Швеллер и двутавр: в чем разница

Какая стальная балка лучше справится с нагрузкой — швеллер или двутавр? Для проектировщика или закупщика ответ на этот вопрос определяет надёжность всей конструкции. В этой статье разберёмся, чем отличаются эти виды металлопроката, где и как их применяют, и когда можно заменить один другим без ущерба для прочности.

Ключевые характеристики двутавра

Двутавр — это профиль с Н-образным поперечным сечением, у которого две горизонтальные полки соединены вертикальной стенкой. Он обладает высокой жёсткостью и прочностью, особенно на изгиб в вертикальной плоскости.

• Вес погонного метра зависит от серии и типоразмера. Например, у балки 20Б1 он составляет 21,3 кг/м, у 30Ш1 — 33,9 кг/м.
• Сечение двутавра обеспечивает максимальный момент инерции при минимальном расходе металла — это особенно важно для мостов, колонн, пролётов с большой нагрузкой.
• Размеры регламентированы ГОСТ 35087. Выпускаются балки длиной от 4 до 12 м, с высотой стенки от 100 до 700 мм и шириной полок от 55 до 400 мм.

Двутавровые балки могут быть с уклоном внутренних граней (серия "У") или с параллельными (серия "П"). Также встречаются широкополочные (Ш) и колонные (К) серии — с увеличенной шириной полок для повышения устойчивости при вертикальных нагрузках.

Подробнее о характеристиках двутавровых балок читайте в нашей статье: https://steelradar.ru/article/dvutavr-chto-eto/

Ключевые характеристики швеллера

Швеллер — это металлический профиль с П-образным сечением, состоящий из двух параллельных горизонтальных полок и вертикальной стенки между ними. Такая форма обеспечивает высокую устойчивость к изгибу при меньшем весе, чем у двутавра.

• Вес погонного метра зависит от типа и размера. Например, швеллер №12П весит 10,4 кг/м, а 20У — около 22,4 кг/м. В одной тонне П-профиля — больше погонных метров, чем в той же массе двутавровой балки.
• Сечение швеллера характеризуется меньшей симметрией по сравнению с двутавром. Это влияет на смещение центра тяжести, что важно при проектировании и монтаже.
• Размеры определяются по ГОСТ 8240 и ГОСТ 19425. Высота стенки варьируется от 50 до 400 мм, ширина полок — от 32 до 115 мм. Выпускается швеллер длиной от 6 до 12 м, также возможна поставка мерной и кратной длины.

Швеллеры бывают:

• с параллельными гранями полок (обозначение П),
• с уклоном граней (обозначение У),
• и гнутые — производятся методом холодной деформации листового проката.

Профиль отличается меньшим расходом металла, легкостью монтажа и возможностью сварки в замкнутые коробчатые конструкции, что повышает жёсткость при косом изгибе.

Подробнее о характеристиках швеллеров читайте в нашей статье: https://steelradar.ru/article/shvellery-vidy-razmery-i-primenenie/

Отличия швеллера и двутавра

Несмотря на схожую область применения, двутавр и швеллер — это разные типы фасонного проката, и различия между ними определяют их использование в строительных и инженерных конструкциях. Поэтому распространенное выражение «двутавровый швеллер» — некорректно, рассмотрим основные отличия.

Форма

Главное визуальное различие — форма поперечного сечения:

• Швеллер — профиль в виде буквы П;
• Двутавр — балка в виде буквы Н.

Такое сечение делает двутавр прочнее при вертикальных нагрузках, а швеллер — удобнее для сборки каркасов и конструкций, где менее важна прочность в изгибе.

Способ изготовления

Швеллеры и двутавры изготавливаются преимущественно горячекатаным методом.

• Горячекатаные швеллеры — прокатываются из заготовки через сортовые валки. Регламентируются ГОСТ 8240.
• Горячекатаные двутавры — выпускаются по ГОСТ 35087.
• Также существуют сварные двутавры — изготавливаются из трёх элементов: двух полок и стенки, соединённых автоматической сваркой.

