Проектирование и расчет сварных балочных конструкций: Детализированный план курсовой работы с учетом актуальных норм, оптимизации и технологических аспектов

Представьте себе мир, где каждый элемент, каждый узел, каждая линия в конструкции рассчитана с ювелирной точностью, где безопасность не просто пожелание, а математически обоснованный факт. В этом мире стальные сварные балочные конструкции являются одними из самых надежных и эффективных решений, формируя остов бесчисленных зданий, мостов и промышленных сооружений. За их кажущейся простотой скрывается сложная инженерная мысль, опирающаяся на глубокие знания механики материалов, строительных норм и передовых технологий.

Именно на эти принципы опирается Свод правил СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции», который является краеугольным камнем в проектировании и расчете стальных строительных конструкций в России, устанавливая требования к конструкциям, работающим в широком температурном диапазоне от −60 °C до +100 °C. Этот документ, актуализированная редакция легендарного СНиП II-23-81*, не просто сборник правил, а живой организм, который диктует каждый шаг инженера, обеспечивая надежность и долговечность возводимых объектов, а значит, и безопасность людей, которые будут пользоваться этими сооружениями.

Введение

В современном строительстве стальные сварные балочные конструкции занимают одно из ведущих мест благодаря своей высокой несущей способности, легкости, технологичности изготовления и относительно короткому сроку монтажа. Они являются основой каркасов зданий различного назначения, перекрытий, эстакад и многих других инженерных сооружений. Однако за этими преимуществами стоит сложный и многогранный процесс проектирования, требующий глубоких знаний в области строительной механики, сопротивления материалов, технологии сварки и, самое главное, актуальной нормативно-технической базы. Недостаточно просто «знать» эти дисциплины; необходимо уметь интегрировать их в единую систему, чтобы создать оптимальное, безопасное и экономически обоснованное решение. Эта интеграция и становится залогом долговечности и функциональности любого проекта.

Настоящая курсовая работа ставит своей целью не просто повторение учебного материала, а углубленное исследование всего комплекса вопросов, связанных с проектированием и расчетом сварных балочных конструкций и их узлов. Мы не только обоснуем актуальность темы в контексте современных требований к безопасности и эффективности, но и обозначим ключевые задачи: от анализа нормативной базы до современных методов оптимизации. Структура работы призвана последовательно провести читателя через все этапы — от выбора материалов и расчета силовых факторов до проектирования сложных узлов и учета технологических нюансов сварки, кульминацией чего станет понимание того, как эти конструкции формируют наше пространственное окружение.

Нормативно-техническая база проектирования сварных балочных конструкций

В мире инженерного проектирования нормативные документы — это не просто свод законов, а фундамент, на котором зиждется вся строительная отрасль. Без их строгого соблюдения невозможно гарантировать безопасность, надежность и долговечность конструкций. В контексте сварных балочных конструкций в Российской Федерации существует целая экосистема стандартов, которые взаимодействуют друг с другом, образуя всеобъемлющую систему регулирования. Понимание этой взаимосвязи является ключом к успешному проектированию, поскольку каждый документ несет свою уникальную функцию, уточняя и дополняя общий каркас требований, а несоблюдение даже одного из них может привести к серьезным последствиям.

Основные положения СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции»

Начало любого проекта стальных конструкций — это обращение к Своду правил СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции», который фактически является библией для инженеров-проектировщиков. Этот документ, представляющий собой актуализированную редакцию СНиП II-23-81*, устанавливает основополагающие требования к проектированию стальных конструкций, эксплуатируемых в широком температурном диапазоне, от −60 °C до +100 °C. Важно отметить, что его область применения достаточно широка, охватывая большинство гражданских и промышленных зданий и сооружений. Однако существуют и исключения, например, он не распространяется на мосты, транспортные тоннели и трубы под насыпями, для которых существуют отдельные, более специализированные нормативы, что подчеркивает необходимость внимательного изучения сферы действия документа.

В основе СП 16.13330.2017 лежат принципы расчета по предельным состояниям двух групп:

• Первая группа предельных состояний (прочность, устойчивость, выносливость) обеспечивает невозможность разрушения или потери устойчивости конструкции в целом или ее отдельных элементов.
• Вторая группа предельных состояний (жесткость, трещиностойкость, колебания) гарантирует нормальную эксплуатацию конструкции без недопустимых деформаций и местных повреждений.

Базовые принципы расчетов, изложенные в СП, включают в себя:

• Учет полной расчетной схемы сооружения;
• Расчетные сопротивления материалов;
• Коэффициенты надежности по нагрузке, материалу и назначению сооружения;
• Геометрические характеристики сечений.

Для изгибаемых элементов, к которым относятся и балки, раздел 8 «Расчет элементов стальных конструкций при изгибе» СП 16.13330.2017 содержит методику подбора минимальных сечений, в том числе для составных балок, подробно описывая расчет на прочность изгибаемых элементов сплошного сечения (п. 8.2).

Взаимодействие с СП 294.1325800.2017 «Конструкции стальные. Правила проектирования»

Помимо СП 16.13330.2017, существует еще один ключевой документ, СП 294.1325800.2017 «Конструкции стальные. Правила проектирования». Несмотря на то, что СП 16.13330.2017 является основным, СП 294.1325800.2017 выступает как его уточняющий и дополняющий аналог, особенно в вопросах, касающихся общих правил проектирования и конструирования. Он не заменяет основной свод правил, а расширяет его, предлагая более глубокие разъяснения по ряду аспектов.

Например, в СП 294.1325800.2017 могут быть более подробно изложены требования к конструктивным решениям, к обеспечению местной устойчивости тонкостенных элементов, а также к деталям узлов, которые в СП 16.13330.2017 представлены в более общем виде. Особое внимание уделено разделу 7.4.4, который непосредственно касается изгибаемых элементов, дополняя и развивая положения СП 16.13330.2017 в части выбора сечений и конструктивных решений. Инженер должен использовать оба документа в комплексе, чтобы получить полную картину требований и выбрать наиболее оптимальные и безопасные проектные решения, что, в свою очередь, сокращает риски при эксплуатации.

Роль СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия»

Проектирование любой строительной конструкции начинается с определения нагрузок. Здесь в дело вступает СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия», который является фундаментальным документом для всех видов расчетов. Этот Свод правил систематизирует и стандартизирует все возможные нагрузки, которые могут воздействовать на конструкцию в течение всего срока ее эксплуатации.

Методика сбора нагрузок включает в себя:

• Постоянные нагрузки: собственный вес конструкций, вес ограждающих конструкций, стационарного оборудования. Эти нагрузки действуют постоянно и их значения не изменяются существенно со временем.
• Временные длительные нагрузки: вес перегородок, стационарного оборудования, складируемых материалов. Они могут изменяться, но их действие считается продолжительным.
• Временные кратковременные нагрузки: снеговые, ветровые, нагрузки от людей и подвижного оборудования. Их действие носит эпизодический характер.
• Особые нагрузки: сейсмические, взрывные, температурные воздействия.

