Этот справочник собирает в одном месте то, что чаще всего приходится уточнять при проектировании, закупке и проверке металлоконструкций: какие марки стали применяются и чем они отличаются, как читать обозначения двутавров, швеллеров, уголков, профильных труб и листа, сколько весит погонный метр проката и где обычно возникают ошибки. Значения в таблицах приведены округлённо и служат для ориентировки и предварительных расчётов. Для рабочего проекта всегда сверяйтесь с действующим сортаментом и сертификатом качества на конкретную партию металла.
Как пользоваться справочником
Материал разделён на блоки по видам проката. В каждом блоке есть краткое пояснение, как устроено обозначение профиля, таблица с типовыми размерами и массой, а также практические замечания о том, где этот прокат уместен и на что обратить внимание при приёмке.
Несколько общих принципов:
- масса стали принимается условно равной 7,85 тонны на кубический метр, поэтому один квадратный метр листа толщиной 1 мм весит около 7,85 кг;
- фактическая масса проката может отличаться от теоретической в пределах допусков, и при закупке «по весу» эта разница влияет на итоговую стоимость;
- обозначение профиля без указания стандарта и марки стали неполное: один и тот же типоразмер может выпускаться по разным стандартам с разной геометрией;
- в спецификации к проекту указывают профиль, стандарт на сортамент, марку стали и стандарт на технические требования.
Марки стали для строительных конструкций
Для строительных металлоконструкций используются преимущественно углеродистые и низколегированные стали. В строительной практике их принято обозначать по пределу текучести: буква «С» и число, примерно соответствующее нормативному пределу текучести в мегапаскалях. Наряду с этим широко используются и «старые» обозначения по химическому составу, которые до сих пор встречаются в сертификатах и прайсах.
| Обозначение | Примерный аналог по составу | Класс прочности | Типичное применение |
|---|---|---|---|
| С235 | Ст3кп | обычная прочность | второстепенные элементы, ограждения, лестницы, фахверк |
| С245 | Ст3пс | обычная прочность | балки, прогоны, связи неответственных узлов |
| С255 | Ст3сп | обычная прочность | основные несущие элементы каркасов зданий |
| С345 | 09Г2С | повышенная прочность | колонны, фермы, подкрановые балки, конструкции для холодного климата |
| С355 | 09Г2С, 17Г1С | повышенная прочность | нагруженные элементы, мостовые и технологические конструкции |
| С390 и выше | низколегированные стали | высокая прочность | большепролётные и тяжёлые конструкции по специальному проекту |
Углеродистые стали
Сталь группы Ст3 остаётся самой распространённой. Разница между вариантами «кп», «пс» и «сп» связана со степенью раскисления: кипящая, полуспокойная и спокойная. Спокойная сталь однороднее по структуре, лучше переносит сварку и динамические нагрузки, поэтому для ответственных несущих элементов предпочтительна именно она. Кипящая сталь дешевле, но её применение ограничено для сварных конструкций, работающих при отрицательных температурах.
Низколегированные стали
Сталь 09Г2С содержит марганец и кремний, что повышает прочность и ударную вязкость при низких температурах. Её выбирают для конструкций, эксплуатируемых на открытом воздухе в регионах с суровыми зимами, а также там, где выгодно снизить массу за счёт более высокой расчётной прочности. Повышенная прочность позволяет уменьшить сечения, но требует внимания к устойчивости и прогибам: тонкий элемент из прочной стали может потерять устойчивость раньше, чем исчерпает прочность.
Нержавеющие и оцинкованные материалы
Нержавеющая сталь в несущих строительных каркасах применяется редко из-за стоимости, но востребована в пищевых и химических производствах, в ограждениях и элементах, контактирующих с агрессивной средой. Оцинкованный прокат и тонколистовая оцинкованная сталь используются для лёгких стальных тонкостенных конструкций, кровельных и стеновых профилей. При сварке оцинкованного металла покрытие в зоне шва разрушается и требует восстановления.
