двутавр или швеллер что прочнее на прогиб

Битва титанов: Швеллер или Двутавр, что лучше? Полный FAQ

Здравствуйте, коллеги! Двутавровые балки и швеллера – металлические профиля, применяющиеся в строительстве и различных видах тяжелой промышленности. Оба вида изделий изготавливаются из прочной стали и предназначаются для укрепления сооружения.

В строительстве их применяют для армирования бетонных конструкций, укрепления стен. Сфера, в которой наиболее часто бывают востребованы как двутавр так и швеллер – перекрытия зданий.

Кстати, заказывая строительство склада из металлоконструкций, офисного здания, торгового павильона или центра, в том числе и «под ключ» у нас в ООО «РАМКОН», вы получаете оптимальную смету, отменное качество, возможность оригинального проектирования! Подробнее: https://ramcon.ru/stroitelstvo-iz-metallokonstruktsij.html >>>

Швеллер и двутавр: отличия

Достаточно взглянуть на две эти разновидности металлоконструкций: при визуальном сходстве они имеют значительные технические отличия.

Двутавровая балка представляет собой стенку с перпендикулярными полками одинаковой ширины, чаще всего равноудаленными от центра полки.

Швеллер – это профиль, имеющий вид стенки с прикрепленными к ней одной стороной полками. В разрезе он напоминает букву «П».

Эти отличия имеют не только внешнее значение, они также влияют на технические характеристики изделий. Иногда полки швеллера могут быть немного завалены внутрь – такой профиль способен выдержать повышенную нагрузку и обладает большей надежностью, чем стандартный П-образный.

Чем отличается швеллер от двутавра?

Наиболее жесткое соединение дает балка с двутавровым сечение, за ней по степени надежности следуют тавровая и швеллерная балки, последнее место по прочности занимают уголки.

Швеллер и двутавр: цена

Цена швеллерных и двутавровых балок устанавливается из расчета за погонный метр, при оптовых покупках – за тонну. Стоимость металлических профилей зависит от их размера, материала, из которого они сделаны, а также способа изготовления.

Источник

Что прочнее, швеллер или двутавр? Что лучше?

Швеллер и двутавр – виды металлопродукции, обладающие высокими прочностными характеристиками. Они популярны в строительстве, при производстве средней и тяжелой техники, изготовлении технологических линий. При одинаковой высоте стенок двутавровой балки и швеллера и сопоставимых размерах полок большими показателями прочности и жесткости обладает двутавр. Однако многое зависит от условий применения металлопроката, направления прилагаемых нагрузок, способов закрепления. Металлоизделия с П- и Н-образным профилем применяются именно в тех областях, в которых наиболее полно задействуются их технические характеристики.

Основные характеристики швеллера

Этот вид металлопроката производится способами горячей прокатки и гибки полосовых заготовок. В соответствии с таблицами ГОСТа 8240, высота стенки стального швеллера – 50-400 мм. Горячекатаные изделия с наклонными внутренними гранями полок имеют увеличенную площадь сечения и по прочностным характеристикам приближаются к аналогам с двутавровым профилем. Для повышения прочности и устойчивости к низким температурам прокат изготавливают из качественных углеродистых и низколегированных марок стали.

Швеллер удобен для монтажа на плоских поверхностях. Прокат используется для армирования бетонных конструкций, создания каркасных строений, при производстве легких машин и механизмов. В частном строительстве лучшим выбором является швеллер, а не двутавр, что объясняется сочетанием достаточной прочности и доступной стоимости П-образного профиля. Двутавровая балка, благодаря массивности и высоким прочностным характеристикам, в основном применяется в крупномасштабном промышленном и гражданском строительстве.

Основные характеристики двутавровой балки

Двутавр выпускается с наклонными гранями полок в соответствии с ГОСТом 8239-89, сортамент продукции с параллельными гранями соответствует таблицам ГОСТа 26020 или СТО АСЧМ 20-93. Изделия отличаются высокой жесткостью и прочностью, на величину которой, помимо размеров сечения, влияют:

Сравнение двутавра и швеллера на прочность, в зависимости от прилагаемой нагрузки

Основное различие между свойствами двутавровой балки и швеллера заключается в различной реакции на нагрузки, в частности – на скручивание, что объясняется разницей в нахождении центра тяжести.