СП 20.13330.2016 также устанавливает принципы комбинирования нагрузок, вводя различные сочетания для предельных состояний I и II групп, что позволяет учесть наиболее неблагоприятные варианты нагружения и обеспечить надежность конструкции. Например, для балочных конструкций это может быть сочетание собственного веса, полезной нагрузки на перекрытие и снеговой нагрузки.

Релевантные ГОСТы для сталей и сварных соединений

Помимо Сводов правил, не менее важную роль играют Государственные стандарты (ГОСТы), которые регламентируют характеристики материалов и качество изготовления.

• ГОСТ 23118-2012 «Конструкции стальные строительные. Общие технические условия» является основным стандартом, устанавливающим общие технические требования к стальным строительным конструкциям. Он содержит требования к материалам, изготовлению, контролю качества, маркировке, упаковке, транспортированию и хранению. Этот ГОСТ является ориентиром для производителей и монтажников, обеспечивая единообразие и качество продукции.
• ГОСТ Р 58064-2018 «Сварка. Методы испытаний» и другие сопутствующие стандарты по сварке играют критически важную роль. Они регламентируют требования к выполнению сварных соединений, методы их контроля (визуальный, ультразвуковой, радиографический и др.), а также критерии допустимости дефектов. Правильный выбор методов испытаний и их строгое соблюдение являются залогом прочности и надежности сварных швов, а значит, и всей конструкции. Эти ГОСТы обеспечивают, что сварные швы соответствуют проектным требованиям и способны выдержать расчетные нагрузки.

Таблица 1: Основные нормативные документы для проектирования сварных балок

Документ	Основное назначение	Ключевые аспекты для балок
СП 16.13330.2017	Проектирование стальных конструкций	Общие требования к расчетам, предельные состояния, прочность, устойчивость, жесткость, расчет изгибаемых элементов (п. 8.2).
СП 294.1325800.2017	Правила проектирования стальных конструкций	Уточнения и дополнения к СП 16, более детальные требования к конструктивным решениям, изгибаемым элементам (п. 7.4.4).
СП 20.13330.2016	Нагрузки и воздействия	Классификация нагрузок (постоянные, временные, особые), принципы их сбора и комбинирования для расчетов.
ГОСТ 23118-2012	Стальные конструкции. Общие технические условия	Требования к материалам, изготовлению, контролю качества, маркировке стальных конструкций.
ГОСТ Р 58064-2018	Сварка. Методы испытаний	Регламентация методов испытаний сварных швов, критерии приемки, контроль качества сварных соединений.

Таким образом, проектирование сварных балочных конструкций — это комплексный процесс, который требует не просто ссылки на один документ, а глубокого понимания взаимодействия целого ряда нормативных актов. Только такой подход позволяет инженеру создавать безопасные, экономичные и долговечные сооружения.

Материалы для сварных балочных конструкций и их характеристики

Выбор материала — это не просто строка в спецификации, это фундаментальное решение, которое определяет не только несущую способность, но и свариваемость, долговечность, а порой и эстетику конструкции. Для сварных балочных конструкций сталь является основным материалом, и ее свойства играют ключевую роль в каждом аспекте проектирования и производства. Правильный выбор стали учитывает не только прочностные характеристики, но и условия эксплуатации, температурные режимы, агрессивность среды и, конечно же, технологические аспекты сварки, поскольку они напрямую влияют на качество конечного продукта.

Классификация и маркировка сталей

Стали, используемые в строительстве, классифицируются по множеству признаков: по химическому составу, по прочности, по назначению и по способу раскисления. Наиболее важными для сварных конструкций являются низкоуглеродистые и низколегированные стали, такие как С235, С245, С255, С345, С355, С390, С440, С590. Буква «С» в маркировке означает «строительная», а число указывает на минимальное значение предела текучести ($\sigma_{\text{Т}}$) в МПа. Например, сталь С255 имеет предел текучести не менее 255 МПа.

Основные механические свойства, на которые обращают внимание при проектировании:

• Предел текучести ($\sigma_{\text{Т}}$): напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться. Это критический параметр для расчетов по первой группе предельных состояний.
• Предел прочности ($\sigma_{\text{В}}$): максимальное напряжение, которое материал может выдержать до разрушения.
• Относительное удлинение ($\delta$): способность материала к пластической деформации до разрушения, характеризует пластичность.
• Ударная вязкость (KCU, KV): способность материала поглощать механическую энергию при деформации и разрушении под действием ударной нагрузки, особенно важна для конструкций, работающих в условиях низких температур или динамических нагрузок.

Физические свойства, такие как плотность (обычно 7850 кг/м³ для стали), модуль упругости (Е ≈ 2,06 · 10⁵ МПа) и коэффициент линейного температурного расширения, также учитываются в расчетах и при конструировании.

Таблица 2: Свойства некоторых строительных сталей

Марка стали	Предел текучести, $\sigma_{\text{Т}}$ (МПа)	Предел прочности, $\sigma_{\text{В}}$ (МПа)	Относительное удлинение, $\delta$ (%)	Ударная вязкость, KCU при -20 °C (Дж/см2)
С255	255	390-500	23	29
С345	345	490-630	21	29
С390	390	510-660	20	29

Влияние характеристик стали на сварные соединения

Выбор марки стали для сварных конструкций неразрывно связан с ее свариваемостью. Свариваемость — это способность стали образовывать качественное, прочное и пластичное сварное соединение без дефектов при заданном технологическом процессе. Химический состав стали является определяющим фактором свариваемости. Можно ли проигнорировать этот аспект, не рискуя при этом безопасностью всей конструкции?

• Углерод является основным элементом, влияющим на прочность и твердость стали, но при его увеличении свариваемость ухудшается. При высоком содержании углерода (более 0,25%) возрастает склонность к образованию закалочных структур и трещин в зоне термического влияния (ЗТВ) из-за образования мартенсита.
• Легирующие элементы (марганец, кремний, хром, никель, молибден, ванадий) улучшают прочностные характеристики, но также могут влиять на свариваемость. Например, марганец и кремний в умеренных количествах улучшают свариваемость, дегазируя металл.
• Способ раскисления определяет содержание кислорода и, как следствие, наличие газовых пузырей и неметаллических включений. Различают:
  • Кипящие стали (кп): не полностью раскислены, содержат много кислорода, что приводит к образованию газовых пузырей в шве. Их свариваемость низкая, и они редко используются для ответственных сварных конструкций.
  • Полуспокойные стали (пс): частично раскислены, обладают улучшенной свариваемостью по сравнению с кипящими.
  • Спокойные стали (сп): полностью раскислены, имеют наилучшую свариваемость благодаря минимальному содержанию газов и неметаллических включений. Именно эти стали предпочтительны для ответственных сварных балочных конструкций.

