Швеллер С245

Добавлено 30.10.2025

Швеллер С245: технические характеристики, стандарты и применение в электротехнике и энергетике

Швеллер стальной горячекатаный с маркировкой С245 представляет собой один из ключевых видов металлопроката, широко используемого в строительных и инженерных конструкциях. В контексте электротехнической и энергетической отраслей его применение носит специализированный характер, предъявляя высокие требования к механическим свойствам, надежности и соответствию стандартам. Буква «С» в обозначении указывает на серийное производство по стандартным ГОСТам, а цифра «245» обозначает предел текучести материала – 245 МПа (или 245 Н/мм²), что является основной характеристикой его прочности.

Нормативная база и сортамент

Производство швеллеров типа С245 регламентируется ГОСТ 8240-97 «Швеллеры стальные горячекатаные». Этот стандарт определяет сортамент, т.е. перечень всех стандартных размеров, их геометрические характеристики и допуски. Швеллеры серии «С» имеют параллельные грани полок и постоянную толщину стенки и полок, что отличает их от швеллеров серии «П» (с уклоном внутренних граней полок). Для энергетики важна предсказуемость геометрии, так как она обеспечивает простоту монтажа и расчетную нагрузочную способность.

Основные параметры, определяемые сортаментом:

Номер швеллера: от 5 до 40, что приблизительно соответствует высоте профиля в сантиметрах (например, швеллер 20У имеет высоту около 200 мм).
Ширина полки (b).
Толщина стенки (s).
Средняя толщина полки (t).
Радиусы закруглений (R и r).
Площадь поперечного сечения (в см²).
Масса 1 метра (в кг/м).

Таблица 1. Выборочный сортамент и характеристики швеллеров по ГОСТ 8240-97 (сталь С245)

Номер швеллера (У)	Высота h, мм	Ширина полки b, мм	Толщина стенки s, мм	Толщина полки t, мм	Площадь сечения, см²	Масса 1 м, кг	Момент сопротивления W_x, см³
10	100	46	4.5	7.6	10.9	8.59	34.8
14	140	58	4.9	8.1	18.1	14.23	81.7
20	200	76	5.2	9.0	26.8	21.04	184
30	300	100	6.5	11.0	46.5	36.48	472
40	400	115	8.0	13.5	67.2	52.77	953

Примечание: Момент сопротивления W_x – ключевая величина для расчета на изгиб. Значения массы и геометрии могут незначительно варьироваться в зависимости от производителя и партии, но должны укладываться в допуски ГОСТ.

Материал и механические свойства

Марка стали С245 соответствует требованиям ГОСТ 27772-88 «Прокат для строительных стальных конструкций» и более нового ГОСТ 34028-2016. Химический состав и механические свойства обеспечивают свариваемость, стойкость к хрупкому разрушению и достаточную пластичность.

Основные механические свойства стали С245:

Предел текучести (R_y): не менее 245 МПа (25 кгс/мм²).
Временное сопротивление разрыву (R_u): 370-480 МПа.
Относительное удлинение (δ₅): не менее 25%.
Ударная вязкость при температуре +20°C: не менее 34 Дж/см².

Данный класс прочности оптимален для несущих конструкций, работающих в условиях умеренных климатических нагрузок (до -40°C). Для более низких температур или особо ответственных объектов применяются стали с более высокой ударной вязкостью (например, С345, С255).

Применение в электротехнике и энергетике

В электротехнической сфере швеллер С245 используется преимущественно как конструкционный, а не токонесущий элемент. Его применение обусловлено высокой жесткостью на изгиб в одной плоскости (особенно при установке полками вбок) и удобством крепления оборудования.

Основные области применения:

Опорные конструкции для кабельных трасс: Швеллеры служат основой для монтажа лотков, коробов, перфорированных полок в многоярусных кабельных эстакадах и галереях. Чаще используются швеллеры №14-20, которые образуют продольные балки, опирающиеся на стойки из более мощного профиля (двутавр, швеллер №30-40).
Каркасы для электротехнических щитов, шкафов и пультов управления (ШР, ШУ, ЩО): Каркасы, сваренные из швеллера, обеспечивают необходимую жесткость и устойчивость тяжелого комплектного оборудования (автоматы, трансформаторы тока, шины).
Кронштейны и консоли для подвеса оборудования: Для крепления изоляторов, разрядников, небольших трансформаторов, осветительных мачт на стенах зданий или опорах.
Рамы и фундаменты под силовое оборудование: Монтажные рамы под дизель-генераторы, трансформаторы собственных нужд, мощные выпрямительные установки. Здесь важна способность швеллера воспринимать статические и динамические нагрузки.
Усиление проемов и строительные конструкции ЗДАНИЙ подстанций и электростанций: При строительстве и реконструкции зданий распределительных устройств (ЗРУ) швеллер применяется для армирования технологических проемов, создания каркасов технологических площадок и балконов.
Элементы заземляющих устройств: В качестве горизонтальных заземлителей (полос) может использоваться швеллер, уложенный на ребро, что обеспечивает хороший контакт с грунтом и высокую коррозионную стойкость по массе.

Расчетные аспекты и выбор номера швеллера

Выбор конкретного номера швеллера С245 для электротехнических задач производится на основе расчета на прочность и жесткость. Основные виды нагружения:

Изгиб: Наиболее характерный вид нагрузки для балок, прогонов, консолей. Расчет ведется по формуле: σ = M / W_x ≤ R_y
γ_c, где M – максимальный изгибающий момент, W_x – момент сопротивления сечения (берется из таблиц сортамента), R_y – расчетное сопротивление стали (245 МПа), γ_c – коэффициент условий работы (обычно 1.0). Также проверяется прогиб f ≤ f_u (предельный прогиб, регламентируемый нормами).
Сжатие/растяжение: Для стоек и раскосов. Проверяется устойчивость или прочность по сечению.
Сложное сопротивление: Сочетание изгиба и растяжения/сжатия.

