Как правильно использовать швеллер

Установка швеллера — как правильно установить на конструкциях?

Швеллер – вид фасонного проката, часто используемый для монтажа перекрытий. Перекрытие – нагружаемая конструкция, находящаяся внутри здания и разделяющая его на несколько уровней: этажи, мансарды, чердаки. Оно воспринимает нагрузки от элементов самого перекрытия, оборудования, мебели, людей с последующей их передачей на стены или колонны, что зависит от архитектуры здания.

Перекрытия бывают плитными и балочными. Второй вариант часто используется в малоэтажном частном строительстве, функцию балки может выполнять стальной швеллер.

Как правильно установить швеллер при устройстве перекрытия?

П-образный профиль применяется для создания цокольных, межэтажных и чердачных перекрытий. При установке швеллера учитывают следующие моменты:

• швеллер устанавливают на полку, то есть поперечное сечение имеет вид буквы «С», а не «П». Это связано с тем, что момент сопротивления сечения в этом случае выше, чем при монтаже проката буквой «П»;
• правильная установка швеллера в конструкциях подразумевает расположение букв «С» от середины перекрытия в противоположные стороны, так как центр тяжести этого профильного изделия располагается вне сечения его стенки. Положение центра тяжести зависит от модификации швеллера. Такая схема монтажа компенсирует касательные напряжения.

Способы закрепления швеллера при устройстве перекрытий

• Межэтажная балка перекрытия – шарнирно-опертая, испытывает равномерно-распределенную нагрузку.
• Козырек из двух швеллеров с железобетонным заполнителем – консольные балки с жесткой заделкой, нагружаются равномерно-распределенно.
• Балка перекрытия, выпущенная за пределы стены, – шарнирно-опертая с равномерной нагрузкой.
• Перемычка, предназначенная для опирания одной или двух балок перекрытия, – шарнирно-опертая с одной или двумя сосредоточенными нагрузками.
• Козырек из двух профилей со стальным листом между ними и с установленной стеной – консольные балки с сосредоточенной нагрузкой.

От правильного выбора номера швеллера, шага между балками и способа закрепления во многом зависит надежность строительной конструкции.

Швеллер — использование и нагрузка

Швеллер — это один из видов фасонного стального проката. В поперечном сечении он имеет форму буквы «П». Такая форма обеспечивает швеллеру такие показатели жесткости, которые делают возможным его употребление в самых разных отраслях — от тяжелого машиностроения до строительства дачных домиков. Швеллеры применяются в автомобиле- и вагоностроении, из них делают различные опоры и ограждения, ими укрепляют входные ворота и оконные проемы.

Номера, литеры и ГОСТы

По способу производства швеллер бывает гнутый и горячекатаный профиль. Различить их легко даже не специалисту — горячекатанный швеллер имеет четко выраженное ребро, а гнутого швеллера оно будет несколько закругленным. Прочие особенности различных видов швеллера определяются уже по их маркировке.

В частности, литеры А,Б и В в отношении партий горячекатанных швеллеров будут обозначать, что прокатка производилась с высокой (А), повышенной (Б) или обычной точностью (В).

Номер швеллера обозначает высоту его сечения, выраженную в сантиметрах.

Ширина профиля соответствует ширине полки и может колебаться в промежутке от 32 до 115 мм. Маркировка швеллера, например 10П, отражает его высоту и тип профиля. Высота сечения швеллера — это вообще главный параметр в его маркировке. Номер швеллера — это его высота с сантиметрах, а соседствующие с ним буквы обозначают, что сечение швеллера может быть:

1) с уклоном граней (серии У и С), где У — это уклон, а С или Сб — специальные серии. 2) с параллельными гранями (серии П, Э и Л), где Э означает экономичную серию, а Л — легкую. Литеры С (например — 18С, 20С и т.д.), можно встретить в изделиях, предназначенных для автомобильной промышленности или для строительства железнодорожных вагонов (ГОСТ 5267.1-90). Встречаются еще иногда и экзотические виды швеллеров. Например, ГОСТ 21026-75 определяют параметры швеллеров с отогнутой полкой (их используют при производстве вагонеток для шахт и рудников).

