Несущая способность швеллера (UPN) — таблицы пролётов для одиночных и спаренных швеллеров
Channels are beams with a catch: loaded on the web plane they twist, so the tables below assume the load acts through the shear centre or the channel is restrained (bolted to a floor, boxed or paired). Values are working (unfactored) loads for S235JR, EN 1993-1-1 with a factor of about 1.4, deflection L/250. Paired channels (back-to-back, welded or bolted with spacers) carry twice the single value and do not twist.
Характеристики сечений (сильная ось)
| Сечение | кг/м | Ix (см⁴) | Wel,x (см³) | Wpl,x (см³) | ix (см) |
|---|---|---|---|---|---|
| UPN 50 | 5.6 | 26.4 | 10.6 | 13.1 | 1.92 |
| UPN 65 | 7.1 | 57.5 | 17.7 | 21.7 | 2.52 |
| UPN 80 | 8.6 | 106 | 26.5 | 31.8 | 3.10 |
| UPN 100 | 10.6 | 206 | 41.2 | 49.0 | 3.91 |
| UPN 120 | 13.4 | 364 | 60.7 | 72.6 | 4.62 |
| UPN 140 | 16.0 | 605 | 86.4 | 103 | 5.45 |
| UPN 160 | 18.8 | 925 | 116 | 138 | 6.21 |
| UPN 180 | 22.0 | 1 350 | 150 | 179 | 6.95 |
| UPN 200 | 25.3 | 1 910 | 191 | 228 | 7.70 |
| UPN 220 | 29.4 | 2 690 | 245 | 292 | 8.48 |
| UPN 240 | 33.2 | 3 600 | 300 | 358 | 9.22 |
| UPN 260 | 37.9 | 4 820 | 371 | 442 | 9.99 |
| UPN 300 | 46.2 | 8 030 | 535 | 632 | 11.7 |
Рабочая равномерная нагрузка (кН/м) — одиночный швеллер, раскреплённый, S235JR
| Сечение | Пролёт 1 м | 1,5 м | 2 м | 3 м | 4 м | 5 м | 6 м |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| UPN 50 | 17.6 | 7.8 | 3.6 | 1.1 | — | — | — |
| UPN 65 | 29.1 | 12.9 | 7.3 | 2.3 | 1.0 | — | — |
| UPN 80 | 42.7 | 19.0 | 10.7 | 4.3 | 1.8 | — | — |
| UPN 100 | 65.8 | 29.2 | 16.4 | 7.3 | 3.5 | 1.8 | — |
| UPN 120 | 97.5 | 43.3 | 24.4 | 10.8 | 6.1 | 3.2 | 1.8 |
| UPN 140 | 138 | 61.5 | 34.6 | 15.4 | 8.7 | 5.2 | 3.0 |
| UPN 160 | 185 | 82.4 | 46.3 | 20.6 | 11.6 | 7.4 | 4.6 |
| UPN 180 | 240 | 107 | 60.1 | 26.7 | 15.0 | 9.6 | 6.7 |
| UPN 200 | 306 | 136 | 76.5 | 34.0 | 19.1 | 12.2 | 8.5 |
| UPN 220 | 392 | 174 | 98.0 | 43.6 | 24.5 | 15.7 | 10.9 |
| UPN 240 | 481 | 214 | 120 | 53.4 | 30.0 | 19.2 | 13.4 |
| UPN 260 | 593 | 264 | 148 | 65.9 | 37.1 | 23.7 | 16.5 |
| UPN 300 | 848 | 377 | 212 | 94.2 | 53.0 | 33.9 | 23.6 |
Спаренные (спинками) швеллеры: умножайте на 2. Нераскреплённый одиночный швеллер с нагрузкой на полку: снижайте на 30–50 % — проверяйте кручение. Сосредоточенная сила в середине пролёта P ≈ равномерная нагрузка × L / 2.
Разобранные примеры
Косоур лестницы: наклонная длина 4 м, ширина марша 1,2 м, полезная нагрузка 3 кН/м² → 1,8 кН/м на косоур плюс ступени (0,5) → 2,3 кН/м → UPN 120 (6,1) с большим запасом; обычно ставят UPN 140 ради жёсткости. Перемычка над дверью 2,5 м в стене 200 мм: нагрузка стены ~12 кН/м → два UPN 100 спинками (2 × 11) с накладной пластиной. Рельс станины: пролёт 2 м, станок 20 кН как сосредоточенная сила → P ≈ равномерная нагрузка × L/2 → UPN 120 (24,4 × 1 = 24 кН) либо UPN 140 с запасом. Консоль трубной эстакады: считайте как консоль — способность примерно четверть значения для свободно опёртой балки той же длины.
Закручивание и боковое раскрепление
Швеллер, нагруженный по полке (нагрузка не через центр изгиба, который лежит позади стенки), закручивается; таблицы предполагают раскрепление — настил, прикреплённый к верхней полке, либо швеллеры спаренные, сбоксованные или связанные через каждые 1–1,5 м. Для нераскреплённых одиночных швеллеров берите половину значения либо переходите на профильную трубу или IPE. Два швеллера, сваренные полками навстречу («в коробку»), дают жёсткий на кручение элемент, идеальный для колонн и стоек.
Колонны из швеллеров
Одиночный UPN — плохая колонна (радиус инерции по слабой оси iy 1,5–3 см); два швеллера спинками с зазором 50–100 мм и планками дают эффективную составную колонну: 2 × UPN 100 при 3 м несут около 180 кН рабочей нагрузки, 2 × UPN 140 — около 330 кН. Планки рассчитывайте по EN 1993-1-1 §6.4.
Частые вопросы
Какую нагрузку держит UPN 100?
Около 7,3 кН/м (730 кг/м) на пролёте 3 м как раскреплённая свободно опёртая балка в S235 и 16,4 кН/м на 2 м; для двух швеллеров спинками — вдвое больше.
Какой швеллер брать на косоур лестницы?
UPN 120–160 для обычных косоуров 3–5 м, причём выбирают по жёсткости (вибрации), а не по прочности; UPN 140 — ходовой экспортный размер.
Почему швеллеры закручиваются под нагрузкой?
Центр изгиба швеллера лежит вне сечения, позади стенки, поэтому нагрузка на полку создаёт кручение. Раскрепляйте полку, спаривайте швеллеры или сбоксовывайте их.
UPN или UPE на один и тот же пролёт?
У UPE при той же высоте несущая способность сопоставима или чуть выше при массе на 5–10 % меньше и с параллельными полками; таблицу UPN используйте как консервативный ориентир для UPE.