Расчет металлических конструкций
Центр инженерных услуг «Модельер» выполняет все виды расчета металлических и железобетонных конструкций.
Применяются различные методы расчета конструкций: конечноэлементные расчеты, метод конечных объемов, эмпирический, по справочникам и ГОСТам, а также аналитический расчет методами сопромата.
Мы рассчитываем конструкции для:
Расчет конструкции на прочность
Расчетная модель может быть изображена вручную или в 3D программе, в зависимости от метода расчета конструкции.
Обычно металлические конструкции работают в упругой зоне, но случается, при экстремальных нагрузках (например снег) металл переходит в зону пластики, наблюдается перераспределение напряжений по всей конструкции и может возникнуть аварийная ситуация эксплуатации.
В этом случае мы произведем расчет усиления конструкции.
Расчет нагрузки на конструкции
Все конструкции, начиная от зданий и сооружений и заканчивая машинами и механизмами эксплуатируются под действием внешних и внутренних нагрузок.
Для того чтобы рассчитать нагрузки на конструкцию необходимо детально ознакомиться с ее работой, изучить нормативные документы, например «СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия».
Кроме нагрузок в расчетную модель необходимо грамотно ввести граничные условия, контакт, трение, закрепление. От правильно составленной расчетной схемы зависит полученный результат.
Расчет стальных конструкций
Для гарантии результата расчета стальных конструкций мы верифицировали расчетные механизмы на простейших задачах и произвели сравнение натуральных испытаний и расчетов.
Расчет стальных конструкций методами сопромата не дает представления о реальном поведении конструкции и распределении напряжений в каждой отдельной части. Сопромат рассматривает только упругую зону, а в реальной жизни необходимо иметь представление о критических ситуация работы конструкции.
Благодаря современным программным комплексам мы производим оптимизацию конструкций и помогаем добиться максимальной прочности при минимальном весе.
Расчет конструкции лестницы
Вы можете заказать у нас расчет конструкции лестницы на прочность и устойчивость. Мы подберем необходимые материалы и профили для косоуров, колонн и ограждений.
Выполним проверочный расчет уже готовой вертикальной или маршевой лестницы. Сделаем проект КМД.
Расчет стропильной конструкции
Стропила являются несущим элементов скатной крыши. Они воспринимают все ветровые и снеговые нагрузки и передают их на каркас здания. Поэтому очень важно правильно определить нагрузки, действующие на стропила и произвести их расчет.
Особо необходимо обратить внимание на действие пульсирующих ветровых нагрузок и отражение воздушных потоков от близко расположенных высотных зданий.
Примеры прочностных расчётов

Лицензия на проектирование
Центр инженерных услуг «Модельер» лицензирован на выполнение всех видов проектных работ.
Мы состоим в СРО «Профессиональное объединение проектировщиков Московской области «Мособлпрофпроект», допуск к выполнению: Свидетельство №0588.00-2017-5036154420-П-140.
Вверх
Конструкция металлической кровли | чертеж и расчёт
Местная проектная фирма обратилась за услугой разработки КМ чертежей конструкций металлической кровли. Проектируется типовое решение общественного здания, которое будут строить по областям. И конечно же здесь нужно оптимальное решение. Плюс ко всему документация проходит обязательную экспертизу. Могу сказать что не будь этих условий то проектировщики что-нибудь и нарисовали
Подбор и проверка сечений элементов
В основном приведены расчёты металлической фермы, а именно элементов и узла стыка. Дополнительно к этому — подбор сечения прогона покрытия и опорной стойки. Для отчёта требуются лишь основные проверки деталей и узлов. Обычно применяется хитрость для пояса фермы — экономически выгодно применять высокопрочную сталь, чего нет у нас. И так при подборе сечения профиль толщиной 5мм! А выгода при этом: во-первых — это даёт жёсткое примыкание решётки и во-вторых при сварке опорных узлов применяется катет в 2 раза больше! Короче прочность сварного шва и жёсткость полки слабо зависят от марочной прочности стали.
Чертежи КМ
Конструкция металлической кровли представляет связевую систему, которая опираются на кирпичные стены. Для конструктивного надёжного крепления, а так же распределения давления на кладку предусмотрен монолитный пояс. Прогоны приняты из профильной трубы, тем самым они выполняют дополнительно роль распорок верховного пояса фермы. Также преимуществом является отличная работа на косой изгиб от кровельных сендвич панелей. И самое наглядное в инженерном подходе — конструирование шпренгельной решётка фермы
Металлическая стропильная система крышиИ в конце-концов подчеркну интересный щекотливый момент. Крестовые связи для жесткости у меня лишь в середине сооружения, а принято их делать по торцам здания. Это вероятно вызовет вопросы и придётся отстаивать свою позицию.