И швеллер, и двутавр относятся к профильному прокату, не рассчитанному на восприятие серьезных усилий, направленных перпендикулярно стенке.

Источник

Двутавр или швеллер

У двутавра и швеллера похожие конструкции. Благодаря П-образному сечению балки выдерживают продольные нагрузки, а в других направлениях опоры противостоят меньшим усилиям. Большую часть продукции покупают предприятия, которые возводят сооружения и занимаются машиностроением.

Двутавр прочнее швеллера. «Секрет» повышенной жесткости заключается в конструкции: полки одинаковой высоты, симметричны, выступают с одной и другой стороны. Нагрузка распределяется равномерно, большая часть направлена вдоль длинной оси.

Полки сопротивляются сжимающим усилиям, работают с обеих сторон. Когда зажатая одним концом балка установлена строго вертикально, крутящим моментом пренебрегают (из-за небольшой величины).

Полки швеллера находятся с одной стороны и работают как два рычага. Металлопрокат испытывает усилия сжатия и скручивания. Если один конец прочно не закреплен, балке не хватает жесткости, чтобы выдержать значительные нагрузки.

Расположение точки действия суммарных сил

Швеллер и двутавр по-разному реагируют на равные боковые нагрузки. Неодинаковое восприятие объясняется расположением центра тяжести.

У швеллера точка приложения сил смещена в сторону торцов полок. Центр тяжести двутавра проходит по стенке, направлен вдоль длинной оси, располагается внутри реального контура.

Назначение обеих конструкций — для восприятия вертикально направленных сил: сжатия и растяжения. По этой причине стержни не противостоят моментам кручения большой величины.

Утверждение справедливо для традиционного применения изделий:

Чтобы результат отражал реальность, сравнивают несколько похожих профилей, работающих в равных условиях. Расчет показывает, если нагрузка направлена перпендикулярно продольной оси (сбоку балки), большей прочностью обладает швеллер. Полки расположены по одну сторону. Центр тяжести изделия находится за реальным поперечным сечением.

Чтобы металлопрокат противостоял большим поперечным нагрузкам, изделие укладывают стенкой вниз. Способ применяют для строительных элементов малым весом. Второй вариант расположения швеллера — набок. Если действуют большие усилия, желательно, чтобы торцы полок соприкасались с основанием сооружения или крепкими опорами.

Вывод. Если балка нужна для противостояния вертикальным и поперечным нагрузкам, покупают швеллер. Когда профиль работает в условиях повышенного сопротивления сжатию и растяжению, выбирают двутавра.

Для обеих конструкций в расчет закладывают коэффициент запаса (20-30%).

За и против швеллера и двутавра

Когда сравнивают прочность двух конструкций, используют метод сбора всех действующих сил. По формулам вычисляют значения и направленность напряжений. Учитывают характер, длительность, взаимное влияние моментов. Важно использование двутавра по назначения: для возведения колонн, прокладывания рельсовых путей.

На прочность двух конструкций влияют факторы:

Нормативные документы содержат требования к горячекатаным балкам. Максимальные и минимальные размеры профилей разных типов указаны в таблице.

Источник

Что прочнее: двутавр или швеллер?

Двутавровые балки и швеллеры – металлические профили. Они используются в сфере промышленного производства, сельского хозяйства и других отраслях народного хозяйства. 2 типа стальных изделий выполняются из стали. Они выполняют функции каркаса в конструкциях сооружений и строений. Как элементы они предназначены создавать прочные узлы и связи металлического каркаса. 2 вида металлопроката: горячекатанный двутавр и швеллер П-образного сечения регламентируются Стандартом ГОСТ 535-88.

Конструктивные особенности

Конструктивное исполнение швеллера с 2 полками в 1 сторону располагает главную ось инерции к стенке со смещением усилий, накладываемых к изделию. Оно работает на косой изгиб. Лёгким и прочным каркас из швеллера получится, когда швеллер модернизировать. Сделать из него коробчатые стойки. Электрической дуговой сваркой с прерывистым швом соединить швеллеры полками внутрь конструкции. Усиление шва через 1,2-1,5 м упрочняет сборное изделие.

Балке из двутавра не требуется дополнительное усиление. Она выдерживает нагрузки.

