Коротко: в металлоконструкциях используется 8 базовых видов проката (двутавр, швеллер, уголок, труба, лист, полоса, круг, арматура) и 4-5 рабочих марок стали — С245, С255, С345, 09Г2С. Прокат для строительных стальных конструкций нормирует ГОСТ 27772-2021, расчёт — СП 16.13330.2017, нагрузки — СП 20.13330.2016. Цифра в марке «С345» — это нормативный предел текучести в Н/мм² (МПа), и именно она определяет, сколько металла уйдёт на каркас.
Словарь ниже собран так, чтобы каждое определение читалось отдельно: термин, суть, ключевая цифра и норматив. Составлен инженерами завода Ростайп (производство в Брянске, офис в Москве) по документам действующих редакций.
Содержание
- Двутавр
- Швеллер
- Уголок равнополочный
- Профильная труба
- Полоса
- Круг
- Арматура
- Лист горячекатаный
- Оцинкованный прокат
- ЛСТК
- Сталь кортен
- Марка стали С245
- Марка стали С255
- Марка стали С345
- Сталь 09Г2С
- Сортамент
- Прокат по ГОСТ 27772-2021
- Предел текучести
- Ударная вязкость
- Свариваемость
Сортовой и фасонный прокат
Двутавр
Двутавр — балочный профиль Н-образного сечения, основной несущий элемент перекрытий, ригелей рам и колонн. Горячекатаные двутавры с параллельными гранями полок выпускают по ГОСТ Р 57837-2017 (серии Б — нормальные, Ш — широкополочные, К — колонные), двутавры с уклоном внутренних граней полок — по ГОСТ 8239-89.
Двутавр работает эффективнее любого другого профиля на изгиб: до 85 % материала сосредоточено в полках, то есть максимально далеко от нейтральной оси. Практический ориентир для однопролётной балки — высота сечения около 1/20-1/25 пролёта; для 6 м это 24-30, то есть двутавр 25Б1 или 30Б1.
Швеллер
Швеллер — П-образный профиль со стенкой и двумя полками, применяется в прогонах, обвязках, косоурах лестниц и как элемент составных сечений. Сортамент горячекатаных швеллеров задаёт ГОСТ 8240-97: с уклоном внутренних граней полок (У) и с параллельными гранями (П), номера от 5 до 40 по высоте стенки в сантиметрах.
Из-за несимметричности относительно вертикальной оси центр изгиба швеллера лежит вне сечения, поэтому одиночный швеллер при поперечной нагрузке склонен к закручиванию. В несущих балках его либо спаривают в короб, либо раскрепляют связями по СП 16.13330.2017.
Уголок равнополочный
Уголок равнополочный — профиль L-образного сечения с полками одинаковой ширины, поставляется по ГОСТ 8509-93 в диапазоне от 20×20×3 до 250×250×35 мм. Это рабочий материал решётчатых конструкций: раскосы и стойки ферм, связи, элементы кронштейнов и ограждений.
В фермах уголок чаще ставят парно (тавром или крестом) через фасонку — так гибкость элемента снижается вдвое и снимается эксцентриситет крепления. Неравнополочный уголок по ГОСТ 8510-86 применяют, когда нужна разная жёсткость в двух плоскостях.
Профильная труба
Профильная труба — замкнутый гнутосварной профиль квадратного или прямоугольного сечения. Основной норматив для строительных конструкций — ГОСТ 30245-2003 (гнутые замкнутые сварные квадратные и прямоугольные профили), для труб общего назначения действуют ГОСТ 8639-82 и ГОСТ 8645-68.
Замкнутое сечение даёт на порядок большую крутильную жёсткость, чем открытые профили той же массы, и вдвое меньшую площадь окраски — поэтому профтруба стала базовым материалом навесов, павильонов и остановок. Ходовые сечения в благоустройстве: 60×60×3, 80×80×4, 100×100×4 мм. Смотрите готовые каркасы в разделе парковых навесов.
Полоса
Полоса — плоский горячекатаный профиль прямоугольного сечения толщиной от 4 мм и шириной от 11 до 200 мм, сортамент по ГОСТ 103-2006. Используется для косынок, накладок, обрамлений, закладных деталей и элементов заземления.
В отличие от полосы, нарезанной из листа, катаная полоса имеет прокатные кромки и стабильную геометрию по длине — это важно там, где деталь идёт в конструкцию без последующей механической обработки.
Круг
Круг — горячекатаный прокат сплошного круглого сечения диаметром от 5 до 270 мм по ГОСТ 2590-2006. В металлоконструкциях идёт на тяжи, стяжные элементы, оси, штыри анкеров и декоративные заполнения ограждений.
