Виды типовых и специализированных швеллеров + видео
Любое здание должно выдерживать расчетную нагрузку, в которую входит вес материалов, и для обеспечения высокой прочности и надежности конструкции чаще всего используются различные виды швеллеров.
1 Наиболее распространенные виды швеллеров
Очень часто в основе высотных зданий используются стальные балки в качестве несущего каркаса. При этом, чтобы не повышать нагрузку на фундамент, стальные элементы изготавливаются в виде металлопроката сложного сечения, что позволяет экономить металл и усиливает сопротивление балок на изгиб и растяжение. По большей части для усиления конструкций применяются различные виды швеллеров, из которых наиболее распространенными являются два: П-образный и с сечением в форме буквы Н. Первые делятся на продукты горячего и холодного проката, вторые бывают только горячекатаными, либо собираются методом сварки из двух Т-образных профилей.
Металлопрокат в форме буквы П является сортовым, и, в зависимости от способа изготовления, делится на несколько разновидностей. Горячекатаные профили узнаваемы по острым углам и бывают с расположенными параллельно или под уклоном внутренними плоскостями полок. По точности изготовления существует три категории: высокоточная «А», просто повышенная «Б» и обычная «В». Холоднокатаный швеллер, разновидности которого называют также гнутыми профилями (равнополочными и с полками разного размера), углов не имеет, вместо них имеются плавные изгибы. Для производства таких изделий металлопроката нужен специальный станок-листогиб. В качестве заготовки применяется лист горячекатанный.
Причисление Н-образных двутавров к швеллерам спорно, однако практикуется многими производителями. Как уже было сказано выше, это продукт технологии горячего проката, то есть также как и в случае с П-образным профилем, имеют место разновидности с параллельными и наклонными внутренними поверхностями полок, а также острые углы в сечении. В качестве материалов используются углеродистые и низколегированные стали, чугун, а также алюминий для специализированных изделий. Химический состав сталей должен соответствовать ГОСТ 380.
2 Типы швеллеров и их маркировки
У каждого из перечисленных продуктов проката имеется сортамент, согласно которому выбрать нужный вариант не составляет трудности. Однако прежде нужно определить, какой именно профиль вам понадобится для той или иной сферы использования. Именно для этой цели существуют маркировки, как буквенные, так и цифровые, по которым можно заранее узнать, какими свойствами обладают интересующие вас типы швеллеров.
К примеру, те же горячекатаные профили отмечаются буквой «П», если внутренние поверхности полок параллельны, и буквой «У» – если плоскости имеют уклон.
Рекомендуется основывать свой выбор на цифровой маркировке, которая по большей части сопровождает буквенную – различные числовые значения обозначают расстояние между полками. Иными словами, если вы увидите швеллер большого размера с маркировкой 24, будьте уверены, промежуток между внешними поверхностями полок равен 24 сантиметрам.
Все типоразмеры стандартизированы согласно ГОСТ с разбивкой по классам «П» и «У», то есть, с делением на профили с параллельными полками и расположенными под уклоном. По таблицам вы можете определить зависимость массы погонного метра швеллера от его ширины.
Швеллер с параллельными плоскостями полок ГОСТ 8240-83 и с уклоном внутренних поверхностей ГОСТ 8240-89
Масса 1 метра в кг | Метров в тонне | |
| 5 | 4.84 | 206.6 |
| 6.5 | 5.9 | 169.5 |
| 8 | 7.05 | 141.8 |
| 10 | 8.59 | 116.4 |
| 12 | 10.4 | 96.2 |
| 14 | 12.3 | 81.3 |
| 16 | 14.2 | 70.4 |
| 18 | 16.3 | 61.3 |
| 20 | 18.4 | 54.3 |
| 22 | 21 | 47.6 |
| 24 | 24 | 41.7 |
| 31.8 | 31.4 |
Осталось только рассказать о специализированных маркировках. К таковым в первую очередь относится буква «С», которой обозначаются изделия, выпущенные на заказ, то есть, вне стандарта. Соответственно, вышеуказанная буква значит не что иное, как «специальные» профили. Существуют швеллеры, не рассчитанные на большую нагрузку, а пригодные как часть армирующего пояса для здания, такие профили носят маркировку «Л», что значит «легкие». И, наконец, изделия, полки которых несколько тоньше, чем положено по стандарту, называют экономичными (поскольку на них расходуется меньше металла) и обозначают буквой «Э».
Что касается длины, которая немаловажна при выборе швеллера для решения определенной задачи, то и здесь не обошлось без стандартизации, хотя и менее строго. Существует три категории данного параметра:
- мерной длины,
- кратной мерной;
- немерной.
Два первых варианта подразумевают отсутствие отклонений в длине более чем на 40 миллиметров для швеллеров от 2 до 8 метров. Кривизна же не должна превышать 0,2 % от длины профиля. К немерным изделиям нет подобных требований. Что же касается стандартов, согласно ГОСТ выпускаются швеллеры от 2 до 12 метров.
3 Где и какие швеллеры используются
Первое и основное назначение рассматриваемого нами металлопроката – балки перекрытий, усиление подъездных лестниц, сейсмоустойчивые каркасы и армирующие пояса зданий. Пригодность швеллера для решения той или иной задачи зависит от металла, из которого изготовлено изделие. Так, сплавы черных металлов не способны выдержать высокие нагрузки, поэтому для увеличения несущей способности стен и перекрытий используются стальные швеллеры, причем, чаще всего, горячекатанные.
Гнутые профили пригодны для легких конструкций и как декоративные элементы, срывающие различные коммуникации, а также в качестве направляющих для движущихся механизмов (рольставни) и предметов (раздвижные двери и ворота).
Алюминиевые изделия, получаемые путем прессования-штамповки, также отлично подходят для сборки легких конструкций, также они используются в качестве элементов стыка различных балок, как детали облицовочных каркасов и для создания предметов интерьера. В частности, те самые направляющие профили, которые необходимы для монтажа гипсокартона, сайдинга и алюпана тоже, по сути, являются швеллерами, правда, облегченными, к которым нельзя прилагать большие нагрузки.
Поскольку вы приобретаете металлопрокат, уже имея представление о его будущем использовании, ориентируйтесь по цифровой маркировке. Изделия с малыми значениями (от двух до восьми включительно) часто являются заменой уголкам, особенно там, где нужно сваривать балки квадратного сечения. Профили с маркировками 10 и 12, которые производятся без дополнительной термообработки, используются как армирующие элементы конструкций, причем, уже начиная с марки 12П швеллеры можно использовать для легких мостов. Металлопрокат со значением 20 и выше пригоден для конструкций, подвергающихся динамическим воздействиям. Профили марки 40П используются уже для возведения тяжелых каркасов многоэтажных зданий и для больших мостов.
Очень важно знать, какие бывают швеллера, которые производятся специально под заказ, Специализированные профили обычно применяются в машиностроении, в частности при изготовлении автомобилей с маркировкой «С» по ГОСТ 19425-74 и вагонов с маркировкой «В» – ГОСТ 5267.1-90. Длина их варьируется от 2 до 13 метров и может быть большей. Отдельные продукты металлопроката предназначаются для подвесных путей, необходимых для движения кареток подъемных устройств, такие швеллеры обозначаются буквой «М».
Швеллер. Сортаменты, таблицы и размеры всех швеллеров
Швеллер — гарячекатанный фасонный прокат коробчатого П-образного сечения предназначенные для стальных конструкций, а также конструкций со сварными и другими соединениями. Швеллеры изготовляют длиной от 2 до 12 м, по соглашению потребителя с изготовителем — длиной свыше 12 м. Вес швеллера меняется от 4,79-61,5 кг за п.м.
Геометрические характеристики сечения швеллеров определяются его номером, который соответствует высоте стенки швеллера (в сантиметрах). Швеллер применяют в :
- Мощных стержневых конструкциях
- Мосты
- Большепролетные фермы
- Колонны
- Связи и кровельные прогоны
- Рамы (автомобильная промышленность)
- Поддерживающие консоли
- Лестницы
- Временные проходы (мостики)
- Стяжки в шпунтовых ограждениях
- Пандусы
Швеллер
Классификация швеллеров
| № п/п | Наименование швеллеров | Описание |
| 1 | Катаные по ГОСТ 8240-97, ДСТУ 3436-96 | |
| Швеллер стальной | ||
| 1.1 | Швеллер. Серия У | Швеллер с уклоном внутренних греней полок. Серия У. |
| 1.2 | Швеллер. Серия П | Швеллер с параллельными гранями полок — серия П. |
| 1.3 | Швеллер. Серия Э | Швеллер экономичный с параллельными гранями полок — серия Э. |
| 1.4 | Швеллер. Серия Л | Швеллер легкий с параллельными гранями полок — серия Л. |
| 1.5 | Швеллер. Серия C | Швеллер с уклоном внутренних греней полок — серия С. |
| Швеллер по ТУ завода-изготовителя | ||
| 1.6 | Швеллер по ТУ | |
| Швеллер срециальный | ||
| 1.7 | Швеллер. Серия C | Швеллер с уклоном внутренних греней полок — серия С. |
| Швеллер срециальный для тракторов и вагоностроения | ||
| 1.8 | Швеллер | Швеллер срециальный для тракторов и вагоностроения |
| 2 | Гнутые | |
| 2.1 | Швеллер по ГОСТ 8278-83 | Швеллер. Гнутый равнополочный |
| 2.2 | Швеллер по ГОСТ 8281-80 | Швеллер. Гнутый неравнополочный |
ГОСТ швеллеров (сортамент)
Швеллер по ГОСТ 8240-97
Примеры применения швеллеров в строительстве
Устройство опалубки
Швеллер (Обвязка) — stroyone
Сварные металлоконструкции
Швеллер в сварной конструкции
Траверса с швеллеров — stroyone
Лестницы
Лестница — stroyone
Лестница — stroyone.com
Швеллер по ГОСТ 8240-97
Швеллер по ГОСТ 8240-97 — stroyone
Швеллер (серия У) с уклоном полок
Основные параметры (характеристики) швеллера по ГОСТ 8240-97 гарячекатанного с уклоном внутренних граней полок определяет его номер, который меняется от №5 до №40. Например, при номере швеллера №5, его высота будет соответствовать (h) — 50 мм.
