Равнополочные уголки по ГОСТ 8509-93
Равнополочный уголок (L b×t) — наиболее массовый фасонный профиль после двутавра и швеллера. Обе полки одинаковой ширины, что обеспечивает симметрию относительно одной оси. По ГОСТ 8509-93 выпускается в диапазоне от L 20×3 до L 250×20 (ширина полки от 20 до 250 мм, толщина от 3 до 20 мм).
Сортамент: основные типоразмеры
| Размер b×t, мм | Площадь, см² | Масса, кг/м | Ix, см⁴ | imin, см |
|---|---|---|---|---|
| 25×3 | 1,43 | 1,12 | 0,81 | 0,49 |
| 32×4 | 2,43 | 1,91 | 2,47 | 0,63 |
| 40×4 | 3,08 | 2,42 | 4,97 | 0,78 |
| 50×5 | 4,80 | 3,77 | 11,2 | 0,98 |
| 63×5 | 6,13 | 4,81 | 23,1 | 1,24 |
| 63×6 | 7,28 | 5,72 | 27,1 | 1,22 |
| 75×6 | 8,78 | 6,89 | 46,6 | 1,47 |
| 75×8 | 11,5 | 9,02 | 59,6 | 1,44 |
| 90×7 | 12,3 | 9,64 | 95,0 | 1,77 |
| 100×8 | 15,6 | 12,2 | 148 | 1,96 |
| 125×10 | 24,3 | 19,1 | 361 | 2,45 |
| 160×12 | 37,4 | 29,3 | 913 | 3,14 |
| 200×16 | 62,6 | 49,1 | 2 363 | 3,91 |
Наиболее ходовые размеры для строительных конструкций: L 50×5, L 63×5, L 75×6, L 90×7, L 100×8. Крупные уголки L 160×12 и L 200×16 применяют в тяжёлых конструкциях — поясах мостовых ферм, элементах мачт и башен.
Неравнополочные уголки по ГОСТ 8510-86
Неравнополочный уголок (L B×b×t) имеет полки разной ширины. По ГОСТ 8510-86 выпускается от L 25×16×3 до L 250×160×20. Главное преимущество — возможность обеспечить бо́льшую жёсткость в одном направлении при компактном габарите в перпендикулярном.
Когда нужен неравнополочный уголок
- Обрамление проёмов с ограниченной глубиной — широкая полка воспринимает нагрузку, узкая встраивается в конструкцию стены
- Полки стропильных ферм — неравнополочный уголок позволяет уменьшить эксцентриситет в узлах
- Каркасы для крепления оборудования с односторонней нагрузкой
- Обвязка по периметру колонн, когда одна полка примыкает к стенке, а другая — к полке
| Размер B×b×t, мм | Площадь, см² | Масса, кг/м | Ix, см⁴ | Iy, см⁴ |
|---|---|---|---|---|
| 63×40×5 | 4,98 | 3,91 | 15,5 | 4,85 |
| 75×50×6 | 7,25 | 5,69 | 32,3 | 10,2 |
| 90×56×6 | 8,54 | 6,70 | 53,8 | 14,6 |
| 100×63×7 | 11,1 | 8,70 | 91,0 | 25,2 |
| 125×80×8 | 15,9 | 12,5 | 191 | 55,9 |
| 140×90×10 | 22,2 | 17,5 | 333 | 97,9 |
| 160×100×12 | 30,4 | 23,8 | 548 | 146 |
Механические характеристики и расчёт
Уголок — несимметричный профиль. Главные оси инерции повёрнуты на 45° у равнополочного и на другой угол у неравнополочного. Минимальный радиус инерции imin определяет предельную гибкость и, следовательно, максимальную длину элемента.
Расчёт гибкости
Гибкость одиночного уголка: λ = l₀/imin. Предельные значения гибкости по СП 16.13330.2017:
- Сжатые пояса ферм: λ ≤ 120
- Сжатые раскосы и стойки ферм: λ ≤ 150
- Растянутые элементы связей: λ ≤ 200 (вертикальные) и λ ≤ 250 (горизонтальные)
- Растянутые пояса ферм: λ ≤ 250
Пример: связь длиной 4 м из L 75×6 (imin = 1,47 см). Гибкость λ = 400/1,47 = 272 — не проходит даже для растянутой связи (λmax = 250). Нужен уголок L 90×7 (imin = 1,77 см): λ = 400/1,77 = 226 — допустимо для горизонтальной связи.