Расчет стальных балок всех видов как прокатных так и сварных
Расчет стальных балок всех видов как прокатных так и сварных Перейти к контентуРасчет стальных балок
Проектирование металлических конструкций любого сечения, обоснование принятия меньшего сечения (облегченние) проверками согласно СНиП (СП) металлоконструкций. Детальный расчет стальных балок, монтажных узлов и стыков всех основных видов:
- Переменного под длине сечения
- Подкрановые или кран-балки
- Балки перекрытий и покрытий
- Стальные перемычки над проёмами
- Стропильные конструкции
- Обрешётка по ограждающие конструкции
Проектирование металлических балок включает в себя:
- Рассмотрение конструктивной схемы:
- принятие расчётной схемы работы (разрезная, неразрезная)
- определение связей из плоскости изгиба
- Определение вида сечения балки
- Задание марки стали
- Проверка сечения — собственно сам расчёт расчет стальной балки
- Конструирование узлов опирания
Конструктивные схемы работы балок
Расчётная схема: а) Шарнирно-опертая балка (длина балки = расстоянию между опорами) б) Консольная балка (жестко-защемлённая балки водной опоре) в) Неразрезная балка (на одну балку приходится более 2-х опор) | ![]() |
По виду работы балки: а) Прямой изгиб (наличие связей при больших пролётах уменьшает сечение — тавровое сечение) б) Косой изгиб (для тавровых сечений: обычно требуется наличие связей из плоскости, не менее 2-х, при малый пролётах используется замкнутое сечение) | ![]() |
Основные сечения стальных балок
В общем расчет стальных балок из прокатного профиля, расположенного вертикально — самый простой алгоритм. Тут справляется простые программы. Но как дело доходит до сварных конструкций, то тут и передовой софт отстаёт. Нет множество проверок устойчивости стенки и пояса и при этом нет предупреждений явных. Так же к прогонам, расхоложенных на наклонной плоскости, при отсутствии профнастила, также требует хорошего понимания его работы.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Отключена возможность копирования
Проектирование и расчет металлических ферм всех разновидностей
Проектирование металлической фермы (систем) со всеми расчетами (сбор нагрузок, точная расчётная модель и сочетания нагрузок). Именно за счёт этого получаются лёгкие конструкции стальных фермы. В реальности небольшая вероятность что вам, как заказчику, будут просчитывать ферму полностью -«это ни кому не нужно»! Чаще всего, берется ферма по серии и интуитивно увеличиваются сечения элементов. Если повезет то сделают расчет металлических ферм и будет точнее к совершенной.Итак субъективно: на первом месте почти все фермы тяжелее чем должны быть (более 10%), на втором месте фермы со слабым местом (1-3%) и на третьем месте это идеальные — фермы стальные Легкие (5%). Все проектируют как умеют не более, подобно врачам — лечат как умеют.
- Каждый проект уникальный — соответственно индивидуальный подход. Проектирование и расчет металлических ферм без применений типовых серийных решений:
а) определение оптимальной геометрии фермы;
б) проектирование системы связей — задание расчётных длин элементов
г) Расчёт узлов ферм (узел примыкания элементов решётки, фланцевый узел, опорный узел)
д) Проверка сечений элементов связей
е) расчет прогонов, с учётом наклона и промежуточных связей - Легкость (экономичность). Обеспечивается достаточным опытом всех требуемых расчетов
- Быстрота выполнения проекта. Определяется профессиональным подходом, как правило до 5 дней
- Доступная цена проектирования стальных ферм. Обеспечивается работой без посредников, а так же нет необходимости платить за печать (СРО)
- Проектирование стропильных (подстропильных) ферм любой конфигурации и сложности.
- Пример расчета фермы и чертежей
Фермы профильной трубы
На мой взгляд это самые оптимальные вид стропильных систем, которые и просты в изготовлении. При пролётках 15-35м независимо от нагрузок, если округлить, получаются стропильные фермы стальные легкие. При расчёте данной фермы обычно возникает трудность, от лени проектировщиков, с расчётом узла примыкания решётки к поясу. Есть в СП 294.1325800.2017СП 16.3330.2011 точный алгоритм расчёта, но он весьма ёмкий. Лень проектировщика в том что бы разобраться с расчётом. Есть программы которые это дело считают, но могу сказать что между ними есть отличия, хотя в том что они разработаны по разным рекомендациям.