Сравнение изделий на жёсткость

Балка двутавра надёжнее по всем показателям однотипного номера. Она имеет 2 полки с каждой стороны, выступающие на равный вылет от её стенки. Нагрузку принимают полки. Поэтому балка прочнее швеллера.

Она воздействует на профиль вертикально. Стенка балки работает на противодействие сжатию. Силы, пытающиеся скрутить двутавровую балку незначительные.

В швеллере усилия возникают значительных параметров по причине, что полки становятся односторонним рычагом. Также от того, как будет наложена и распределится по полкам нагрузка.

У двутавровой балки полки дают жёсткость стенке не с 1 стороны, как у швеллера, с 2 сторон. Сравниваются изделия с одинаковыми размерами профиля по одинаковой высоте стенки.

В таблицах с размерами ГОСТ сравниваемого швеллера П 14 и двутавровой балки 14 Б1 с величинами их моментов сопротивления в осях X и Y (Wx и Wy) показаны значения характеристик. Момент инерции двутавра выше в оси Х, он основной критерий. Изделие будет прочнее на величину этого показателя. Он измеряется в Н/кв.мм.

У швеллера и двутавровой балки видно в ГОСТ ось X находится в плоскости:

Выводы

Двутавр с параметрами однотипного изделия швеллера прочнее. Он позволяет применять его в конструкциях опор и стоек, где швеллер пойдёт на кручение и излом. Фермы, прогоны, связи, фахверки, поперечины в конструкции каркасов металлического исполнения лучше изделия нет, чем швеллер.

Двутавр не применяется из-за высокой металлоёмкости и удорожает монтаж. Уголковые изделия слабее швеллера. У каждого изделия есть своё место. Но прочность двутавровой балки выше прочности швеллера.

Источник

Сравнение двутавра и швеллера – какой профиль прочнее и что лучше

Швеллер или двутавр – этот вопрос озадачивает не только людей, решивших самостоятельно возвести дом либо гараж, но порой и профессионалов своего дела. Что будет рациональнее использовать? Чтобы определиться, профессионалы делают расчеты и анализ конструкции и материалов, из которых она будет изготовлена. Людям, не разбирающимся в данных вопросах, следует обратиться к специалистам, которые сделают нужный объем проектных работ и предоставят несколько вариантов с использованием швеллера и/или двутавра разных типоразмеров – тогда будет ясно, что лучше.

1 Какой профиль прочнее?

Конечно, двутавр. Он жестче и прочнее швеллера. Это обеспечивается за счет того, что у двутавра полки выступают с обоих сторон стенки и на одинаковое расстояние от нее. Благодаря чему нагрузка, воспринимаемая полками, воздействует на профиль в основном вертикально и его стенка работает практически только на противодействие сжатию. Силы, стремящиеся скрутить двутавр, малы или отсутствуют. В швеллере такие усилия, как правило, возникают, и значительной величины, так как полки выступают в роли односторонних рычагов. Многое, конечно, зависит от того, как ляжет и распределится по ним нагрузка. В то же время у двутавра полки обеспечивают жесткость стенки не с одной ее стороны, как у швеллера, а с двух.

Сравнивать, разумеется, следует изделия с одинаковыми типоразмерами (номерами профиля). То есть, чтобы у сравниваемых швеллера и двутавра была одна и та же высота стенки. Кроме того, у них должны быть одинаковые или хотя бы сопоставимые толщина полок и стенки. Это же условие распространяется и на ширину полок. И тогда сравниваемый со швеллером двутавр окажется прочнее его. Но это только если эти изделия используются в качестве несущей балки, установленной, как и положено, вертикально – поверхностью нижней полки на опоры (несущие стены сооружения).

Если на сравниваемые профили одного типоразмера и с одинаковыми либо сопоставимыми толщиной стенки и размерами полок нагрузка (усилие) воздействует сбоку (перпендикулярно их вертикальной оси в плоскости поперечного сечения), то прочнее швеллер. Например, когда изделия уложены набок (торцами полок на опорную поверхность или швеллер еще можно положить на его стенку) и выступают в роли поддерживающего элемента для конструкции с небольшим весом. Дело в том, что и швеллер, и двутавр не рассчитаны на большие нагрузки, направленные перпендикулярно плоскости их стенки.

