Швеллер высотой 80 мм
Швеллер стальной горячекатаный высотой 80 мм: технические характеристики, сортамент и применение в электротехнике и энергетике
Швеллер высотой 80 мм представляет собой стандартизированный металлический профиль П-образного сечения, являющийся одним из базовых элементов в строительных и монтажных конструкциях. В контексте электротехнической и энергетической отраслей его применение обусловлено высокими несущими способностями, жесткостью и удобством монтажа различного оборудования, кабельных трасс и опорных систем. Номер профиля (например, 8П, 8У, 8Л) соответствует его высоте в сантиметрах, то есть 80 мм. Основное различие между типами заключается в геометрии полок: с уклоном внутренних граней (серия «У» или «П») и с параллельными гранями полок (серия «П»).
Сортамент и технические параметры швеллеров 80 мм
Согласно ГОСТ 8240-97, швеллеры высотой 80 мм изготавливаются из углеродистых и низколегированных сталей (Ст3сп/пс, 09Г2С и др.) методом горячей прокатки. Основные параметры: высота (h), ширина полки (b), толщина стенки (s) и толщина полки (t). Точные характеристики определяют массу погонного метра и момент сопротивления, ключевой для расчетов на прочность.
Таблица 1. Основные типоразмеры швеллеров высотой 80 мм по ГОСТ 8240-97
| Обозначение профиля | Высота h, мм | Ширина полки b, мм | Толщина стенки s, мм | Толщина полки t, мм | Масса 1 м, кг | Момент сопротивления Wx, см³ | Примечание |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 8У | 80 | 46 | 4.5 | 7.4 | 8.37 | ~22.4 | С уклоном внутренних граней |
| 8П | 80 | 42 | 5.5 | 8.0 | 8.94 | ~25.3 | Параллельные грани полок |
| 8Л | 80 | 40 | 4.5 | 6.5 | 7.05 | ~18.6 | Легкая серия с уклоном граней |
Выбор между сериями «У»/»П» и «П» часто зависит от требований к монтажу: швеллеры с параллельными полками обеспечивают более плотное прилегание к плоским поверхностям, что важно при креплении к бетонным основаниям или стальным плитам.
Применение в электротехнической и энергетической сферах
В профессиональной деятельности, связанной с энергетикой, швеллер 80 мм используется как несущий и поддерживающий элемент благодаря оптимальному соотношению габаритов и прочности.
- Кабельные конструкции: Швеллер служит основой для сборных кабельных лотков и подпорок для тяжелых силовых кабелей сечением до 300 мм² и более. Из него монтируют горизонтальные и вертикальные кабельные эстакады, особенно в магистральных трассах внутри производственных цехов, на ТЭЦ и в распределительных устройствах (РУ).
- Опорные конструкции для электрооборудования: Профиль применяется для изготовления станин, рам и каркасов под щиты управления, трансформаторы малой мощности, блоки конденсаторных установок, шкафы КРУ и КСО. Его жесткость предотвращает вибрацию и перекосы.
- Монтаж шинопроводов: Швеллеры могут использоваться в качестве несущей основы для крепления шинных мостов (шинопроводов) в системах распределения электроэнергии на промышленных объектах.
- Устройство заземления: В некоторых случаях швеллер, особенно оцинкованный, может применяться в качестве горизонтального заземлителя в контурах заземления подстанций и энергообъектов, хотя чаще для этих целей используется полоса.
- Строительство опор и кронштейнов: Из профиля изготавливают кронштейны для наружного крепления оборудования (трансформаторов, светильников), усилительные элементы для вводных устройств (ВУ), а также элементы временных опор для прокладки кабелей.
- Wx, где [σ] – допустимое напряжение материала (для Ст3 ~ 1600 кгс/см²).
