Гнутый швеллер или горячекатаный: что выбрать

В прайсе они стоят рядом и называются одинаково: швеллер. Но это два разных изделия, сделанных принципиально по-разному, и подставить одно вместо другого не всегда можно.

Горячекатаный швеллер прокатывают из раскалённой заготовки между валками, которые сразу формируют профиль целиком. Металл течёт, сечение получается массивным, стенка и полки имеют разную толщину. Его выпускают по ГОСТ 8240-97.

Гнутый швеллер делают в холодную: стальную полосу или рулон прогоняют через профилегибочный стан, где ряд роликов постепенно подгибает края. Металл не течёт, он просто складывается. Толщина остаётся ровно той, что была у листа. Он идёт по ГОСТ 8278-83 на равнополочные и ГОСТ 8281-80 на неравнополочные.

Отсюда и разная маркировка. Горячекатаный обозначают номером (швеллер 12, швеллер 20), и номер равен высоте стенки в сантиметрах. Гнутый обозначают тремя числами, например 100х50х3: высота, ширина полки и толщина металла в миллиметрах.

Если в заявке написано «швеллер 100х50х3», речь точно о гнутом, а «швеллер 10» означает горячекатаный.

Разница в способе изготовления даёт разную форму сечения.

У горячекатаного швеллера полка утолщается к стенке, а у серии У внутренние грани идут с уклоном. Сечение массивнее там, где выше напряжения: прокатчик специально распределил металл туда, где он работает. Зато на такую полку неудобно что-то класть плашмя и сложнее прижать струбциной: поверхность не плоская.

Серия П решает эту проблему: у неё внутренние грани полок параллельны. Серии подробно разобраны в статье про сортамент швеллера и серии по ГОСТ 8240.

У гнутого швеллера толщина одинаковая везде: и в стенке, и в полках, потому что это один и тот же лист. Полки строго под 90 градусов, грани параллельны. В углах остаются радиусы гиба, обычно от одной до двух толщин металла.

К гнутому швеллеру удобнее крепиться. Ровная полка постоянной толщины означает предсказуемую длину болта, нормальное прилегание пластины, простую разметку. В сборных конструкциях, где много болтовых узлов, это экономит время.

Неудобство создают радиусы в углах. Если в узле нужно, чтобы деталь села в угол швеллера впритык, скругление помешает: придётся снимать фаску на ответной детали.

Это главный аргумент в пользу гнутого профиля.

Чтобы посчитать вес гнутого швеллера, разверните профиль обратно в полосу. Ширина развёртки примерно равна высоте плюс две полки, умножаете на толщину и на 7,85 и получаете килограммы на метр. Для 100х50х3 развёртка около 200 мм, сечение 600 мм², метр весит примерно 4,5 кг. Точное табличное значение чуть меньше расчётного, потому что на радиусах гиба металл срезает углы.

Каркас из гнутого профиля легче, значит меньше нагрузка на фундамент, дешевле доставка, проще монтаж без крана.

Меньше несущая способность при равной высоте. В горячекатаном швеллере 10 металла вдвое больше, и на изгиб он работает соответственно. Сравнивать профили по одной высоте некорректно, сравнивать надо по расчёту.

Тонкая стенка теряет устойчивость. У гнутого профиля при большой высоте и малой толщине стенка может «схлопнуться» локально: под сосредоточенной нагрузкой, в месте опирания, у болтового узла. Горячекатаный с его массивным сечением такого не делает. В расчётах это учитывают отдельно, и именно поэтому гнутый профиль не ставят под тяжёлые сосредоточенные нагрузки без подкрепления.

Сварка требует аккуратности. Три-четыре миллиметра металла прожечь проще, чем девять. Режимы мягче, руки нужны ровнее.

Коррозия съедает быстрее. Полмиллиметра ржавчины на четырёхмиллиметровой стенке съедают восьмую часть сечения, а на девятимиллиметровой полке горячекатаного двадцатую. В агрессивной среде и на улице это решающий довод в пользу либо толстого металла, либо оцинковки.

Гнутый швеллер делают из того же листа, что и всё остальное, и марка наследуется от исходного проката.

Ст3 составляет основную массу. Хорошо гнётся, хорошо варится, недорогая. Для обычных конструкций этого достаточно.

08пс и 08кп относятся к низкоуглеродистым, их берут для профилей с малыми радиусами гиба и для тех случаев, когда потом идёт холодная штамповка или дополнительная гибка.

