Швеллер или двутавр: что выбрать для перекрытия

Когда речь заходит о балках перекрытия, спор швеллер или двутавр всплывает почти всегда. Оба профиля прокатные, оба несущие, но ведут себя под нагрузкой по-разному. Выбор влияет на прогиб, на расход металла и на то, как балка ляжет на опоры. Разберём, где каждый на своём месте.

Чем профили отличаются по сечению

Швеллер по ГОСТ 8240-97 — П-образный, открытое несимметричное сечение. Выпускают номерами от 5 до 40, с сериями У, П и Э: у серии У полки с уклоном, у П — параллельные грани, что удобнее под болт и накладку. Центр тяжести смещён к стенке, и относительно вертикальной оси профиль несимметричен.

Двутавр по ГОСТ Р 57837-2017 — Н-образное симметричное сечение, номера от 10 до 100, типы Б (нормальный), Ш (широкополочный), К (колонный) и М (специальный). Металл вынесен в две полки, стенка их связывает. Симметрия относительно обеих осей — это ключевое отличие от швеллера.

Почему двутавр эффективнее на изгиб

В перекрытии балка работает на изгиб: верхняя полка сжата, нижняя растянута, стенка держит поперечную силу. Чем дальше металл от нейтральной оси, тем больше момент сопротивления. У двутавра обе полки разнесены и равны, поэтому на единицу веса он даёт больший момент сопротивления и меньший прогиб, чем швеллер того же номера.

Симметрия даёт и второе преимущество — двутавр не склонен закручиваться под вертикальной нагрузкой. У швеллера центр изгиба лежит вне стенки, и одиночная балка под нагрузкой стремится развернуться. В перекрытии это приходится гасить связями или раскреплением.

Где швеллер удобнее двутавра

Списывать швеллер не стоит — у него свои сильные стороны:

• по краю перекрытия и вдоль стены: плоская спинка прижимается к кладке, а полки смотрят внутрь;
• в парном сечении: два швеллера полками наружу или внутрь дают симметричную балку или замкнутый короб, который уже не крутит;
• под болтовой монтаж: серия П с параллельными полками позволяет ставить накладки и крепёж без клиновых шайб;
• в обвязках, перемычках, лестничных косоурах, где важна ровная опорная плоскость.

То есть швеллер выигрывает не несущей способностью, а геометрией примыкания и удобством узла.

Марки стали для балок

Ходовые марки — Ст3 для рядовых перекрытий небольших пролётов, 09Г2С и С255 при возросших нагрузках и на холоде, С345 там, где нужен запас прочности при ограниченной высоте сечения. 09Г2С и С345 позволяют взять профиль на номер меньше при той же несущей способности, что экономит высоту конструкции — иногда это решает.

Как принять решение по перекрытию

Порядок такой: считаете изгибающий момент от нагрузки на пролёт, подбираете профиль по моменту сопротивления, затем проверяете прогиб по второй группе предельных состояний — часто именно прогиб, а не прочность, диктует номер. Отдельно смотрите на опирание: длина площадки, наличие опорных рёбер, раскрепление сжатого пояса.

По совокупности для рядового перекрытия двутавр обычно рациональнее: меньше вес, меньше прогиб, не требует борьбы с закручиванием. Швеллер берут на краевые балки, парные сечения и узлы под болт.

Подберём номер и марку под ваш пролёт и нагрузку, нарежем балки в размер и отгрузим со склада в Москве. Привезите схему перекрытия — посчитаем раскрой без остатков.