Площадь поверхности швеллеров пригодится в том случае, если их необходимо подвергнуть обработке (цинкованию, окраске) для защиты от коррозии. А величина площади поперечного сечения этого металлопроката, как правило, нужна проектировщикам – для расчетов конструируемых ими металлоконструкций, а также иногда другим потребителям швеллеров, что обусловлено теми или иными целями их использования. Обе эти характеристики можно найти в соответствующих нормативных документах по стандартизации производства швеллерной продукции и строительства, а также рассчитать самостоятельно.
1 Площадь поверхности – значения параметра и ссылка на источник
Значения площади поверхности различных типов стальных швеллеров, а также других видов металлопроката из стали приведены в документе, который издан еще во времена СССР – в 1985 г. Во всяком случае других более «свежих» данных об этой характеристике в интернете сейчас не найти. А информации об отмене этого документа или продлении его действия нет. Так что, в любом случае, имеет смысл использовать данные из этого нормативного акта хотя бы потому, что они были рассчитаны на металлопродукцию, которая производится и в настоящее время.
А речь идет о Письме Государственного комитета по делам строительства еще существовавшего тогда СССР. Называется сей нормативный акт: «О порядке учета и определения в рабочих чертежах площади поверхности стальных конструкций».
Назначение данного документа: установить регламентируемый им порядок определения и последующего учета всей площади поверхности конструкций, изготовляемых из стального металлопроката, на стадии разработки их рабочих и типовых детализирующих чертежей (КМ и КМД соответственно) для упорядочения определения необходимых объемов работ в целях защиты поверхности различных стальных строительных и других конструкций от коррозии, чтобы более экономно и контролируемо расходовать лакокрасочные продукцию и материалы.
Площадь поверхности для всех приведенных в этом документе видов металлопроката (в том числе швеллера) указана из расчета на 1 тонну каждого отдельного типа изделия. То есть, чтобы определить с помощью этих данных площадь 1 погонного метра, надо произвести следующие вычисления: L = M/m, а потом S1м = S1т/L, где
- L – суммарная длина 1 тонны металлопроката, м;
- M – масса 1 тонны проката, то есть 1000 кг;
- m – масса 1 погонного метра металлопроката (для гнутых швеллеров можно узнать из таблиц стандарта сортамента на них 8278-83, для горячекатаных – 8240-97), кг;
- S1м – искомая площадь поверхности 1 погонного метра металлопроката, м2;
- S1т – площадь поверхности 1 тонны металлопроката, м2.
Для швеллеров их площади поверхности из расчета на 1 тонну, взятые из вышеупомянутого нормативного документа, приведены ниже в таблицах 1 и 2.
Таблица 1. Площадь поверхности горячекатаных стальных швеллеров
|
Швеллеры горячекатаные, производимые по ГОСТ 8240-97, 19425-74 и 5267.1-90 с № (номером) профиля |
Суммарная площадь поверхности со всех сторон 1 тонны горячекатаных швеллеров, м2 |
|
5 |
47,10 |
|
6,5 |
46,40 |
|
8 |
45,40 |
|
10 |
44,70 |
|
12 |
43,10 |
|
14 |
41,60 |
|
14А |
39,70 |
|
16 |
40,50 |
|
16А |
38,70 |
|
18 |
29,30 |
|
18А |
37,70 |
|
20 |
38,30 |
|
20А |
36,40 |
|
22 |
36,60 |
|
22А |
34,90 |
|
24 |
35,00 |
|
24А |
33,30 |
|
27 |
33,20 |
|
30 |
31,00 |
|
33 |
29,60 |
|
36 |
27,70 |
|
40 |
26,10 |
Таблица 2. Площадь поверхности гнутых стальных швеллеров
|
Толщина сечения стандартных гнутых швеллеров, производимых по ГОСТ 8278-83 и 8281-80 |
Суммарная площадь поверхности со всех сторон 1 тонны гнутых швеллеров, м2 |
|
2 |
127,6 |
|
2,2 |
115,9 |
|
2,5 |
102,3 |
|
3,0 |
85,0 |
|
3,5 |
73,0 |
|
4,0 |
63,9 |
|
5,0 |
51,1 |
|
6,0 |
42,7 |
|
7,0 |
36,6 |
|
8,0 |
32,1 |
Для гнутой швеллерной продукции (Табл. 2) не указана одна редко встречающаяся толщина сечения – 3,9 мм. С такой толщиной производят только швеллер типоразмера 280х60х3,9 мм. Для него, очевидно, имеет смысл воспользоваться данными для изделий толщиной 4 мм.
