Справочник по проектированию стальных конструкций

Составители: А. С. Щеглов, В. И. Щеглова,  И. П. Сигаев

Москва   Вологда
«Инфра-Инженерия»
2019

Для  обучающихся по направлениям подготовки «Строительство»
и «Строительство уникальных зданий и сооружений»

СПРАВОЧНИК
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ 
СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

УДК 624.014
ББК 38.54
 С74
Рецензенты:

кафедра прикладной механики Воронежского государственного
аграрного университета им. императора Петра I;
М. П. Смирнов, директор ВРО ООО «Российское общество инженеров
строительства»

Справочник по проектированию  стальных конструкций  /
сост. А. С. Щеглов, В. И. Щеглова, И. П. Сигаев. – Москва ; Вологда :
Инфра-Инженерия, 2019. – 232 с. : ил., табл.
ISBN 978-5-9729-0317-7

УДК 624.014
ББК 38.54

В книгу включены справочные материалы, необходимые для 
проектирования стальных конструкций с учётом изменений, произошедших 
в инструктивно-нормативной литературе за последние годы.
Данные систематизированы по разделам, добавлены сведения, 
необходимые при курсовом и дипломном проектировании.
Издание предназначено для обучающихся по направлениям подготовки «Строительство» и «Строительство уникальных зданий и сооружений» 
и может быть использовано инженерно-техническими работниками 
конструкторских, проектных и монтажных организаций.

ISBN 978-5-9729-0317-7

С74

© Щеглов А. С., Щеглова В. И., Сигаев И. П., составление, 2019
© Издательство «Инфра-Инженерия», 2019
© Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2019

ПРЕДИСЛОВИЕ

По-прежнему сталь оставляет за собой первенство по сравнению с 
остальными строительными материалами.
 С использованием легких стальных конструкций можно построить 
практически все основные виды строительных конструкций —
производственные здания любого назначения, в том числе 
большепролётные; машинные залы, котельные отделения, склады 
топлива, перегрузки и подачи топлива и другие сооружения 
теплоэнергетики; многоэтажные здания производственного, 
административного, культурно-бытового и др. назначения; 
большепролётные сооружения с купольными, мембранными и висячими 
покрытиями; крытые рынки из легких металлических конструкций и 
торговые павильоны; антенно-мачтовые и башенные конструкции, опоры 
линий 
электропередач, 
телевизионные 
башни; 
мостовые 
металлоконструкции, путепроводы, эстакады; сборно-разборные 
мобильные здания из блок-контейнеров для бытовых помещений и жилья 
(в том числе для районов Крайнего Севера); опорные конструкции 
глубоководных оснований для морских стационарных платформ бурения 
нефти; металлоконструкции горного шахтного оборудования; резервуары 
для хранения топлива, жидкостей и газов (в т. ч. агрессивных), 
индивидуальные жилые дома, малые архитектурные формы и др. 
Эффективность применения стали по сравнению с конструкцими из других 
материалов достигается такими её качествами, как надёжность, лёгкость, 
непроницаемость, индустриальность, а также простота технического 
перевооружения, ремонта и реконструкции.
Гарантией надёжности и долговечности всего  здания является  
правильный расчёт составляющих его элементов и конструкций, что 
требует от проектировщика умения владеть огромным количеством 
справочной и нормативной литературы.
Идея составления такого справочника возникла давно — первые два 
издания его были выпущены ещё в конце прошлого века — 1991 г. 
и 1996 г. Третье всего три года назад. В них были собраны материалы, 
необходимые для проектирования стальных конструкций, отвечающие 
уровню развития металлостроительства того времени. Настоящий 
справочник составлен с учётом выхода в свет новых нормативных и 
инструктивных документов, достижений отечественного и зарубежного 
металлостроения, появления новых видов конструкционных металлов, 
защитно-декоративных покрытий, новых технологий и т. д.
Данное учебно-справочное пособие призвано помочь студентам, 
изучающим дисциплину “Металлические конструкции”, на всех этапах 
курсового и дипломного проектирования и конструирования разнообразных 
объектов.

