СП 16.13330.2017 Серия 2.440-2.1 Узлы 20–25 Пластина + болты PRO 790 ₽/мес

Шарнирные узлы опирания стальной балки — Тип 2 (пластина)

Расчёт шарнирного узла крепления стальной балки к колонне через опорную пластину по серии 2.440-2.1 (узлы 20–25) согласно СП 16.13330.2017. Проверка пластины на срез по полной площади, болтов, катета сварного шва пластины к колонне. Ознакомительный пример — бесплатно; полный расчёт — в подписке PRO.

Автоматический расчёт узла примыкания балки (тип 2) Оформить PRO

Что считает калькулятор

Узел Тип 2 (серия 2.440-2.1, листы 20–25): к стенке колонны приваривается вертикальная опорная пластина, к которой болтами крепится стенка балки. Узел конструктивно проще уголкового, применяется при умеренных реакциях, обеспечивает шарнирную передачу только поперечной силы Q.

Пластина на срез

τ ≤ R_s

Касательные напряжения в поперечном сечении пластины от опорной реакции Q.

Болты в стенке балки

N_b, кН

Несущая способность болтов на срез и смятие, число болтов n из условия суммарной прочности.

Шов пластина–колонна

k_f, мм

Катет углового шва по периметру пластины из условия передачи реакции Q на стенку колонны.

Смятие стенки балки

σ_sm ≤ R_p

Местное давление в отверстиях стенки балки от болтов.

Формулы (СП 16.13330.2017)

1. Прочность пластины на срез

Пункт 8.2.2 СП 16.13330.2017:

τ = Q / ( A_пл ) ≤ R_s · γ_c

где Q — опорная реакция балки, кН;
A_пл = b_пл · t_пл — площадь поперечного сечения пластины, мм²;
R_s = 0,58 · R_y — расчётное сопротивление стали сдвигу.

2. Несущая способность болта на срез

N_b,s = R_bs · A_b · γ_b

3. Несущая способность болта на смятие

N_b,p = R_bp · d_b · Σt · γ_b

Расчётная несущая способность: N_b = min(N_b,s; N_b,p). Число болтов: n ≥ Q / N_b.

4. Катет шва пластина–колонна

k_f ≥ Q / ( β_f · 2 · h_пл · R_wf · γ_c )

Шов двусторонний (по двум вертикальным сторонам пластины высотой h_пл). Минимальный катет — по табл. 38 СП 16 в зависимости от толщины пластины.

5. Местная устойчивость пластины

h_пл / t_пл ≤ 3 · √(E / R_y)

Условие ограничивает гибкость свисающей части пластины во избежание потери местной устойчивости (потеря формы из плоскости).

Пример расчёта

Балка I40Б1, опорная реакция Q = 220 кН. Пластина t_пл = 10 мм, высота h_пл = 300 мм. Болты М20 класса прочности 8.8, однорядное расположение (3 болта). Сталь С245. Шов Э50.

Шаг 1. Прочность пластины на срез

Параметр	Значение
b_пл × t_пл	100 × 10 мм
A_пл	1 000 мм²
R_s = 0,58 · 240	139,2 МПа
τ = 220 000 / 1 000	220 МПа

220 МПа > 139 МПа — пластина не проходит. Увеличиваем толщину до t = 16 мм:
A_пл = 100 · 16 = 1 600 мм²; τ = 220 000 / 1 600 = 137,5 МПа < 139 МПа ✓

Шаг 2. Болты М20 кл. 8.8 (3 шт.)

N_b,s = 320 · 245 · 0,9 = 70,6 кН;
N_b,p = 480 · 20 · 10 = 96 кН; N_b = 70,6 кН
3 · 70,6 = 211,8 кН < 220 кН — не проходит → добавляем 4-й болт

4 · 70,6 = 282,4 кН > 220 кН ✓

Шаг 3. Катет шва

k_f ≥ 220 / (0,7 · 2 · 300 · 180 · 1,0) = 220 000 / 75 600 = 2,9 мм → k_f = 6 мм

Итог: пластина t=16 мм, 4 болта М20 кл. 8.8, шов k_f=6 мм по периметру. Полный расчёт с местной устойчивостью и подбором пластины — в подписке PRO.

Что вы получаете в PRO

Автоматический подбор толщины и размеров пластины из условия прочности на срез.
Подбор числа и класса болтов по опорной реакции.
Определение требуемого катета шва пластина–колонна.
Проверку местной устойчивости пластины и ограничение гибкости.
PDF-отчёт с конструктивным чертежом узла, таблицей болтов и формулами.

Частые вопросы

Как рассчитать крепление балки на столик (тип 2) по СП 16?

Q не более As·Rss·γc (срез болтов), Nb,p = Rbp·d·t·γc (смятие) по СП 16.13330.2017. Дополнительно проверяется изгиб стенки столика от эксцентриситета.

Как выбрать толщину стенки столика?

tw не менее √(6·M/(hw·Ry·γc)), где M = Q·e — момент от эксцентричной силы, hw — высота стенки, e — расстояние от оси болтов до грани главной балки.

Какой класс болтов для крепления балок?

Класс 8.8 или 10.9 для несущих соединений балка-балка. Класс 5.6 для вспомогательных. Класс влияет на Rbs и Rbp по СП 16.13330.2017.