Двутавры
Двутавр — основной профиль для балок перекрытий, ригелей, колонн и подкрановых путей. Сечение напоминает букву «Н», повёрнутую на бок: две полки соединены стенкой. Благодаря тому что основная масса металла вынесена в полки, профиль эффективно работает на изгиб.
Как читать обозначение
- Б — нормальный (балочный) двутавр с параллельными гранями полок;
- Ш — широкополочный, у которого ширина полки больше, что повышает устойчивость;
- К — колонный, с близкими по размеру высотой и шириной полки;
- цифра перед буквой — условная высота сечения в сантиметрах, цифра после — номер варианта толщин в серии;
- двутавры с уклоном внутренних граней полок обозначаются просто номером, например 20 или 30, и сейчас встречаются реже.
Например, 30Б1 означает нормальный двутавр высотой около 300 мм первого варианта толщин, а 30Б2 — тот же номер с более толстыми полками и стенкой.
| Профиль | Высота, мм | Ширина полки, мм | Масса 1 м, кг (округлённо) |
|---|---|---|---|
| 10Б1 | 100 | 55 | 8,1 |
| 14Б1 | 137 | 73 | 10,5 |
| 16Б1 | 157 | 82 | 12,7 |
| 20Б1 | 200 | 100 | 22,4 |
| 25Б1 | 248 | 124 | 25,7 |
| 30Б1 | 296 | 140 | 32,9 |
| 35Б1 | 346 | 155 | 38,9 |
| 40Б1 | 392 | 165 | 48,1 |
| 20Ш1 | 194 | 150 | 30,6 |
| 30Ш1 | 291 | 200 | 53,6 |
| 20К1 | 195 | 200 | 41,5 |
| 30К1 | 296 | 300 | 87,0 |
Практические замечания
При выборе между нормальным и широкополочным двутавром одинаковой высоты сравнивают не только несущую способность, но и массу: широкополочный профиль тяжелее, зато лучше сопротивляется потере устойчивости из плоскости. Для колонн чаще берут колонные двутавры, поскольку у них близкие моменты инерции в обеих плоскостях. Если длина балки превышает стандартную длину поставки, потребуется стык, а это дополнительные сварочные работы и контроль.
Швеллеры
Швеллер имеет П-образное сечение: стенка и две полки, расположенные по одну сторону. Он удобен там, где нужна ровная плоскость с одной стороны: в обвязках, прогонах, лестничных косоурах, рамах оборудования. В спаренном виде два швеллера образуют замкнутое или коробчатое сечение для колонн и стоек.
Серии швеллеров
- П — с параллельными гранями полок, удобен для болтовых соединений;
- У — с уклоном внутренних граней полок, традиционный вариант;
- Э — экономичный, с уменьшенной толщиной;
- Л — лёгкий, для малонагруженных элементов;
- С — специальный, для отдельных отраслей.
Цифра в обозначении означает высоту в сантиметрах: швеллер 16П имеет высоту 160 мм.
| Профиль | Высота, мм | Ширина полки, мм | Масса 1 м, кг (округлённо) |
|---|---|---|---|
| 8П | 80 | 40 | 7,1 |
| 10П | 100 | 46 | 8,6 |
| 12П | 120 | 52 | 10,4 |
| 14П | 140 | 58 | 12,3 |
| 16П | 160 | 64 | 14,2 |
| 18П | 180 | 70 | 16,3 |
| 20П | 200 | 76 | 18,4 |
| 24П | 240 | 90 | 24,0 |
| 27П | 270 | 95 | 27,7 |
| 30П | 300 | 100 | 31,8 |
Швеллер плохо работает на кручение из-за несимметричного сечения: нагрузка, приложенная не в центре изгиба, закручивает профиль. Поэтому в прогонах его ориентируют и раскрепляют с учётом этого эффекта, а для сильно нагруженных балок чаще выбирают двутавр.
Уголки
Уголок — самый универсальный и при этом самый массовый вид проката. Из уголков собирают решётки ферм, связи, опорные столики, закладные детали, каркасы лестниц и площадок, рамы под оборудование.