Швеллер серия У по ГОСТ 8240-97
| № | Описание |
| 1 | Высота профиля варьируется от 50 до 400 (мм) |
| 2 | Ширина полки варьируется от 32 до 115 (мм) |
| 3 | Толщина стенки варьируется от 4,4 до 8 (мм) |
| 4 | Толщина полки варьируется от 7 до 13,5 (мм) |
| 5 | Радиус варьируется от 6 до 15 (мм) |
| 6 | Радиус варьируется от 2,5 до 6 (мм) |
| 7 | Площадь поперечного снчения варьируется от 6,16 до 61,5 (см²) |
| 8 | Номинальная масса 1 м двутавра, кг варьируется от 4,84 до 48,3 (кг/м) |
| 9 | Кол-во п.м. в тонне варьируется от 20,704 до 206,612 (п.м/т) |
| 10 | Момент инерции варьируется от 22,8 до 15220 (см⁴) |
| 11 | Момент сопротивления варьируется от 9,1 до 761 (см³) |
| 12 | Радиус инерции варьируется от 1,92 до 12 (мм) |
| 13 | Статический момент варьируется от 5,59 до 444 (см³) |
| 14 | Момент инерции варьируется от 5,61 до 327 (см⁴) |
| 15 | Момент сопротивления варьируется от 2,75 до 43,6 (см³) |
| 16 | Радиус инерции варьируется от 1,08 до 3,23 (мм) |
| 17 | Расстояние до цента тяжести варьируется от 1,16 до 2,75 (см) |
Основные размеры швеллера, (серия У) с уклоном полок
| № | № швеллера | h (мм) | B (мм) | S (мм) стенка | t (мм) полка | M (кг/м) | Кол-во (м) в тонне |
| 1 | Швеллер 5У | 50 | 32 | 4,4 | 7 | 4,84 | 206,612 |
| 2 | Швеллер 6,5У | 65 | 36 | 4,4 | 7,2 | 5,9 | 169,492 |
| 3 | Швеллер 8У | 80 | 40 | 4,5 | 7,4 | 7,05 | 141,844 |
| 4 | Швеллер 10У | 100 | 46 | 4,5 | 7,6 | 8,59 | 116,414 |
| 5 | Швеллер 12У | 120 | 52 | 4,8 | 7,8 | 10,4 | 96,154 |
| 6 | Швеллер 14У | 140 | 58 | 4,9 | 8,1 | 12,3 | 81,301 |
| 7 | Швеллер 16У | 160 | 64 | 5 | 8,4 | 14,2 | 70,423 |
| 8 | Швеллер 16аУ | 160 | 68 | 5 | 9 | 15,3 | 65,359 |
| 9 | Швеллер 18У | 180 | 70 | 5,1 | 8,7 | 16,3 | 61,35 |
| 10 | Швеллер 18аУ | 180 | 74 | 5,1 | 9,3 | 17,4 | 57,471 |
| 11 | Швеллер 20У | 200 | 76 | 5,2 | 9 | 18,4 | 54,348 |
| 12 | Швеллер 22У | 220 | 82 | 5,4 | 9,5 | 21 | 47,619 |
| 13 | Швеллер 24У | 240 | 90 | 5,6 | 10 | 24 | 41,667 |
| 14 | Швеллер 27У | 270 | 95 | 6 | 10,5 | 27,7 | 36,101 |
| 15 | Швеллер 30У | 300 | 100 | 6,5 | 11 | 31,8 | 31,447 |
| 16 | Швеллер 33У | 330 | 105 | 7 | 11,7 | 36,5 | 27,397 |
| 17 | Швеллер 36У | 360 | 110 | 7,5 | 12,6 | 41,9 | 23,866 |
| 18 | Швеллер 40У | 400 | 115 | 8 | 13,5 | 48,3 | 20,704 |
Швеллер с параллельными полками
Основные параметры (характеристики) швеллера по ГОСТ 8240-97 гарячекатанного с параллельными гранями полок определяет его номер, который меняется от №5 до №40. Например, при номере швеллера №40, его высота будет соответствовать (h) — 400 мм.
Швеллер серия П с параллельными полками по ГОСТ 8240-97
| № | Описание |
| 1 | Высота профиля варьируется от 50 до 400 (мм) |
| 2 | Ширина профиля варьируется от 32 до 115 (мм) |
| 3 | Толщина стенки варьируется от 4,5 до 8 (мм) |
| 4 | Толщина полки варьируется от 7 до 13,5 (мм) |
| 5 | Радиус варьируется от 6 до 14 (мм) |
| 6 | Радиус варьируется от 3,5 до 9 (мм) |
| 7 | Площадь поперечного снчения варьируется от 6,16 до 61,5 (см²) |
| 8 | Номинальная масса 1 м двутавра, кг варьируется от 4,84 до 48,3 (кг/м) |
| 9 | Кол-во п.м. в тонне варьируется от 0,023 до 206,612 (п.м/т) |
| 10 | Момент инерции варьируется от 22,8 до 15260 (см⁴) |
| 11 | Момент сопротивления варьируется от 9,1 до 763 (см³) |
| 12 | Радиус инерции варьируется от 1,92 до 15,8 (мм) |
| 13 | Статический момент варьируется от 5,61 до 445 (см³) |
| 14 | Момент инерции варьируется от 5,95 до 611 (см⁴) |
| 15 | Момент сопротивления варьируется от 2,99 до 89,9 (см³) |
| 16 | Радиус инерции варьируется от 0,98 до 3,51 (мм) |
| 17 | Расстояние до цента тяжести варьируется от 1,21 до 3,05 (см) |
Основные размеры швеллера, (серия П) с параллельными полками
| № | № швеллера | h (мм) | B (мм) | S (мм) стенка | t (мм) полка | M (кг/м) | Кол-во (м) в тонне |
| 1 | Швеллер 5П | 50 | 32 | 4.4 | 7 | 6,16 | 4,84 |
| 2 | Швеллер 6,5П | 65 | 36 | 4.4 | 7.2 | 7,51 | 5,9 |
| 3 | Швеллер 8П | 80 | 40 | 4,5 | 7,4 | 8,98 | 7.05 |
| 4 | Швеллер 10П | 100 | 46 | 4,5 | 7,6 | 10,9 | 8,59 |
| 5 | Швеллер 12П | 120 | 52 | 4,8 | 7,8 | 13,3 | 10,4 |
| 6 | Швеллер 14П | 140 | 58 | 4,9 | 8,1 | 15,6 | 12,3 |
| 7 | Швеллер 16П | 160 | 64 | 5.0 | 8.4 | 18,1 | 14,2 |
| 8 | Швеллер 16аП | 160 | 68 | 5 | 9 | 19.50 | 15,3 |
| 9 | Швеллер 18П | 180 | 70 | 5,1 | 8,7 | 20,7 | 16,3 |
| 10 | Швеллер 18аП | 180 | 74 | 5,1 | 9,3 | 22,2 | 17,4 |
| 11 | Швеллер 20П | 200 | 76 | 5.2 | 9.0 | 23,4 | 18,4 |
| 12 | Швеллер 22П | 220 | 82 | 5.4 | 9.5 | 26,7 | 21 |
| 13 | Швеллер 24П | 240 | 90 | 5.6 | 10 | 30,6 | 24 |
| 14 | Швеллер 27П | 270 | 95 | 6 | 10,5 | 35,2 | 27,7 |
| 15 | Швеллер 30П | 300 | 100 | 6,5 | 11 | 40,5 | 31,8 |
| 16 | Швеллер 33П | 330 | 105 | 7 | 11,7 | 46,5 | 36,5 |
| 17 | Швеллер 36П | 360 | ПО | 7.5 | 12,6 | 53,4 | 41,9 |
| 18 | Швеллер 40П | 400 | 115 | 8 | 13,5 | 61,5 | 48,3 |
Швеллер экономичный с параллельными гранями полок
Основные параметры (характеристики) швеллера по ГОСТ 8240-97 экономичного гарячекатанного с параллельными полками определяет его номер, который меняется от №5 до №40. Например, при номере швеллера №5, его высота будет соответствовать (h) — 50 мм.
Швеллер серия Э с параллельными полками по ГОСТ 8240-97
| № | Описание |
| 1 | Высота профиля варьируется от 50 до 400 (мм) |
| 2 | Ширина профиля варьируется от 32 до 115 (мм) |
| 3 | Толщина стенки варьируется от 4,2 до 7,4 (мм) |
| 4 | Толщина полки варьируется от 7 до 13,5 (мм) |
| 5 | Радиус варьируется от 6,5 до 15,5 (мм) |
| 6 | Радиус варьируется от 2,5 до 6 (мм) |
| 7 | Площадь поперечного снчения варьируется от 6,1 до 61,11 (см²) |
| 8 | Номинальная масса 1 м двутавра, кг варьируется от 4,79 до 47,97 (кг/м) |
| 9 | Кол-во п.м. в тонне варьируется от 20,846 до 208,768 (п.м/т) |
| 10 | Момент инерции варьируется от 22,9 до 15307,9 (см⁴) |
| 11 | Момент сопротивления варьируется от 9,17 до 603,58 (см³) |
| 12 | Радиус инерции варьируется от 1,94 до 15,83 (мм) |
| 13 | Статический момент варьируется от 5,62 до 445,41 (см³) |
| 14 | Момент инерции варьируется от 6,02 до 618,92 (см⁴) |
| 15 | Момент сопротивления варьируется от 3,05 до 91,8 (см³) |
| 16 | Радиус инерции варьируется от 0,993 до 3,42 (мм) |
| 17 | Расстояние до цента тяжести варьируется от 1,23 до 3,04 (см) |
Основные размеры швеллера экономичного, (серия Э) с параллельными полками
| № | № швеллера | h (мм) | B (мм) | S (мм) стенка | t (мм) полка | M (кг/м) | Кол-во (м) в тонне |
| 1 | Швеллер 5Э | 50 | 32 | 4,2 | 7 | 4,79 | 208,768 |
| 2 | Швеллер 6.5Э | 65 | 36 | 4,2 | 7,2 | 5,82 | 171,821 |
| 3 | Швеллер 8Э | 80 | 40 | 4,2 | 7,4 | 6,92 | 144,509 |
| 4 | Швеллер 10Э | 100 | 46 | 4,2 | 7.6 | 8,47 | 118,064 |
| 5 | Швеллер 12Э | 120 | 52 | 4,5 | 7.8 | 10,24 | 97,656 |
| 6 | Швеллер 14Э | 140 | 58 | 4.6 | 8.1 | 12,15 | 82,305 |
| 7 | Швеллер 16Э | 160 | 64 | 4,7 | 8,4 | 14,01 | 71,378 |
| 8 | Швеллер 18Э | 180 | 70 | 4,8 | 8,7 | 16,01 | 62,461 |
| 9 | Швеллер 20Э | 200 | 76 | 4,9 | 9 | 18,07 | 55,34 |
| 10 | Швеллер 22Э | 220 | 82 | 5,1 | 9.5 | 20,69 | 48,333 |
| 11 | Швеллер 24Э | 240 | 90 | 5.3 | !0,0 | 23,69 | 42,212 |
| 12 | Швеллер 27Э | 270 | 95 | 5,8 | 10,5 | 27,37 | 36,536 |
| 13 | Швеллер 30Э | 300 | 100 | 6,3 | 11 | 31,35 | 31,898 |
| 14 | Швеллер 33Э | 330 | 105 | 6,9 | 11,7 | 36,14 | 27,67 |
| 15 | Швеллер 36Э | 360 | 110 | 7,4 | 12,6 | 41,53 | 24,079 |
| 16 | Швеллер 40Э | 400 | 115 | 7.9 | 13,5 | 47,97 | 20,846 |
Швеллер легкий с параллельными гранями полок, серия Л (легкий)
Основные параметры (характеристики) швеллера по ГОСТ 8240-97 легкого гарячекатанного с параллельными гранями полок определяет его номер, который меняется от №12 до №30. Например, при номере швеллера №30, его высота будет соответствовать (h) — 300 мм.