Преимущество швеллера в более высоком сопротивлении боковым нагрузкам обусловлено следующим. Его полки расположены по одну сторону стенки. У двутавра они выступают с обоих его боков, причем на одинаковое расстояние. За счет этого у швеллера центр тяжести находится вне его поперечного сечения. Он смещен относительно стенки в сторону торцов полок. А у двутавра центр тяжести находится точно в центре его поперечного сечения (стенки).

Именно из-за такой разницы в расположении центра тяжести сопротивляемость нагрузкам у этих изделий отличается. Когда речь идет о боковых воздействиях, то прочнее швеллер. Чтобы сравнить какие-либо двутавр и швеллер, в каждом отдельном случае надо принимать во внимание не только типоразмер (высоту стенки), но и основные размерные характеристики поперечного сечения профиля, указанные в таблицах ГОСТов на сортамент этих изделий. Как отмечалось выше, в первую очередь – это толщины стенки и полок изделий. Не меньшее значение имеет и ширина полок. Также на прочность оказывает влияние радиус закругления между стенкой и полками.

2 Как быстро сравнить швеллер и двутавр

Чтобы быстро выяснить, что прочнее, надо в таблицах с размерами ГОСТов сортамента сравниваемых швеллера и двутавра найти величины их моментов сопротивления относительно осей X и Y (W_x и W_y). Изделие, у которого значения этих характеристик выше, и будет прочнее.

Момент сопротивления – геометрический параметр поперечного сечения какого-либо изделия, который характеризует сопротивляемость в рассматриваемом разрезе (сечении) кручению или изгибу относительно выбранной оси. Его используют для последующего расчета сопротивления материалов и в формулах строительной и конструкционной механики.

Для швеллера и двутавра согласно их ГОСТам ось X проходит в плоскости поперечного сечения через середину стенки, перпендикулярно ей и параллельно полкам. Момент сопротивления перпендикулярен оси, относительно которой рассчитывается. Соответственно, W_x двутавра и швеллера определяет их сопротивляемость нагрузкам и усилиям, направленным перпендикулярно полкам и вдоль стенки. То есть, когда эти изделия выполняют роль несущих элементов конструкции и установлены в своем основном положении – на нижнюю полку.

Ось Y проходит в плоскости поперечного сечения через центр тяжести и перпендикулярно полкам, пересекая при этом осевую линию X и образуя с ней прямой угол. Собственно, в точке пересечения Y с X и находится центр тяжести. Таким образом, у двутавра осевая линия Y располагается точно на вертикальной оси стенки, а у швеллера – параллельна последней и вынесена за ее пределы между полками, так как это изделие имеет смещенный центр тяжести. Смещение обусловлено тем, что у швеллера полки выступают только с одной стороны относительно стенки.

Соответственно, момент сопротивления относительно оси Y (W_y) характеризует сопротивляемость этих изделий усилиям, направленным перпендикулярно стенке и вдоль полок. Для двутавра, когда он опирается на кромки полок с одной своей стороны, а нагрузка давит на противоположные и/или на поверхность стенки. У швеллера может быть два положения. Когда он опирается на поверхность стенки либо, как и двутавр – на кромки полок. Его W_y в обоих случаях одинаковый и противостоит усилиям, направленным со стороны, противоположной опорной поверхности.

Как отмечалось выше, и у двутавра, и у швеллера W_x всегда больше W_y.

Это обусловлено тем, что эти изделия конструктивно рассчитаны на более высокое сопротивление нагрузкам, направленным под прямым углом к полкам и вдоль стенки, то есть перпендикулярно оси X. Поэтому, когда двутавр или швеллер используются в качестве несущих элементов конструкции, они должны монтироваться таким образом, чтобы их стенка располагалась вертикально, а нагрузка воспринималась поверхностью полок.

3 Сравнение некоторых типоразмеров швеллеров и двутавров

На примере нескольких типоразмеров швеллера и двутавра сравним прочность этих изделий. Заодно выясним как она зависит от основных размеров поперечного сечения, о которых шла речь выше.

Сравнение швеллеров и двутавров с одинаковыми типоразмерами придется делать между изделиями с наиболее близкими по значению размерами поперечного сечения, так как часть этих параметров всегда отличается. Эти профили выпускают в таком ассортименте, чтобы они друг друга дополняли, а не замещали.

По приведенной ниже таблице можно сопоставить характеристики (включая моменты сопротивлений) профилей указанных типоразмеров соответствующих ГОСТов.

Источник