ВВЕДЕНИЕ
Решение сложных инженерных и конструкторских задач
современного строительства практически невозможно без правильно
подобранных материалов и качественного расчёта изделий из них.
Многообразие конструктивных форм металлических конструкций
требует от проектировщика знания большого количества справочных,
инструктивных, нормативных и других материалов. Предлагаемое
пособие в сжатой и систематизированной форме содержит сведения,
рекомендации и достаточные данные для квалифицированного
выполнения курсовых или дипломных проектов студентами, изучающими
дисциплину "Металлические конструкции".
Для удобства поиска необходимых материалов справочно-учебное
пособие разделено на 8 глав. Нумерация рисунков и таблиц  сплошная
в пределах всего пособия.
В первой главе рассматриваются физико-механические
характеристики стали — их нормативные и расчётные значения для всех
видов проката. В одну таблицу сведены данные о расчётных
сопротивлениях смятию торцевой поверхности и элементов,
соединяемых болтами.
Вторая глава посвящена сведениям, связанным с нагрузками и
воздействиями на несущие конструкции. Данные по снеговой и ветровой
нагрузкам приведены в соответствии с актуализированной версией норм.
Сортаменту современных, наиболее часто используемых профилей
посвящена третья глава. Уделено серьёзное внимание прокату в виде
гнутосварных и прокатных квадратных и прямоугольных труб.
Четвёртая глава содержит вспомогательные сведения, необходимые
при расчёте стальных конструкций — сведения из математики, в том
числе линейная интерполяция, расчётные усилия в простейших однои многопролётных балках.
В пятой главе приведены физико-механические свойства бетона
и арматуры.
Много ценных, актуальных сведений приведено в шестой главе,
посвящённой болтовым и сварным соединениям металлических
конструкций.
Седьмая глава полностью посвящена нормалям стальных конструкций. В указанной главе приведены нормали стыков прокатных профилей.
В восьмой главе в соответствии с актуализированной версией
СП приведены сведения по защите строительных металлоконструкций
от коррозии.

4

1. Материалы для стальных конструкций

Т а б л и ц а  1
 Физические характеристики материалов для стальных конструкций [1]

Характеристики
Значение

Плотность , кг/м3:
- проката и 
альных отливок
- отливок из чугуна

Коэффициент линейного расширения , 0С-1

Модуль упругости E, кН/см2:
- прокатной стали, стальных отливок
- отливок из чугуна марок:
     СЧ15
            СЧ20, СЧ25, СЧ30

- чков и прядей параллельных проволок

- канатов стальных:
спиральных и закрытых несущих
двойной свивки
то же, с неметаллическим сердечником

Модуль сдвига прокатной стали и
стальных отливок  G, кн/см2

Коэффициент Пуассона 7850
7200

0,12.10- 4

2,06.104

0,83.104
0,98.104

1,96.104

1,67.104
1,47.104
1,27.104

0,79.104

0,3

Т а б л и ц а  2
 Требования по химическому составу [1]

Нормативные сопротивления
стали, кН/см2
Содержание элементов,
% (не более)

С
Р
S

СЭ, %
(не более)

Ryn < 29
29 < Ryn < 39
39 < Ryn < 49
49 < Ryn < 59

Ryn > 59

Углеродный эквивалент СЭ, %, следует определять по формуле

,
2
4
14
13
40
5
24
6
P
C
Cr
Cu V
Nb Mo

Э
Ni C Mn Si где C, Mn, Si, Cr, Ni, Cu, V, Nb, Mo, P - массовые доли элементов, %.

0,22
0,14
0,12
0,13
0,15

0,040
0,025
0,017
0,015
0,015

0,025
0,025
0,010
0,010
0,004

0,45
0,46
0,47
0,51

5

Химический состав стали по плавочному анализу ковшовой пробы [50]

Наименование
стали

Массовая доля элемента, %
С, не
более
Mn
Si
S, не
более
P
Cr
Ni
Cu

С235
0,22
не более
0,60

не более
0,05
0,040 не более
0,040
не более
0,30
не более
0,30
не более
0,30

Т а б л и ц а  3

Mo


V


Nb


Al


Ti


Cэкв,
не более


С245
0,22
не более
1,00

0,06  0,16
0,025 не более
0,040
не более
0,30
не более
0,30
не более
0,30
не более
0,02