Швеллер серия Л (легкий) с параллельными полками по ГОСТ 8240-97
| № | Описание |
| 1 | Высота профиля варьируется от 120 до 300 (мм) |
| 2 | Ширина профиля варьируется от 30 до 65 (мм) |
| 3 | Толщина стенки варьируется от 3 до 4,8 (мм) |
| 4 | Толщина полки варьируется от 4,8 до 7,8 (мм) |
| 5 | Радиус варьируется от 7 до 11 (мм) |
| 6 | Площадь поперечного снчения варьируется от 6,39 до 24,3 (см²) |
| 7 | Номинальная масса 1 м двутавра, кг варьируется от 5,94 до 19,07 (кг/м) |
| 8 | Кол-во п.м. в тонне варьируется от 0,023 до 168,35 (п.м/т) |
| 9 | Момент инерции варьируется от 212,94 до 3186,74 (см⁴) |
| 10 | Момент сопротивления варьируется от 22,54 до 212,45 (см³) |
| 11 | Радиус инерции варьируется от 4,6 до 11,45 (мм) |
| 12 | Статический момент варьируется от 13,43 до 126,24 (см³) |
| 13 | Момент инерции варьируется от 5,02 до 89,08 (см⁴) |
| 14 | Момент сопротивления варьируется от 2,24 до 17,84 (см³) |
| 15 | Радиус инерции варьируется от 0,89 до 1,91 (мм) |
| 16 | Расстояние до цента тяжести варьируется от 0,7 до 1,5 (см) |
Основные размеры швеллера легкого, (серия Л) с параллельными полками
| № | № швеллера | h (мм) | B (мм) | S (мм) стенка | t (мм) полка | M (кг/м) | Кол-во (м) в тонне |
| 1 | Швеллер 12Л | 120 | 30 | 3 | 4,8 | 5.02 | 0,023 |
| 2 | Швеллер 14Л | 140 | 32 | 3,2 | 5,6 | 5,94 | 168,35 |
| 3 | Швеллер 16Л | 160 | 35 | 3,4 | 5,3 | 7,1 | 140,845 |
| 4 | Швеллер 18Л | 180 | 40 | 3,6 | 5,6 | 8,49 | 117,786 |
| 5 | Швеллер 20Л | 200 | 45 | 3,8 | 6 | 10,12 | 98,814 |
| 6 | Швеллер 22Л | 220 | 50 | 4 | 6,4 | 11,86 | 84,317 |
| 7 | Швеллер 24Л | 240 | 55 | 4,2 | 6,8 | 13,66 | 73,206 |
| 8 | Швеллер 27Л | 270 | 60 | 4,5 | 7,3 | 16,3 | 61,35 |
| 9 | Швеллер 30Л | 300 | 65 | 4,8 | 7,8 | 19,07 | 52,438 |
Швеллер специальный — серия С
Основные параметры (характеристики) швеллера специального (серия С) по ГОСТ 8240-97 гарячекатанного с параллельными гранями полок определяет его номер, который меняется от №8 до №30. Например, при номере швеллера №30, его высота будет соответствовать (h) — 300 мм.
Швеллер серия С (специальный) по ГОСТ 8240-97
| № | Описание |
| 1 | Высота профиля варьируется от 80 до 300 (мм) |
| 2 | Ширина профиля варьируется от 45 до 100 (мм) |
| 3 | Толщина стенки варьируется от 2,5 до 11,5 (мм) |
| 4 | Толщина полки варьируется от 9 до 16 (мм) |
| 5 | Радиус варьируется от 9 до 15 (мм) |
| 6 | Радиус варьируется от 1,5 до 7,5 (мм) |
| 7 | Уклон полок варьируется от 6 до 10 (%) |
| 8 | Площадь поперечного снчения варьируется от 11,8 до 50,6 (см²) |
| 9 | Номинальная масса 1 м двутавра, кг варьируется от 9,26 до 43,86 (кг/м) |
| 10 | Кол-во п.м. в тонне варьируется от 22,8 до 107,991 (п.м/т) |
| 11 | Момент инерции варьируется от 115,82 до 6945,43 (см⁴) |
| 12 | Момент сопротивления варьируется от 28,95 до 463,03 (см³) |
| 13 | Радиус инерции варьируется от 3,13 до 11,74 (мм) |
| 14 | Момент инерции варьируется от 53,2 до 1115,6 (см⁴) |
| 15 | Момент сопротивления варьируется от 7,63 до 171,6 (см³) |
| 16 | Радиус инерции варьируется от 1,38 до 5,03 (мм) |
| 17 | Расстояние до цента тяжести варьируется от 1,57 до 3,91 (см) |
Основные размеры швеллера специального, (серия С)
| № | № швеллера | h (мм) | B (мм) | S (мм) стенка | t (мм) полка | M (кг/м) | Кол-во (м) в тонне |
| 1 | Швеллер 8С | 80 | 45 | 5,5 | 9 | 9,26 | 107,991 |
| 2 | Швеллер 14С | 140 | 58 | 6 | 9.5 | 14,53 | 68,823 |
| 3 | Швеллер 14Са | 140 | 60 | 8 | 9,5 | 16,72 | 59,809 |
| 4 | Швеллер 16С | 160 | 63 | 6,5 | 10 | 17,53 | 57,045 |
| 5 | Швеллер 16Са | 160 | 65 | 8,5 | 10 | 19,74 | 50,659 |
| 6 | Швеллер 18С | 180 | 68 | 7 | 10,5 | 20,2 | 49,505 |
| 7 | Швеллер 18Са | 180 | 70 | 9.0 | 10,5 | 23 | 43,478 |
| 8 | Швеллер 18С6 | 180 | 100 | 8 | 10,5 | 26,72 | 37,425 |
| 9 | Швеллер 20С | 200 | 73 | 7 | 11 | 22,63 | 44,189 |
| 10 | Швеллер 20Са | 200 | 75 | 9 | 11 | 25,77 | 38,805 |
| 11 | Швеллер 20С6 | 200 | 100 | 8 | 11 | 28,71 | 34,831 |
| 12 | Швеллер 24С | 240 | 85 | 9.5 | 14 | 34,9 | 28,653 |
| 13 | Швеллер 26С | 260 | 65 | 10 | 16 | 34,61 | 28,893 |
| 14 | Швеллер 26Са | 260 | 90 | 10 | 15 | 39,72 | 25,176 |
| 15 | Швеллер 30С | 300 | 85 | 2,5 | 13,5 | 34,44 | 29,036 |
| 16 | Швеллер 30Са | 300 | 87 | 9,5 | 13,5 | 39,15 | 25,543 |
| 17 | Швеллер 30Сб | 300 | 89 | 11,5 | 13,5 | 43,86 | 22,8 |
Размеры швеллера по ГОСТу: горячекатаного, гнутого
Чтобы сделать прочный каркас, часто используют профильную трубу. Но это не единственный вариант. Есть еще швеллер. За счет наличия ребер жесткости в местах сгибов, он имеет высокую несущую способность, меньший вес и стоимость. А размеры швеллера по ГОСТу позволяют его использовать даже для создания нагруженных конструкций.
Что такое швеллер и его виды
Содержание статьи
Швеллером называют фасонный металлопрокат П-образной формы, который делают из черной и легированной стали. Основное свойство — высокая устойчивость к вертикальным изгибающим нагрузкам. Она ниже, чем у двутавровых балок, но и по цене швеллер не такой дорогой, да и масса меньше.
Так выглядит швеллер
Кстати, полочками у швеллера называют «ножки» буквы «П», а перемычку между ними называют спинкой. А номер швеллера (цифра, которая стоит после условного обозначения) отражает его высоту (ширину спинки).
Используют швеллер при создании каркасов для увеличения несущей способности. Например, при устройстве перекрытий, над дверными и оконными проемами, при устройстве лестниц, ограждений к ним. Это то, что касается частного строительства. А вообще швеллер используют при строительстве вагонов, машин и судов. Из них собирают мосты и подъемные краны. В общем, область применения широкая.
Стандартизованные виды
По способу изготовления швеллеры бывают горячекатаные и гнутые. Гнутые могут быть с равными или разными по длине полочками. От катаных отличаются более плавным скруглением в местах перехода спинки в полочки.
Катаные могут быть с параллельными полками — серия П или с уклоном полок — серия У. Но не стоит думать, что «уклон» это наклон полочек. Они, в любом случае, должны быть перпендикулярны спинке. Под уклоном понимают плавное и постепенное уменьшение толщины полочек. Оно может быть от 4% до 10%. Есть еще три типа катаных швеллеров. Они отличаются длиной полок и их толщиной: С — специальный, Л — легкий и Э — экономичный.
Виды швеллеров по способу изготовления и сечению
У гнутых швеллеров, кстати, свое обозначение. У них есть два таких же класса. Один имеет одинаковые по длине полочки и называется равнополочный, у второго полки разной длины, называют его разнополочным.
Также в спецификации или маркировке швеллеров проставляют класс точности: А — высокой, В — обычной. У гнутых есть еще класс Б — это повышенная точность. Высокая и повышенная точность обычно требуется для промышленного применения. Для частного строительства более чем достаточно класса В.
Расширение ассортимента
Стандартные швеллеры изготавливаются под соединение при помощи сварки. Но есть конструкции, которые более удобны, если есть возможность их собирать и разбирать. Для этого выпускают перфорированный П-образный металлопрокат. Его делают из листовой оцинкованной стали толщиной 2-5 мм.
Обозначается перфорированный швеллер ШП, затем проставляется количество граней с перфорацией, а потом размеры в миллиметрах. Первой указывается высота изделия (длина спинки), а потом длина полок. Диапазон размеров ШП — высота от 50 мм до 400 мм, длина полок — 20-180 мм. Из перфорированного проката собирают полки, стеллажи, другие системы хранения, строительные леса.
Бывают еще швеллеры с перфорацией из алюминия
Есть несколько специальных серий перфорированных швеллеров. К235, К225, К240 — электромонтажные с перфорацией. Они применяются для создания систем, в которые укладываются кабели. Металл хорошо отводит тепло, а наличие отверстий еще повышает этот показатель.
Некоторые размеры алюминиевого швеллера
Есть также алюминиевые швеллеры и из алюминиевых сплавов. Они не применяются в несущих конструкциях. Чаще используются как отделочный или декоративный элемент. Могут быть частью разделительных систем. Например, офисные перегородки, стойки-столы-консоли и др. Маломерные алюминиевые швеллеры могут применяться для установки ЛЭД-подсветки, так как алюминий очень хорошо отводит тепло, а это залог долговечности светодиодов.
Стандарты
Нормативов, которые прописывают разные виды и типы швеллеров девять штук. В них перечисляется полностью весь сортамент, технические условия и обозначения. Но большая часть — специальные виды и типы, которые делают по заказам предприятий. В продажу они не поступают, да и не нужны они на обычной стройке или в хозяйстве. Например, ГОСТ 21026-75 описывает специфические швеллеры для горнодобывающей промышленности. Они отличаются отогнутыми полками. В стандартах 5267 описаны разновидности для вагоностроения.
Список ГОСТов, которые регулируют и описывают сортамент и размеры швеллеров
Параметры швеллеров «широкого применения» прописаны в трех стандартах.
- ГОСТ 8240-97 (взамен старого 8240-89). В нем перечислен сортамент и размеры горячекатаных.
- Размеры и параметры гнутых прописаны:
- ГОСТ 8278 — с равными по длине полочками
- ГОСТ 8281 — с полками разной длины.
В этих документах описаны размеры швеллера по ГОСТу, вес, технические параметры и допустимые отклонения. Обратите внимание, несущая способность не пишется, так как сильно зависит от того, как укладывается швеллер. Максимальная нагрузка рассчитывается для каждого конкретного случая, поэтому таблиц с такими данными нет.
Сортамент швеллеров горячекатаных по ГОСТ 8240-97
Основная область применения катаного швеллера — создание и усиление несущих конструкций. Поэтому требуется точно придерживаться параметров. Нормативы описывают все значения, вплоть до допустимых отклонений. Обычно они составляют не более нескольких процентов от параметра, но существуют и исключения.
Предельные отклонения по размерам для горячекатаного швеллера
Также обратите внимание, что вес швеллера дан справочный. То есть, он рассчитан для стали определенной марки. В стандартах ее плотность составляет 7,85 г/см³. Для более плотной стали вес будет больше, для более пористой меньше. Точная масса должна быть указана производителем, как и марка стали и ее плотность. Швеллеры изготавливают длиной от 2 до 12 метров, могут быть и более длинные.
Закругления и уклоны полок также в ГОСТах есть, но они даны для построения профиля, а не для контроля. Для потребителей эта информация не требуется, так что в свои таблицы мы ее не включили.