09Г2С считается низколегированной. Прочнее Ст3 примерно в полтора раза по пределу текучести и, что важнее для уличных конструкций, держит мороз: не становится хрупкой при отрицательных температурах. Для навесов, эстакад, каркасов в северном исполнении берут именно её.

Оцинкованное исполнение. Гнутый профиль часто катают из оцинкованного рулона, и цинк ложится на металл ещё до гибки. Горячекатаный швеллер оцинковать можно только окунанием готового профиля, а это отдельная операция и другие деньги. На оцинкованном гнутом швеллере держатся лёгкие стальные конструкции и каркасное строительство.

На резе и в местах сварки цинка нет. Торцы после раскроя и сварные швы обязательно подкрашивают цинконаполненным составом, иначе ржавчина пойдёт именно оттуда.

Гнутый швеллер берут для:

Лёгких каркасов и ЛСТК (стойки, направляющие, элементы стенового каркаса). Прогонов под кровлю и стеновые панели: нагрузка распределённая, высота небольшая, вес критичен. Обрешётки, подсистем фасада, обвязок. Стеллажей, рам, кузовных элементов, оснастки. Обрамления проёмов, ограждений, лестничных косоуров лёгких лестниц.

Горячекатаный нужен для:

Несущих балок перекрытия и покрытия. Узлов с сосредоточенной нагрузкой, то есть мест, где на профиль опирается колонна, ригель или другая балка. Подкрановых путей и всего, что работает на динамику. Конструкций, где проект прямо предписывает прокатный профиль по ГОСТ 8240: подменять его гнутым нельзя, даже если по расчёту проходит.

Если элемент несёт нагрузку от другой конструкции, берите горячекатаный. Если он несёт сам себя и обшивку, берите гнутый.

Наличие и размеры смотрите в разделах швеллер гнутый и швеллер. Из соседних профилей ту же задачу часто решают уголок и профильная труба.

Чем гнутый швеллер отличается от горячекатаного?

Способом изготовления и, как следствие, всем остальным. Гнутый складывают из листа в холодную, толщина у него одинаковая везде, полки строго под 90 градусов. Горячекатаный прокатывают из раскалённой заготовки, у него полка утолщается к стенке. При равной высоте гнутый почти вдвое легче и во столько же раз слабее.

Можно ли заменить горячекатаный швеллер гнутым?

Только по расчёту и только если проект это допускает. По одной высоте профили не взаимозаменяемы: в горячекатаном швеллере 10 металла вдвое больше, чем в гнутом 100х50х3.

Что означает обозначение 100х50х3?

Высота стенки 100 мм, ширина полки 50 мм, толщина металла 3 мм. Так маркируют именно гнутые профили. Горячекатаные обозначают одним номером, например швеллер 10, где 10 это высота в сантиметрах.

Сколько весит метр гнутого швеллера?

Считается по развёртке: сложите высоту и две ширины полки, умножьте на толщину и на 7,85, разделите на тысячу. Для 100х50х3 выходит около 4,5 кг на метр против 8,59 кг у горячекатаного той же высоты.

Бывает ли гнутый швеллер оцинкованным?

Да, и это его сильная сторона: профиль катают из уже оцинкованного рулона, поэтому цинк ложится ровно и стоит недорого. Горячекатаный так не сделать, его цинкуют только окунанием готового профиля.

Какой ГОСТ на гнутый швеллер?

ГОСТ 8278-83 на равнополочные гнутые швеллеры и ГОСТ 8281-80 на неравнополочные. Горячекатаные идут по ГОСТ 8240-97.

Какую марку брать для уличной конструкции?

09Г2С, если есть мороз и нагрузка, или оцинкованное исполнение, если главная проблема в коррозии. Ст3 на улице работает, но требует покраски и не любит отрицательных температур под нагрузкой.

Гнутый и горячекатаный швеллер решают разные задачи, и сравнивать их только по цене бессмысленно.

Гнутый складывают из листа в холодную: толщина везде одинаковая, полки ровные, к нему удобно крепиться, и при равной высоте он почти вдвое легче. Горячекатаный прокатывают целиком: металла больше, он сосредоточен там, где выше напряжения, и профиль держит принципиально другие нагрузки.

Маркировка сразу говорит, о чём речь: три числа через «х» стоят у гнутого, один номер у горячекатаного.

Критерий выбора простой: если элемент несёт другую конструкцию, нужен горячекатаный, а если сам себя и обшивку, то гнутый. И отдельно помните про оцинковку: у гнутого профиля она дешёвая и ровная, потому что наносится на рулон до гибки.

Размеры и наличие смотрите в разделе швеллер гнутый, а весь сортамент швеллера в разделе швеллер.