Калькулятор стальных конструкций
Возможности калькулятора стальных конструкций
Профессиональный инструмент для инженеров-конструкторов, проектировщиков КМ/КМД и студентов строительных специальностей.
Расчёт прочности элементов
Проверка стальных элементов на растяжение, сжатие с учётом устойчивости (коэффициент phi) и изгиб по СП 16.13330. Расчётные сопротивления для 9 марок стали.
Болтовые соединения
Определение количества болтов, несущей способности на срез и смятие. Классы прочности от 4.6 до 10.9 (высокопрочные), диаметры M12-M36.
Сварные соединения
Расчёт стыковых и угловых (фланговых) швов по двум сечениям: по металлу шва и по границе сплавления. Коэффициенты beta_f и beta_z.
Расчёт ферм
Определение усилий в стержнях плоской фермы Пратта с параллельными поясами. Верхний и нижний пояса, раскосы и стойки по каждой панели.
Сортамент проката
Справочник: двутавры ГОСТ 26020, швеллеры ГОСТ 8240, уголки ГОСТ 8509, трубы ГОСТ 10704. Поиск по номеру и размерам профиля.
Российские нормы
Все расчёты выполнены по действующим СП и ГОСТ. Марки стали С235-С440, расчётные сопротивления, коэффициенты условий работы и предельной гибкости.
Стальные конструкции в строительстве
Стальные конструкции широко применяются в промышленном, гражданском и транспортном строительстве России. Каркасы зданий, мосты, резервуары, башни и мачты --- везде используется стальной прокат. Расчёт ведётся по актуализированному своду правил СП 16.13330.2017 (основной нормативный документ для стальных конструкций).
Проектирование металлоконструкций включает проверку прочности, устойчивости и жёсткости элементов, а также расчёт узловых соединений --- болтовых и сварных. Правильный подбор сечений из сортамента прокатных профилей позволяет оптимизировать расход металла и стоимость конструкции.
Наш калькулятор реализует основные расчётные формулы по СП 16.13330 и позволяет быстро выполнить предварительный расчёт элементов, соединений и ферм. Для окончательного проектирования результаты должны быть проверены инженером-конструктором с учётом полного набора нагрузок и воздействий.
Марки стали и расчётные сопротивления
Расчётные характеристики по СП 16.13330.2017 для фасонного проката толщиной до 20 мм.
Углеродистые стали
Ry = 230-250 МПа. Стали обычного качества (Ст3). Применяются для второстепенных конструкций, связей, прогонов, площадок. Самый распространённый вариант в массовом строительстве.
Низколегированные стали
Ry = 335-365 МПа. Стали 09Г2С, 14Г2. Основные несущие конструкции: колонны, балки, фермы. Оптимальное соотношение прочности и стоимости.
Высокопрочные стали
Ry = 380-430 МПа. Стали 10ХСНД, 15ХСНД. Ответственные конструкции с большими пролётами: мосты, купола, большепролётные фермы. Снижают массу конструкции на 15-25%.
Расчётные сопротивления стали (т ≤ 20 мм), МПа
| Марка | Ry (предел тек.) | Ru (предел прочн.) | Rbs (срез болта) | E (модуль упр.) |
|---|---|---|---|---|
| С235 | 230 | 360 | 135 | 206 000 |
| С245 | 240 | 370 | 140 | 206 000 |
| С345 | 335 | 490 | 195 | 206 000 |
| С390 | 380 | 540 | 220 | 206 000 |
| С440 | 430 | 590 | 250 | 206 000 |
Нормативная база
СП 16.13330.2017
Стальные конструкции. Основной документ: расчётные сопротивления, устойчивость, соединения, предельные гибкости.
ГОСТ 26020-83
Двутавры стальные горячекатаные. Сортамент нормальных, широкополочных и колонных профилей.
ГОСТ 7798-70
Болты с шестигранной головкой. Размеры, классы прочности, допуски и нормы затяжки.
Соединения стальных конструкций
Болтовые соединения
Болты --- наиболее технологичный вид монтажных соединений. Различают болты нормальной точности (классы 4.6-6.6) и высокопрочные (8.8, 10.9). Высокопрочные болты работают на трение и не допускают сдвига соединяемых элементов, что важно для конструкций, воспринимающих динамические и знакопеременные нагрузки.
Сварные соединения
Сварка --- основной вид заводских соединений. Стыковые швы наиболее надёжны и применяются для стыков поясов балок и колонн. Угловые (фланговые) швы используются для прикрепления фасонок, рёбер жёсткости и вспомогательных элементов. Расчёт ведётся по двум сечениям: по металлу шва (Rwf) и по металлу границы сплавления (Rwz).
Фермы
Стальные фермы применяются для покрытий промзданий, мостов и эстакад. Наиболее распространены фермы с параллельными поясами (Пратта, Уоррена) пролётом 18-36 м. Пояса выполняются из парных уголков или гнутых профилей, раскосы и стойки --- из одиночных уголков. Высота фермы обычно составляет 1/8-1/12 пролёта.