Пример использования швеллера: обвязка фундамента
Особой маркировки нет. Указывается просто высота изделия в сантиметрах, далее стоит буква, которая обозначает тип сечения и группу. Например, швеллер 6,5Э (высота спинки 6,5 см, группа эконом, а остальные размеры швеллера по ГОСТу смотрим в таблице), 12П или 12У — эти изделия имеют высоту 12 см, но один имеет параллельные полочки (это который 12П), другой с уклоном (12У). Кроме этих цифр может указываться еще класс точности. Других параметров — длины полок, толщины спинки и полок — в обозначении нет. Поэтому для этого вида металлоизделий нужны таблицы с размерами. Ниже они расписаны по классам.
Размеры и вес катаных швеллеров У
Швеллер У отличается тем, что его полочки от спинки к концам становятся все тоньше. Вот это плавное уменьшение толщины и называется уклоном. Если посмотрите внимательно на чертежи профиля У и П, увидите в чем разница.
Еще раз посмотрите на отличия швеллеров У и П
| Номер швеллера серии У | Высота спинки, мм | Ширина полок, мм | Толщина спинки, мм | Толщина полок, мм | Вес 1 метра, кг |
|---|---|---|---|---|---|
| 5У | 50 | 32 | 4,4 | 7,0 | 4,84 |
| 6,5У | 65 | 36 | 4,,4 | 7,,2 | 5,90 |
| 8У | 80 | 40 | 4,5 | 7,4 | 7,05 |
| 10У | 100 | 46 | 4,5 | 7,6 | 8,59 |
| 12У | 120 | 52 | 4,8 | 7,8 | 10,4 |
| 14У | 140 | 58 | 4,9 | 8,1 | 12,3 |
| 16У | 160 | 64 | 5,0 | 8,4 | 14,2 |
| 16аУ | 160 | 68 | 5,0 | 9,0 | 15,3 |
| 18У | 180 | 70 | 5,1 | 8,7 | 16,,3 |
| 18аУ | 180 | 74 | 5,1 | 9,3 | 17,4 |
| 20У | 200 | 76 | 5,2 | 9,0 | 18,4 |
| 22У | 220 | 82 | 5,4 | 9,5 | 21,0 |
| 24У | 240 | 90 | 5,6 | 10,0 | 24,0 |
| 27У | 270 | 95 | 6,0 | 10,5 | 27,7 |
| 30У | 300 | 100 | 6,5 | 11,0 | 31,8 |
| 33У | 330 | 105 | 7,0 | 11,7 | 36,5 |
| 36У | 360 | 110 | 7,5 | 12,6 | 41,9 |
| 40У | 400 | 115 | 8,0 | 13,5 | 48,3 |
Высота катаных швеллеров У от 50 мм до 400 мм, ширина полок от 32 мм до 115 мм. Стандартный сортамент и вес перечислены в таблице.
Специальные катаные швеллеры С: габариты и масса одного метра
На базе сортамента с уклоном, выпускаются специальные швеллеры. Они имеют один или несколько отличающихся параметров. В некоторых случаях увеличена длина полочки, в других разница в толщине. В общем, если вам нужен швеллер с уклоном, но в серии У вы не нашли подходящие габариты, смотрите еще серию С.
| Номер швеллера серии С | Высота спинки, мм | Ширина полок, мм | Толщина спинки, мм | Толщина полок, мм | Вес 1 метра, кг |
|---|---|---|---|---|---|
| 8С | 80 | 45 | 5,5 | 9,0 | 9,26 |
| 14С | 140 | 58 | 6,0 | 9,5 | 14,53 |
| 14СА | 140 | 60 | 8,0 | 9,5 | 16,72 |
| 16С | 160 | 63 | 6,5 | 10,0 | 17,53 |
| 16Са | 160 | 65 | 8,5 | 10,0 | 19,74 |
| 18с | 180 | 68 | 7,0 | 10,5 | 20,20 |
| 18Са | 180 | 70 | 9,0 | 10,5 | 23,00 |
| 18Сб | 180 | 100 | 8,0 | 10,5 | 26,72 |
| 20С | 200 | 73 | 7,0 | 11,0 | 22,63 |
| 20Са | 200 | 75 | 9,0 | 11,0 | 25,77 |
| 20Сб | 200 | 100 | 8,0 | 11,0 | 28,71 |
| 24С | 240 | 85 | 9,5 | 14,0 | 34,9 |
| 26С | 260 | 65 | 10,0 | 16,0 | 34,61 |
| 26Са | 260 | 65 | 10,0 | 11,0 | 39,72 |
| 30С | 300 | 85 | 7,5 | 13,5 | 34,44 |
| 30Са | 300 | 87 | 9,5 | 13,5 | 39,15 |
| 30Сб | 300 | 89 | 11,5 | 13,5 | 43,86 |
Наиболее ходовые размеры те, которые значительно отличаются от стандарта. Например, швеллер 18Сб имеет полки длиной 100 мм, в то время как стандартный вариант — 18У всего 70 мм. Толще стали и спинка, и полочки: 8 мм и 10,5 мм против 5,1 мм и 8,7 мм в базовой серии. Как видим, разница существенная. Швеллер 18Сб более мощный, чем базовый вариант — 18У.
Таблица размеров швеллера с параллельными полками (без уклона) серия П
Швеллер П имеет толщину полок одинаковую по всей длине. Только к концу они плавно закругляются. Радиус закругления не контролируется, так как не имеет принципиального значения.
Сечение швеллера П. Размеры швеллера по ГОСТу в таблицах
| Номер швеллера серии П | Высота спинки, мм | Ширина полок, мм | Толщина спинки, мм | Толщина полок, мм | Вес 1 метра, кг |
|---|---|---|---|---|---|
| 5П | 50 | 32 | 4,4 | 7,0 | 4,84 |
| 6,5П | 65 | 36 | 4,4 | 7,2 | 5,90 |
| 8П | 80 | 40 | 4,5 | 7,4 | 7,05 |
| 10П | 100 | 46 | 4,5 | 7,6 | 8,59 |
| 12П | 120 | 52 | 4,8 | 7,8 | 10,4 |
| 14П | 140 | 58 | 4,9 | 8,1 | 12,3 |
| 16П | 160 | 64 | 5,0 | 8,4 | 14,2 |
| 16аП | 160 | 68 | 5,0 | 9,0 | 15,3 |
| 18П | 180 | 70 | 5,1 | 8,7 | 16,,3 |
| 18аП | 180 | 74 | 5,1 | 9,3 | 17,4 |
| 20П | 200 | 76 | 5,2 | 9,0 | 18,4 |
| 22П | 220 | 82 | 5,4 | 9,5 | 21,0 |
| 24П | 240 | 90 | 5,6 | 10,0 | 24,0 |
| 27П | 270 | 95 | 6,0 | 10,5 | 27,7 |
| 30П | 300 | 100 | 6,5 | 11,0 | 31,8 |
| 33П | 330 | 105 | 7,0 | 11,7 | 36,5 |
| 36П | 360 | 110 | 7,5 | 12,6 | 41,9 |
| 40П | 400 | 115 | 8,0 | 13,5 | 48,3 |
Если сравните две таблицы, увидите, что размеры швеллера по ГОСТу У и П типа одной высоты ничем не отличаются. Одинаковы все параметры. Абсолютно все. Даже вес одного метра. Разница именно в форме полок. Причем частники чаще выбирают параллельные полки. На ровные полки плотно укладывается любой материал, нет проблем с соединением.
Сортамент катаных швеллеров группы Э (эконом) с размерами и весом
Швеллеры с прямыми полочками есть также серии Э — эконом. От серии П они отличаются чуть меньшей толщиной спинки. Остальные параметры кроме веса без изменений. Вес, естественно, немного меньше.
| Номер швеллера серии Э | Высота спинки, мм | Ширина полок, мм | Толщина спинки, мм | Толщина полок, мм | Вес 1 метра, кг |
|---|---|---|---|---|---|
| 5Э | 50 | 32 | 4,2 | 7,0 | 4.79 |
| 6,5Э | 65 | 36 | 4,2 | 7,2 | 5.82 |
| 8Э | 80 | 40 | 4,2 | 7,4 | 6.92 |
| 10Э | 100 | 46 | 4,2 | 7,6 | 8.47 |
| 12Э | 120 | 52 | 4,5 | 7,8 | 10.24 |
| 14Э | 140 | 58 | 4,6 | 8,1 | 12.15 |
| 16Э | 160 | 64 | 4.7 | 8,4 | 14.01 |
| 18Э | 180 | 70 | 4.8 | 8,7 | 16,,.01 |
| 20Э | 200 | 76 | 4.9 | 9,0 | 18,07 |
| 22Э | 220 | 82 | 5.1 | 9,5 | 20.69 |
| 24Э | 240 | 90 | 5.3 | 10,0 | 23.69 |
| 27Э | 270 | 95 | 5.8 | 10,5 | 27,37 |
| 30Э | 300 | 100 | 6.3 | 11,0 | 31,35 |
| 33Э | 330 | 105 | 6.9 | 11,7 | 36,14 |
| 36Э | 360 | 110 | 7.4 | 12,6 | 41,53 |
| 40Э | 400 | 115 | 7.9 | 13,5 | 47.97 |
Стоит сказать, что значительного влияния на несущую способность уменьшение толщины спинки не оказывает. А вот масса снижается. Так что это действительно экономный швеллер. И в плане металла, и в плане цены. Меньше материалоемкость — меньше стоимость. Если есть нужда сэкономить, можно купить швеллер Э.
Легкий швеллер (серия Л)
Облегченный швеллер Л пригодится в тех конструкциях, где нагрузка не так велика. Он также имеет параллельные полки, но они короче и тоньше. Более тонкая и спинка. А это значит, что облегченная серия имеет и меньший вес и, как следствие, меньшую несущую способность. Но большие нагрузки в частном секторе не так часто встретишь, так что швеллер Л для частного строительства подходит даже больше. Но несущую способность лучше просчитывать.
| Номер швеллера серии Л | Высота спинки, мм | Ширина полок, мм | Толщина спинки, мм | Толщина полок, мм | Вес 1 метра, кг |
|---|---|---|---|---|---|
| 12Л | 120 | 30 | 3,0 | 4,8 | 5,02 |
| 14Л | 140 | 32 | 3,2 | 5,6 | 5,94 |
| 16Л | 160 | 35 | 3,4 | 5,3 | 7,10 |
| 18Л | 180 | 40 | 3,6 | 5,6 | 8,49 |
| 20Л | 200 | 45 | 3,8 | 6,0 | 10,12 |
| 22Л | 220 | 50 | 4,0 | 6,4 | 11,86 |
| 24Л | 240 | 55 | 4,2 | 6,8 | 13,66 |
| 27Л | 270 | 60 | 4,5 | 7,3 | 16,3 |
| 30Л | 300 | 65 | 4,8 | 7,3 | 19,07 |
Давайте для примера сравним швеллер 14Л и 14П.
- 14Л имеет следующие размеры полок: длину 32 мм и толщину 5,6 мм. Толщина спинки 3,2 мм.
- 14П габариты: при длине полок 58 мм и их толщине 8,1 мм, толщина спинки 4,9 мм.
Разница более чем значительная. Она отражается и в весе: метр 14П весит 12,3 кг , а погонный метр 14Л — 5,94 кг. В два раза меньше. Это влияет на стоимость проката (естественно), на стоимость доставки. К тому же более легкий, его проще переносить, поднимать и т.д. Но 3,2 мм — это ближе к тонкому металлу. Это значит, что вы должны уметь варить тонкий металл.
Размеры швеллера по ГОСТу гнутого типа
Швеллер называется гнутым, потому что лист металла сгибают на листогибочных станках. Получить четкий угол, как на горячекатаных, нет возможности и скругление в месте перехода спинки в полочку плавное. Именно по этой части можно отличить один вид от другого. Этот вариант хорош тем, что имеет более низкую цену. Связано это с более простой технологией производства.