Необходимость предварительного подогрева и последующей термообработки также напрямую зависит от марки стали и ее свариваемости. Высокоуглеродистые и некоторые низколегированные стали требуют предварительного подогрева перед сваркой для замедления скорости охлаждения ЗТВ, что предотвращает образование закалочных структур и холодных трещин. Последующая термообработка (например, отжиг или нормализация) может быть необходима для снятия остаточных напряжений и улучшения механических свойств сварного соединения.

Таким образом, выбор стали для сварных балочных конструкций — это комплексное инженерное решение, учитывающее множество факторов. Оно должно быть обосновано не только требованиями по несущей способности, но и технологическими возможностями сварочного производства, чтобы гарантировать высокое качество и долговечность готовой конструкции.

Расчет и конструирование прокатных и составных сварных балок

Проектирование балочных конструкций — это искусство балансирования между прочностью, жесткостью, устойчивостью и экономичностью. Этот процесс требует не только глубокого понимания теоретических основ строительной механики, но и практического владения нормативной документацией. Будь то прокатный двутавр или сложная составная сварная балка, каждый элемент должен быть тщательно рассчитан и сконструирован, чтобы безотказно выполнять свои функции на протяжении всего срока службы сооружения.

Определение внутренних силовых факторов

Первым и одним из самых ответственных этапов расчета балок является определение внутренних силовых факторов. Эти факторы — изгибающие моменты ($\text{М}$) и поперечные силы ($\text{Q}$) — являются прямым следствием внешних нагрузок, действующих на балку. Они определяют величину и характер напряжений, возникающих в сечении, и, следовательно, являются отправной точкой для всех последующих проверок. Каждое неточное определение здесь неизбежно приведет к ошибкам на последующих этапах проектирования.

Методика построения эпюр изгибающих моментов и поперечных сил включает следующие шаги:

1. Определение опорных реакций: Сначала необходимо определить реакции в опорах балки, используя уравнения статики: сумма проекций всех сил на оси X и Y равна нулю, и сумма моментов относительно любой точки равна нулю.
2. Разбиение балки на участки: Балка разбивается на участки в точках приложения сосредоточенных сил, изменения распределенных нагрузок или изменения сечения.
3. Определение внутренних усилий на каждом участке: Для каждого участка строятся выражения для изгибающего момента M(x) и поперечной силы Q(x) путем «рассечения» балки и рассмотрения равновесия одной из частей.
4. Построение эпюр: На основании полученных выражений строятся эпюры M и Q, которые графически отображают изменение внутренних силовых факторов по длине балки. Максимальные значения на эпюрах являются критическими для последующих расчетов.

Например, для простой балки на двух опорах, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой q и сосредоточенной силой P в середине пролета, эпюра моментов будет параболической, а эпюра поперечных сил — линейной.

Подбор сечений балок

После определения максимальных внутренних силовых факторов переходят к подбору сечений.

Прокатные двутавры: Для балок небольших пролетов и нагрузок часто используются прокатные двутавровые балки. Подбор осуществляется по сортаменту (ГОСТ 8239, ГОСТ 19425 и др.) по требуемому моменту сопротивления $\text{W}_{\text{треб}}$, который определяется по формуле:

Wтреб = Mmax / (Ry · γc)

где:

• $\text{M}_{\text{max}}$ — максимальный изгибающий момент;
• $\text{R}_{\text{y}}$ — расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию и изгибу (из СП 16.13330.2017);
• $\gamma_{\text{c}}$ — коэффициент условий работы.

Составные сварные балки: Для больших пролетов и нагрузок, где прокатные профили оказываются неэффективными или недоступными, применяются составные сварные балки. Их преимущество в возможности оптимального распределения металла в сечении и создания требуемых геометрических характеристик.

Компоновка составной сварной балки включает:

1. Проектирование поясов: Пояса (верхний и нижний) воспринимают основные изгибающие напряжения. Их площадь $\text{A}_{\text{ф}}$ определяется исходя из момента M и высоты сечения h: $\text{A}_{\text{ф}}$ ≈ M / (h · $\text{R}_{\text{y}}$). Размеры поясов (ширина $\text{b}_{\text{ф}}$ и толщина $\text{t}_{\text{ф}}$) подбираются с учетом требований по местной устойчивости.
2. Проектирование стенки: Стенка воспринимает поперечные силы и обеспечивает устойчивость поясов. Ее размеры (высота $\text{h}_{\text{ст}}$ и толщина $\text{t}_{\text{ст}}$) подбираются исходя из поперечной силы Q, а также требований по общей и местной устойчивости стенки. Часто стенки усиливаются ребрами жесткости.

Оптимальное соотношение высоты к ширине пояса и высоты к толщине стенки позволяет минимизировать расход металла и обеспечить устойчивость.

Проверки по предельным состояниям I группы (прочность и устойчивость)

После предварительного подбора сечения проводятся детальные проверки по предельным состояниям I группы, которые гарантируют невозможность разрушения или потери устойчивости.

1. Проверка прочности по нормальным напряжениям:

   σmax = Mmax / Wnet ≤ Ry · γc

   где $\text{W}_{\text{net}}$ — момент сопротивления нетто (с учетом ослаблений).

2. Проверка прочности по касательным напряжениям:

   τmax = Qmax · Sx / (Ix · tw) ≤ Rs · γc

   где $\text{S}_{\text{x}}$ — статический момент части сечения относительно нейтральной оси, $\text{I}_{\text{x}}$ — момент инерции сечения, $\text{t}_{\text{w}}$ — толщина стенки, $\text{R}_{\text{s}}$ — расчетное сопротивление стали сдвигу.

3. Проверка общей устойчивости балки: Для балок, подверженных изгибу в плоскости наибольшей жесткости, необходимо проверять устойчивость плоской формы изгиба (потерю устойчивости из плоскости). Это особенно актуально для балок с узкими верхними поясами, не раскрепленными от смещения и поворота. Проверка осуществляется по формуле:

   M / (φb · Wnet) ≤ Ry · γc

   где $\varphi_{\text{b}}$ — коэффициент устойчивости при изгибе, учитывающий раскрепление и жесткость балки.

4. Проверка местной устойчивости элементов:
   • Стенки: Проверяется устойчивость стенки между ребрами жесткости от потери устойчивости при сдвиге, изгибе и их совместном действии. Соотношение $\text{h}_{\text{ст}} / \text{t}_{\text{ст}}$ должно удовлетворять требованиям СП 16.13330.2017, при необходимости устанавливаются ребра жесткости.
   • Поясов: Проверяется местная устойчивость свесов полок поясов от потери устойчивости сжатых элементов.

Все проверки выполняются согласно соответствующим пунктам СП 16.13330.2017, например, для изгибаемых элементов сплошного сечения в разделе 8.

Проверки по предельным состояниям II группы (жесткость и трещиностойкость)

Предельные состояния II группы обеспечивают нормальную эксплуатацию конструкции.