Самые востребованные размеры швеллеров

Наибольшей популярностью у потребителей пользуются швеллеры с номерами от 8 до 20 Их геометрические параметры в категориях П (то есть с параллельными гранями) и сериях У (с уклоном внутренних граней) совпадают, разница наблюдается только в радиусах закругления и углах наклона полок.

Швеллер 8 применяется в основном для укрепления конструкций внутри зданий бытового и производственного назначения. При его производстве используются полуспокойные (3ПС) и спокойные (3СП) углеродистые стали, для которой характерна отличная свариваемость.

Швеллер 10 широко используется в машиностроении, станкостроении и в других областях промышленности. Он также успешно используется при возведении мостов, стен и несущих опор при строительстве корпусов производственных зданий.

Швеллер 12 очень схож со швеллером «восьмеркой», но имеет более высокие прочностные характеристики и несущую способность, что позволяет снижать металлоемкость конструкций, возводимых с его участием.

Швеллер 14 — один из наиболее востребованных типов швеллеров. используется в строительных конструкциях для жесткого армирования несущих деталей, придавая им металлоконструкции особую прочность и жесткость. Швеллер 14 бывает обычной точности и повышенной.

Швеллер 20 выступает как несущий элемент при усилении мостов, при армировании перекрытий (в том числе и сложном) многоэтажных домов, в кровельных прогонах.

Благодаря высоким эксплуатационным качествам, «двадцатка» часто применяется в конструкциях с высокими нагрузками — как динамическими, так и статическими.

Встречаются и нестандартные применения швеллеров. Перфорированный (то есть «дырчатый») швеллер позволяет, к примеру, монтировать металлические конструкции без проведения сварочных работ, что значительно сокращает время монтажа. Для перфорации лучше всего подходят швеллеры с большой высотой полок и широким расстоянием между ними. Такие изделия обозначаются буквами ШП — «Швеллер Перфорированный» и чаще всего применяются при строительстве временных конструкций (например — строительных лесов) или складских стеллажей.

Для создания таких сооружений лучше подходят швеллеры с малыми номерами, поскольку вес стеллажа (а значит и швеллера, из которого он собран) не должен быть слишком большим.

При внутренней отделке помещений швеллеры используются в качестве «охранного» каркаса при прокладке проводов электросетей высокого напряжения.

Иногда швеллеры используют еще в качестве направляющего грузоподъемного устройства, в том числе, как пандусы для колясок и тележек.

В общем, применение швеллеров может быть разнообразным, но все-таки главное их назначение — это укрепление конструкций и способность выдерживать длительные нагрузки.

Правильная установка швеллера в конструкциях

Конструкции зданий и сооружений

Сообщение от Вадим C простым вопросом:
А можно ссылку на соответствующий справочник?

Сообщение от Вадим C простым вопросом:
А почему момент сопротивления (я так понял, обозначается W) по оси Х-Х больше, чем по Y-Y. Чем больше момент, тем хуже?

Чем больше — тем лучше (он же сопротивляется:-)). Швеллер гнется относительно этой оси.
Image

Сообщение от Вадим C простым вопросом:
Сегодня до хрипоты спорил с двумя «специалистами», доказывая, что швеллер надо устанавливать «на бок», а не «лежа». Предлагал посмотреть на рамы автомобилей, перекрытия зданий, бесполезно. .

Сообщение от :
А почему момент сопротивления (я так понял, обозначается W) по оси Х-Х больше, чем по Y-Y. Чем больше момент, тем хуже?