Холодногнутые профили применяются реже и только для облегчённых конструкций.

Из чего производятся

Технология изготовления двутавровых балок и швеллеров схожа. И швеллер, и двутавр производятся из конструкционных углеродистых и низколегированных сталей:

• швеллеры часто выпускаются из сталей 09Г2С, Ст3, С245, С255, С345, Ст4.
• двутавры — преимущественно из марок с повышенными характеристиками прочности: 09Г2С, С255, С345, реже С390.

Все материалы подбираются в соответствии с требованиями по свариваемости, прочности и стойкости к нагрузкам в проектируемом сооружении.

Центр тяжести двутавра и швеллера

У двутавра центр тяжести расположен по оси симметрии, что обеспечивает равномерное распределение усилий при изгибе и кручении.

Швеллер менее устойчив к скручиванию, но более удобен для крепления к плоским поверхностям или использования в паре (например, сваркой двух швеллеров спинками внутрь, создавая имитацию балки).

Это различие критично при расчетах несущей способности на изгиб, кручение и устойчивость конструкции.

Прочность

Двутавр прочнее на прогиб, особенно при больших пролетах и нагрузках сверху:

• момент инерции у Н-образного профиля выше;
• конструкция крепче за счёт симметрии.

Швеллер уступает по жесткости, но:

• легче,
• удобен при боковом креплении и сварке в замкнутые формы.

Пример: при равных размерах двутавр 20Б1 выдержит нагрузку больше, чем швеллер 20П, при этом будет стоить дороже и весить больше.

Зачем нужны швеллеры и двутавры

• Двутавры применяются в несущих каркасах зданий и сооружений — от ангаров до мостов и магистралей.
• Швеллеры используются для лестничных пролетов, усиления перекрытий, рам грузовых платформ, в прогонах покрытия и стеновых прогонах, а также в машиностроении — в рамах, кронштейнах, опорах.

Выбор зависит от типа нагрузки, условий монтажа и требований по прочности.

Цена

Ценообразование зависит от:

• массы погонного метра;
• марки стали;
• способа производства;
• сортамента.

В некоторых случаях швеллер стоит дешевле, чем двутавр того же габарита, и на тонну продукции влезает больше погонных метров. Двутавр может быть дороже, но это оправдано его несущей способностью и жёсткостью.

Например:

• швеллер 16П — ~62 000 руб/т;
• двутавр 20Б1 — ~74 000 руб/т (по состоянию на апрель 2025 г., Москва).

Что выбрать: швеллер или двутавр

Выбор между швеллером и двутавром зависит от условий эксплуатации и поставленной задачи. Оба типа проката используются в строительстве, машиностроении, при монтаже каркасов и перекрытий, но их свойства различны.

Выбирайте двутавр, если:

• требуется максимальная прочность на изгиб;
• необходимо перекрыть большие пролёты (более 6 м);
• конструкция будет нести значительные вертикальные нагрузки;
• важна устойчивость к скручиванию;
• проектом предусмотрена колонна, перекрытие, несущая балка, ферма.

Выбирайте швеллер, если:

• важна простота монтажа;
• нагрузки — умеренные или локальные;
• необходимо крепление к плоским основаниям;
• планируется сварка в коробчатую форму (например, два швеллера);
• нужно уменьшить массу конструкции.

Можно ли заменить швеллер на двутавр и наоборот?

Иногда два швеллера, сваренные между собой, заменяют один двутавр. Но получить такую же жёсткость и момент сопротивления невозможно без перерасчёта — имитация не заменяет расчётную прочность.

Вывод: швеллер — это решение для второстепенных элементов, двутавр — основной несущий элемент для крупных нагрузок. Используйте сортаменты по ГОСТ, а для сложных проектов — проконсультируйтесь с инженером-конструктором.