Чертеж швеллера гнутого с равными и разными полками
Как уже говорили, полочки гнутого швеллера могут быть одинаковой или разной длины. Сортамент одинаковых больше. Приводить таблицы размеров гнутого швеллера не имеет смысла. В его маркировке прописаны все требуемые параметры. Например, 100*50*2. Тут все просто: первой идет высота, второй — размер полок, третья цифра — толщина металла. С разнополочными ненамного сложнее: 65*55,20*3,5. Это швеллер с разными полками. Первая цифра — высота, вторая — длина длинной полки, третья — через запятую — короткая полка, а потом толщина металла.
Размеры с одинаковыми полками «от» и «до»
Чтобы выбрать материал для собственных нужд, желательно знать минимальный и максимальный размер этого вида проката. Конечно, размеры увеличиваются с некоторым шагом, но примерно можно сориентироваться, а затем посмотреть, что вам предлагают на местной металлобазе.
Фото гнутого швеллера. Обратите внимание на место изгиба. Оно плавное. Это отличительная черта гнутого варианта
Разбег параметров гнутого швеллера с одинаковыми полками зависит от типа стали, из которой изготовлено изделие. Размеры швеллера по ГОСТу могут быть такими:
- Сталь углеродистая кипящая и полуспокойная:
- высота 25-410 мм,
- длина полок 26-180 мм,
- толщина 2,0 — 8,0 мм.
- Сталь углеродистая спокойная и низколегированная:
- высота 25-310 мм,
- длина полок 26-160 мм,
- толщина 2,0 — 8,0 мм.
Обратите внимание. В отличие от катаного, гнутый имеет одинаковую толщину и на спинке, и на полках. Оно и понятно. Просто полосу металла согнули. В катаном заготовка разогревается, а потом формируются нужные параметры. И в этом принципиальное отличие.
Еще желательно знать, чем отличается один тип стали от другого. С легированными составами все ясно, свойства нержавеющей стали всем известны. А чем отличаются углеродистые — кипящая, полуспокойная, спокойная? А тем, что спокойная хорошо сваривается, кипящая — самая сложная для сварки, полуспокойная по этому параметру — где-то посередине.
Габариты разнополочного
Что касается разнополочного варианта, его также изготавливают из тех же сортов стали. Но разбег параметров от типа материала не зависит. Не в том смысле, что все размеры одинаковы, а в том, что предельные их значения — самые большие и самые маленькие — такие же. А размеры — высота и длина полок — понятное дело, отличаются.
Еще один вариант применения — каркас лестницы из швеллера
Итак, размеры гнутого П-образного швеллера с разными полками могут быть такими:
- высота 32 — 300 мм;
- длина полок:
- длинной 22 — 160 мм,
- короткой 12 — 90 мм,
- толщина швеллера 2,0 — 8,0 мм.
Как уже говорили, при обозначении размеров этого проката, длина полок указывается через запятую. Первая цифра — длинная полка, вторая — короткая. Например, 90*80,50*4. Читаем так, гнутый швеллер высотой 90 мм, длинная полка 80 мм, короткая — 50 мм, толщина металла — 4 мм.
Обозначение на чертежах
Особого графического значка для обозначения швеллера нет. На чертежах любой прокат обозначается просто линией. Рядом может стоять буквенное обозначение или его часть, которая важна именно для этого участка или узла. В примере ниже стоят буквы ШБ, что обозначает, что металлопрокат требуется класса Б. Конкретные марки материала указываются в спецификации. Там прописывается ГОСТ и размер. Например, ГОСТ 8240-97, швеллер 12П. Это значит, что применяется катаный высотой спинки 120 мм и параллельными полками.
Пример чертежа с использованием швеллера, его обозначение
В других случаях, когда на чертежах подробно отображаются какие-то сложные узлы, швеллер в разрезе обозначают именно так, как он выглядит: буквой «П». Разворачивают его так, как он должен быть уложен.
Обозначение швеллера на чертежах узлов, если он расположен в поперечном сечении
Конкретно размеры прописываются в спецификации. Все указывается понятно. Подобная форма записи обозначает катаный тип. Для гнутого были бы указаны параметры полок. Например, там стояло бы: 80*60*4,0 или какие-то другие цифры из таблиц со стандартными размерами.
Швеллер: виды металлопроката и применение
Невозможно представить строительные работы без металлопроката. Эти изделия придают опорным конструкциям прочность и устойчивость к износу.
Наглядным примером является применение металлического швеллера на пандусе для тележек или инвалидных колясок.
Что такое швеллер
Стальной швеллер — профиль из металла П-образной формы в сечении, очень прочный. Перекладина буквы П — ширина, называемая стенкой, а его «ноги» называют полками. Номер швеллера определяется расстоянием между его полками.
Внешний вид швеллера
Главной задачей изделий является создание прочных устойчивых конструкций, которые смогут выдерживать значительные нагрузки:
- толщина стенок составляет 0,4–1,5 см;
- высота стенок — 5–40 см.
Стальной швеллер принимает на себя всю осевую нагрузку, которая равномерно распределяется по его поверхности, обеспечивая высокие показатели жёсткости и прочности на изгиб.
Виды швеллеров
Горячекатаные стальные швеллеры подразделяются по способу изготовления на две большие группы:
- Горячекатаные.
- Гнутые.
Основные виды швеллера
Горячекатаные, полученные методом горячей прокатки, называются еще специальные. По точности проката они подразделяются:
- А – высокая точность;
- В – обычная точность.
Горячекатаные специальные швеллеры изготавливают по запросам различных отраслей, но чаще всего — вагоностроения. По прочности проката они подразделяются:
- А – высокая прочность;
- В – обычная прочность.
Гнутые, с применением метода холодного катания. Они отличаются сглаженными углами полок. Выполняются в двух видах:
- Равнополочный швеллер, изготовление осуществляется на трубных станках по ГОСТ 8278-93;
- неравнополочный швеллер, изготовление на профилегибочных станах по ГОСТ 8281-80.
ГОСТ 8281-80
По форме швеллеры делятся на следующие виды:
- параллельные — с параллельными внутренними гранями;
- уклонные — с размещением внутренних граней под уклоном.
Особенности изготовления
Швеллеры, как опорный элемент многих конструкций, очень востребованы. Их не только производят из разных сортов стали, включая нержавеющую, но и применяют разные технологии изготовления.
Швеллер марки 16п
Технология может быть горячекатаной или холоднокатаной. Имеются различия в геометрии полок. У одних изделий грани полок внутри параллельны между собой, у других — выполнены наклонно.
Независимо от конструкции полок, сортамент стальных швеллеров отличается высокой жёсткостью и небольшим весом. Эти качества дают возможность широко использовать их в строительстве и других отраслях промышленности для создания прочных конструкций, выдерживающих большие нагрузки.
Для получения гнутого профиля используется качественная сталь определённых марок. Процесс изготовления начинается с тщательного осмотра поверхности материала. На ней не должно быть вздутий и трещин, окалины и загрязнений. Незначительные дефекты типа рисок, забоин, отпечатков, которые не повлияют на качество готовой продукции, допустимы согласно ГОСТу.
Процесс изготовления металлоизделий происходит поэтапно. Внешний вид и характеристики готовых изделий зависят от технологических особенностей конкретного производства. От способа профилирования зависит последовательность работ:
- при непрерывном способе отформованный отрезок необходимой длины обрезается самим станком;
- при поштучном профилировании сначала производится нарезка заготовок и последующая обработка в агрегате.
В любом случае на выходе должно получиться качественное изделие, соответствующее ГОСТ 11475. Равнополочный гнутый профиль должен изготавливаться в соответствии с ГОСТ 8278-83, неравнополочный — по ГОСТ 8281-80.
Области применения
Использование горячекатаных стальных профилей на тех или иных объектах зависит от используемого металла при его изготовлении и от размеров. Чем больше номер изделия, тем более высокой прочностью оно обладает:
Швеллеры используют при строительстве
- при изготовлении небольших объектов, например, павильонов торговли, используется горячекатаный стальной профиль 5П;
- изделие с номером 8 используется как армирующий элемент при строительстве зданий;
- с номером 12 уже может участвовать в монтаже несущих частей.
Несущие части в результате использования профиля становятся более лёгкими, и при этом способны выдерживать большие нагрузки. Металлопрокат специального назначения выпускается для автомобильной промышленности, вагоностроения. Его производят из легированной стали. Марки стали, из которых изготовлен металлопрокат, выбирают в зависимости от условий, в которых им придётся работать. При воздействии низких температур, например, на Севере, используют профиль из низколегированной стали, которая не становится хрупкой на морозе.
Особенности выбора
Общим условием для выбора стального горячекатаного и гнутого металлопроката является сравнение расчётных параметров со свойствами стандартного варианта. Если разница менее 5%, то выбирают этот номер, а если более 5% – то следующий.
Для строений, рассчитанных на большие нагрузки, используют стальные горячекатаные швеллеры с наклонными внутренними гранями. Уклон граней может быть от 4 до 10%.
Гнутый стальной металлопрокат визуально отличается скруглением наружных углов. Это более дешёвый и лёгкий материал по сравнению с горячекатаными стальными видами. По прочностным характеристикам он уступает аналогичной горячекатаной стальной продукции.
Номер профиля и его тип должны определяться специалистами расчётным путём. Неправильный выбор может снизить надёжность строения.
Видео по теме: Прокат швеллера
Что такое швеллер и зачем он нужен?
Швеллер — один из весьма распространенных и узнаваемых вариантов профиля металлопроката. Почему он так называется? Название его происходит от фамилии немецкого инженера, который впервые использовал его в строительстве.
Сечение швеллера — широкая буква “П”: состоит из двух “полок” и одной стенки. Швеллер, как и многие другие виды металлопроката специализирован в своем направлении: используется в основном в строительстве и машиностроении. Он востребован из-за сечения, которое позволяет нести высокие нагрузки, и с которым можно добиться плотного прилегания.
Какой бывает швеллер?
Швеллер классифицируют согласно следующим критериям:
Способ изготовления
- Швеллер горячекатаный (по ГОСТ 8240-97)
Этот вариант производится при помощи прокатки заготовки при температуре ~1200 градусов по Цельсию.
- Швеллер гнутый равнополочный (по ГОСТ 8278-83)
Производится на трубных станах из рулонной стали различного качества и свойств.
Швеллер горячекатаный превосходит гнутый по прочностным характеристикам (при равной толщине стенки), поэтому чаще применяется именно он.
Форма
Швеллер горячекатаный (по ГОСТ 8240-97) подразделяется следующим образом:
- С уклоном внутренних граней полок (маркируются литерой У).
Полки этого варианта имеют уклон с внутренней стороны, что позволяет лучше сопротивляться изгибающим деформациям. Такой швеллер на изгиб более жёсткий.
- С параллельными гранями полок (маркируются литерой П).
Как можно понять из названия, полки этого проката параллельны друг другу.
- Экономичный (маркируются литерой Э)
- Лёгкой серии (маркируются литерой Л)
Последние два варианта применяются довольно редко.
Материал
- Углеродистая сталь
- Низколегированная сталь
- По спецзаказу, высоколегированная (нержавеющая, термоустойчивая и т. д.) сталь.
Основной объем швеллера изготавливается из углеродистой стали. Швеллер из низколегированной стали встречается гораздо реже.
Марка швеллера
Начнем с разбора маркировки горячекатаного швеллера №20У. Маркировка проста: “20” в данном случае обозначает наружный габарит, то есть размер от одной полки до другой (размер измеряется по наружным граням полок) в сантиметрах. То есть, это 20 сантиметров. “У” — это швеллер с уклоном внутренних граней полок. Также на этом месте может быть литера “П” — с параллельными гранями полок; “Э” — экономичные; и “Л” — легкой серии.