1. Расчет на жесткость (прогибы): Прогибы балок не должны превышать допустимых значений, установленных СП 20.13330.2016 или другими нормативными документами в зависимости от назначения конструкции и эстетических требований.

   f = (P · L3) / (48 · E · Ix) (для сосредоточенной силы в середине пролета)

   f = (5 · q · L4) / (384 · E · Ix) (для равномерно распределенной нагрузки)

   где L — пролет балки, E — модуль упругости стали, $\text{I}_{\text{x}}$ — момент инерции сечения.
   Полученный прогиб f сравнивается с [f]_доп, например, [f]_доп = L/200 или L/250 для перекрытий.

2. Расчеты на выносливость: Для балок, подверженных многократно повторяющимся нагрузкам (например, под крановыми путями), необходимо выполнять проверку на выносливость. Это предотвращает усталостное разрушение, которое может произойти при напряжениях ниже предела текучести, но при большом числе циклов нагружения. Расчеты на выносливость основаны на диаграммах Вёлера и учитывают коэффициенты концентрации напряжений в сварных швах и других местах резкого изменения геометрии. Эти требования также изложены в СП 16.13330.2017.

Детальное соблюдение всех этих этапов гарантирует, что балка не только выдержит расчетные нагрузки без разрушения, но и будет функционировать без чрезмерных деформаций, обеспечивая комфорт и безопасность эксплуатации.

Проектирование и компоновка узлов сварных балочных перекрытий

Узлы — это «суставы» любой строительной конструкции. Именно в них сосредоточены наибольшие напряжения и именно от их грамотного проектирования и исполнения зависит общая надежность и живучесть сооружения. В сварных балочных перекрытиях узлы играют ключевую роль, связывая балки между собой, с колоннами или другими несущими элементами. Ошибки в проектировании узлов могут привести к преждевременному разрушению всей конструкции, даже если основные элементы рассчитаны правильно. Игнорирование этого факта чревато катастрофическими последствиями.

Опорные узлы

Опорные узлы — это точки, через которые балка передает нагрузку на поддерживающие конструкции, будь то колонны, стены или другие балки. Их проектирование требует особого внимания, поскольку здесь сосредоточены максимальные опорные реакции и изгибающие моменты.

Основные конструктивные решения опорных узлов:

• Опирание балки на колонну сверху: Балка опирается на оголовок колонны. В этом случае нагрузка передается через опорную плиту или непосредственно через торец балки.
• Опирание балки на консоль колонны: Для жесткого или шарнирного сопряжения. В этом случае к стенке или полке колонны приваривается опорный столик или консоль, на который опирается балка.
• Опирание балки на балку: Второстепенная балка опирается на главную.

Расчет опорных узлов включает:

1. Расчет опорных ребер: Если толщина стенки балки недостаточна для восприятия опорной реакции без потери местной устойчивости или смятия, устанавливаются опорные ребра жесткости. Их площадь и толщина рассчитываются на смятие и устойчивость.

   Например, для ребра: $\text{F}_{\text{оп}}$ ≤ $\text{R}_{\text{p}}$ · $\text{A}_{\text{эфф}}$ · $\gamma_{\text{c}}$, где $\text{F}_{\text{оп}}$ — опорная реакция, $\text{R}_{\text{p}}$ — расчетное сопротивление стали смятию, $\text{A}_{\text{эфф}}$ — эффективная площадь смятия.

2. Расчет сварных швов: Сварные швы, соединяющие опорные ребра с балкой или балку с колонной, рассчитываются на срез и изгиб от передаваемых усилий. Толщина шва ($\text{k}_{\text{ф}}$) и его длина ($\text{l}_{\text{ш}}$) определяются по формуле:

   Fоп ≤ Rwf · Aw · γwf · γc

   где $\text{R}_{\text{wf}}$ — расчетное сопротивление углового шва, $\text{A}_{\text{w}}$ — расчетная площадь шва ($\text{A}_{\text{w}}$ = $\text{k}_{\text{ф}}$ · $\text{l}_{\text{ш}}$), $\gamma_{\text{wf}}$ — коэффициент надежности по сварному шву.

Особое внимание уделяется предотвращению местного смятия или потери устойчивости стенки балки в зоне опирания.

Узлы сопряжения балок

Узлы сопряжения главных и второстепенных балок определяют общую пространственную жесткость перекрытия. Они могут быть жесткими или шарнирными.

• Шарнирные узлы: Позволяют второстепенной балке свободно поворачиваться относительно главной. Это упрощает расчеты, так как момент передается минимально. Часто реализуются с помощью опорных столиков, уголков или парных накладок, привариваемых к стенке главной балки.
• Жесткие узлы: Обеспечивают передачу изгибающего момента от второстепенной балки к главной, создавая монолитную работу. Это требует более сложных конструктивных решений, таких как сварка поясов второстепенной балки непосредственно к поясам главной, или использование фланцевых соединений.

Расчет сварных и болтовых соединений в узлах сопряжения:

1. Сварные соединения: Рассчитываются на срез и растяжение/сжатие от передаваемых моментов и поперечных сил, аналогично опорным узлам. Важно учитывать концентрацию напряжений в местах приварки.
2. Болтовые соединения: Если используются болты (обычные или высокопрочные), их количество, диаметр и класс прочности определяются исходя из усилий в соединении.

   N ≤ Rbt · Ab · γb · γc (для болтов на растяжение)

   Q ≤ Rbs · Ab · γb · γc (для болтов на срез)

   где $\text{R}_{\text{bt}}$, $\text{R}_{\text{bs}}$ — расчетные сопротивления болтов растяжению и срезу, $\text{A}_{\text{b}}$ — площадь сечения болта. Для высокопрочных болтов также проверяется работа на сдвиг по трению.

Пример шарнирного узла: второстепенная балка крепится к стенке главной балки на опорных уголках, приваренных к стенке главной балки. Уголки рассчитываются на срез от реакции второстепенной балки.

Монтажные узлы

Монтажные узлы предназначены для соединения элементов балок непосредственно на строительной площадке. Они могут быть выполнены на сварке или на высокопрочных болтах. Выбор способа зависит от технологических возможностей, условий монтажа, требований к жесткости и экономичности.

• Монтажные стыки на сварке: Обеспечивают монолитность конструкции, но требуют квалифицированных сварщиков, контроля качества швов и благоприятных погодных условий. Расчет таких стыков аналогичен расчету обычных сварных швов. Важно обеспечить полный провар корневого шва и правильное выполнение разделки кромок.
• Монтажные стыки на высокопрочных болтах: Являются более технологичным решением для монтажа. Болты затягиваются с контролируемым натяжением, что обеспечивает работу соединения на сдвиг по трению. Это позволяет избежать сварочных работ на высоте, упрощает контроль качества и сокращает сроки монтажа. Расчет таких стыков включает проверку на сдвиг по трению, на срез болтов, на растяжение болтов и на смятие соединяемых элементов.