Круг из конструкционной стали по ГОСТ 1050-2013 или низколегированной по ГОСТ 19281-2014 — заготовка для крепежа и точёных деталей; для растянутых тяжей в связях предпочтительнее стали с гарантированным пределом текучести и ударной вязкостью.
Арматура
Арматура — стальной прокат для армирования железобетона, гладкий или периодического профиля. Действующий норматив — ГОСТ 34028-2016, классы прочности А240, А400, А500, А600 и выше, где цифра означает нормативный предел текучести в Н/мм².
В металлоконструкциях арматура встречается не как основной несущий элемент, а в узлах сопряжения со зданием: анкерные болты фундаментов, каркасы монолитных ростверков под стойки, закладные детали. Рабочий класс для большинства фундаментов под навесы и павильоны — А500С, где индекс «С» означает свариваемость.
Листовой прокат, покрытия и специальные стали
Лист горячекатаный
Лист горячекатаный — плоский прокат толщиной от 0,5 до 160 мм, сортамент и предельные отклонения по ГОСТ 19903-2015. Из него режут фасонки, опорные плиты, рёбра жёсткости, косынки и все сварные элементы, которых нет в сортаменте профилей.
Толщины ходового ряда в металлоконструкциях: 6, 8, 10, 12, 16, 20 мм. Для несущих деталей марка стали назначается по ГОСТ 27772-2021 — сам ГОСТ 19903-2015 регламентирует только размеры и допуски, но не механику.
Оцинкованный прокат
Оцинкованный прокат — тонколистовая сталь с покрытием, нанесённым методом горячего погружения в расплав цинка, по ГОСТ Р 52246-2016. Классы толщины покрытия обозначают массой цинка с двух сторон в г/м²: от 100 до 600, ходовой для наружных конструкций — 275 г/м².
Цинк защищает сталь электрохимически (протекторно), поэтому мелкие царапины и торцы реза не становятся очагами коррозии. Для готовых металлоконструкций альтернатива — горячее цинкование в ванне по ГОСТ 9.307-2021 с толщиной слоя 60-100 мкм; выбор системы защиты — по категории коррозионной агрессивности среды.
ЛСТК
ЛСТК — лёгкие стальные тонкостенные конструкции: каркас из холодногнутых оцинкованных профилей (С-, Z-, П-образных) толщиной 0,7-4 мм. Проектирование нормирует СП 260.1325800.2016 «Конструкции стальные тонкостенные из холодногнутых оцинкованных профилей и профилированных листов».
Главная особенность — работа тонкостенного сечения ограничена не пределом текучести, а местной потерей устойчивости стенки и полки, поэтому расчёт ведётся по редуцированным (эффективным) сечениям. Сравнение с горячекатаным каркасом разобрано в материале ЛСТК или горячекатаный прокат.
Сталь кортен
Кортен (COR-TEN) — обиходное название атмосферостойких низколегированных сталей, легированных медью, хромом, никелем и фосфором. При открытой эксплуатации они образуют плотный слой продуктов коррозии — патину, которая сама тормозит дальнейшее окисление, и конструкция работает без окраски.
Российские аналоги — стали 10ХНДП и 10ХСНД по ГОСТ 19281-2014, а также марки с индексом «Д» (повышенное содержание меди) по ГОСТ 27772-2021. Ограничение: патина формируется только при циклах увлажнение-высыхание, в постоянно влажных зонах и в контакте с грунтом эффект не работает, а стекающие с патины потёки окрашивают светлые покрытия под конструкцией.
Марки стали для металлоконструкций
Марка стали С245
С245 — углеродистая сталь обычной прочности с нормативным пределом текучести 245 Н/мм² для проката толщиной до 20 мм. Это базовая марка для второстепенных и слабонагруженных элементов: прогоны, связи, ограждения, обшивочные каркасы.
По ГОСТ 27772-2021 С245 поставляется с гарантией ударной вязкости при температуре не ниже -20 °C и без ограничений по свариваемости. Для расчётных конструкций в районах с расчётной температурой ниже -40 °C марку заменяют на низколегированную.
Марка стали С255
С255 — углеродистая сталь повышенного качества с нормативным пределом текучести 255 Н/мм² при толщине проката до 20 мм; при 20-40 мм расчётное значение снижается. Это самая массовая марка для сварных балок, ферм и колонн гражданских объектов.
Разница с С245 небольшая по прочности, но заметная по гарантиям: С255 нормируется по ударной вязкости и химсоставу строже, что делает её предпочтительной для конструкций, к которым по ГОСТ 27772-2021 предъявляются требования группы 1 и 2 (сварные, работающие на растяжение).