Расчетные нагрузки и монтажные особенности
При проектировании конструкций на основе швеллера 80 мм ключевыми являются расчеты на изгиб и прогиб. Основная нагрузка в кабельных системах – распределенная (вес кабелей, возможное скопление снега/льда на наружных трассах). Момент сопротивления Wx (см. табл. 1) напрямую влияет на допустимый изгибающий момент по формуле: M = [σ]
Таблица 2. Пример ориентировочных допустимых распределенных нагрузок для швеллера 8П при пролете 3 м (шарнирное опирание, сталь Ст3)
| Тип нагрузки | Допустимая нагрузка q, кг/м | Примечание |
|---|---|---|
| Статическая (оборудование) | 180-200 | Без учета динамических коэффициентов |
| Кабельная трасса (силовые кабели) | 120-150 | С учетом запаса на дополнительную прокладку |
Монтаж осуществляется с помощью сварки или болтовых соединений (чаще М12-М16). При креплении к бетону используются анкерные болты, проходящие через предварительно просверленные в полке отверстия. Для защиты от коррозии в агрессивных средах (промышленные зоны, наружные установки) применяются оцинкованные швеллеры или нанесение защитных лакокрасочных покрытий.
Сравнение с другими профилями и экономическая эффективность
Швеллер 80 мм занимает нишу между более легкими профилями (швеллер 50 мм, уголок) и мощными двутаврами или швеллерами 100+ мм. Его преимущество – достаточная жесткость при относительно небольшой массе, что упрощает монтаж без применения грузоподъемной техники. По сравнению с двутавром аналогичной высоты швеллер проще в креплении за счет плоской наружной поверхности полок, но уступает в моменте сопротивления относительно оси Y (горизонтальной). Поэтому в конструкциях, работающих на сложный изгиб или сжатие с изгибом, часто применяют спаренные швеллеры, соединяя их в коробчатую конструкцию.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается швеллер 8П от 8У?
Швеллер 8У имеет уклон внутренних граней полок (примерно 10%), что является классической формой. Швеллер 8П имеет полки с параллельными внутренними и наружными гранями. Это отличие влияет на геометрию сопряжений и удобство крепления плоских элементов. По прочностным характеристикам при равной массе они близки.
Какой вес у погонного метра швеллера 80 мм и как его рассчитать для нестандартной длины?
Вес одного погонного метра варьируется от 7.05 кг (8Л) до 8.94 кг (8П). Для расчета массы заготовки необходимо умножить массу 1 м (из ГОСТ или сертификата) на общую длину в метрах. Необходимо учитывать возможные допуски по массе (обычно +3%…-5%).
Можно ли использовать швеллер 80 мм для наружной кабельной эстакады?
Да, это распространенная практика. Однако для наружной установки обязательна антикоррозионная защита: горячее цинкование или окраска атмосферостойкими эмалями. Также в расчет нагрузки должен быть включен вес возможного обледенения и ветровое давление.
Как правильно выбрать марку стали для швеллера, работающего на открытой подстанции в северном регионе?
Для условий низких температур (ниже -40°C) следует выбирать швеллер, изготовленный из низколегированной стали, устойчивой к хладноломкости, например, марки 09Г2С по ГОСТ 19281. Эта сталь сохраняет ударную вязкость в холодном климате.
Каков максимальный допустимый пролет для швеллера 8П при использовании его в качестве балки для подвески кабельных лотков?
Максимальный пролет зависит от расчетной нагрузки. При усредненной нагрузке от кабелей и лотков около 100 кг/м и допустимом прогибе в 1/200 от пролета, максимальный пролет для швеллера 8П составляет приблизительно 3.5-4 метра. Для точного расчета необходим детальный расчет по СП 16.13330.2017.
Допустимо ли сращивание швеллера по длине и как это правильно сделать?
Сращивание допустимо и часто применяется. Наиболее надежный способ – стыковой шов с накладками из того же профиля или стальной полосы, обваренный по всему контуру. Стык должен располагаться в месте с минимальным изгибающим моментом, желательно ближе к опоре. Болтовое соединение с накладками также применяется, но оно увеличивает габариты и менее жестко.
Заключение
Швеллер стальной высотой 80 мм является универсальным и технологичным профилем, широко востребованным в электротехническом строительстве и энергетике для создания несущих каркасов, кабельных эстакад и опорных конструкций. Корректный выбор типоразмера (8У, 8П, 8Л) в зависимости от нагрузок и условий эксплуатации, учет требований к коррозионной защите и соблюдение нормативов монтажа обеспечивают долговечность, надежность и безопасность создаваемых инженерных решений. Проектировщикам и монтажникам необходимо руководствоваться актуальными ГОСТами и строительными нормами для точного расчета несущей способности в каждом конкретном случае.