Основная формула для расчета на сдвиг по трению:

Q ≤ n · Fбн · μ · γн · γc

где n — количество болтов, $\text{F}_{\text{бн}}$ — сила натяжения болта, μ — коэффициент трения, $\gamma_{\text{н}}$ — коэффициент условий работы.

Выбор между сварным и болтовым монтажным стыком определяется проектом производства работ (ППР) и технико-экономическим обоснованием.

Таблица 3: Типовые узлы сварных балочных перекрытий и их особенности

Тип узла	Назначение	Основные конструктивные элементы	Ключевые аспекты расчета	Технологические особенности
Опорные узлы	Передача нагрузки на опоры	Опорные плиты, ребра жесткости, консоли, сварные швы	Смятие, местная устойчивость стенки, прочность сварных швов	Точность установки, качество сварки
Узлы сопряжения балок	Соединение главных и второстепенных балок	Опорные уголки, накладки, фланцы, сварные или болтовые соединения	Прочность сварных/болтовых соединений, жесткость узла	Обеспечение требуемой жесткости (шарнирный/жесткий)
Монтажные узлы	Стыковка балок на стройплощадке	Накладки, фланцы, высокопрочные болты, сварные швы	Прочность сварных/болтовых соединений (срез, растяжение, трение)	Скорость и условия монтажа, качество выполнения

Грамотное проектирование и детализация каждого узла с учетом всех передаваемых усилий и технологических особенностей являются залогом успешной реализации проекта сварных балочных конструкций.

Расчет сварных соединений и влияние технологии сварки

Сварные соединения — это не просто способ скрепления металлических элементов, это критически важные компоненты, которые определяют прочность, долговечность и безопасность всей конструкции. В сварных балочных конструкциях качество и надежность каждого шва имеют первостепенное значение. Их расчет должен учитывать не только передаваемые нагрузки, но и специфические факторы, связанные с технологией сварки, такие как остаточные напряжения, термические деформации и характеристики свариваемых материалов.

Классификация и расчет сварных швов

Сварные швы классифицируются по типу соединения, форме разделки кромок и месту выполнения. Основные типы сварных соединений в балочных конструкциях:

• Стыковые швы: Выполняются путем соединения встык кромок двух деталей. Они обеспечивают высокую прочность и часто используются для соединения поясов или стенок балок по длине.
• Угловые швы: Применяются для соединения деталей, расположенных под углом, например, для приварки поясов к стенке составной балки, или для крепления ребер жесткости.

Геометрические параметры сварных швов:

• Толщина шва ($\text{k}_{\text{ф}}$): Для угловых швов — катет шва, для стыковых — толщина наименьшей из свариваемых деталей.
• Расчетная длина шва ($\text{l}_{\text{ш}}$): Длина шва, по которой распределяется нагрузка.
• Расчетное сечение шва: Площадь, по которой производится расчет на прочность.

Методики расчета на прочность:
Расчет сварных швов выполняется по предельным состояниям I группы (прочность) согласно СП 16.13330.2017.

1. Расчет стыковых швов: Стыковые швы, работающие на растяжение/сжатие или изгиб, рассчитываются по площади основного металла наименьшей из свариваемых деталей.

   N ≤ Ry · Aбр · γc (для растяжения/сжатия)

   M ≤ Ry · Wnet · γc (для изгиба)

   Где $\text{R}_{\text{y}}$ — расчетное сопротивление стали, $\text{A}_{\text{бр}}$ — площадь поперечного сечения, $\text{W}_{\text{net}}$ — момент сопротивления нетто.

2. Расчет угловых швов: Угловые швы рассчитываются на срез по условному сечению шва. Расчетное сопротивление углового шва $\text{R}_{\text{wf}}$ зависит от марки стали и типа сварки.

   Например, для углового шва, приваривающего пояс к стенке составной балки, расчетная площадь шва $\text{A}_{\text{w}}$ = $\text{k}_{\text{ф}}$ · $\text{l}_{\text{ш}}$.

   Прочность шва при срезе проверяется по формуле:

   τw = F / Aw ≤ Rwf · γc

   Где F — сдвигающее усилие, $\text{R}_{\text{wf}}$ — расчетное сопротивление углового шва срезу, $\gamma_{\text{c}}$ — коэффициент условий работы.

   Примеры расчета для балок составного сечения:

   • Сварные швы между поясами и стенкой рассчитываются на сдвигающее усилие, возникающее от касательных напряжений в балке. Это усилие определяется по формуле:

     Qшв = (Q · Sx) / Ix

     Где Q — поперечная сила в сечении, $\text{S}_{\text{x}}$ — статический момент пояса относительно нейтральной оси всего сечения, $\text{I}_{\text{x}}$ — момент инерции всего сечения.

   • Затем $\text{Q}_{\text{шв}}$ распределяется на два угловых шва (по одному с каждой с��ороны стенки).

Факторы выбора типа и параметров сварных соединений

Выбор типа и параметров сварных соединений — это многофакторная задача, которая учитывает:

• Вид нагрузки и уровень напряжений: Для высоконагруженных соединений предпочтительны стыковые швы с полным проваром, обеспечивающие максимальную прочность. Для менее нагруженных или второстепенных соединений могут быть использованы угловые швы.
• Доступное сварочное оборудование и технология: Наличие автоматической или полуавтоматической сварки позволяет выполнять длинные, качественные швы. Ручная дуговая сварка применяется в условиях ограниченного доступа или при монтаже.
• Квалификация сварщиков: Для выполнения ответственных швов требуются сварщики высокой квалификации, имеющие соответствующие аттестации.
• Условия монтажа: На строительной площадке (в монтажных условиях) часто предпочтение отдается болтовым соединениям или сварке, не требующей сложной разделки кромок и контроля.
• Тип стали: Как обсуждалось ранее, свариваемость стали определяет возможность образования качественного шва без дефектов.

Учет остаточных напряжений и деформаций от сварки

Сварка, являясь термическим процессом, неизбежно приводит к возникновению остаточных напряжений и деформаций в конструкции. Это один из наиболее сложных и критичных аспектов при проектировании сварных балок. Каковы же ключевые последствия этих явлений для долговечности конструкции?

• Возникновение начальных напряжений: При сварке металл в зоне шва и прилегающей ЗТВ нагревается до высоких температур, а затем быстро остывает. Неравномерное охлаждение приводит к сжатию остывшего металла и возникновению растягивающих остаточных напряжений в шве и ЗТВ, а также сжимающих напряжений в отдаленных участках конструкции. Эти напряжения могут достигать предела текучести материала.
• Влияние на деформации и устойчивость: Остаточные напряжения могут вызвать:
  • Угловые и поперечные деформации: Изменение формы элемента (коробление) из-за неравномерного нагрева и охлаждения.
  • Продольные деформации: Укорочение или удлинение элемента.
  • Снижение общей и местной устойчивости: Растягивающие остаточные напряжения могут снижать устойчивость сжатых элементов, поскольку они «отнимают» часть несущей способности, которая должна была быть использована для внешних нагрузок. СП 16.13330.2017 учитывает это, вводя понижающие коэффициенты устойчивости.