Маркировку швеллера гнутого также несложно прочитать. Например: швеллер гнутый 100х50х4. Так, как этот вариант производится из рулонной стали, то конечный продукт, как и заготовка для него, имеет одну и ту же толщину металла на всем протяжении сечения профиля. В данном случае это будет “4”. Величина указывается в миллиметрах. 100 в данном случае — размер “стенки”, а 50 — размер “полок”.
Для чего нужен швеллер?
Швеллер — весьма распространенный и востребованный вид металлопроката, и применяется часто и много. Поэтому, сферы его использования весьма обширны. Перечислим основные из них:
Строительство. Можно перечислить следующие примеры: армировка элементов конструкций, опорная функция в конструкциях, ниши для различных коммуникаций (получается полноценный канал, так как швеллер полый внутри).
Машиностроение. Опорные и фиксирующие детали (помним о плоской удобной “стенке”), крепежные детали, каркасы, оснастка для сборки-сварки изделий, и т. д.
Автомобилестроение. По аналогии с машиностроением.
Какой выбрать швеллер?
К этому вопросу стоит подойти комплексно — в зависимости от ваших задач. Если конструкция из швеллера будет нести ответственные нагрузки, стоит привлечь специалистов, произвести необходимые расчеты.
Если швеллер будет компонентом не ответственных конструкций, можно воспользоваться интернетом — поискать статьи на профильных форумах, реализованные проекты, похожие на ваш. Изучить отзывы тех, кто уже построил похожий проект, и повторить этот опыт, принимая всю полноту ответственности за самостоятельный выбор. Детали для проектов, и, соответственно, размер и сечение швеллера, будут уже рекомендованы.
Металлопрокат выпускается разнообразных конфигураций, и в каждой конкретной ситуации оптимально подойдет свой профиль, будь то швеллер, профильная труба, или любой другой профиль. В компании “Первая Металлобаза” в Санкт-Петербурге вы найдете большое разнообразие черного металла. Если в наличии нет того изделия, которое вам необходимо, мы сможем привезти его под заказ.
Сортамент швеллеров — таблица размеров, виды, типы стального швеллера
Стальной швеллер – вид фасонной металлопродукции с поперечным сечением П-образной формы. Производится двумя способами – горячей прокаткой либо гибкой горяче- или холоднодеформированных листов или полос на специальных профилегибочных станах. Для изготовления горячекатаной продукции рядового применения используются углеродистые стали, соответствующие ГОСТу 380. Наиболее распространенный вариант – Ст3 различных степеней раскисления. При производстве профиля, планируемого для использования под высокими нагрузками и/или при низких температурах, используют низколегированные стали. Швеллеры из легированных сталей обычно изготавливают способом гибки.
Виды и основные характеристики стальных горячекатаных швеллеров
Основные области применения: каркасное строительство, изготовление колонн, стендов, нестандартного производственного оборудования, мосто-, машино-, вагоностроение. Основным недостатком фасонного проката из «черных» углеродистых сталей является низкая стойкость к коррозии, особенно в условиях высокой влажности. Антикоррозионные характеристики стальной продукции повышают цинкованием, алюмоцинкованием, обработкой лакокрасочными составами.
Сортамент горячекатаного стального швеллера регламентируется ГОСТом 8240. Он включает изделия с внутренними гранями полок, имеющими уклон (У, С), или параллельными (П). Профильный прокат с параллельными гранями внутренних полок разделяется на серии: П, Э (экономичную), Л (легкую).
Профиль с уклоном внутренних граней полок
Швеллер, изготовленный с уклоном внутренних граней полок, обладает более высокой прочностью, по сравнению с аналогами серии П. Поэтому применяется в строительстве для создания конструкций, воспринимающих серьезные нагрузки.
Уклон граней металлоизделий серии У составляет 4-10%. При соглашении с потребителем уклон должен быть не более 8%.
Прокат специальной серии С используется для решения сложных инженерных задач, в автомобиле- и вагоностроении.
Прокат с параллельными внутренними гранями полок
Изделия серий П, Э и Л изготавливаются с внутренними гранями полок, расположенными перпендикулярно к поверхности стенки. Такая конструктивная особенность обеспечивает хорошее сопряжение по внутренней поверхности с прямоугольными элементами.
Профили серии Э имеют меньшую толщину стенки, по сравнению с группой П, серии Л – меньшую ширину и толщину полок, толщину стенки. Поэтому изделия Л и Э применяются для создания декоративных и декоративно-функциональных конструкций, не предназначенных для восприятия значительных нагрузок.
Маркировка и размеры горячекатаных швеллеров
В маркировке швеллера, производимого в соответствии с ГОСТом 8240, указывается высота стенки, взятая в сантиметрах. После цифр указывают букву, обозначающую серию. Остальные размеры стальных швеллеров различных типов представлены в таблицах ГОСТа.
Высота стенки, определенная нормативом, для серий:
- П, Э и У – 50-400 мм;
- Л – 120-300 мм;
- С – 80-300 мм.
Длина изделий, поступающих в продажу, – 4-12 м. По заказу потребителя длина хлыстов может быть больше.
Визуальным отличием горячекатаных изделий от гнутых является прямой внешний угол. У гнутых он скругленный.
Таблица сортамента стального горячекатаного швеллера серий П и У по ГОСТу 8240
| Тип швеллера серии У | Высота стенки, см | Ширина полки, см | Толщина стенки, мм | Толщина полки, мм | Тип швеллера серии П | Высота стенки, см | Ширина полки, см | Толщина стенки, мм | Толщина полки, мм |
| 5У | 5 | 3,2 | 4,4 | 7 | 5П | 5 | 3,2 | 4,4 | 7 |
| 6,5У | 6.5 | 3,6 | 4,4 | 7,2 | 6,5П | 6,5 | 3,6 | 4,4 | 7,2 |
| 8У | 8 | 4 | 4,5 | 7,4 | 8П | 8 | 4 | 4,5 | 7,4 |
| 10У | 10 | 4,6 | 4,5 | 7,6 | 10П | 10 | 4,6 | 4,5 | 7,6 |
| 12У | 12 | 5,2 | 4,8 | 7,8 | 12П | 12 | 5,2 | 4,8 | 7,8 |
| 14У | 14 | 5,8 | 4,9 | 8,1 | 14П | 14 | 5,8 | 4,9 | 8,1 |
| 16У | 16 | 6,4 | 5,0 | 8,4 | 16П | 16 | 6,4 | 5,0 | 8,4 |
| 18У | 18 | 7,0 | 5,1 | 8,7 | 18П | 18 | 7,0 | 5,1 | 8,7 |
| 20У | 20 | 7,6 | 5,2 | 9 | 20П | 20 | 7,6 | 5,2 | 9 |
| 22У | 22 | 8,2 | 5,4 | 9,5 | 22П | 22 | 8,2 | 5,4 | 9,5 |
| 24У | 24 | 9,0 | 5,6 | 10 | 24П | 24 | 9,0 | 5,6 | 10 |
| 27У | 27 | 9,5 | 6,0 | 10,5 | 27П | 27 | 9,5 | 6,0 | 10,5 |
| 30У | 30 | 10,0 | 6,5 | 11 | 30П | 30 | 10,0 | 6,5 | 11 |
| 33У | 33 | 10,5 | 7,0 | 11,6 | 33П | 33 | 10,5 | 7,0 | 11,7 |
| 36У | 36 | 11,0 | 7,5 | 12 | 36П | 36 | 11,0 | 7,5 | 12,6 |
| 40У | 40 | 11,5 | 8,0 | 13,5 | 40П | 40 | 11,5 | 8,0 | 13,5 |
характеристика + 4 типа классификации
Что такое швеллер: понятие, схема изготовления с ГОСТами производства + 9 достоинств использования швеллеров + 4 типа классификации строительного элемента + разбор швеллеров по силе нагрузке + применение популярных размеров швеллеров в строительстве.
В строительстве элементы армирования являются неотъемлемыми составляющими общей конструкции. Сегодня мы разберем что такое швеллер в строительстве – его разновидности, применение в промышленных/домашних конструкциях и особенности маркировки уже готовых элементов в точках продаж.
Что такое швеллер: фото + описание и классификация изделия
Что такое швеллер? По сути, – это П-образное изделие из металла, относящееся к фасонам стального проката. Благодаря оговоренной форме, элемент обеспечивает высокие показатели прочности, что важно для тяжелого машиностроения, строительства зданий и прочих отраслей промышленности или домашнего хозяйства.
1) Изготовление швеллеров и ГОСТы
Металлический монтажный П-образный элемент производят из высокопрочных сплавов либо нержавейки. В основе лежит марки AISI 304 или AISI 316. В промышленности имеется 2 полноценных метода изготовления швеллеров – метод прокатки и метод лазерной сварки. Высокий уровень прочности выдает нержавеющий швеллер – он комбинирует в себе длительный срок службы и прочность. Для тяжелого машиностроения в швеллерах используется черная сталь.
Как делают швеллер методом прокатки:
- Заготовка материала – черный или цветной металл.
- Нагрев болванки до мягкости.
- Прокатка на специализированном сортовом станке.
- Охлаждение и нарезка швеллеров.
- Изгиб на профилегибочном станке, если того требует технология.
- Упаковка и отправка на продажу.
Если в качестве основы используется специфичный сплав металла, меняющий физические свойства при нагревании, метод прокатки не зайдет. При производстве путем лазерной сварки, происходит нагрев только в местах соединения конструкции, что позволяет производить крупногабаритные швеллеры с нестандартными параметрами.
На втором месте по популярности в производстве стоят алюминиевые швеллеры. Их размеры меньше, а благодаря легкости получаемых конструкций, спрос на продукцию стабильно высок в самолетостроении и прочих смежных сферах строительства.
| ГОСТ | За что отвечает |
|---|---|
| 8240-97 | Общие требования к изготовлению швеллеров в промышленных масштабах на реализацию. |
| 8240-89 | Требования к изготовлению швеллеров, у которых грани боковых полок имеют внутренний уклон. |
| 535-88 | Требования к изготовлению швеллеров горячекатанным способом |
| 19425-74 | Швеллеры специального типа для автомобилестроения. |
| 5267.1-90 | Специализированные швеллеры, используемые в вагоностроении. |
| 8278-93 | Требования к изготовлению равнополочных швеллеров гнутого типа из высокопрочной стали. |
| 8240 | Требования к изготовке конструкций из стали углеродистого типа либо низколегированного сырья. |
| 5420 | Как нужно изготавливать швеллера для тракторов и прочей крупногабаритной техники. |
Для рядового потребителя не имеет смысла вчитываться в ГОСТы, ведь 90% необходимой информации он имеет возможность найти на маркировки швеллера, при его закупке в специализированном магазине. Альтернатива – спросить совета у консультанта, или потребовать сопроводительную техническую документацию у продавца.
Основные способы гибки балки и швеллера
2) Достоинства и разновидности швеллеров
На практике, в строительной сфере применимы параллельно-стеночные и уклонные швеллера. По классике, длина одного элемента от 12 метров. Если человеку нужны под заказ усеченные швеллера, придется обсуждать детали поставки в индивидуальном порядке.
Достоинства швеллеров в строительстве:
Описанные качества обеспечивают главную функцию элемента – придача устойчивости и прочности в отношении точечных нагрузок/изгибов со стороны внешних объектов. П-образная форма доказала свое качество в конструкциях еще советского образца.
Важно: швеллер крайне сложно сваривать. Для обеспечения высокой прочности конечной конструкции, придется применять нестандартные методы варения швов. Благо, в 2020 году решение данного вопроса не есть проблемой.