Равнополочные и неравнополочные
Равнополочный уголок обозначается двумя числами: ширина полки и толщина в миллиметрах, например 63х5. Неравнополочный — тремя числами: ширина большей полки, ширина меньшей полки и толщина, например 100х63х6. Неравнополочные уголки применяются там, где нужно увеличить жёсткость в одной плоскости без лишнего металла.
| Уголок | Ширина полки, мм | Толщина, мм | Масса 1 м, кг (округлённо) |
|---|---|---|---|
| 25х3 | 25 | 3 | 1,1 |
| 32х4 | 32 | 4 | 1,9 |
| 40х4 | 40 | 4 | 2,4 |
| 50х5 | 50 | 5 | 3,8 |
| 63х5 | 63 | 5 | 4,8 |
| 75х6 | 75 | 6 | 6,9 |
| 90х7 | 90 | 7 | 9,6 |
| 100х8 | 100 | 8 | 12,3 |
| 125х10 | 125 | 10 | 19,1 |
| 160х12 | 160 | 12 | 29,4 |
В фермах уголки часто используют попарно, соединяя их через прокладки (сухари). Шаг прокладок назначают по расчёту, чтобы два уголка работали совместно. Типичная ошибка на монтаже — пропуск части прокладок или их неплотная приварка, из-за чего стержень ведёт себя как два отдельных тонких элемента.
Трубы профильные
Профильная труба — замкнутое квадратное или прямоугольное сечение. Её ценят за аккуратный внешний вид, одинаковую жёсткость в двух направлениях (у квадратной) и хорошее сопротивление кручению. Из профильных труб делают лёгкие каркасы, навесы, фермы малых пролётов, ограждения, стойки витражей.
Обозначение
Квадратная труба обозначается как 60х60х3: стороны сечения и толщина стенки в миллиметрах. Прямоугольная — например, 80х40х3. В строительных конструкциях также применяется гнутый замкнутый сварной профиль, который отличается радиусом скругления углов и требованиями к стали.
| Профиль | Толщина стенки, мм | Масса 1 м, кг (округлённо) |
|---|---|---|
| 20х20 | 2 | 1,1 |
| 40х20 | 2 | 1,7 |
| 40х40 | 2 | 2,3 |
| 50х50 | 3 | 4,2 |
| 60х40 | 3 | 4,2 |
| 60х60 | 3 | 5,1 |
| 80х40 | 3 | 5,1 |
| 80х80 | 4 | 9,2 |
| 100х100 | 4 | 11,7 |
| 120х120 | 5 | 17,5 |
| 140х140 | 6 | 24,4 |
| 160х160 | 6 | 28,2 |
На что обратить внимание
Внутренняя полость трубы — потенциальное место коррозии. Если торцы не заглушены, внутрь попадает влага, которая зимой замерзает и может разорвать стенку. Поэтому открытые торцы заваривают или закрывают заглушками, а при горячем цинковании, наоборот, предусматривают технологические отверстия для выхода газов и стока цинка. Тонкостенные трубы чувствительны к местному смятию в узлах, где на стенку передаётся сосредоточенная нагрузка, и такие узлы нужно усиливать.
Трубы круглые
Круглые электросварные и бесшовные трубы применяются в стойках, распорках, опорах трубопроводов, ограждениях. Обозначение включает наружный диаметр и толщину стенки, например 108х4. У круглой трубы одинаковая жёсткость во всех направлениях, что выгодно для сжатых стержней, но узлы сопряжения круглых труб сложнее в изготовлении: требуется фигурная резка торцов.
Лист и полоса
Листовой прокат — основа для фасонок, опорных плит, рёбер жёсткости, накладок, а также для сварных балок и колонн, которые собирают из листа, когда прокатных профилей недостаточно.
Виды листа
- Горячекатаный — толщина от нескольких миллиметров до десятков, поверхность с окалиной, основной лист для конструкций;
- Холоднокатаный — тонкий, с ровной гладкой поверхностью, для облицовки, корпусов, гнутых профилей;
- Рифлёный — с выпуклым рисунком «ромб» или «чечевица», для настилов площадок и ступеней;
- Просечно-вытяжной — сетчатый лист, для лёгких настилов и ограждений;
- Оцинкованный — тонкий лист с защитным покрытием для лёгких конструкций и кровли.