Методы минимизации остаточных напряжений и деформаций:

• Рациональная последовательность сварки: Выбор такой последовательности, чтобы уравновешивать деформации (например, симметричная сварка, сварка «от середины к краям»).
• Сварочные приспособления и оснастка: Использование жестких приспособлений для фиксации деталей во время сварки.
• Предварительный подогрев: Замедляет скорость охлаждения, уменьшая градиент температур и, как следствие, остаточные напряжения.
• Послесварочная термообработка (отжиг): Нагрев всей конструкции или ее части до определенной температуры с последующим медленным охлаждением позволяет снять значительную часть остаточных напряжений.
• Механические методы: Проковка швов, обжатие.
• Компенсационные припуски: Учет ожидаемых усадок при раскрое металла.

Понимание и учет влияния остаточных напряжений и деформаций — это не просто дополнительный пункт в расчете, а краеугольный камень в обеспечении долговечности и безопасности сварных конструкций.

Современные подходы к оптимизации конструктивных решений сварных балок

В эпоху рационального использования ресурсов и устойчивого развития, оптимизация конструктивных решений становится не просто желательной, а необходимой частью проектирования. Для сварных балочных конструкций это означает не только обеспечение требуемой несущей способности и надежности, но и достижение этих целей с минимальным расходом металла, максимальной технологичностью изготовления и высокой эксплуатационной надежностью. Современные подходы опираются на глубокий анализ, инновационные материалы и передовые методы моделирования.

Оптимизация сечений балок

Цель оптимизации сечения — найти такую геометрию балки, которая при заданной нагрузке обеспечит минимальный расход материала, сохраняя при этом все необходимые прочностные, жесткостные и устойчивостные характеристики.

Методы рационального подбора геометрических параметров:

1. Варьирование соотношения высоты и ширины: Для двутавровых балок увеличение высоты сечения при той же площади существенно увеличивает момент инерции $\text{I}_{\text{x}}$ и, следовательно, жесткость и прочность при изгибе. Однако чрезмерное увеличение высоты может привести к потере устойчивости стенки или снижению общей устойчивости балки. Оптимальное соотношение высоты к ширине пояса и высоты к толщине стенки ($\text{h}_{\text{ст}}/\text{t}_{\text{ст}}$) определяется из условий местной устойчивости согласно СП 16.13330.2017.
2. Использование тонкостенных профилей и перфорированных балок: Современные технологии позволяют изготавливать балки с очень тонкими стенками, но с усиленными поясами, что значительно снижает массу. Перфорированные балки (с отверстиями в стенке) также позволяют сократить расход металла и одновременно облегчить прокладку коммуникаций, но требуют тщательного расчета концентрации напряжений вокруг отверстий.
3. Балки переменного сечения: Для балок с неравномерной эпюрой изгибающих моментов можно использовать балки переменного сечения, где высота или ширина поясов изменяются по длине балки в соответствии с изменением момента. Это позволяет максимально точно распределить материал там, где он необходим, и сэкономить там, где нагрузки меньше.
4. Применение высокопрочных сталей: Использование сталей с более высоким пределом текучести (например, С345 вместо С255) позволяет уменьшить площадь сечения балки при той же несущей способности, что приводит к сокращению расхода металла. Однако это требует более тщательного контроля за свариваемостью и стоимостью материала.

Оптимизация часто достигается с помощью численных методов и программных комплексов, которые позволяют быстро перебирать множество вариантов и находить наилучшее решение с учетом всех ограничений.

Повышение технологичности изготовления

Технологичность — это совокупность свойств конструкции, определяющих возможность изготовления с наименьшими трудовыми и материальными затратами.

Принципы проектирования, учитывающие возможности и ограничения сварочного производства:

1. Стандартизация и унификация: Использование стандартных профилей, типовых узлов и повторяющихся элементов упрощает производство, снижает затраты на оснастку и обучение персонала.
2. Минимизация объема сварки: Чем меньше длина и количество сварных швов, тем ниже трудоемкость, меньше остаточных напряжений и деформаций. Следует избегать сложных пространственных швов, труднодоступных для сварки.
3. Применение автоматизированной и механизированной сварки: Проектирование должно предусматривать возможность применения автоматических и полуавтоматических сварочных процессов, которые обеспечивают высокую скорость и качество швов. Это означает, например, проектирование прямолинейных швов, доступных для сварочной головки.
4. Разработка рациональной последовательности сборки и сварки: Проектирование должно учитывать последовательность сборки и сварки, чтобы минимизировать коробление и остаточные напряжения. Например, использование симметричной сварки или сварки «от середины к краям».
5. Допуски и точность изготовления: Проектирование должно учитывать допустимые отклонения в размерах и форме, чтобы избежать чрезмерных затрат на подгонку на монтаже.
6. Использование сборочно-сварочных кондукторов: Проектирование должно предусматривать возможность использования кондукторов для точной фиксации элементов перед сваркой.

Обеспечение эксплуатационной надежности

Эксплуатационная надежность — это способность конструкции выполнять свои функции в течение заданного срока службы при сохранении всех заданных параметров.

Современные подходы к оценке долговечности, живучести и ремонтопригодности:

1. Расчеты на выносливость с учетом спектра нагрузок: Вместо расчета на выносливость по одной амплитуде напряжений, используются методы, учитывающие весь спектр нагрузок, ожидаемых в течение срока службы, что позволяет более точно прогнозировать усталостную долговечность.
2. Применение неразрушающего контроля (НК): Внедрение современных методов НК (ультразвуковой, радиографический, магнитопорошковый и др.) на всех этапах производства и эксплуатации позволяет своевременно выявлять дефекты и принимать меры по их устранению.
3. Мониторинг состояния конструкций: Использование датчиков и систем удаленного мониторинга для непрерывного отслеживания деформаций, напряжений и других параметров, что позволяет предотвращать аварии и планировать ремонты.
4. Концепция живучести (damage tolerance): Проектирование конструкции таким образом, чтобы она сохраняла несущую способность даже при наличии локальных повреждений (например, трещин). Это достигается за счет избыточности, использования пластичных материалов и специальных конструктивных решений, замедляющих распространение трещин.
5. Ремонтопригодность: Проектирование должно предусматривать возможность доступа к критическим узлам для осмотра, ремонта или замены отдельных элементов без демонтажа всей конструкции. Использование болтовых соединений в монтажных узлах является примером такого подхода.
6. Защита от коррозии и огнезащита: Применение современных покрытий и конструктивных решений для защиты от агрессивных сред и высоких температур значительно продлевает срок службы балок.

В совокупности эти подходы позволяют создавать не просто прочные, а интеллектуально спроектированные сварные балочные конструкции, которые служат долго, эффективно и безопасно, адаптируясь к вызовам времени.