Теперь давайте рассмотрим полную квалификацию швеллеров по различным изначальным параметрам. Данные представлены в табличном виде.
| Параметр | Категория |
|---|---|
| По типу изготовления | Горячекатаный |
| Специальный | |
| Гнутый равнополочный | |
| Гнутый неравнополочный | |
| По назначению | Обычные с широкой областью применения |
| Специальные для автомобилестроения | |
| Специальные по вагоностроению | |
| По точности | «А» — высокий уровень |
| «Б» — повышенный уровень | |
| «В» — обычный уровень | |
| По форме | «У» — имеется уклон по внутренней грани |
| «Э» — эконом модель с параллельными краями | |
| «П» — параллельные грани | |
| «Л» — параллельные грани + основа из легких металлов | |
| «С» — специализированный швеллер |
Имеются и нестандартные типы швеллеров + таковые, что разработаны под индивидуальный заказ. ГОСТы содержат сортаменты, где отображены типизированные размеры для всех категорий швеллеров – высота по профилю, какова толщина у перемычки, длина полочек и материалы справочного типа осей, по которым идут расчеты на будущие конструкции.
Описание ГОСТов, стоимости и технологических особенностей изготовления швеллера горячекатаного:
Объяснение, что такое швеллер в строительстве + алгоритм расчета нагрузки
Назначение швеллера – выдерживать нагрузки, а потому, чтение маркировки для расчета данного показателя крайне важно. Базовыми параметрами служит состав стали, уровень ее прочности и тип прокатки.
Калькулятор расчета веса швеллера
Алгоритм просчета давления на швеллер:
- Выяснить 100% давление, что действует на балку.
- Перемножаем полученное значение с нормативным коэффициентом надежности.
- Множим полученное значение на шаг швеллеров.
- Рассчитываем пиковый момент изгиба.
- Вычисляем необходимый момент сопротивления балки через момент сопротивления, помноженный на коэффициент по условиях работы и деленный на значение деформации пластического типа.
Вся требуемая информация берется из маркировки и ГОСТа по швеллеру. Расчеты можно проводить как вручную, так и посредством онлайн-калькуляторов. Второй способ для рядовых граждан, желающих выбрать швеллер для бытовых нужд, в приоритете.
Классификация швеллеров по виду нагрузки
Теперь коснемся классификации швеллеров в строительстве по размерам. Наибольшим спросом пользуются элементы с номерными знаками от 7 до 21. Параметры геометрии относятся к «П» категории и «У» серии для всех размеров. Отличительные черты состоят в радиусах закругления и углах по наклону полок.
Какие швеллеры самые востребованные:
- Ш-8. Используется строителями для укрепления конструкций внутри помещений. Широко распространен в быту и легком производстве. Благодаря основе из углеродистой стали полуспокойного/спокойного типа, элементы обеспечиваются прекрасными показателями свариваемости;
- Ш-10. Применим в промышленности, а именно автомобиле- или станкостроение. Мостовые конструкции, стены и несущие опоры в производственных сооружениях также не обходятся без швеллера-10;
- Ш-12. Похож на Ш-8, но благодаря увеличенным показателям прочности, его использование дает возможность получать крепкие остовы, без использования тяжелых несущих элементов;
- Ш-14. Применим при армировании несущих деталей, обеспечивая повышенные значения прочности конструкции в целом. Имеет один из наибольших уровней спроса среди рассматриваемых типов швеллеров;
- Ш-20. Назначение – несущие элементы для конструкций с высокими статическими/динамическими нагрузками. Используется в возведении мостов, перекрытиях многоэтажных домов, и прочих кровельных прогонах.
В строительстве встречаются и нестандартные виды швеллеров – тот же перфорированный, позволяет скреплять детали без использования сварки. Такой подход сильно экономит временные затраты на монтаж, что важно при сооружении временных конструкций – строительные леса или те же складские полки.
Косвенным применением швеллеров можно считать защиту проводов с высоким напряжением, или использования элементов в качестве направляющих грузоподъёмных устройств. Пандусы также можно конструировать на основании швеллера, что делает строительный объект незаменимым в решении массы строительных вопросов.
Из всего вышесказанного, понять, что такое швеллер, очень просто. Помимо основной задачи – укрепление конструкций, элемент широко применим в промышленном строительстве и повседневном быту, связанным с мелкими соорудительными задачами. Если у вас возникнет необходимость что-то быстро соорудить + не потерять в прочности, без швеллера в данной конструкции будет не обойтись на 100%.
открытых каналов — формы, типы и свойства открытых каналов
Перейти к основному содержаниюДополнительное меню
- Насчет нас
- Контактная информация
- Главная
О гражданском строительстве
- Главная
- Гражданские ноты
Банкноты
- Строительные материалы
- Строительная конструкция
- Механика грунта
- Геодезия и выравнивание
- Ирригационная техника
- Инженерия окружающей среды
- Дорожное строительство
- Инфраструктура
- Строительная инженерия
Лабораторные заметки
- Инженерная механика
- Механика жидкости
- Почвенные лабораторные эксперименты
- Экологические эксперименты
- Материалы Испытания
- Гидравлические эксперименты
- Дорожные / шоссе тесты
- Стальные испытания
- Практика геодезии
- Загрузки
- Исследование
- Учебники
Учебные пособия
- Primavera P3
- Primavera P6
- SAP2000
- AutoCAD
- VICO Constructor
- MS Project
- Разное
- Q / Ответы
- Главная
- Гражданские ноты
- Строительная конструкция
— WCF
- 5 минут на чтение
В этой статье
Стек каналов Windows Communication Foundation (WCF) представляет собой многоуровневый стек связи с одним или несколькими каналами, обрабатывающими сообщения. Внизу стека находится транспортный канал, который отвечает за адаптацию стека каналов к базовому транспорту (например, TCP, HTTP, SMTP и другим типам транспорта.). Каналы обеспечивают низкоуровневую модель программирования для отправки и получения сообщений. Эта модель программирования основывается на нескольких интерфейсах и других типах, вместе известных как модель канала WCF. В этом разделе обсуждаются формы каналов, создание базового прослушивателя каналов (в службе) и фабрика каналов (в клиенте).
Стек каналов
Конечные точки WCF обмениваются данными с миром с помощью стека связи, называемого стеком каналов. На следующей диаграмме стек каналов сравнивается с другими стеками связи, например TCP / IP.
Во-первых, сходства: в обоих случаях каждый уровень стека обеспечивает некоторую абстракцию мира ниже этого уровня и предоставляет эту абстракцию только слою непосредственно над ним. Каждый слой использует абстракцию только слоя непосредственно под ним. Также в обоих случаях, когда два стека обмениваются данными, каждый уровень обменивается данными с соответствующим уровнем в другом стеке, например, уровень IP взаимодействует с уровнем IP, а уровень TCP с уровнем TCP и так далее.
Теперь о различиях: хотя стек TCP был разработан для обеспечения абстракции физической сети, стек каналов разработан для предоставления абстракции не только того, как доставляется сообщение, то есть транспорта, но и других функций, таких как как то, что находится в сообщении или какой протокол используется для связи, включая транспорт, но многое другое. Например, элемент привязки надежного сеанса является частью стека каналов, но не ниже транспорта или самого транспорта.Эта абстракция достигается за счет того, что нижний канал в стеке требует адаптации нижележащего транспортного протокола к архитектуре стека каналов, а затем полагается на каналы, расположенные дальше в стеке, для обеспечения функций связи, таких как гарантии надежности и безопасности.
Сообщения проходят через стек связи как объекты сообщений. Как показано на рисунке выше, нижний канал называется транспортным каналом. Это канал, который отвечает за отправку и получение сообщений другим сторонам и от них.Это включает в себя ответственность за преобразование объекта Message в формат, используемый для связи с другими сторонами, и обратно. Над транспортным каналом может быть любое количество протокольных каналов, каждый из которых отвечает за обеспечение функции связи, такой как гарантии надежной доставки. Каналы протокола работают с сообщениями, проходящими через них в форме объекта Message. Обычно они либо преобразуют сообщение, например, добавляя заголовки или шифруя тело, либо отправляют и получают свои собственные сообщения управления протоколом, например, подтверждения получения.
Формы каналов
Каждый канал реализует один или несколько интерфейсов, известных как интерфейсы формы канала или формы канала. Эти формы каналов обеспечивают методы, ориентированные на обмен данными, такие как отправка и получение или запрос и ответ, которые реализует канал и вызывает пользователь канала. В основе форм каналов лежит интерфейс IChannel, который представляет собой интерфейс, который предоставляет метод GetProperty
Кроме того, каждая из этих форм имеет эквивалент, расширяющий System.ServiceModel.Channels.ISessionChannel
Формы каналов построены по образцу некоторых основных шаблонов обмена сообщениями, поддерживаемых существующими транспортными протоколами. Например, односторонний обмен сообщениями соответствует паре IInputChannel / IOutputChannel, запрос-ответ соответствует парам IRequestChannel / IReplyChannel, а двусторонняя дуплексная связь соответствует IDuplexChannel (который расширяет как IInputChannel, так и IOutputChannel).
Программирование с использованием стека каналов
Стеки каналов обычно создаются с использованием фабричного шаблона, в котором привязка создает стек каналов. На стороне отправки привязка используется для создания ChannelFactory, который, в свою очередь, создает стек каналов и возвращает ссылку на верхний канал в стеке. Затем приложение может использовать этот канал для отправки сообщений. Для получения дополнительной информации см. Программирование на уровне клиентского канала.
На принимающей стороне привязка используется для создания IChannelListener, который прослушивает входящие сообщения.IChannelListener предоставляет сообщения прослушивающему приложению, создавая стеки каналов и передавая ссылку на приложение на верхний канал. Затем приложение использует этот канал для приема входящих сообщений. Для получения дополнительной информации см. Программирование на уровне служебного канала.
Объектная модель канала
Объектная модель канала — это базовый набор интерфейсов, необходимых для реализации каналов, приемников каналов и фабрик каналов. Также есть несколько базовых классов, помогающих в пользовательских реализациях.
Прослушиватели каналов отвечают за прослушивание входящих сообщений, а затем их доставку на уровень выше по каналам, созданным прослушивателем каналов.
Фабрики каналов отвечают за создание каналов, которые используются для отправки сообщений, и за закрытие всех созданных ими каналов при закрытии фабрики каналов.
ICommunicationObject — это базовый интерфейс, который определяет базовый конечный автомат, который реализуют все коммуникационные объекты. CommunicationObject предоставляет реализацию этого основного интерфейса, от которого могут быть унаследованы другие классы каналов, вместо того, чтобы повторно реализовывать интерфейс.Однако это не обязательно: пользовательский канал может напрямую реализовывать ICommunicationObject, а не наследовать от CommunicationObject. Ни один из классов на рисунке 3 не считается частью модели канала; они являются помощниками, доступными разработчикам пользовательских каналов, которые хотят создавать каналы.
В следующих разделах описывается объектная модель канала, а также различные области разработки, которые помогают создавать пользовательские каналы.
.типов ядер свертки: упрощенное | Пракхар Ганеш
Интуитивно понятное введение в различные варианты гламурного слоя CNN
Просто краткое введение
Свертка использует «ядро» для извлечения определенных «особенностей» из входного изображения . Позволь мне объяснить. Ядро — это матрица, которая скользит по изображению и умножается на входные, так что выходные данные улучшаются определенным желаемым образом. Посмотрите это в действии ниже.
Например, использованное выше ядро полезно для повышения резкости изображения.Но что же такого особенного в этом ядре ?? Рассмотрим два расположения входных изображений, как показано в примере ниже. Для первого изображения центральное значение равно 3 * 5 + 2 * -1 + 2 * -1 + 2 * -1 + 2 * -1 = 7. Значение 3 увеличилось до 7. Для второго изображения вывод равно 1 * 5 + 2 * -1 + 2 * -1 + 2 * -1 + 2 * -1 = -3. Значение 1 уменьшилось до -3. Очевидно, что контраст между 3 и 1 увеличивается до 7 и -3, что, в свою очередь, увеличивает резкость изображения.
Вместо того, чтобы использовать вручную созданные ядра для извлечения функций, через Deep CNN мы можем узнать эти значения ядра, которые могут извлекать скрытые функции.Для дальнейшего ознакомления с работой обычных CNN я бы предложил этот блог.
Ядро против фильтра
Прежде чем мы углубимся в это, я просто хочу четко разграничить термины «ядро» и «фильтр», потому что я видел, как многие люди используют их как синонимы. Ядро, как описано ранее, представляет собой матрицу весов, которая умножается на входные данные для извлечения соответствующих характеристик. Размерность матрицы ядра составляет , так что свертка получила название .Например, в двумерных свертках матрица ядра является двумерной матрицей.
Фильтр, однако, представляет собой объединение нескольких ядер, каждое ядро назначено определенному каналу ввода. Фильтры всегда на одно измерение больше, чем ядра. Например, в двумерных свертках фильтры представляют собой трехмерные матрицы (которые, по сути, представляют собой конкатенацию двухмерных матриц, то есть ядер). Итак, для слоя CNN с размерами ядра h * w и входными каналами k размеры фильтра равны k * h * w.
Обычный сверточный слой фактически состоит из нескольких таких фильтров. Для простоты дальнейшего обсуждения предположим наличие только одного фильтра, если не указано иное, поскольку одно и то же поведение повторяется для всех фильтров.
1D, 2D и 3D свертки
1D свертки обычно используются для анализа данных временных рядов (так как вход в таких случаях — 1D). Как упоминалось ранее, вход одномерных данных может иметь несколько каналов. Фильтр может двигаться только в одном направлении, поэтому выходной сигнал будет 1D. См. Ниже пример одноканальной одномерной свертки.
Мы уже видели пример одноканальной двумерной свертки в начале поста, поэтому давайте визуализируем многоканальную двумерную свертку и попытаемся осмыслить ее. На диаграмме ниже размеры ядра составляют 3 * 3, и в фильтре имеется несколько таких ядер (отмечены желтым). Это потому, что на входе есть несколько каналов (отмечены синим), и у нас есть одно ядро, соответствующее каждому каналу на входе. Ясно, что здесь фильтр может двигаться в 2 направлениях, и поэтому конечный результат будет 2D.Двумерные свертки являются наиболее распространенными и широко используются в компьютерном зрении.
Трудно визуализировать трехмерный фильтр (поскольку это четырехмерная матрица), поэтому здесь мы обсудим одноканальную трехмерную свертку. Как вы можете видеть на изображении ниже, в трехмерных свертках ядро может перемещаться в трех направлениях, и, таким образом, полученный результат также является трехмерным.
Большая часть работы по модификации и настройке слоев CNN была сосредоточена только на двумерных свертках, поэтому с этого момента я буду обсуждать эти варианты только в контексте двумерных сверток.
Транспонированная свертка (деконволюция)
GIF ниже прекрасно показывает, как двумерная свертка уменьшает размеры входных данных. Но иногда нам нужно выполнить обработку ввода, например, чтобы увеличить его размеры (также называемое «повышающей дискретизацией»).
Чтобы добиться этого с помощью сверток, мы используем модификацию, известную как транспонированная свертка или деконволюция (хотя на самом деле это не «обращение» операции свертки, поэтому многие люди не предпочитают использовать этот термин). Пунктирные блоки в GIF ниже представляют отступы.
Я думаю, что эти анимации дают хорошее представление о том, как разные выходы с повышенной дискретизацией могут быть созданы из одного и того же входа на основе шаблона заполнения. Такие свертки очень часто используются в современных сетях CNN, в основном из-за их способности увеличивать размеры изображения.
Разделимая свертка
Разделимая свертка означает разбиение ядра свертки на ядра более низкой размерности. Разделяемые извилины бывают двух основных типов. Во-первых, это пространственно разделимые свертки, например см. Ниже.
Стандартное ядро двумерной свертки Пространственно разделяемая двумерная сверткаОднако пространственно отделимые свертки не так распространены в глубоком обучении. С другой стороны, разделимые по глубине свертки широко используются в легких моделях CNN и обеспечивают действительно хорошие характеристики. См. Пример ниже.
Стандартная двумерная свертка с 3 входными каналами и 128 фильтрами Двумерная свертка с разделением по глубине, которая сначала обрабатывает каждый канал отдельно, а затем применяет межканальную свертку.Но почему разделяемые свертки? Эффективность !! Использование разделяемых сверток может значительно уменьшить количество требуемых параметров.В связи с возрастающей сложностью и огромным размером сетей глубокого обучения, которые у нас есть сегодня, возможность обеспечить аналогичные характеристики с меньшим количеством параметров, безусловно, является требованием.
Dilated (Atrous) Convolution
Как вы видели на всех вышеупомянутых уровнях свертки (без исключения), они обрабатывают все соседние значения вместе. Однако иногда в интересах конвейера пропускать определенные входные значения, и именно так были введены расширенные свертки (также называемые атрозными свертками).Такая модификация позволяет ядру увеличивать диапазон обзора , без увеличения количества параметров.
Из анимации выше ясно видно, что ядро способно обрабатывать более широкую окрестность с теми же 9 параметрами, что и раньше. Это также означает потерю информации из-за невозможности обработать детализированную информацию (поскольку она пропускает определенные значения). Однако в некоторых приложениях общий эффект кажется положительным.
Деформируемая свертка
Свёртки очень жесткие с точки зрения формы извлечения признаков. То есть формы ядра представляют собой только квадрат / прямоугольник (или некоторую другую форму, которую необходимо определить вручную), и поэтому они могут работать только с такими шаблонами. Что, если бы форму свертки можно было узнать? Это основная идея внедрения деформируемых извилин.
Реализация деформируемой свертки на самом деле очень проста.Каждое ядро фактически представлено двумя разными матрицами. Первая ветвь учится предсказывать «смещение» от начала координат. Это смещение указывает на то, какие входные данные в исходной точке будут обрабатываться. Поскольку каждое смещение прогнозируется независимо, им не нужно формировать между собой какую-либо жесткую форму, что обеспечивает деформируемый характер. Вторая ветвь — это просто ветвь свертки, входом которой теперь являются значения на этих смещениях.
Что дальше?
Было несколько вариантов уровней CNN, которые использовались независимо или в сочетании друг с другом для создания успешных и сложных архитектур.Каждый вариант был рожден из интуиции того, как должно работать извлечение признаков. Таким образом, я считаю, что хотя эти сети Deep CNN изучают веса, которые мы не можем объяснить, интуиция, участвующая в их формировании, очень важна для их работы, и дальнейшая работа в этом направлении важна для успеха очень сложных CNN.
.Факторы, влияющие на распределение скорости в открытых каналах
В потоке в открытом канале распределение скорости неравномерно, что означает, что скорость различается на разных глубинах. Различные факторы, такие как наклон канала, выравнивание, форма, шероховатость и т. Д., Играют ключевую роль в распределении скорости.
Распределение скоростей в открытых каналах
Открытый канал — это канал, имеющий свободную поверхность воды, контактирующую с атмосферой. Реки, каналы и т. Д. Подпадают под категорию открытых каналов.Из-за свободной поверхности воды и сопротивления трения вдоль границы канала распределение скорости в открытых каналах неоднородно.
Для измерения скорости открытого канала на необходимой глубине используется трубка Пито или измеритель тока. Как правило, для определения средней скорости конкретного открытого канала измеряется скорость на глубине 0,6 м от свободной поверхности воды.
В другом случае берется скорость на глубине 0,2 м, на глубине 0,8 м от свободной поверхности воды и средняя скорость этих двух значений рассматривается как средняя скорость в канале.
Рис. 1: Поток в открытом канале
Факторы, влияющие на распределение скорости в открытых каналах
Распределение скорости в открытых каналах в основном зависит от следующих факторов.
- Форма сечения канала
- Шероховатость канала
- Выравнивание канала
- Уклон русла канала
1. Форма сечения канала
Открытые каналы могут образовываться естественным образом или искусственно.Естественные открытые каналы не имеют какой-либо определенной формы и содержат неправильные сечения, в то время как искусственные каналы имеют определенные формы, такие как прямоугольные, круглые, трапециевидные, треугольные и т. Д.
Изолинии равных скоростей в различных формах сечений каналов показаны на рисунке ниже.
Рис. 2: Изолинии равных скоростей в различных участках канала
2. Шероховатость канала
Шероховатость канала является мерой сопротивления трению, обеспечиваемого материалом слоя канала против потока воды.В естественных каналах на скорость потока влияет наличие больших угловатых валунов в качестве материала дна, растительности, препятствий и т. Д.
Если канал сделан из гладкой глины или ила, его шероховатость очень мала, и вода течет быстрее. В случае искусственных каналов требуется гладкая отделка для поддержания необходимой скорости потока. Среднюю скорость в открытых каналах можно рассчитать по формуле Маннинга, приведенной ниже.
Где,
В = Средняя скорость канала
R = гидравлический радиус канала = площадь / периметр
S = наклон канала
n = коэффициент шероховатости Маннинга
Значения коэффициента шероховатости Маннинга различаются для разных материалов, используемых для строительства каналов, и значения для разных материалов приведены в таблице ниже.
Таблица 1: Значения коэффициента шероховатости Мэннинга (n) для различных типов материалов каналов
| Материал поверхности канала | Состояние канала / Описание | Коэффициент шероховатости Мэннинга (n) |
|
Земля | Новые раскопки | 0.018 |
| После выветривания | 0,022 | |
| Гравий | 0,025 | |
| Без растительности | 0,028 | |
| Трава и сорняки | 0,030 | |
| Наличие водных растений | 0,035 | |
| Земляное дно и щебень | 0,030 | |
| Каменное дно и заросли водорослей | 0,035 | |
| Дно булыжное и чистые стороны | 0.040 | |
| Отрезки горных пород | Гладкая и однородная | 0,035 |
| Неровности и неровности | 0,040 | |
|
Бетон | Отделка шпателем | 0,013 |
| Финиш | 0,015 | |
| С гравием на дне | 0.017 | |
| незавершенное | 0,017 | |
| Гунит хорошее сечение | 0,019 | |
| Гунит, волнистое сечение | 0,022 | |
| на хорошо выкопанной скале | 0,020 | |
| на неровной выкопанной скале | 0,027 | |
| Кирпич | Кирпич глазурованный | 0,013 |
| Финишный цементный раствор | 0.015 | |
| Асфальт
| Гладкий | 0,013 |
| грубая | 0,016 | |
|
Дерево | Строганая, необработанная | 0,012 |
| Строганая, креозотовая | 0,012 | |
| Незаструганный | 0,013 | |
| Доска с обрешеткой | 0.015 | |
| Футеровка толь | 0,014 | |
| Каменная кладка | Кладка из цементного камня | 0,025 |
| Кладка из сухого щебня | 0,032 |
На рисунке ниже представлены кривые распределения скорости каналов различной формы. Если шероховатость канала больше, кривизна увеличивается.
Рис. 3: Кривые распределения скорости для различных участков канала
3.Выравнивание канала
Скорость потока в канале также зависит от расположения канала. Если канал прямой, то скорость по отношению к центру не изменится. В прямых каналах максимальная скорость обычно наблюдается на глубине 0,05–0,15 м от свободной поверхности воды.
Если он извилистый или извилистый, скорость на поворотах будет изменяться. При изгибе из-за центробежного действия потока скорость на выпуклой стороне становится больше, чем на вогнутой.
Рис. 4: Различные варианты расположения каналов
4. Уклон русла канала
Наклон русла канала или уклон канала также влияют на скорость потока в открытых каналах. На более крутых градиентах скорость увеличивается, а на обычных градиентах скорость уменьшается.
Рис. 5: Наклон канала
.