Марка стали С345
С345 — низколегированная сталь с нормативным пределом текучести 345 Н/мм², то есть на 35-40 % прочнее С245 при той же плотности. Применяется там, где решает вес: большепролётные фермы, тяжело нагруженные колонны, мостовые и крановые конструкции.
Переход с С245 на С345 даёт экономию массы металла порядка 20-25 % на растянутых и сжатых элементах, но не даёт выигрыша там, где сечение подобрано по прогибу или по гибкости — жёсткость определяется модулем упругости (2,06·10⁵ МПа), а он у всех строительных сталей одинаков. Подробный разбор — в материале марки стали для металлоконструкций.
Сталь 09Г2С
09Г2С — низколегированная марганцовисто-кремнистая сталь по ГОСТ 19281-2014: около 0,09 % углерода, до 2 % марганца, кремний. По прочности соответствует классу С345, по назначению — универсальный конструкционный материал для сварных конструкций.
Ключевое преимущество — хладостойкость: 09Г2С сохраняет нормируемую ударную вязкость до -70 °C, поэтому она стандартна для северного исполнения и для сосудов, работающих под давлением. Низкий углерод даёт хорошую свариваемость без подогрева при толщинах до 25-30 мм.
Характеристики, сортамент и нормативы
Сортамент
Сортамент — стандартизованный перечень размеров и геометрических характеристик профилей одного вида: высота, ширина, толщина стенки и полки, площадь сечения, масса погонного метра, моменты инерции и сопротивления. Каждому виду проката соответствует свой ГОСТ сортамента: 8239-89 и Р 57837-2017 для двутавров, 8240-97 для швеллеров, 8509-93 для уголков, 19903-2015 для листа.
Проектирование ведётся только по сортаменту: «балка 300 мм» — не спецификация, «двутавр 30Б1 по ГОСТ Р 57837-2017, сталь С255 по ГОСТ 27772-2021» — спецификация. Масса погонного метра из сортамента — база для расчёта веса металлоконструкций и всей коммерческой части проекта.
Прокат по ГОСТ 27772-2021
ГОСТ 27772-2021 «Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия» — головной документ на материал несущих металлоконструкций. Он задаёт марки (С235, С245, С255, С345, С355, С390, С440 и др.), химический состав, механические свойства, требования к ударной вязкости и правила приёмки.
Обозначение марки читается напрямую: буква «С» — строительная, число — нормативный предел текучести в Н/мм² для базовой толщины. Стандарт делит конструкции на группы по условиям работы (сварные растянутые, сварные, прочие), и от группы плюс расчётной температуры района зависит допустимый набор марок. Ссылка на ГОСТ 27772-2021 обязательна в спецификации КМ наравне с ГОСТом сортамента.
Предел текучести
Предел текучести (σт, Rу) — напряжение, при котором сталь начинает деформироваться необратимо, без роста нагрузки. Это главная расчётная характеристика в СП 16.13330.2017: несущая способность элемента считается именно от предела текучести, а не от предела прочности.
Определяется испытанием на растяжение по ГОСТ 1497-84. Для строительных сталей типичные значения — 245-345 Н/мм², и они падают с ростом толщины проката: у одной и той же марки лист 40 мм имеет меньшее расчётное сопротивление, чем лист 10 мм. Это тот эффект, который чаще всего теряют при ручной проверке чужих расчётов.
Ударная вязкость
Ударная вязкость (KCU, KCV) — работа, затраченная на разрушение образца с надрезом ударом маятникового копра, отнесённая к площади сечения; измеряется в Дж/см². Метод — ГОСТ 9454-78. Показатель отвечает за сопротивление хрупкому разрушению.
Испытание проводят при отрицательных температурах: -20, -40, -70 °C — в зависимости от расчётной зимней температуры района строительства. Практический смысл прост: сталь с достаточным пределом текучести, но без гарантированной ударной вязкости при рабочей температуре может разрушиться внезапно, без пластической деформации, при нагрузке существенно ниже расчётной.
Свариваемость
Свариваемость — способность стали образовывать сварное соединение с механическими свойствами не ниже основного металла и без холодных трещин. Оценивается по углеродному эквиваленту Сэкв, который учитывает углерод, марганец, хром, никель, медь и другие элементы; предельные значения нормирует ГОСТ 27772-2021.
Ориентир: при Сэкв до 0,45 % сварка ведётся без подогрева, выше — требуется предварительный подогрев и контроль скорости охлаждения. Марки С245, С255, С345 и 09Г2С свариваются без ограничений в характерных для металлоконструкций толщинах. Требования к самим швам, их категориям и контролю — в материале сварные и болтовые соединения МК.
Все конструкции завода Ростайп (производство в Брянске, офис в Москве) выпускаются из проката по ГОСТ 27772-2021 с подбором марки под расчётную температуру района — от велопарковок до большепролётных навесов.