Заключение

В рамках данной курсовой работы мы совершили глубокое погружение в мир проектирования и расчета сварных балочных конструкций, детально изучив каждый аспект этого сложного инженерного процесса. От фундаментальной нормативно-технической базы, представленной такими ключевыми документами, как СП 16.13330.2017, СП 294.1325800.2017 и СП 20.13330.2016, до тонкостей выбора материалов и особенностей сварочного производства, мы проследили всю цепочку создания надежных и эффективных конструкций.

Были детально рассмотрены методики определения внутренних силовых факторов, принципы подбора сечений прокатных и составных сварных балок, а также исчерпывающий алгоритм проверок по предельным состояниям I (прочность, устойчивость) и II (жесткость, трещиностойкость) групп. Особое внимание было уделено проектированию и компоновке типовых узлов — опорных, сопряжения и монтажных, поскольку именно в этих критически важных элементах сосредоточены наибольшие напряжения и проявляются особенности взаимодействия различных конструктивных систем.

Анализ сварных соединений показал, что расчет их прочности неразрывно связан с пониманием влияния технологии сварки, включая возникновение остаточных напряжений и термических деформаций. Методы минимизации этих нежелательных эффектов были представлены как важная составляющая обеспечения долговечности конструкций.

В завершение, мы исследовали современные подходы к оптимизации конструктивных решений, которые позволяют не только сократить материалоемкость, но и повысить технологичность изготовления, а также обеспечить высокую эксплуатационность, живучесть и ремонтопригодность сварных балок. Использование высокопрочных сталей, балок переменного сечения и применение концепций живучести являются ключевыми направлениями для дальнейшего развития.

В результате выполненных расчетов и анализа конструктивных решений можно сделать вывод о высокой применимости рассмотренных методов в реальной инженерной практике. Тщательное соблюдение положений актуальных Сводов правил и ГОСТов, в сочетании с глубоким пониманием механики материалов и технологии сварки, является залогом создания безопасных, экономичных и долговечных сварных балочных конструкций. Дальнейшее развитие темы может быть связано с углубленным изучением динамического поведения сварных балок, применением инновационных материалов, таких как высокопрочные и коррозионностойкие стали, а также использованием BIM-технологий для комплексного проектирования и управления жизненным циклом таких конструкций.