Да уж! А Вы кем себя перед этими «специалистами» ставите?🙂🙂🙂

P.S. Напомнило одну историю. На старой работе вышли на улицу покурить, а рядом стояли курили работяги которые делали ремонт этажом ниже и спорили как правильно прорезать проём в пустотной плите? Вдоль или поперёк пустот? Чуть до мордобоя не дошло:-). Нам немного не посебе стало от такого ремонта🙂 Тут нечто похожее 🙂

Сообщение от Beginer:
Да уж! А Вы кем себя перед этими «специалистами» ставите?🙂🙂🙂

P.S. Напомнило одну историю. На старой работе вышли на улицу покурить, а рядом стояли курили работяги которые делали ремонт этажом ниже и спорили как правильно прорезать проём в пустотной плите? Вдоль или поперёк пустот? Чуть до мордобоя не дошло:-). Нам немного не посебе стало от такого ремонта🙂 Тут нечто похожее 🙂

Сообщение от Вадим C простым вопросом:
Извините за «детский вопрос», но.
Сегодня до хрипоты спорил с двумя «специалистами», доказывая, надо . «на бок», а не «лежа». Предлагал посмотреть какой-нибудь учебник или справочник в Сети, бесполезно. Если нетрудно, дайте ссылочку на литературу (желательно с картинками) с объяснением, как же правильно . Или скиньте на мыло: reg5314@mail.ru
Спасибо.

Лучше «лежа». не скрутит, и на «боку» не привычно как-то, сопротивление большое. И прочность здесь не причем — тут другая «наука».

Сообщение от sbi:
Лучше «лежа». не скрутит, и на «боку» не привычно как-то, сопротивление большое. И прочность здесь не причем — тут другая «наука».

Вадим C простым вопросом, а зачем это надо было доказывать? Тем более до хрипоты?
Похоже, это был монтаж без чертежа. Ну-ну!
Даже таджики кладут швеллер правильно.
Хотя бывает вариант против правил, когда швеллер лежит «плашмя» на перекрытии, а на него опирается ряд стоек из трубы (когда лень пятки к трубам приваривать) — но это либо самодеятельность, либо в неответственных конструкциях.

Offtop: А вообще-то такие детские вопросы изучают в институтах, и те «списиалисты» явно не оттуда,

Двутавры можно «так и сяк» (профиль симметричен) все зависит от направления сил. А вот трубе квадратной или круглой — все «непочем»

Сообщение от BM60:
Даже таджики кладут швеллер правильно.

Не знаю на счёт таджиков, а вот некоторые «работяги» в этом явно не шарят. Лет 5-7 назад наняли их веранду пристороить к дому. Благо фундамент был, дом деревянный. Так эти черти прогоны, читай стропила, из доски 50*150 положили плашмя🙂 Им видити ли так удобнее было🙂 Так и стоит веранда, правда сейчас переделывать будем. Воббщем те же «специалисты» строили. За ними нужен глаз да глаз.🙂

Сообщение от sbi:
Лучше «лежа». не скрутит, и на «боку» не привычно как-то, сопротивление большое. И прочность здесь не причем — тут другая «наука».

Вы так думаете, что другая?
А вот пример.
Балка шарнирно опертая на концах, швелер 20, пролет 6м, равномерно распределенная нагрузка 0,255т/м. Из плоскости не закреплен. Момент посередине 1.147тм. (Для предотвращения вопросов как считал, считал в «Кристалле», гамма це равно 1, Ry=2,45т/см^2). При такой нагрузке наступает общая потеря устойчивости, т.е. его, как вы говорите, «скрутит». Меньший момент сопротивления W=25,2см^3. Отсюда: 114,7/25,2 = 4,55т/см^2. Отсюда допустимый момент 2,45*25,2=0,617тм, отсюда допустимая равномерно распределенная нагрузка равна: 0,617*8/6^2=0,137т/м. 0,255/0.137=1,86.
Почти в 2 раза несущая способность швелера, поставленного на ребро выше, чем поставленного лежа. А если его закрепить из плоскости посередине, несущая способность будет почти в 5(!) раз больше.
ЗЫ: sbi, по какой науке у вас получается, что лежа ставить лучше?

Сообщение от :
Им, видите ли, так удобнее было

Аргумент, канешна, весомый. Даже думалка ихняя отсутствует напрочь! А сам где был. Почему самих этих эр. тяг плашмя не положил. Причем не сразу!
Мой тебе совет: делай ВСЕГДА ВСЁ САМ. Они могут только поднимать тяжести и временно держивать как струбцина незакрепленный конец, пока ты же гвоздь не вгонишь. Пусть дольше будет, но переделка исключена и писихика не пострадает.