Проектировщики пользуются серией по типу Молодечно и стараются применять серийные фермы в проектах. Но бывает часто что необходимо сконструировать ферму с нестандартной геометрией и здесь включается у проектировщиков интуиция и творчество…
Фермы из круглой трубы
Не приходилось проектировать. да они чуть легче чем из серии Молодечно, но изготовление трудоёмкое. Изготавливать качественно их могут только мощные обеспеченные автоматикой заводы
Фермы из ЛСТК
Как-то поступило мне предложение спроектировать покрытие (пролет 18,0м) из ЛСТК. Заказчику промыли уши что мол легкие конструкции и тд. Я согласился — и мне пришлось поднимать материал на эту тему. начал делать расчеты и выходи что физически не хватает сечения самого большого профиля. Плюс ко всему, сейчас можно скачать рекомендации НИИ по проектированию конструкций из ЛСТК. В разделе ферм, там найдете что рекомендации применять фермы до 15,0м. Да ещё оптимальная геометрия — треугольная.
Вывод: фермы стальные легкие самые из ЛСТК в том случае, если у них оптимальный пролёт и есть возможность устанавливать с частным шагом. Такое применение возможно если такие фермы монтируются на существующие стены, или в летних сооружениях, где не нужно делать фундаментов. Основной эффект экономический это снижение массы на прогонах, так же на самом деле стропильная система легкая, просто потому, что если делать сварную конструкцию то по рекомендациям нужно брать стенку не менее 3мм (нормы), а здесь можно на болтах брать стенку 1,5мм.
Проектирование фермы из гнутых тонкостенных сечений имеет подводный камень — сложность расчётов. Вышло только недавно официальный российский документ по расчёту. И выходит что сам расчёт по объему раз в 5-10 может быть объемный. Автоматизированных программ халявных нет — проектируют интуитивно как умеют. Мне уже дважды предлагали посредники с предложением проектировать (заводы изготовители ищут исполнителей которые будут строго делать расчёты по СП 260.1325800.2016 Конструкции стальные тонкостенные )
Фермы из парных уголков
Классические фермы. Трудоёмкие в изготовлении, да тяжеловатые получаются. Если сейчас и вводят в проект, то только потому, что на них есть готовые серийные проекты. Суть чем проще тем лучше для проектировщика. Их применяются проектировщики старой закалки, которые сидят как правило в проектных организациях советского времени.
Фермы из двутавров
Проектировать пока не было возможности, но можно сказать, применяются при больших пролётах с большими нагрузками.
Фермы с поясами из двутавров и решёткой из профильной трубы
При больших нагрузках, можно спроектировать ферму из двутавров, но элементы решётки которые менее нагруженные, можно заменить на профильную трубу, для облегчения конструкции.
Виды проектируемых стальных ферм
| |
Расчет металлической колонны | Проектирование всех типов каркасов
Проектирование и расчет металлической колонны ствола и узлов сопряжений. Надёжность конструирования её обеспечивается пониманием механики работы, соблюдение нормами и инженерным опытом.
Мой опыт показывает, что колонны часто имеют необоснованное увеличенное сечение ствола (+10% и выше). Встречается не редко, что базы колонн проектируются по одной серии (которую нужно выкинуть), и в этом случае база тяжелее процентов на 30%, да и ствол колонны тяжелее если по этой серии.
Итак проектирование стальной колонны включает в себя:
- Определение материала ствола — марка стали согласно нормам
- Назначить оптимально-работающего сечения
- Определение сочетания нагрузок на колонну, базу и оголовок — в проф. программах
- Построение рабочей схемы, и проверка устойчивости ствола колонны — понимание её работы,
- Выполнить конструирование базы колонны и анкерных болтов
- Проверка узла опирания балочных элементов
Основные виды проектируемых конструкции стальных стоек и колонн
Сечение стойки | Оптимальная область применения |
---|---|
![]() | Применяются при небольших изгибающих моментах в обоих направлениях (пример сооружение небольшой высоты) Круглое сечение: Лучший вариант чисто для центрально сжатой стойки. Ввиду того что такой вариант нагрузки редкость применяется такой вид сечения ради архитектурной выразительности. Квадратное сечение: Применяется для центрально-нагруженных стоек, с небольшим изгибающими моментом в обоих направлениях Прямоугольное сечение: Применяется когда, когда изгибающий момент в одной плоскости больше чем в другой |
![]() | Применяется при существенном изгибающем моменте в одной плоскости (пример рамные конструкции, здания выше 4 м…) Двутавр балочный: Его редко применяют, видимо потому, что название балочный. Хотя возможно его применения при малых нагрузках, просто потому, что сортамент двутавров «К» и «Ш» сразу начинается с «массивных» Двутавр широкополочный: Наверное самый распространённый вид колонн. Хорошо работает в широкопролётных, одноэтажных, относительно-невысоких сооружениях (цеха) Двутавр колонный: Можно сказать усиленное сечение. применяется когда есть существенные изгибающие моменты (здание с грузовыми кранами, рамные конструкции, многоэтажные здания). |
![]() | В чистом виде применять их просто экономически невыгодно! Обоснованно применять только если полки подшивать профилированный листом для раскрепления гибкости (бытовки) |
![]() | Колонна на планках: Применяется при повышенной высоте стойки (условно более 8,0м), при этом испытывающая небольшие изгибающие моменты (от ветровых нагрузок, краны до 1-2,0 т). + простота изготовления |
![]() | Колонная с решёткой (симметричное сечение): Применяется при высокой высоте колонн (условно больше 10,0м) + Жесткость выше чем у колонны на планках — Трудоёмкое изготовление, которая сказывается на цене |
![]() | Колонная сквозного сечения с решёткой (асимметричное сечение): Прямое применение в одноэтажных зданиях с мостовыми кранами. |
![]() | Сварная колонна: Применяется при в высоких одноэтажных зданиях (условно выше 12,0м) с небольшой нагрузкой от покрытия. Пример расчёт см на моём сайте «Инженер-строитель» |
Распространённые виды применяемых жёстких баз колонн
Здесь предложены только варианты для сечения двутавр и профильной трубы.