Список использованной литературы

1. Методические указания к РГУ по курсу ‘Металлические конструкции’. Новосибирск: НГАСУ, 1998.
2. Металлические конструкции: Общий курс: Учеб. для вузов / Г.С.Веденников, Е.И.Беленя, В.С. Игнатьева и др.; Под ред. Г.С.Веденникова. – 7-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1998. – 760 с.: ил.
3. Металлические конструкции. В 3 т. Т 1. Элементы конструкций / В.В.Горев, Б.Ю.Уваров, В.В.Филипов и др.; Под ред. В.В.Горева. – 3-е изд., стер. – М.: Высш. шк., 2004. – 551 с.: ил.
4. Шторм. Оборудование для сварки и резки. Свариваемость металлов, напряжения и деформации при сварке. URL: https://shtorm-rus.ru/articles/svarivaemost-metallov-napryazheniya-i-deformatsii-pri-svarke/ (дата обращения: 13.10.2025).
5. Инвест Сталь. Как сварка влияет на прочность металлических конструкций. URL: https://investsteel.ru/blog/kak-svarka-vliyaet-na-prochnost-metallicheskikh-konstruktsiy/ (дата обращения: 13.10.2025).
6. Senlisweld. Что такое эффективность сварки и как ее повысить? URL: https://senlisweld.com/ru/what-is-weld-joint-efficiency-and-how-to-improve-it/ (дата обращения: 13.10.2025).
7. НТ-Сварка. Свариваемость деталей. URL: https://nt-svarka.ru/article/svarivaemost-detalej (дата обращения: 13.10.2025).
8. СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*» (утв. приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ от 27 февраля 2017 г. N 126/пр) (с изменениями и дополнениями). Доступ из справочно-правовой системы «ГАРАНТ». URL: https://base.garant.ru/71630136/ (дата обращения: 13.10.2025).
9. СП 294.1325800.2017 «Конструкции стальные. Правила проектирования». М.: Минстрой России, 2017. URL: https://www.minstroyrf.gov.ru/upload/iblock/c38/sp-294.pdf (дата обращения: 13.10.2025).
10. Cebora. Существующие дефекты сварных швов, факторы, влияющие на их образование. URL: https://cebora-russia.ru/blog/sushchestvuyushchie-defekty-svarnykh-shvov-faktory-vliyayushchie-na-ikh-obrazovanie/ (дата обращения: 13.10.2025).
11. СП 294.1325800.2017 «Конструкции стальные. Правила проектирования» (утв. приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ от 31 мая 2017 г. N 828/пр). Доступ из справочно-правовой системы «КонсультантПлюс». URL: https://docs.cntd.ru/document/456054457 (дата обращения: 13.10.2025).
12. Свод правил. Конструкции стальные тонкостенные из холодногнутых оцинкованных профилей. Доступ из справочно-правовой системы «КонсультантПлюс». URL: https://docs.cntd.ru/document/1200155093 (дата обращения: 13.10.2025).
13. Туснин А.Р., Туснина О.А. Проектирование и расчёт металлических конструкций: учебно-методическое пособие. Москва: МГСУ, 2020. URL: https://mgsu.ru/upload/iblock/d76/2020_Tusnin_Proektirovanie-i-raschet-metallicheskikh-konstruktsiy.pdf (дата обращения: 13.10.2025).
14. Приказ от 8 мая 2018 г. N 289/пр О внесении изменений в СП 16.13330.2017. М.: Минстрой России, 2018. URL: https://www.minstroyrf.gov.ru/docs/15473/ (дата обращения: 13.10.2025).
15. Металлические конструкции: расчет и конструирование прокатных и сварных балок. Минск: БНТУ. URL: https://rep.bntu.by/bitstream/handle/data/49864/metallicheskie_konstrukcii_raschet_i_konstruirovanie_prokatnyh_i_svarnyh_balok.pdf (дата обращения: 13.10.2025).
16. Подбор сечений стального проката: руководство пользователя. URL: http://www.pcysoft.ru/doc/help_steel_section.pdf (дата обращения: 13.10.2025).
17. Проектирование металлических конструкций. Ассоциация развития стального строительства. URL: https://steel-development.ru/upload/iblock/58f/Uchebnik_PMK_1_chast.pdf (дата обращения: 13.10.2025).
18. СП 16.13330.2017 «Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81*» (утв. Приказом Минстроя России от 27.02.2017 N 126/пр) (ред. от 27.06.2023). Доступ из справочно-правовой системы «КонсультантПлюс». URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_214251/ (дата обращения: 13.10.2025).
19. Изменение N 1 к СП 16.13330.2017 Стальные конструкции. Актуализированная ред. Доступ из справочно-правовой системы «КонсультантПлюс». URL: https://docs.cntd.ru/document/553648171 (дата обращения: 13.10.2025).
20. СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* (с Изменениями N 1, 2). Доступ из справочно-правовой системы «КонсультантПлюс». URL: https://docs.cntd.ru/document/456054252 (дата обращения: 13.10.2025).
21. Металл Монтаж Сервис. Узлы металлоконструкций. URL: https://m-m-s.ru/info/uzly-metallokonstrukcij/ (дата обращения: 13.10.2025).
22. Isopromat.ru. Понятия о прочности и жесткости конструкций и их элементов. URL: https://isopromat.ru/sopromat/ponyatiya-o-prochnosti-i-zhestkosti-konstrukcij-i-ih-elementov (дата обращения: 13.10.2025).
23. Сварка и Наплавка. Сварная конструкция. Определение. URL: https://svarkainaplavka.ru/termin/svarnaya-konstrukciya (дата обращения: 13.10.2025).
24. Инвест Сталь. ГОСТ 23118-2012 — Конструкции стальные строительные. URL: https://investsteel.ru/gost/gost-23118-2012/ (дата обращения: 13.10.2025).
25. Wikipedia. Балочная площадка. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D1%89%D0%B0%D0%B4%D0%BA%D0%B0 (дата обращения: 13.10.2025).
26. Метимарт-Проект. Жесткие и шарнирные узлы стальных конструкций быстровозводимых зданий. URL: https://metimart.ru/blog/metallokonstrukcii/zhestkie-i-sharnirnye-uzly-stalnykh-konstrukciy-bystrovozvodimykh-zdaniy/ (дата обращения: 13.10.2025).
27. Инжиниринговая Компания «Лидер Проект». Расчет конструкций: определение прочности и устойчивости. URL: https://liderproekt.ru/raschet-konstruktsij/ (дата обращения: 13.10.2025).
28. Онлайн-университет профессора Макеева С.А. Узлы металлоконструкций. URL: https://makprof.ru/uzly-metallokonstrukcij/ (дата обращения: 13.10.2025).
29. Минстрой России. СП 20.13330.2016 «СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия» (Приказ Минстроя России от 3 декабря 2016 г. № 891/пр). URL: https://minstroyrf.gov.ru/docs/11674/ (дата обращения: 13.10.2025).
30. ГОСТ 23118-2012. Конструкции стальные строительные. Общие технические условия. URL: http://gost.org.ru/gost/22165 (дата обращения: 13.10.2025).
31. Studizba.com. Методика расчета металлических конструкций по предельным состояниям. URL: https://studizba.com/lectures/108-stroitelnaya-mehanika-i-metallicheskie-konstrukcii/1086-metallicheskie-konstrukcii/21171-1-3-metodika-rascheta-metallicheskih-konstrukciy-po-predelnym-sostoyaniyam.html (дата обращения: 13.10.2025).
32. Строительная справка. Основы расчета металлических конструкций. URL: http://www.stroy-spravka.ru/mk/osnovy_rascheta_mkonstr/osnov_poloz_rasch_mkonstr.html (дата обращения: 13.10.2025).
33. Львовский национальный аграрный университет. Презентация на тему: Предельные состояния металлических конструкций. URL: https://znaimo.com.ua/docs/979/index-69025.html?page=19 (дата обращения: 13.10.2025).
34. Ironshop.pro. Классификация сварных конструкций. URL: https://ironshop.pro/articles/klassifikatsiya-svarnykh-konstruktsiy/ (дата обращения: 13.10.2025).
35. Проект СНиП 53-100-2010. Стальные конструкции. Нормы проектирования — 13.5. БАЛКИ. Доступ из справочно-правовой системы «КонсультантПлюс». URL: https://docs.cntd.ru/document/1200080806 (дата обращения: 13.10.2025).
36. Awacom.ru. 4. Основы расчетов на прочность и жесткость элементов конструкций. URL: https://awacom.ru/wp-content/uploads/2019/07/tekhnicheskaya-mekhanika-konspekt-lektsij.pdf (дата обращения: 13.10.2025).
37. Строительные конструкции. Монтажные узлы металлоконструкций. Обзорная статья. URL: https://stroykonstruktsii.ru/montazhnye-uzly-metallokonstrukcij-obzornaya-statya/ (дата обращения: 13.10.2025).
38. ГОСТ Р 58966-2020. Балки стальные двутавровые сварные. Технические условия. URL: http://gost.org.ru/gost/23722 (дата обращения: 13.10.2025).
39. Простострой. Общая характеристика балок. Балочная клетка. URL: https://prostobuild.ru/balki/obshhaya-harakteristika-balok-balochnaya-kletka/ (дата обращения: 13.10.2025).
40. Тритон Кровля. Что такое Балка. URL: https://tritonkrovlya.ru/glossary/chto-takoe-balka/ (дата обращения: 13.10.2025).
41. Awacom.ru. Балка. URL: https://awacom.ru/metal/balka-eto (дата обращения: 13.10.2025).
42. Prostobuild.ru. Виды балочных клеток. URL: https://prostobuild.ru/balki/vidy-balochnykh-kletok/ (дата обращения: 13.10.2025).
43. Пероф. Что такое балка. URL: https://peroff.ru/slovar/balka.html (дата обращения: 13.10.2025).
44. Лукаринвест. Как рассчитать и сконструировать металлическую несущую балку? URL: https://lukar-invest.ru/kak-rasschitat-i-skonstruirovat-metallicheskuyu-nesushchuyu-balku/ (дата обращения: 13.10.2025).
45. Кубанский государственный технологический университет. Балочные клетки. URL: https://kubstu.ru/upload/textpages/voprosy_po_teorii_mekhanizmov_i_mashin/VOPROS_1.docx (дата обращения: 13.10.2025).
46. Пресснастил. Термин — Балка. URL: https://pressnastil.ru/glossary/balka/ (дата обращения: 13.10.2025).
47. Bstudy.net. Типы балочных клеток. URL: https://bstudy.net/2311-tipy-balochnyh-kletok.html (дата обращения: 13.10.2025).
48. Wikipedia. Сварные конструкции. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D1%81%D1%82%D1%80%D1%83%D0%BA%D1%86%D0%B8%D0%B8 (дата обращения: 13.10.2025).
49. Wikipedia. Предельные состояния металлических конструкций. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D1%81%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%BD%D0%B8%D1%8F_%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BB%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D1%85_%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D1%81%D1%82%D1%80%D1%83%D0%BA%D1%86%D0%B8%D0%B9 (дата обращения: 13.10.2025).
50. Эпюры онлайн. Прочность, жесткость, устойчивость. URL: https://epury.ru/sopromat/osnovnyie-ponyatiya-soprotivleniya-materialov/prochnost-zhestkost-ustoychivost/ (дата обращения: 13.10.2025).