Сообщение от BM60:
Аргумент, канешна, весомый. Даже думалка ихняя отсутствует напрочь! А сам где был. Почему этих эртяг плашмя не положил. Причем не сразу!
Мой тебе совет: делай ВСЕГДА ВСЁ САМ. Они могут только поднимать тяжести и временно держивать как струбцина незакрепленный конец, пока ты же гвоздь не вгонишь. Пусть дольше будет, но переделка исключена и писихика не пострадает.

Сообщение от Beginer:
Не знаю на счёт таджиков, а вот некоторые хохлы-работяги в этом явно не шарят. Лет 5-7 назад наняли их веранду пристороить к дому. Благо фундамент был, дом деревянный. Так эти черти прогоны, читай стропила, из доски 50*150 положили плашмя🙂 Им видити ли так удобнее было🙂 Так и стоит веранда, правда сейчас переделывать будем. Воббщем те же «специалисты» строили. За ними нужен глаз да глаз.🙂

Использование швеллера в строительстве

Металлоконструкции в современном мире используются практически повсеместно, в любых видах строительно-монтажных работ. Это и возведение промышленных объектов, и сооружение специализированных конструкций, и перепланировка жилых помещений. Такое положение вещей совсем не удивительно: такие изделия из металла, как арматура, балки, профиль – позволяют быстро и качественно возводить конструкции любого уровня сложности.

Наряду с арматурой, одним из самых популярных в строительстве видов продукции металлургических комбинатов является швеллер.

Такая популярность данного вида металлопроката обусловлена рядом его преимуществ:

1. Высокая прочность.
2. Относительно легкий вес (в сравнении с цельнолитыми изделиями аналогичных габаритов).
3. Сравнительно доступная стоимость.
4. Широкий ассортимент размеров и модификаций.
5. Универсальность применения.

В целом, сфера применения стального проката в форме швеллера – очень широка. Следует выделить основные направления использования таких изделий в строительстве:

• Сооружение элементов инфраструктуры электросетей (опоры ЛЭП, помещения ТП и т.д.);
• Рекламные щиты и другие конструкции подобного назначения;
• Торговые помещения, начиная от малых архитектурных форм, произведенных из легкого проката, обшитого тонколистовым металлом – заканчивая огромными зданиями гипермаркетов, построенных с применением сложных конструкций;
• Промышленные сооружения: цехи, ангары, складские помещения;
• Здания хозяйственного предназначения;
• Перекрытия кирпичных зданий, построек из шлакоблока;
• Сооружение кровельных конструкций;
• Опоры и несущие конструкции мостов;
• Несущие каркасы многоэтажных зданий из легких стройматериалов;
• Помимо строительства зданий и сооружений, применяется швеллер и в сфере машиностроения.

Этот вид металлопроката представлен на рынке большим числом модификаций, типоразмеры которого обозначаются с помощью цифро-буквенного кода. Цифра указывает на размеры в сантиметрах, буква – обозначает расположение боковых ребер.

В строительстве легких каркасных сооружений – швеллер 5П применяется в качестве источника дополнительной прочности, для усиления здания. К таким постройкам можно отнести гаражи, склады, небольшие ангары. В случае невысоких нагрузок на несущую конструкцию — 5П может быть применен и в качестве основного элемента конструкции.

10П – более тяжелая и прочная форма швеллера, широко используемая в строительстве. Несущие элементы кровли и перекрытий, дополнительные детали, усиливающие конструкцию – неполный перечень сфер применения данного типа швеллера.

Швеллер типоразмера 20П – обладает высокими прочностными характеристиками и способен выдерживать не только статические, но и динамические нагрузки, как в продольном, так и поперечном измерении. Именно поэтому данный тип широко используется в качестве основной несущей конструкции. Каркасные конструкции больших торговых комплексов, массивные рекламные сооружения у дорог – наглядный пример использования двадцатисантиметрового швеллера. Усиление мостовых конструкций – также одна из областей использования 20П.

