Obliczanie rury profilowanej: masa i zginanie
Jak sprawdzić, ile metrów bieżących kwadratowej lub prostokątnej rury? Jak obliczyć obciążenie rury profilowej o znanym rozmiarze? Spróbujmy znaleźć najprostsze odpowiedzi na te pytania.

Dlaczego tego potrzebujesz
Dlaczego musisz znać masę bieżącego produktu profilu?
Istnieją dwa główne motywy.
- W konstrukcji konstrukcji metalowych niektóre elementy wywierają nacisk na innych z własnym ciężarem i ładownością.. Powiedzmy, że ściana działowa w budynku przemysłowym obciąża belki, więźbę mostu na kolumnach i tak dalej. Obciążenie to należy uwzględnić przy obliczaniu wytrzymałości konstrukcji.
- Ponadto wynajem w metallobaz nie jest sprzedawany przez licznik i wagę, a jego cena jest podana za tonę. Aby ponownie obliczyć pogonaż, obliczony podczas tworzenia projektu, w cenionych tonach, musisz wiedzieć, ile waży metr dla konkretnego przekroju i grubości ścianki.
Wyjaśnijmy: dokładna masa zależy oczywiście również od marki; Jednak różnica między różnymi markami jest tak mała, że obecny GOST jest zaniedbywany. Gęstość stali wynosi 7,85 t / m3.
Kiedy potrzebujesz obliczenia ugięcia? Spróbujmy wyjaśnić na przykładzie.
Wyobraź sobie, że chcesz zbudować w swoim domku balkon z ramą wykonaną z falistej rury. Wyjazd z balkonu, który znasz, szacowany ładunek - też. Tutaj, aby znaleźć optymalny przekrój rurociągu dla roli dźwigarów, trzeba znać metodę obliczania wytrzymałości na zginanie.
Msza św
Najprostsza metoda obliczania jest zredukowana do korzystania z Internetu: kalkulator do obliczania ciężaru rury profilowej w zależności od przekroju i grubości ścianki jest łatwy do znalezienia na stronach internetowych wielu producentów i sprzedawców.

Nie będziemy jednak szukać łatwych dróg i spróbujemy znaleźć alternatywne sposoby wykonywania obliczeń własnymi rękami. Właściwie jest ich dwóch.
Dokumenty regulacyjne
Potrzebne dane są zawarte w normach krajowych:
- GOST 8645-68 zawiera szereg prostokątnych rur stalowych.
- W przypadku przekroju kwadratowego w GOST 8639-82 znajduje się wskaźnik.
Pełne tabele są zbyt duże dla małego artykułu, więc jako przykład podamy tylko niektóre wartości.
Strona kwadratowej rury, mm | Grubość ściany mm | Waga na metr, kg |
15 | 1.0 | 0,426 |
1.5 | 0,605 | |
20 | 1.0 | 0,583 |
1.5 | 0,841 | |
2.0 | 1,075 | |
40 | 2.0 | 2,33 |
2.5 | 2,85 | |
3.0 | 3,36 | |
3.5 | 3,85 | |
4.0 | 4,30 | |
5.0 | 5.16 | |
6.0 | 5,92 |
Strona A prostokątnej rury, mm | Strona W prostokątnej rurce, mm | Grubość ściany mm | Waga na metr |
25 | 15 | 1.0 | 0,583 |
1.5 | 0,841 | ||
2.0 | 1.08 | ||
2.5 | 1,29 | ||
30 | 10 | 1.0 | 0,583 |
1.5 | 0,841 | ||
2.0 | 1.08 | ||
2.5 | 1,29 | ||
3.0 | 1,48 | ||
15 | 1.0 | 0,661 | |
1.5 | 0,959 | ||
2.0 | 1.23 | ||
2.5 | 1,48 | ||
3.0 | 1,71 | ||
20 | 1.0 | 0,740 | |
1.5 | 1.08 | ||
2.0 | 1.39 | ||
2.5 | 1,68 | ||
3.0 | 1,95 |

Uwaga: zdecydowanie zalecamy przeczytanie pełnego tekstu dokumentów. Jak się dowiemy, pełna wersja tabel będzie przydatna w dalszych obliczeniach.
Obliczanie gęstości
Przy pewnym błędzie obliczenie ciężaru rury profilowej można wykonać bez tabel asortymentu. Wystarczy znać wszystkie główne wymiary produktu i gęstość stali, która, jak już dowiedzieliśmy, zakłada się, że jest równa 7850 kg / m3, lub 7,85 g / cm3 w obliczeniach.
Instrukcje do obliczeń nie spowodują trudności dla osób, które pamiętają podstawy geometrii.
- Oblicz powierzchnię proftuby miernika. Jest równy iloczynowi obwodu (sumy wszystkich czterech stron) i jednostki.
Uwaga: aby uzyskać wynik w tonach bez skomplikowanych obliczeń, lepiej natychmiast przekonwertować wymiary na metry.
- Pomnóż powierzchnię przez grubość ściany i uzyskaj objętość metalu w liczniku roboczym.
- Mnożąc objętość przez gęstość stali, otrzymujemy masę miernika.

Jako przykład wykonujemy obliczenia dla przekroju prostokątnego 180x150 o grubości ściany 12,0 mm.
- Obszar będzie równy (0,15 + 0,15 + 0,18 + 0,18) x 1 = 0,66 m2.
- Objętość wynosi 0,66 m2 x 0,012 m = 0,00792 m3.
- Waga - 0,00792х7850 = 62,172 kg.
Rezultat jest trochę inny niż ten opisany w GOST (55,71 kg), ponieważ po rozłożeniu prawdziwej rury handlowej na płaską sztabkę zauważysz wyraźne przerzedzenie tam, gdzie znajdują się jego podłużne krawędzie. Błąd będzie mniejszy, im cieńsza ściana i większy rozmiar sekcji.
Wytrzymałość na zginanie
W jaki sposób oblicza się wytrzymałość rury zginanej?
W naszym przypadku istotne są dwie formuły:
- M = F * L, gdzie M jest momentem zginającym, F jest siłą przyłożoną do profilu, mierzoną w kilogramach (kgf), a L jest ramieniem dźwigni w centymetrach. Na przykład, dla głośnego, szerokiego na 1 metr balkonu z trzema osobami stojącymi na jego krawędzi o łącznej wadze 250 kg, moment zginający będzie równy 250 kg x 100 cm = 25000 kgf * cm.

- M / W = R, gdzie R jest wytrzymałością gatunku stali, a W jest momentem oporu sekcji.
Oczywiście parametry R i W są stałymi, które trzeba gdzieś znaleźć. Postaramy się uprościć zadanie czytnika:
Gatunek stali | Wytrzymałość (R), kgf / cm2 |
St3 | 2100 |
St4 | 2100 |
St5 | 2300 |
14Г2 | 2900 |
15GS | 2900 |
10G2S | 2900 |
10G2SD | 2900 |
15HSND | 2900 |
10HSND | 3400 |
Drugi parametr - moment oporu - można znaleźć w tych samych tabelach asortymentu w GOST 8645-68 i 8639-82. Tak więc, dla rury o przekroju 180x150 o grubości ściany 12 mm wzdłuż osi A (wzdłuż szerszej strony), będzie to 346,0 cm3, a wzdłuż osi B - 310,8 cm3.
Spróbujmy wybrać rozmiar rury dla naszego balkonu z obciążeniem 250 kg i odstępem 1 metra, w oparciu o następujące warunki:
- Obciążenie spada tylko na jedną z profesjonalnych rur transportowych (trzy osoby są ustawione w taki sposób, że ich waga nie jest rozłożona na sąsiednich belkach).
- Materiał użyty do wykonania ramy nośnej balkonu rur - stal St4.

Przejdźmy więc do obliczeń.
- 25000 kgf * cm / W = 2100 kgf / cm2 / W Dlatego moment oporu nie powinien być mniejszy niż 25000 kgf * cm / 2100 kgf / cm2 = 11,9 cm3.
- Teraz pozostaje tylko wybrać rurę o odpowiedniej wartości W w tabeli asortymentu. W przekroju kwadratowym warunek ten jest spełniony, w szczególności dla rozmiarów 50x6 i 60x3,5.
Uwaga: znaleźliśmy minimalne wymiary, przy których belka może wytrzymać odpowiednie obciążenie; jednocześnie zaniedbali margines bezpieczeństwa (na przykład, gdy ktoś z hipotetycznych gości balkonu podskoczy), ciężar własny balkonu i zużycie ramy przez korozję. W praktyce te czynniki są wyrównane co najmniej trzykrotnie w momencie oporu.

Wniosek
Mamy nadzieję, że nie zmęczyły czytelnika dużą liczbą suchych liczb i obliczonych zadań. Jak zwykle, dodatkowe informacje można znaleźć w wideo w tym artykule. Sukcesy!