Для типовых задач в проектной документации часто используются таблицы подбора из серийных решений или специализированного программного обеспечения (например, SCAD, ЛИРА-САПР).

Обработка, монтаж и защита от коррозии

Швеллер С245 хорошо поддается всем видам механической обработки: резке (газовой, плазменной, абразивной), сверлению, фрезеровке. Ключевой технологией монтажа является сварка. Сталь С245 обладает хорошей свариваемостью без применения предварительного и сопутствующего подогрева при толщине элементов до 40 мм. Для сварки используются электроды типа Э42А, Э46А по ГОСТ 9467 или их современные аналоги.

Антикоррозионная защита является обязательным этапом. В условиях электроустановок, особенно закрытых, но с возможностью конденсации влаги, применяются:

Грунтование и окрашивание системами ЛКМ (например, грунт-эмаль по ржавчине).
Горячее цинкование – наиболее долговечный метод для конструкций, эксплуатируемых на открытом воздухе (опоры, эстакады).
Огнезащитные покрытия – необходимы для конструкций, к которым предъявляются требования по огнестойкости (например, эвакуационные пути в зданиях энергообъектов).

Отличия от других марок и профилей

Важно дифференцировать швеллер С245 от другой продукции:

Швеллер С345: Имеет более высокий предел текучести (345 МПа), что позволяет при равной нагрузке использовать профиль меньшего номера (экономия металла), либо повысить несущую способность при том же сечении. Однако стоимость тонны проката С345 выше.
Гнутый швеллер (производство по ГОСТ 8278-83): Изготавливается из листовой стали на профилегибочных станах. Имеет более тонкие стенки и скругленные углы. Обладает меньшей несущей способностью, но часто дешевле и используется для легких конструкций (обрешетка, каркасы обшивок). Для силовых несущих элементов в энергетике предпочтение отдается горячекатаному швеллеру.
Двутавр (ГОСТ 26020-83, СТО АСЧМ 20-93): Обладает значительно большей (в 5-10 раз) жесткостью на изгиб относительно главной оси, чем швеллер аналогичной высоты. Двутавр используется для основных балок, колонн, где нагрузки велики. Швеллер часто применяется как вспомогательный элемент (прогоны, связи).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается швеллер «С» от «У» в обозначении?

В современной маркировке по ГОСТ 8240-97 буква «У» означает, что швеллер имеет параллельные грани полок. Таким образом, обозначения «С» и «У» для горячекатаного швеллера с параллельными полками являются синонимами. В обиходе и проектной документации чаще используется обозначение с буквой «У» (например, 20У). Буква «П» обозначает швеллер с уклоном внутренних граней полок.

Как правильно определить нагрузку, которую выдержит швеллер С245?

Для точного определения необходимо выполнить расчет на прочность и жесткость, учитывая схему нагружения (однопролетная балка, консоль, многопролетная), тип опор, величину и характер нагрузки (сосредоточенная, распределенная), длину пролета. За основу берутся геометрические характеристики из таблиц сортамента (момент инерции I_x, момент сопротивления W_x) и расчетное сопротивление стали R_y = 240 МПа (для толщины проката до 20 мм). Для ответственных конструкций расчет должен выполняться квалифицированным инженером-конструктором.

Можно ли использовать швеллер С245 для монтажа шинопроводов?

Да, но с оговорками. Швеллер может служить несущей конструкцией для крепления секций шинопровода. Однако сам швеллер не является частью токовой цепи. Необходимо обеспечить его заземление согласно ПУЭ. При параллельной прокладке нескольких шинопроводов большой мощности необходимо учитывать электродинамические усилия при КЗ, которые передаются на несущие конструкции.

Какая допустимая длина пролета для швеллера №20 при устройстве кабельной эстакады?

При использовании швеллера 20У в качестве продольной балки эстакады, на которую опираются лотки с кабелями, длина пролета зависит от расчетной нагрузки (масса кабелей, снега, монтажная). Для ориентировочной оценки при равномерно распределенной нагрузке в 500-700 кг/м и допустимом прогибе в 1/200 от пролета, максимальный пролет для швеллера 20У (W_x=184 см³) может составлять 4-5 метров. Точный расчет должен учитывать все факторы согласно СП 16.13330.2017.

Требуется ли периодический контроль состояния швеллера в конструкциях?

Да, в рамках системы планово-предупредительных ремонтов (ППР) энергообъектов. Контроль включает визуальный осмотр на предмет появления коррозии, деформаций, трещин в сварных швах и околошовной зоне, целостности лакокрасочного покрытия. Периодичность устанавливается технической документацией на объект, но, как правило, составляет не реже 1 раза в 2-4 года, а для ответственных конструкций в агрессивных средах – ежегодно.

Какой документ подтверждает качество швеллера С245?

Основным документом является сертификат соответствия (или паспорт качества) от производителя. В нем должны быть указаны: наименование и адрес производителя, номер плавки, химсостав, результаты механических испытаний (предел текучести, временное сопротивление, удлинение, ударная вязкость), соответствие ГОСТ 8240-97 и ГОСТ 27772-88 (или 34028-2016). При приемке материала на объект этот документ проверяется службой технического контроля заказчика.

Швеллер С245