Швеллер 40П обладает высочайшими показателями устойчивости к большинству видов воздействия, потому является основным конструкционным элементом многоэтажных каркасных сооружений. Несущие элементы мостов, опоры различных построек – также производятся из «сорокового» швеллера.

Значительно возросла популярность швеллеров при возведении жилых помещений, когда широкое распространение на рынке получили блоки из пенобетона. Этот стройматериал отличается небольшим весом, низкой стоимостью, хорошими показателями тепло- и шумоизоляции, но обладает существенным недостатком: его прочность не позволяет возводить высокие здания.

Чтобы использовать пеноблоки при сооружении высотных зданий – на помощь архитекторам пришли изделия металлопроката. Из швеллера крупных типоразмеров устанавливаются несущие металлоконструкции здания, пространство между которыми заполняется блоками из газобетона.

Такое решение позволяет сооружать надежные дома из качественных материалов, существенно снижая нагрузку на опорные конструкции и достигая высочайшей скорости выполнения строительных работ.

Усиление проема швеллером

При расширении существующих или устройстве новых проемов в несущих стенах, проект перепланировки квартиры может содержать различные способы металлоусиления. Здесь мы рассмотрим такой распространенный вариант, как усиление швеллером.

Швеллерное усиление в форме П-образной рамы или горизонтальной перемычки подходит для бетонных и кирпичных несущих стен.

Рама или перемычка из металлических профилей принимает на себя нагрузку, которая до этого приходилась на демонтированный участок стены, что позволяет сохранить несущую способность стены, не снижая ее. Таким образом, усиление дверного проема швеллером позволяет предотвратить растрескивание или даже обрушение стены.

Примеры усиления проемов в бетонных стенах

Пример усиления проемов в кирпичных стенах

Технология усиления швеллером

Для демонтажа проемов лучше применять метод алмазной резки, поскольку он проще и быстрее, а главное не повреждает стену, т.е. не приводит к образованию трещин, чего нельзя сказать об обычном перфораторе или болгарке. Ровные края проема после алмазной резки существенно ускоряют и упрощают работы по монтажу элементов усиления. Перед началом вырезания проема, необходимо подстраховаться и установить временные подпорки, которые разгрузят перекрытия. Также не следует забывать об обесточивании электросетей и переносе при необходимости электропроводки.

Самый простой и распространенный способ укрепления проемов в нашем случае — это П-образная швеллерная рама, которая монтируется по краям вырезанного проема и состоит из горизонтальной перемычки и вертикальных подпорок.

Вся конструкция крепится к стене при помощи химических анкерных болтов или ребристых кусков арматуры, а на полу она приваривается к опорным пяткам из толстых металлических пластин. Для установки такой конструкции могут использоваться два типа швеллеров и разные способы их монтажа на стену (об этом читайте ниже).

Поскольку зачеканивать раму из швеллеров после ее установки крайне затруднительно из за специфической конфигурации профиля, то она как правило монтируется на предварительно нанесенный слой цементного раствора. Для лучшей связки раствора со стеной на последней можно сделать насечки.

Любопытна технология крепежа швеллерного усиления с помощью химических анкеров. Для этого в просверленное отверстие вставляется касула с химическим клеевым составом, а затем устанавливается анкерный болт, который разбивает капсулу. Происходит реакция, и через 20 минут соединение затвердевает и болт затягивают гайкой. Такое соединение способно выдерживать огромные нагрузки, а главное, обеспечивает совместную работу материала стены и металла швеллера.

Если же в качестве анкерных стержней используется обычная арматура, то ее вставляют в заранее просверленные отверстия, заполненные цементно-полимерцементным раствором.

Шаг и взаимное расположение крепежных отверстий в стене определяются инженерными расчетами по проекту перепланировки и техническому заключению.

В углах металлоконструкции выполняется сварка ее вертикальных и горизонтальных элементов. Затем она покрывается специальной грунтовкой для защиты от коррозии.