Формулы расчёта по СП 16.13330
Прочность на растяжение и сжатие
Центрально-растянутые элементы: σ = N / An ≤ Ry · γc, где N --- продольная сила, An --- площадь нетто, Ry --- расчётное сопротивление по пределу текучести. Для сжатых элементов дополнительно проверяется устойчивость: σ = N / (φ · A) ≤ Ry · γc, где φ --- коэффициент продольного изгиба, зависящий от гибкости λ = lef / imin.
Прочность на изгиб
Для изгибаемых элементов: σ = M / Wx ≤ Ry · γc. Подбор сечения ведётся по требуемому моменту сопротивления: Wx,тр = M / (Ry · γc). Далее по таблицам сортамента выбирается профиль с Wx ≥ Wx,тр.
Болтовые соединения
Несущая способность болта на срез: Nbs = Rbs · Ab · ns. На смятие: Nbp = Rbp · d · Σt. Количество болтов n = N / min(Nbs, Nbp). Минимальные расстояния между болтами: вдоль усилия --- 3d, поперёк --- 2.5d.
Сварные соединения
Стыковой шов: σw = N / (t · lw) ≤ Rwy. Угловой шов проверяется по двум сечениям: по металлу шва τf = N / (βf · kf · lw) ≤ Rwf · γc и по границе сплавления τz = N / (βz · kf · lw) ≤ Rwz · γc.
Часто задаваемые вопросы
Лиана Арифметова
Миссия: Демократизировать сложные расчеты. Превратить страх перед числами в ясность и контроль. Девиз: «Любая повторяющаяся задача заслуживает своего калькулятора».
Отказ от ответственности
Только для информационных целей. Все расчёты, результаты и данные, предоставляемые данным инструментом, носят исключительно ознакомительный и справочный характер. Они не являются профессиональной консультацией — медицинской, юридической, финансовой, инженерной или иной.
Точность результатов. Калькулятор основан на общепринятых формулах и методиках, однако фактические результаты могут отличаться в зависимости от индивидуальных условий, исходных данных и применяемых стандартов. Мы не гарантируем полноту, точность или актуальность приведённых расчётов.
Медицинские, финансовые и профессиональные решения должны приниматься исключительно на основании консультации с квалифицированными специалистами — врачом, финансовым советником, инженером или другим профессионалом в соответствующей области. Не используйте результаты данного инструмента как единственное основание для принятия важных решений.
Ограничение ответственности. Авторы и разработчики сервиса не несут никакой ответственности за прямой или косвенный ущерб, возникший в результате использования данных расчётов. Пользователь принимает на себя всю ответственность за интерпретацию и применение полученных результатов.
Похожие инструменты
Калькулятор валютного вклада
Расчёт доходности валютного вклада с учётом курса, капитализации и налога на проценты.
Калькулятор роста взрослого ребёнка
Прогноз роста ребёнка по росту родителей. Формулы генетического потенциала.
Калькулятор маршрутизации транспорта: расстояние, стоимость, загрузка
Расчёт стоимости перевозки, оптимального маршрута, загрузки транспорта и режима труда водителя. Система Платон, топливо, амортизация.
Калькулятор откосов
Расчёт материалов на оконные и дверные откосы. Пластик, гипсокартон, штукатурка, сэндвич-панели. Профили, пена, утеплитель.
Финансовый калькулятор: NPV, IRR, DCF, Cap Rate
Инвестиционный и финансовый анализ. Расчет NPV, IRR, срока окупаемости, DCF и ставки капитализации.
Калькулятор количества саморезов
Расчёт количества саморезов для гипсокартона, профнастила, OSB, доски. Шаг крепления, размер, количество упаковок.
Калькулятор хеджирования (фьючерсы и опционы)
Рассчитайте коэффициент хеджирования, количество фьючерсов, стоимость и эффективность хеджа. Для MOEX срочного рынка.
Калькулятор мощности велосипедиста
Рассчитайте FTP, зоны мощности по Коггану, watts/kg и прогноз скорости. Для велосипедистов и триатлетов.
Калькулятор пени: налоги (ст. 75 НК) и договор
Расчет налоговой пени (1/300 и 1/150). Поиск неустойки по ст. 395 ГК РФ и договорам. История ключевой ставки ЦБ.
Калькулятор площади ожога (правило девяток)
Расчёт площади ожога по правилу Уоллеса и Ланду-Браудеру. TBSA %, формула Паркленда для инфузионной терапии.
Калькулятор инвестиционных стратегий
Бэктест стратегий и оптимизация портфеля по Марковицу. Риск, доходность и Sharpe Ratio.
Калькулятор плитки
Количество плитки, клей и затирка для ванной, кухни или пола. Учёт подрезки, запаса и раскладки.
Калькулятор хлебных единиц
Расчёт хлебных единиц (ХЕ) в продуктах для диабетиков. Таблица ХЕ, суточная норма.
Калькулятор размера Docker-образа
Оценка размера Docker-образа по базовому образу и зависимостям. Сравнение base images, советы по оптимизации и multi-stage сборке.
Калькулятор буферных растворов (pH)
Расчёт pH по уравнению Хендерсона-Хассельбальха, буферная ёмкость, подбор компонентов. Для химиков.