СП 16.13330.2017 Серия 2.440-2.1 Узлы 14–19 Уголок + болты PRO 790 ₽/мес

Шарнирные узлы опирания стальной балки — Тип 1 (уголок)

Расчёт шарнирного узла крепления стальной балки к колонне через опорный уголок по серии 2.440-2.1 (узлы 14–19) согласно СП 16.13330.2017. Проверка болтов на срез и смятие, уголка на изгиб, катета сварного шва. Ознакомительный пример — бесплатно; полный расчёт — в подписке PRO.

Автоматический расчёт узла примыкания балки (тип 1) Оформить PRO

Что считает калькулятор

Узел Тип 1 (серия 2.440-2.1, листы 14–19): стальная балка опирается на опорный уголок, приваренный или прикреплённый болтами к стенке колонны. Реакция балки передаётся через болты в стенке балки и через сварной шов уголка к колонне.

Болты в стенке балки

N_b, кН

Несущая способность одного болта на срез и на смятие. Число болтов n из условия N_b · n ≥ Q.

Уголок на изгиб

σ ≤ R_y

Полка уголка, прикреплённого к колонне, работает как консоль. Проверяется напряжение от изгибающего момента Q·e.

Сварной шов

k_f, мм

Катет углового шва приварки уголка к колонне подбирается из условия прочности шва на срез.

Смятие стенки балки

σ_sm ≤ R_p

Местное напряжение смятия в отверстиях стенки балки от срезных болтов.

Формулы (СП 16.13330.2017)

1. Несущая способность болта на срез

Пункт 14.2.4 СП 16.13330.2017:

N_b,s = R_bs · A_b · γ_b · n_s

где R_bs — расчётное сопротивление болта на срез (табл. В.9 СП 16), МПа;
A_b — расчётная площадь сечения болта по резьбе, мм²;
γ_b — коэффициент условий работы болтового соединения (0,9 при однорядном расположении);
n_s — число плоскостей среза (1 для однострижневого).

2. Несущая способность болта на смятие

N_b,p = R_bp · d · Σt · γ_b

R_bp — расчётное сопротивление смятию (табл. В.9 СП 16);
d — диаметр болта; Σt — наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении. Несущая способность болта: N_b,min = min(N_b,s; N_b,p).

3. Число болтов

n ≥ Q / N_b,min

4. Уголок на изгиб — консольная схема

M_ул = Q · e ; σ = M_ул / W_ул ≤ R_y · γ_c

e — эксцентриситет приложения реакции от оси болта крепления уголка к колонне;
W_ул — момент сопротивления поперечного сечения полки уголка.

5. Катет сварного шва уголок – колонна

k_f ≥ Q / ( β_f · l_w · R_wf · γ_c )

l_w — расчётная длина шва (по высоте уголка); R_wf — расчётное сопротивление шва.

Пример расчёта

Балка I35Б1, опорная реакция Q = 180 кН. Уголок L100×7, высота 250 мм. Болты М20 класса прочности 8.8, однорядное расположение. Сталь балки и уголка С245. Сварной электрод Э50.

Шаг 1. Несущая способность болта М20 кл. 8.8

Параметр	Значение
R_bs	320 МПа
A_b	245 мм²
R_bp (С245, т = 7 мм)	480 МПа
N_b,s = 320 · 245 · 0,9	70,6 кН
N_b,p = 480 · 20 · 7	67,2 кН

Шаг 2. Число болтов

n ≥ 180 / 67,2 = 2,68 → принимаем n = 3 болта

Шаг 3. Проверка уголка на изгиб

e = 50 мм (от оси болта до вертикальной полки уголка);
M_ул = 180 · 0,05 = 9 кН·м
W_ул = b · t² / 6 = 100 · 7² / 6 = 816 мм³ → σ = 9·10⁶ / 816 = 11 029 МПа

Значение превышено — уголок рассматривается как двусторонняя опора по длине. Фактически W считается по всему сечению уголка: W_ул ≈ 16 200 мм³ (полка 100×7). σ ≈ 556 МПа > R_y = 240 МПа → требуется уголок с бо́льшей полкой.

Итог: 3 болта М20 кл. 8.8 достаточны по срезу и смятию. Уголок L100×7 не проходит по изгибу полки — требуется L120×10 или увеличение толщины. Полный автоматический подбор уголка и шва — в подписке PRO.

Что вы получаете в PRO

Автоматический подбор числа болтов по опорной реакции.
Подбор размеров уголка (полка, толщина) из условия прочности на изгиб.
Определение требуемого катета сварного шва по ГОСТ 14771.
Проверку стенки балки на смятие в зоне болтовых отверстий.
PDF-отчёт с чертежом узла, таблицей болтов и формулами по СП 16.

Частые вопросы

Как рассчитать опирание балки на балку тип 1 по СП 16?

Тип 1 (на верхний пояс): смятие ребра Nb,s = Rbs·A·γc, давление Nb,p = Rbp·d·t·γc по СП 16.13330.2017. Количество болтов n = Q/Nb,min, не менее 2.

Чем отличается тип 1 от тип 2?

Тип 1 — одинаковый уровень верха балок (на верхний пояс). Тип 2 — разный уровень (столик на нижний пояс), уменьшает строительную высоту перекрытия.

Сколько болтов нужно для крепления балки?

n = Q/Nb,min = min(Nb,s; Nb,p). По конструктивным требованиям СП 16.13330.2017 не менее 2 болтов в узле опирания.