Для усиления дверных проемов в кирпичных стенах может применяться т.н. комбинированное усиление, поскольку такие стены бывают намного толще бетонных. Как выглядит такое усиление? Как правило, это два швеллера, которые устанавливаются параллельно в качестве верхней перемычки и связываются стяжками через стену. Боковое обрамление такого проема выполняется из уголков. Все параллельные элементы такой рамы дополнительно стягивают поперечно приваренными пластинами.

При усилении проемов в кирпичной стене верхняя швеллерная перемычка устанавливается до начала резки проема, для чего стена штробится в нужных местах. При этом соответствующие пазы делаются несколько шире проема.

Вид стены, подготовленной к установке швеллера:

А вот швеллерная перемычка уже смонтирована (на картинке видно, что усиление комбинированное — сверху швеллер, а по бокам уголки, стянутые хомутами):

Еще примеры комбинированного усиления проемов (в кирпичной и бетонной стене):

Верхняя швеллерная перемычка без вертикальных подпорок часто применяется для усиления оконных проемов. Таким способом также укрепляют проемы на верхних этажах многоэтажек или в коттеджах – то есть там, где нет большой нагрузки. Длина профиля в этом случае подбирается так, чтобы он был шире проема и опирался на стену, будучи уложенным в пазы. Впрочем, иногда оконный проем усиливают и по контуру.

Виды швеллеров

Швеллер – это разновидность металлического профиля П-образного сечения (высотой 50—400 мм, с толщиной стенки 4—15 мм и шириной полок от 32 до 115 мм ). Стальные швеллера получают главным образом горячей прокаткой заготовки на сортовых станах, а также холодной или горячей прокаткой рулонной стали на профилегибочных станах. Швеллер предназначен для придания жесткости и устойчивости конструкции, в которой он применяется. Он хорошо работает на изгиб и воспринимает осевые нагрузки.

Швеллеры (ГОСТ 8240-89) делятся на:

• швеллер с уклоном внутренних граней полок (ставится буква У).
• швеллер с параллельными гранями полок (ставится буква П).

Способы монтажа швеллеров на стену

1. Накладка У-образного швеллера внахлест. Это самый простой и способ. Его недостаток состоит в том, что полки У-образного профиля скруглены и скошены, и при установке профиля, между швеллером и поверхностью стены образуется пустое пространство. Чтобы добиться как можно более плотного прилегания конструкции, зазор зачеканивается инъектированием, либо швеллер устанавливается на заранее нанесенный раствор.

2. Накладка У-образного швеллера заподлицо. Это более аккуратный способ монтажа швеллеров подобной формы, поскольку оштукатуривать стену после усиления проема будет проще: нет выступающих деталей. В этом случае перфоратором немного скашивают края стены, чтобы добиться более плотного соединения металла и бетона. Это весьма трудоемкая и не слишком распространенная процедура, поэтому чаще крепят, как в первом случае. К тому же, перфоратор — не слишком «филигранный» инструмент, и подобрать нужный угол наклона очень непросто.

3. Накладка П-образного швеллера на стену внахлест. Как и в первом случае, это очень простой способ, но требующий идеально ровной поверхности стены. При этом швеллер П-образной формы образует меньшие зазоры, чем У-образный.

4. Установка П-образного швеллера заподлицо. Также позволяет (аналогично п.2) легко оштукатурить стену после окончания работ по монтажу усиления проема. Боковые пазы для полок швеллера вырезаются алмазной пилой для получения ровной поверхности. Дорого, но красиво.

5. Как чаще всего укладывают швеллер на практике. Как мы уже отмечали, перфоратор не отличается ювелирной точностью, поэтому торец стены часто «подгогяется» под установку швеллера «на глаз». При этом рабочие часто халтурят и срубают края очень грубо — принцип показан на картинке. Промежуток между стеной и швеллером заполняется строительным мусором. При этом ни о каком заполнении полости раствором речь, конечно же, не идет.

Примечание: п ри установке швеллера внахлест он подбирается на размер-два больше стены, а при монтаже заподлицо — по размеру стены.

Читайте далее: