Швеллер 20П: характеристики и применение¶
Швеллер 20П — горячекатаный фасонный профиль проката из углеродистой стали, относящийся к классу швеллеров с параллельными полками. Число «20» в обозначении указывает на высоту стенки профиля, равную 200 мм (20 см), а буква «П» обозначает исполнение с параллельными гранями полок (в отличие от серии «У» — с уклоном внутренних граней). Профиль стандартизирован в России и странах СНГ и широко применяется в строительстве, машиностроении и металлоконструкциях.
¶Общие сведения и обозначение
Швеллер представляет собой П-образный (корытный) профиль, состоящий из вертикальной стенки и двух горизонтальных полок. В сортаменте, установленном ГОСТ 8240-97, различают несколько серий: «У» — с уклоном внутренних граней полок, «П» — с параллельными гранями, «Э» — экономичная серия. Швеллер 20П относится к серии с параллельными полками, что обеспечивает более плотное и удобное сопряжение с другими элементами конструкций, а также упрощает сварку и крепление.
Обозначение «20П» читается как: высота профиля 200 мм, тип «П». В зависимости от толщины стенки и полок различают несколько вариантов исполнения — обычный, с индексом «а» и «б» (усиленные), что отражается на массе погонного метра.
¶Геометрические параметры и масса
Основные размеры швеллера 20П регламентированы ГОСТ 8240-97. Типовые значения приведены в таблице.
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Высота стенки (h) | 200 мм |
| Ширина полки (b) | 100 мм |
| Толщина стенки (s) | 5,2 мм |
| Толщина полки (t) | 8,5 мм |
| Площадь поперечного сечения | около 23,4 см² |
| Масса 1 погонного метра | около 18,4 кг |
| Момент сопротивления Wx | около 152 см³ |
| Момент инерции Ix | около 1520 см⁴ |
Для усиленных вариантов (20Па, 20Пб) толщина стенки и полок увеличивается, соответственно возрастают площадь сечения, масса и прочностные характеристики. Так, масса погонного метра 20Пб может достигать примерно 21 кг.
¶Материал и технология производства
Швеллер 20П изготавливают преимущественно методом горячей прокатки на сортовых станах. Исходной заготовкой служит стальная квадратная или прямоугольная заготовка (блюм), которая последовательно проходит через систему валков, постепенно приобретая П-образную форму. Горячекатаная технология обеспечивает высокую плотность и однородность металла.
В качестве материала применяют углеродистые стали обыкновенного качества (Ст3сп, Ст3пс, Ст3кп) и низколегированные стали (09Г2С, 17ГС) для конструкций, работающих при повышенных нагрузках или низких температурах. Также выпускается гнутый швеллер 20П, изготавливаемый методом холодного профилирования из листовой стали; он имеет меньшую толщину стенки и используется в лёгких конструкциях.
¶Классификация и аналоги
По способу производства различают:
- горячекатаный швеллер — основной тип, стандартизированный по ГОСТ 8240-97;
- гнутый швеллер — производится из листа по ГОСТ 8278-83, применяется в облегчённых конструкциях;
- специальные профили — например, для вагоностроения или судостроения.
Зарубежные аналоги швеллера 20П близки по геометрии к профилям UPN 200 (европейский стандарт EN 10279) и к американским каналам серии C. Однако размеры полок и толщины стенок могут отличаться, поэтому прямая замена требует проверки по сортаменту.
¶Применение
Швеллер 20П — востребованный элемент несущих металлоконструкций. Основные области применения:
- Строительство: балки перекрытий, прогоны, элементы каркасов зданий, колонны, обвязки, перемычки.
- Мостостроение: элементы пролётных строений, вспомогательные конструкции.
- Машиностроение: рамы и станины машин, основания оборудования, элементы грузоподъёмной техники.
- Транспорт: рамы вагонов, кузова, элементы прицепов и платформ.
- Опоры и эстакады: опоры ЛЭП, трубопроводные эстакады, крановые пути.
Профиль удобен для сварных и болтовых соединений: параллельные полки позволяют плотно прилегать к листовым элементам и фасонкам, что снижает трудозатраты при монтаже.
¶Расчёт и подбор
При подборе швеллера 20П для конкретной конструкции выполняют проверку по прочности и жёсткости. Ключевые характеристики — момент сопротивления Wx, момент инерции Ix, радиус инерции и площадь сечения. По ним определяют несущую способность изгибаемого элемента, прогиб и устойчивость. Для ответственных сооружений учитывают также марку стали, условия эксплуатации (температура, агрессивная среда) и коэффициент условий работы. Расчёт ведут по методикам строительной механики и действующим сводам правил.
¶Хранение, маркировка и приёмка
Швеллер поставляется партиями, каждая из которых сопровождается сертификатом качества с указанием марки стали, номера плавки, размеров и результатов испытаний. При приёмке проверяют геометрические размеры, кривизну, наличие дефектов поверхности (трещин, закатов, расслоений). Хранение осуществляют на открытых площадках или под навесом с укладкой на подкладки для предотвращения коррозии и деформаций.
¶Нормативная база
Основные документы, регулирующие производство и применение:
- ГОСТ 8240-97 — швеллеры стальные горячекатаные, сортамент;
- ГОСТ 8278-83 — швеллеры стальные гнутые равнополочные;
- ГОСТ 535-2005 и ГОСТ 19281-2014 — общие технические условия на прокат из углеродистой и низколегированной стали;
- своды правил по проектированию металлических конструкций.
Соблюдение сортамента и требований стандартов обеспечивает взаимозаменяемость профиля и надёжность возводимых конструкций.
Источники: ГОСТ 8240-97; ГОСТ 8278-83; ГОСТ 535-2005; ГОСТ 19281-2014; справочники по сортаменту металлопроката; учебные пособия по металлическим конструкциям.