Ширина листа обычно составляет 1250 или 1500 мм, для толстого листа встречаются и большие ширины. Длина зависит от поставщика и толщины.
| Толщина листа, мм | Масса 1 м², кг | Масса листа 1500х6000 мм, кг (условно) |
|---|---|---|
| 2 | 15,7 | 141 |
| 3 | 23,6 | 212 |
| 4 | 31,4 | 283 |
| 5 | 39,3 | 353 |
| 6 | 47,1 | 424 |
| 8 | 62,8 | 565 |
| 10 | 78,5 | 707 |
| 12 | 94,2 | 848 |
| 16 | 125,6 | 1130 |
| 20 | 157,0 | 1413 |
Полоса — узкий прокат прямоугольного сечения, например 40х4 или 60х6. Её используют для накладок, хомутов, связей и заземляющих контуров.
Как рассчитать массу и потребность
Массу проката для предварительной оценки считают по простой схеме: длина элемента в метрах умножается на массу одного погонного метра. Для листа — площадь в квадратных метрах умножается на толщину в миллиметрах и на 7,85.
Условный пример. Площадка обслуживания включает:
- четыре балки из швеллера 16П длиной 4 м: 4 × 4 × 14,2 = 227 кг;
- шесть второстепенных балок из уголка 75х6 длиной 2,5 м: 6 × 2,5 × 6,9 = 104 кг;
- настил из рифлёного листа толщиной 4 мм площадью 10 м²: около 10 × 33 = 330 кг с учётом рифления;
- ограждение из профильной трубы 40х40х2 общей длиной 30 м: 30 × 2,3 = 69 кг.
Итого около 730 кг основного металла. К этой цифре добавляют массу фасонок, опорных столиков и сварных швов (обычно закладывают несколько процентов), а также отходы на раскрой. Отходы зависят от того, насколько длины элементов кратны длине поставки: если нужны отрезки по 4,5 м из прутка длиной 12 м, остаток в 3 м с каждого прутка может оказаться бесполезным.
Совет: при составлении заявки на металл группируйте элементы по профилю и длине и заранее делайте карту раскроя. Это часто экономит больше, чем поиск поставщика с более низкой ценой за тонну.
Приёмка металла и типичные ошибки
При поступлении металла проверяют:
- соответствие профиля, марки стали и стандарта данным спецификации;
- наличие сертификата качества и совпадение номера плавки на бирке и в документе;
- геометрию: толщину полок и стенок, кривизну, скручивание, отсутствие расслоений;
- состояние поверхности: глубокая коррозия, закаты, трещины;
- фактическую массу партии при закупке по весу.
Частые ошибки, которые встречаются на практике:
- Замена профиля «на похожий» без пересчёта: двутавр с уклоном полок вместо параллельных граней, швеллер серии Э вместо П.
- Замена марки стали на более дешёвую при сохранении сечений, рассчитанных на повышенную прочность.
- Применение кипящей стали в сварных конструкциях, работающих на морозе.
- Игнорирование допусков по массе: тонна проката «в минусовом допуске» содержит больше погонных метров, чем тонна в плюсовом, и это отражается на сметах.
- Отсутствие маркировки при складировании, из-за чего листы разной толщины или профили разных серий путаются в цехе или на площадке.
Итоги
Грамотный выбор материала начинается с понимания обозначений: марка стали определяет прочность и поведение при сварке и морозе, а сортамент — геометрию и массу. Двутавры эффективны в изгибаемых элементах, швеллеры удобны в обвязках и прогонах, уголки универсальны для решёток и связей, профильные трубы хороши в лёгких каркасах, а лист нужен для узлов и сварных сечений. Таблицы этого справочника помогут быстро оценить массу и потребность, но окончательные решения принимаются по расчёту, действующим нормам и документам на конкретную партию металла.