Коротко
Стальной каркас считают по СП 16.13330.2017 на нагрузки по СП 20.13330.2016. Первая группа предельных состояний — прочность и устойчивость элементов и узлов, на расчётные нагрузки с коэффициентами надёжности. Вторая группа — прогибы и перемещения на нормативные нагрузки. Предельный прогиб балок и ферм покрытий, открытых для обзора, — от 1/150 пролёта при 3 м до 1/250 при 24 м и 1/300 при 36 м (таблица Д.1 СП 20.13330). Для балки пролётом 6 м это 30 мм.
Материал проверен , дополнен
Порядок расчёта
- Нагрузки. Собственный вес, кровля и стены, снег, ветер, оборудование, кран. Снег и ветер берут по городу, см. «Снеговая и ветровая нагрузка».
- Сочетания. Нагрузки складывают в основные и особые сочетания с коэффициентами, чтобы найти худший случай для каждого элемента.
- Расчётная схема. Рамы, связи, узлы шарнирные или жёсткие, см. «Узлы металлоконструкций».
- Усилия. Изгибающие моменты, продольные и поперечные силы в каждом элементе.
- Проверки по СП 16. Прочность сечений, общая устойчивость колонн и балок, местная устойчивость стенок и полок, узлы и швы.
- Прогибы на нормативные нагрузки по СП 20.
Допустимый прогиб балок и ферм
| Пролёт | Предельный прогиб | В миллиметрах |
|---|---|---|
| 1 м и меньше | 1/120 | около 8 мм |
| 3 м | 1/150 | 20 мм |
| 6 м | 1/200 | 30 мм |
| 24 м (12 м при высоте помещения до 6 м) | 1/250 | 96 мм |
| 36 м и больше (24 м при высоте помещения до 6 м) | 1/300 | 120 мм |
Таблица Д.1 СП 20.13330.2016, поз. 2а: балки, фермы, ригели, прогоны покрытий и перекрытий, открытых для обзора, на постоянные и длительные нагрузки. Для промежуточных пролётов значение интерполируют. Под кран-балками, тельферами и при перегородках под перекрытием требования строже, там действуют другие строки таблицы.
Допустимый прогиб по СП 20.13330
Балки и фермы покрытий, открытых для обзора, таблица Д.1 поз. 2а.
Что из расчёта видно в чертежах
- Общие данные КМ — нагрузки, снеговой и ветровой район, расчётная температура, марки стали, класс болтов, требования к сварке и защите от коррозии.
- Сечения элементов на схемах и в спецификации.
- Усилия для узлов — таблица усилий, по которой завод или КБ разрабатывает узлы в КМД.
Если в общих данных нет нагрузок или снегового района, проверить расчёт по чертежам невозможно. Это первое, на что стоит смотреть в чужом КМ, см. «КМ, КМД, КЖ: марки чертежей».
Расчёт и масса каркаса
От расчёта зависит не только надёжность, но и цена: сечение на номер больше — это несколько процентов массы. На наших расчётах склада 18 × 36 м масса каркаса меняется от 44 до 76 кг/м² в зависимости от шага рам и от 44 до 71 кг/м² в зависимости от высоты, см. «Шаг колонн и пролёт» и «Высота склада». Расчёт с запасом «на всякий случай» стоит денег на каждой тонне.
Пример: когда прогиб решает раньше прочности
Балка пролётом 6 м, нормативная нагрузка 10 кН/м. Предельный прогиб 1/200 пролёта, то есть 30 мм. Для шарнирно опёртой балки при равномерной нагрузке прогиб считают по формуле f = 5·q·L⁴ / (384·E·I). Отсюда находят нужный момент инерции:
I ≥ 5 · 10 · 6 000⁴ / (384 · 206 000 · 30) ≈ 27,3 млн мм⁴ ≈ 2 730 см⁴.
Здесь E = 206 000 МПа для стали. Если по прочности подходит сечение с меньшим I, берут сечение тяжелее: иначе балка прогнётся больше 30 мм. Поэтому для длинных балок прогиб часто определяет сечение раньше прочности.
Как прочитать таблицу усилий в КМ
В таблице усилий для каждого узла указаны продольная сила N, поперечная сила Q и изгибающий момент M. Они даны для самого невыгодного сочетания нагрузок. Читать её просто:
- находят узел по номеру на схеме;
- смотрят знак: растяжение или сжатие, направление момента;
- сравнивают с проверкой узла в КМД: болты и швы должны выдерживать эти усилия с запасом.
Завод разрабатывает узлы в КМД именно по этой таблице. Если её нет в КМ, узлы придётся подбирать заново.
Как проверить чужой расчёт
Полную проверку делают пересчётом. Быстрая проверка по КМ занимает полчаса:
- Нагрузки: в общих данных указан снеговой и ветровой район и они совпадают с городом.
- Марка стали и класс болтов записаны, температура района учтена.
- Схема связей есть и показывает пространственную жёсткость каркаса.
- Прогибы проверены по таблице Д.1 СП 20.13330.
- Масса на квадратный метр правдоподобна: у склада 18 × 36 м по нашим расчётам она составляет 44–76 кг/м² в зависимости от шага рам.
Если один из пунктов отсутствует, расчёт нужно запросить у автора КМ.
Частые вопросы
Какой допустимый прогиб балки пролётом 6 м?
1/200 пролёта, то есть 30 мм, для покрытий и перекрытий, открытых для обзора (таблица Д.1 СП 20.13330.2016).
По какому СП считают металлоконструкции?
Прочность и устойчивость — по СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции», нагрузки и прогибы — по СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия».
Можно ли проверить расчёт по чертежам КМ?
Частично. В общих данных должны быть нагрузки, районы и марки стали, на схемах — сечения, в таблице усилий — усилия для узлов. Полную проверку делают пересчётом.
Кто отвечает за расчёт каркаса?
Автор КМ. Завод отвечает за изготовление по КМД. Любое изменение сечений согласуют с автором КМ.
Нужна ли экспертиза расчёта?
Для типового склада всё зависит от того, нужна ли экспертиза проекта по статье 49 ГрК РФ, см. «Разрешение на строительство склада». Расчёт каркаса входит в проектную документацию.
Почему масса каркаса может отличаться от аналогов?
Из-за района снега и ветра, шага рам, высоты, марки стали и узлов. Поэтому сравнивать массы нужно при одинаковых исходных данных.
Источники и границы материала
Статья описывает общий порядок. Для зданий с кранами, динамическими и сейсмическими нагрузками расчёт дополняют другие разделы норм.
Разделы, добавленные 16 октября 2026 года, основаны на данных этой статьи и опубликованных материалах сайта. Числовые примеры пересчитаны, допущения указаны рядом с расчётом.