2 Расчет S поверхности – это сможет каждый
Площадь поверхности швеллерного металлопроката можно рассчитать и самостоятельно. Предлагаемая методика немного упрощена – вычисления производятся таким образом, как если бы швеллер имел правильные прямоугольные формы. То есть у него не было бы закруглений между стенкой и полками (радиус R), на кромках последних (изгиб r), а также наклона полок ряда изделий: Рис. 1, 2, 3 и 4.
Рис. 1. Горячекатаные швеллеры с полками, имеющими наклонную внутреннюю грань, стандартов 8240-97, 19425-74 и 5267.1-90
Рис. 2. Горячекатаные швеллеры с параллельными гранями полок стандартов 8240-97
Рис. 3. Гнутые равнополочные швеллеры стандарта 8278-83
Рис. 4. Гнутые неравнополочные швеллеры стандарта 8281-80
Формулы расчета: S1м = P * l, где
- S1м – искомая площадь поверхности 1 погонного метра металлопроката, м2
- P – периметр (длина контура) поперечного сечения изделия, м;
- l – собственно, 1 погонный метр изделия.
Периметр (P) в зависимости от типа швеллера рассчитывается по разному. Для изделий Рис. 1 и 2: P = h + (h – 2 * t) + 2 * b + 2 * (b – s) + 2 * t, где
- h – высота стенки швеллерного изделия, м;
- b – ширина полок, м;
- s – толщина стенки, м;
- t – толщина полок изделия, м, причем у продукции Рис. 1 она замеряется на расстоянии (b – s)/2 от кромки полок.
Для изделий Рис. 3: P = h + (h – 2 * s) + 2 * b + 2 * (b – s) + 2 * s, где
- h и b – высота стенки и ширина полок соответственно, м;
- s – толщина сечения швеллера (листовой заготовки, из которой он изготовлен), м.
Для изделий Рис. 4: P = h + (h – 2 * s) + b + (b – s) + b1 + (b1 – s) + 2 * s, где
- h и s – те же размеры, что и для изделия Рис. 3, м;
- b и b1 – ширина широкой и узкой полок соответственно, м.
Так будет вычислена площадь поверхности 1 погонного метра. А чтобы рассчитать площадь поверхности 1 тонны швеллера, необходимо полученную S1м умножить на L (суммарную длину 1 тонны швеллерного изделия), которую уже определяли в предыдущей главе.
Полученные значения будут немного отличаться от табличных, приведенных ранее. Причем в большую сторону. Но это даже к лучшему. Не придется второй раз бегать за краской, она, может, еще и останется для повторного прохода по проблемным местам.
3 Площадь сечения – в каких стандартах следует искать?
Значения площади поперечного сечения можно найти в соответствующих стандартах сортамента на швеллер. Все эти ГОСТы, кстати, уже были перечислены выше.
А для некоторых наиболее востребованных гнутых равнополочных изделий стандарта 8278 – на данном сайте в соответствующих публикациях:
- швеллер с профилем типоразмера 100x50x3;
- с профилем типоразмера 100x50x4;
- с профилем типоразмера 120x60x4;
- с профилем типоразмера 160x80x4.
Для горячекатаной швеллерной продукции (стандартов 8240, 19425 и 5267.1) площадь сечения можно посмотреть в одной статье. Это публикация под названием «Швеллеры ГОСТ 8240». Прокат двух остальных стандартов (19425 и 5267.1) с такими же размерами и формой сечения, как и в 8240, имеет ту же площадь в поперечном разрезе.
4 Как рассчитать S поперечного сечения?
Предлагаемая методика расчета, опять же, немного упрощена. Причем в той же степени, что и для вычислений площади поверхности. То есть не учитываются закругления между стенкой и полками (радиус R), на кромках последних (изгиб r), а также наклон полок ряда изделий.
Для продукции Рис. 1 и 2 вычисляем сечение швеллера по следующим формулам: S = h * s + 2 * t * (b – s), где
- S – площадь сечения, м2;
- h – высота стенки швеллерного изделия, м;
- b – ширина полок, м;
- s – толщина стенки, м;
- t – толщина полок изделия, м, причем у продукции Рис. 1 она замеряется на расстоянии (b – s)/2 от кромки полок.
Для швеллеров Рис. 3: S = h * s + 2 * s * (b – s), где
- h и b – высота стенки и ширина полок соответственно, м;
- s – толщина сечения швеллера (листовой заготовки, из которой он изготовлен), м.
Для изделий Рис. 4: S = h * s + s * (b – s) + s * (b1 – s), где
- h и s – те же размеры, что и для изделия Рис. 3, м;
- b и b1 – ширина широкой и узкой полок соответственно, м.
