину. Ее величина, как и ряд других размеров поперечного сечения зависят от серии швеллера (рассмотрено выше). Соответственно, у разных видов швеллеров одного и того же типоразмера отличаются форма и значение площади поперечного сечения и как следствие этого, неодинаковые вес одного погонного метра (удельная масса), моменты сопротивления, статические полусечения и инерции, расстояния от осей до наружной поверхности опорной стенки, а также радиусы инерции.

От серии швеллера не зависит только 1 параметр – высота изделия. Для продукции типоразмера №24 ее значение составляет 240 мм. Остальные размеры сечения изделия №24 по сериям приведены в таблице:

Примечание. На чертежах сечения швеллера в ГОСТах и, как правило, прочей технической документации вышеприведенные размеры обозначаются:

• высота - h;
• у полки ширина – b, а толщина – t;
• толщина стенки – s;
• радиус закругления на кромке полки – r, а с внутренней стороны – R.

Толщина полок с наклонной внутренней гранью указана для промежуточной точки на них, находящейся посередине между их кромкой и стенкой швеллера. Ее местоположение определяется по формуле: (b – s)/2.

Площадь поперечного сечения в зависимости от серии: у швеллеров 24У и 24П – 30,6 см², экономичных 24Э – 30,19 см², легких 24Л – 17,41 см², а у специальных 24С – 44,46 см².

Площадь поперечного сечения швеллера

Соответственно, вес одного погонного метра для швеллеров типоразмера 24 разных серий:

• 24 кг – у 24У и 24П;
• 23,69 кг – 24Э;
• 13,66 кг – 24Л;
• 34,9 кг – 24С.

Значения площади сечения и веса одного погонного метра являются теоретическими, так как получены расчетным путем и для швеллеров с номинальными размерами. Рассчитывая массу, плотность стали принимали равной 7850 кг/м³ (в ГОСТе использовалась эквивалентная величина в г/см³, равная 7,85).

Металлопрокат стандарта 8240 производят длиной 2–12 м, а по согласованию предприятия-изготовителя с заказчиком – длиннее 12 м. Швеллерные изделия изготавливают партиями, в которых они имеют одну из приведенных ниже длин:

• мерную;
• немерную;
• ограниченную в пределах немерной;
• кратную мерной;
• мерную с изделиями немерной, количество которых не превышает 5 % от общей массы партии поставки;
• кратную мерной с изделиями немерной, количество которых не превышает 5 % от общей массы партии.

4 Требования стандарта 8240 к изделию

Из всех требований ГОСТ 8240 к швеллерам этого стандарта остановимся на основных – к предельным отклонениям от нормируемых номинальных значений параметров сечения, а также длины и удельного веса. У изделия №24 следующие максимально допустимые отклонения для:

• высоты – ±3 мм;
• ширины полки: у изделий 24У, 24П и 24Э – ±3 мм, а 24Л и 24С – ±2 мм;
• толщины полки: у проката 24У, 24П, 24Э и 24Л – –0,5 мм, а 24С – –1 мм;
• толщины стенки: у профилей 24У, 24П – не контролируется, 24Э – ±0,6 мм, 24Л – ±0,5 мм, а 24С – ±0,7 мм;
• перекоса полки ∆ – не больше 1 мм;
• прогиба стенки ƒ: у профилей 24У, 24П, 24Э и 24С – не больше 1,5 мм, а 24Л – не более 0,63 мм.

Горячекатаные изделия №24

По длине предельные отклонения нормируются не для всех швеллеров. Они предусмотрены стандартом 8240 только для изделий мерной, а также кратной ей длины. Их значения не должны быть больше:

• +40 мм – для проката длиной 2–8 м;
• +[5(L – 8) + 40] мм, но не больше 100 мм – для металлоизделий длиннее 8 м, где параметр L – длина профиля, м.

Предельно допустимое стандартом отклонение по массе для отдельного профиля ±6 %, а партии швеллеров – ±4 %. Отклонение по весу вычисляют, вычитая от фактической массы поставляемой партии проката величину, полученную в результате расчета по данным таблиц ГОСТ 8240. То есть с использованием приведенного выше удельного веса (одного погонного метра), который умножают на общий метраж партии швеллеров. При этом, вычисляя теоретическую массу поставляемых изделий мерной, а также кратной ей длины, к общему метражу надо прибавить 0,5 от суммы допустимых отклонений по длине металлопроката в партии.