После определения сечения, расчет металлической колонны сводиться к конструированию её базы. Они в общем линейные, достаточно выполнить и проверить один раз и можно применять регулярно. Но даже имея готовый алгоритм необходимо определить усилия на анкерную пластину и болты.
Интересно отметить — толщина опорной пластины к примеру второго и третьего вида составляет 40мм и 25мм и при одних и тех нагрузках. Первый вариант будет еще толще соответственно.
Легкие металлоконструкции | Чертежи для изготовления и монтажа
Проектирование зданий из ЛМК (легкие металлоконструкции), это построение структуры каркаса с экономическим эффектом. Далее расчёты и оформление чертежей КМ и КМД. Эта документация достаточна для обращения в любую строительно-монтажную фирму для изготовления конструкции и монтажа. Преимуществом такого подхода экономия ресурсов и времени!
Итак мои наработки, как конструктора, к которым пришёл изучая вопросы строительных норм:
Расчётные предпосылки для результата лёгких стальных конструкций
- Самое важное это полный кропотливый расчёт каркаса, элементов и узлов — тогда получаются легкие металлоконструкции. Это задание расчётных характеристик и условия работы. У меня имеется недочёт с уменьшающим коэффициентом сочетания временных нагрузок.
- При высоком коэффициенте использования по прочности применять сталь с высокой прочностью. Стоимость её выше, но характеристики ещё лучше
- Полностью отказ от уголкового профиля для основных конструкций, пережитки беспечного прошлого
- Создание своих расчётов некоторых узлов стальных элементов
- Минимальные дополнительные запасы по нагрузкам от максимально возможных.
- Отказ от серийных проектных решений, особенно это касается вопроса подбора сечений колонн, их базы и ферм из уголков
- В многоэтажном строительстве, шаг второстепенных балок перекрытия равный 1/3 длины основных балок. Как минимум дополнительный запас, как максимум уменьшение сечения главных балок.
- Изучение расчета профилированного листа, так нет готовых программ
- На открытых территориях, это больше к сельскохозяйственным зданиям — применять понижающий коэффициент сноса снега!
А как конструктивно облегчить стальной каркас
- Весьма показательный вариант это полностью связевая система. Её возможно применять когда между связями менее 30м. В этом случае колонны минимального сечения, а коэффициент использования сечения максимальное. Сечения порой такие, что визуально кажутся слабыми и возникают вопросы по этому поводу. Уменьшения расхода металла на вскидку более 10% от общей массы!
- Ещё вариант применять для рамных систем применять балочные профиля для основных колонн. Проектировщики двутаврами типа Б (балочные) не связываются, логика видимо — Б значит для балок. Здесь требуется дополнительное раскрепление стойки из плоскости.
- Применение сварных колонн и балок. Это для больших объёмов, так как этом случае изготовитель металлоконструкций большое предприятие. Облегчение так же более 5%
- Грамотное проектирование стропильных ферм обеспечивает — снижение массы на 5%.
- Обеспечения центрального опирания ферм покрытия. Это увеличивает запас (или облегчает) стойки, анкерных болтов и плиты. Однако нестандартный узел стыка.
- При наличие кран балки — применять колонны переменного сечения. Выше крановой консоли профиль меньшего сечения
- Раскрепленные второстепенные балки профнастилом — применять из швеллеров
- Для небольших зданий связи из профиля толщиной 3мм, а так все ветровые ригеля
- Применение сварных конструкций переменного сечения