Расчёт сварного соединения уголка
При креплении уголка к фасонке одной полкой несущая способность шва неравномерна: шов по обушку (у корня уголка) несёт 0,7N, шов по перу (у края полки) — 0,3N. Это соотношение заложено в нормы и должно учитываться при назначении длины швов. Для двутавров таких проблем нет благодаря двойной симметрии.
Нужен расчёт стоимости? Оставьте заявку — ответим за 2 часа.
Области применения в металлоконструкциях
Стропильные и подстропильные фермы
В лёгких стропильных фермах пролётом 18–36 м пояса и решётку выполняют из спаренных уголков (тавровое сечение). Типовые сечения поясов: 2L 90×7 – 2L 125×10 для ферм пролётом 24 м при нагрузке 3–5 кН/м. Раскосы — 2L 63×5 – 2L 75×6. Стойки — 2L 50×5 – 2L 63×5.
Связи каркаса здания
Связи обеспечивают геометрическую неизменяемость и пространственную жёсткость каркаса. Типовые решения:
- Вертикальные связи по колоннам — L 75×6 – L 100×8 (крестовые или портальные)
- Горизонтальные связи покрытия — L 63×5 – L 90×6
- Связи по нижним поясам ферм — L 50×5 – L 75×6
- Распорки между фермами — L 50×4 – L 63×5
Каркасы площадок, лестниц, ограждений
Для каркасов выбирают уголки малых номеров: L 40×4 – L 63×5. Ступени лестниц — из рифлёного листа на косоурах из швеллеров. Ограждения — стойки из L 50×5, заполнение из L 32×4. При изготовлении уголки режут на ленточной пиле или газовой резкой, соединяют сваркой.
Узлы и соединения уголковых элементов
Болтовые соединения
Болтовые соединения уголков выполняют через одну полку. Минимальные расстояния от центра отверстия: до края полки — 2d (d — диаметр болта), между болтами — 3d. Для уголка L 75×6 с болтами М16: расстояние до края ≥ 32 мм, между болтами ≥ 48 мм. На полке 75 мм размещается один ряд болтов с расстоянием от обушка 45 мм.
Сварные узлы ферм
В узлах ферм из спаренных уголков все элементы крепятся к фасонке толщиной 8–14 мм. Фасонка вставляется между полками спаренных уголков. Сварные швы назначаются из условия: катет шва kf ≥ 4 мм и kf ≤ 1,2tmin (tmin — минимальная толщина свариваемых элементов). Подробнее о конструкциях ферм — на странице изготовления МК.
Крепление уголков к колоннам и балкам
Связи из уголков крепят к колоннам через фасонки, приваренные к полкам или стенке колонны. Важно обеспечить центрирование осей всех элементов, сходящихся в узел. Эксцентриситет вызывает дополнительные моменты, которые необходимо учитывать в расчёте. При проектировании учитывайте требования ГОСТов на сортамент и нормативных документов.
Для расчёта массы конструкций из уголков используйте данные из таблиц выше или полный сортамент уголков. Учитывайте коэффициент отходов 1,03–1,07 (для мелких деталей отход больше). Заказать уголок — через отдел снабжения.
Частые вопросы
В чём разница между равнополочным и неравнополочным уголком?
Равнополочный имеет одинаковые полки, неравнополочный — разные. Равнополочный универсальнее и дешевле, неравнополочный применяют при ограничениях по габариту в одном направлении.
Какой уголок использовать для связей каркаса?
Для вертикальных связей — L 75×5 – L 100×7, для горизонтальных — L 63×5 – L 90×6. Размер определяется расчётом на предельную гибкость: λ ≤ 200 для растянутых связей, λ ≤ 150 для сжатых раскосов.
Как считается гибкость уголка?
Гибкость λ = l₀/imin, где l₀ — расчётная длина, imin — минимальный радиус инерции. Для равнополочного уголка imin ≈ 0,195b. Пример: L75×5 (imin = 1,46 см) при длине 3 м даёт λ = 205.