С255
0,17
не более
1,00

0,15  0,30
0,025 не более
0,035
не более
0,30
не более
0,30
не более
0,30
0,02 0,05
не более
0,030

С345
0,15
1,30 1,70
0,025 не более
0,030
не более
0,30
не более
0,30
не более
0,30
0,45
0,015 0,06
не более
0,035
не более
0,80

С345К
0,12
0,025
0,45
0,08 0,15
не более
0,035
не более
0,60
0,17  0,37
0,020 0,120
0,50  0,80
0,30 0,60
0,30 0,50

С355
0,14
0,025
0,45
0,02 0,06
не более
0,035
0,15  0,80
1,00 1,80
не более
0,025
не более
0,30
не более
0,30
не более
0,30

С355-1
0,15
0,015
0,45
0,02 0,06
не более
0,035
0,40 0,70
0,60 0,90
0,60 0,90
0,30 0,60
0,20 0,40
не более
0,017

С355К
0,15
0,015
0,45
0,02 0,06
0,40  0,60
0,80 1,10
0,50  0,70
0,50  0,70
0,40 0,70
не более
0,020
0,01 0,035

С355П
0,10
0,015
0,45
0,02 0,06
0,15  0,35
0,60 0,90
не более
0,020
0,01 0,035
не более
0,80
не более
0,30
не более
0,30
0,08  0,20
не более
0,09
0,02 0,09

С390
0,12
0,010
0,46
0,02 0,06
0,15  0,50
1,30 1,70
не более
0,017
не более
0,30
не более
0,30
не более
0,30
не более
0,12
не более
0,09
не более
0,035

С390-1
0,12
0,010
0,46
0,02 0,06
0,80 1,10
0,60 0,90
не более
0,017
0,60  0,90
0,50  0,80
0,40 0,60
0,01 0,035

С440
0,12
0,010
0,46
0,02 0,06
0,15  0,50
1,30 1,70
не более
0,017
0,01 0,035
не более
0,30
не более
0,30
не более
0,30
не более
0,09
не более
0,09

С550
0,10
0,007
0,47
0,02 0,06
0,15  0,35
1,30 1,95
не более
0,015
0,01 0,035
не более
0,30
не более
0,30
не более
0,10
0,15  0,35
0,03 - 0,10
не более
0,35

С590
0,10
0,004
0,51
0,02 0,06
0,15  0,35
1,30 1,95
не более
0,015
0,01 0,035
не более
0,30
не более
0,10
0,10  0,30
0,03 - 0,10
не более
0,35
0,10 0,30

6

Т а б л и ц а  4

 Нормативные и расчётные сопротивления при растяжении,
сжатии и изгибе листового, широкополосного универсального,
сортового проката и труб по СП 16.13330.2017 [1]

Нормативное
сопротивление
проката, кН/см 2

Расчётное
сопротивление
проката, кН/см 2

yn
R
un
R
y
R
u
R

Сталь
по ГОСТ
27772-88

Толщина
проката,
мм

С235
От 2 до 4
23,5
36,0
23,0/22,5
35,0/34,5

С245
От 2 до 20
24,5
37,0
24,0/23,5
36,0/35,0

С255

От 2 до 3,9
От 4 до 10
Св.10 до 20
Св. 20 до 40

25,5
24,5
24,5
23,5

С345

От 2 до 10
Св. 10 до 20
Св. 20 до 40
Св. 40 до 60
Св. 60 до 80
Св. 80 до 160

34,5
32,5
30,5
28,5
27,5
26,5

49,0
47,0
46,0
45,0
44,0
43,0

34,0/33,0
32,0/31,0
30,0/29,0
28,0/27,0
27,0/26,0
26,0/25,0

48,0/47,0
46,0/45,0
45,0/44,0
44,0/43,0
43,0/42,0
42,0/41,0

С345К
От 4 до 10
34,5
47,0
34,0/33,0
46,0/45,0

С355

От 8 до 16
Св. 16 до 40
Св. 40 до 60
Св. 60 до 80
Св. 80 до 100
Св. 100 до 160

35,5
34,5
33,5
32,5
31,5
29,5

47,0
47,0
47,0
47,0
47,0
47,0

35,0/34,0
34,0/33,0
33,0/32,0
32,0/31,0
31,0/30,0
28,5/28,0

С390;
С390-1

От 8 до 16
Св. 16 до 40

С440

35,5
34,5
47,0
47,0
35,0/34,0
34,0/33,0
46,0/45,0
46,0/45,0

За нормативное сопротивление приняты гарантированные значения

38,0
38,0
37,0
37,0

25,0/24,5
24,0/23,5
24,0/23,5
23,0/22,5

37,0/36,0
37,0/36,0
36,0/35,0
36,0/35,0

46,0/45,0
46,0/45,0
46,0/45,0
46,0/45,0
46,0/45,0
46,0/45,0

От 8 до 50
44,0
54,0
43,0/42,0
52,5/51,5

С550
От 8 до 50
54,0
64,0
52,5/51,5
52,5/51,5

С590
От 8 до 50
59,0
68,5
57,2/56,0
52,5/51,5

С690
От 8 до 50
69,0
78,5
- /65,0
- /74,5

С355П

От 8 до 50
39,0
52,0
38,0/37,0
50,5/49,5

7

Значения расчётных сопротивлений получены делением
нормативных сопротивлений на коэффициенты надёжности по материалу

m
с округлением до 0,5 кН/см2. В числителе представлены значения
расчётных сопротивлений проката, поставляемого по ГОСТ 27772-88

(
1,025
m
), в знаменателе — расчётные сопротивления остального

проката (
1,05
m
).

Т а б л и ц а  5
Нормативные и расчётные сопротивления при растяжении,
сжатии и изгибе фасонного проката по СП 16.13330.2017 [1]

Нормативное
сопротивление
проката, кН/см 2

Расчётное
сопротивление
проката, кН/см 2

yn
R
un
R
y
R
u
R

Cталь
Толщина полки
проката,
мм

С245

предела текучести и временного сопротивления, приводимые в
государственных стандартах или технических условиях.

От 4,0 до 20 включ.
от 20 до 40
24,5
23,5
37,0
37,0
24,0/23,5
23,0/22,5
36,0/35,0
36,0/35,0

С255
От 4,0 до 10 включ.
от 10 до 20
от 20 до 40

25,5
24,5
23,5

38,0
37,0
37,0

25,0/24,5
24,0/23,5
23,0/22,5

37,0/36,0
36,0/35,0
36,0/35,0

С345
От 4,0 до 10 включ.
от 10 до 20
от 20 до 40

34,5
32,5
30,5

48,0
47,0
46,0

34,0/33,0
32,0/31,0
30,0/29,0

47,0/46,0
46,0/45,0
45,0/44,0

С345К
От 4,0 до 10 включ.
34,5
47,0
34,0/33,0
46,0/45,0

С355
От 8,0 до 16 включ.
от 16 до 40
35,5
34,5
47,0
47,0
35,0/34,0
34,0/33,0
46,0/45,0
46,0/45,0

С355-1 От 8,0 до 16 включ.
от 16 до 40
35,5
34,5
47,0
47,0
35,0/34,0
34,0/33,0
46,0/45,0
46,0/45,0

С390
От 8,0 до 10 включ.
от 10 до 20
от 20 до 40

39,0
38,0
37,0

52,0
50,0
49,0

38,0/37,0
37,0/36,0
36,0/35,0

50,5/49,5
48,0/47,5
48,0/47,0

В числителе представлены значения расчётных сопротивлений

проката, поставляемого по ГОСТ 27772-88 (
1,025
m
), в знаменате
ле — расчётные сопротивления остального проката (
1,05
m
).

8

Т а б л и ц а  6
Нормативные и расчётные сопротивления при растяжении,
сжатии и изгибе фасонного проката в виде двутавров
с параллельными гранями полок по СП 16.13330.2017 [1]

Нормативное
сопротивление
проката, кН/см 2

Расчётное
сопротивление
проката, кН/см 2

yn
R
un
R
y
R
u
R

Cталь
Толщина полки
проката,
мм

25,5
24,5
23,5
23,5
22,5
21,5
20,0
34,5
32,5
30,5
28,5
34,5
32,5
30,5
28,5
35,5
34,5
33,5
32,5
31,5
29,5
35,5
34,5
33,5
37,0
36,0
35,0
33,0
44,0
43,0
42,0
40,0
38,0
Примечание - Цифра 1 в первом столбце означает вариант химического состава

38,0
37,0
37,0
37,0
37,0
37,0
36,0
48,0
47,0
46,0
45,0
49,0
47,0
46,0
45,0
47,0
47,0
47,0
46,0
46,0
46,0
47,0
47,0
47,0
49,0
48,0
48,0
47,0
60,0
56,0
52,0
52,0
50,0

25,0
24,0
23,0
23,0
22,0
21,0
19,5
33,5
31,5
30,0
28,0
33,5
31,5
30,0
28,0
34,5
33,5
32,5
31,5
30,5
29,0
34,5
33,5
32,5
36,0
35,0
34,0
32,0
43,0
42,0
41,0
39,0
37,0

37,0
36,0
36,0
36,0
36,0
36,0
35,0
47,0
46,0
45,0
44,0
48,0
46,0
45,0
44,0
46,0
46,0
46,0
45,0
45,0
45,0
46,0
46,0
46,0
48,0
47,0
47,0
46,0
58,5
54,5
50,5
50,5
49,0

до 10
св. 10 до 20
св. 20 до 40
св. 40 до 60
св. 60 до 80
св. 80 до 100
св. 100
до 10
св. 10 до 20
св. 20 до 40
св. 40 до 60
до 10
св. 10 до 20
св. 20 до 40
св. 40 до 60
до 20
св. 20 до 40
св. 40 до 60
св. 60 до 80
св. 80 до 100
св. 100
до 20
св. 20 до 40
св. 40 до 60
св. 30 до 60
св. 60 до 80
св. 80 до 100
св. 100
до 20
св. 20 до 30
св. 30 до 80
св. 80 до 100
св. 100

С255Б;

С255Б-1

С345Б

С345Б-1

С355Б

С355Б-1

С440Б

С390Б

9

Т а б л и ц а  7
Расчётные сопротивления проката
смятию торцевой поверхности и элементов, соединяемых болтами
по СП 16.13330.2017 [1]

Временное
сопротивление,
кН/см2

Расчётное
сопротивление
смятию торцевой
поверхности
(при наличии
пригонки),
кН/см2

10

un
R
p
R

В таблице указаны значения расчетных сопротивлений, вычисленные

m
m
с коэффициентом 
1,025  (в числителе) и 
1,05  (в знаменателе).

Сталь по
ГОСТ 27772-88

Расчётное
сопротивление смятию
элементов, соединяемых
болтами, кН/см2

класса
точности А
классов
точности
В и С

bp
R
bp
R

С235
36,0
35,1/34,3
56,0
47,5

С245
С255
37,0
36,1/35,2
58,0
48,5

Толщина проката,
мм

2-4

2-20
10-40
38,0
37,1/36,2
59,0
50,0
С255
2-10

44,0
42,9/41,9
68,5
58,0
С345
60-80

45,0
43,9/42,8
70,0
59,5
С345
40-60

46,0
44,9/43,8
72,0
60,5
С345
20-40
С345

С345К
С355
С355-1
С355-К
С355П

47,0
45,9/44,8
73,5
62,0

2-10

52,7\51,4
54,0
84,5,0
71,0
С440
4-28

43,0
42,0/40,9
67,0
56,5
С345
80-160

56,0
55,6/54,3
89,0
75,0
С440Б
20-30

57,6\56,2
64,0
92,0
77,5
С550
4-28

4-160

С345Б
С390Б
48,0
46,8/45,7
75,0
63,0
до 10
60-100

С345
С390Б
49,0
47,8/46,7
76,5
64,5
до 10
30-60

С390
С440Б
52,0
49,8/48,6
79,5
67,0
8-50
30-100