Как разрезать, согнуть и усилить швеллер?

Собрать металлоконструкцию невозможно без резки, сгибания или усиления компонентов. Взять тот же швеллер. Чаще всего его нужно отрезать в размер, реже — усилить и еще реже — гнуть. Но эти процессы не такие простые, как может показаться с первого раза. В этой статье мы собрали для вас некоторые нюансы при работе со швеллером.

Какой принцип работы швеллера на изгиб?

Во время эксплуатации на швеллер воздействует давление внешнего веса по направлению на изгиб. Поэтому конструкторы просчитывают предстоящие нагрузки заранее. От чего специалисты отталкиваются?

Первое, что вычисляют конструкторы, так это максимальное значение момента в профиле швеллера (М). Используют они для этого сложную формулу. В учет берутся распределительная нагрузка и длина швеллера.

Вторым шагом специалисты ищут значение момента сопротивления сечения швеллера. Для этого тоже есть своя формула. В нее подставляется полученное ранее значение М и данные сопротивления материала по пределу текучести. Для последней величины данные берут с технических таблиц, значения отличаются для разных марок стали.

Полученные результаты из второй формулы специалисты сравнивают с ГОСТ 8278 в категории «момент сопротивления». На основании этого для каждого проекта они подбирают катаный или гнутый швеллер, который подходит под все критерии.

Как режут швеллер

Здесь мы не будем рассказывать, как швеллер разрезать на высокоточных станках. Рассмотрим полевой вариант, когда материалы режут в размер непосредственно на объекте. А там используют болгарку. Поэтому начнем с техники безопасности. Никогда нельзя надеяться на авось. Очень много примеров, когда диски во время работы разрушались и разлетались повсюду, нанося вред людям и имуществу. Такие инциденты длятся доли секунды, поэтому увернуться от летящих частей диска практически невозможно. А если не обезопасить себя, то такое воздействие может нанести непоправимый вред здоровью.

Основные правила работы с болгаркой:

• Перед работой убедитесь, что диск целый, не наклонен и расположен ровно. Следите за этим и во время работы.
• При нарезке положите балку на какой-то предмет, чтобы она была приподнята. За счет этого отрезанная часть будет опускаться под собственным весом.
• Во время работы делайте небольшие перерывы, чтобы диск успевал остывать.
• Во время работ находитесь немного сбоку, а не в плоскости реза.
• Диск на болгарке должен быть крепко затянут. Он легче раскрутится после работы, если под него подложить шайбу из картона.
• Ни при каких обстоятельствах не работайте, если кожух с УШМ снят. Без него работать крайне опасно.
• Работать нужно в защитной одежде. Кроме защитного костюма и закрытой обуви обязательно используют очки и перчатки.
• При работе болгаркой следите за тем, чтобы диск вращался от себя. Если по каким-то причинам болгарку вырвет из рук, то она упадет в стороне от вас.

Как согнуть швеллер

Швеллер гнется сложно и без специальных станков высокого давления не обойтись. Если такие траты не предусмотрены, то единственный выход обратиться в компанию, предоставляющую услуги гибки в вашем регионе.

Если положить швеллер на его полку, то сразу видно, что вертикальная плоскость не имеет симметрии к нейтральной линии. Сгибают швеллер по-разному, в зависимости от поставленной задачи. При изгибе по плоскости, как говорят «на ребро», балку может повести. Чтобы этого не произошло, выставляют систему калибрующих роликов. Если же деталей предусмотрено несколько, то швеллер сваривают «коробкой». Еще балку сгибают плашмя по стенке. Полки при этом могут выступать как наружу, так и внутрь.

Сгибание швеллера по радиусу производят, используя местный или плавный изгиб. Чтобы сделать местный изгиб, нужно предварительно срезать стенки в месте изгиба в форме треугольника. Дальше в ход идет специальное устройство, которое швеллеры соединяет и жестко сваривает. Но при таком способе будет сильно уменьшена технологическая прочность детали.

При плавном изгибе определенный участок изделия равномерно сгибается. Чтобы это сделать было легче, место сгибания предварительно разогревают газовой горелкой. После жесткой фиксации одного из концов изделие медленно деформируют по заготовленному заранее шаблону.

Как усилить швеллер

Чтобы швеллер противостоял прогибам, изгибам и скручиванию — его усиливают. Способ выбирают исходя из условий эксплуатации.

Усиление на изгиб и прогиб

Чтобы усилить балку на изгиб/прогиб используют три способа: устанавливают подпоры, увеличивают поперечное сечение или перераспределяют нагрузку по всей конструкции.

Установка подборы — один из самых простых способов. Нагрузка на балку снижается без существенных изменений металлоконструкции.

Опоры и балки соединяют исходя из типа нагрузки на них. При динамических воздействиях можно использовать только соединения клепками и болтами. Если же поперечная сила воздействует постоянно, то используются любые виды соединений деталей, которые обеспечивают высокую надежность и прочность.

Еще усилить швеллер на прогиб/изгиб можно, увеличив поперечное сечение. Для этого нужно приварить стальные накладки или уголки в продольном направлении. Если приварить дополнительный швеллер, то конструкция станет симметричной.

Третий способ заключается в следующем: основная нагрузка смещается с проблемной точки и равномерно распределяется по новой форме балки.

Если ни один из выше представленных методов реализовать нельзя, то вносят конструктивные изменения в каркас или его элементы. Для этого переделывают расчет всего объекта.

Усиление на скручивание

Чтобы нивелировать кручение швеллера, используют сварку или бетонирование. При сварке к основной балке приваривают дополнительную, располагая в параллельном направлении. В итоге получается двутавр или «коробка». При выполнении сварочных работ следует учитывать то, что нагретый во время сварки металл способен ослабить конструкции. Следственно разумнее использовать особые способы сварки с двух сторон.

Бетонирование улучшает жесткость, но в то же время повышает продольную нагрузку на швеллер. Но в некоторых случаях это единственно верный способ усилить балку на кручение.