Нагрузка на профильную трубу: расчет балки на изгиб

Какая нагрузка действует на профильную трубу

На профильную трубу действуют внешние механические силы: вес конструкций, вес снега, воздействие ветра и т.д.

Кроме того, каждое изделие имеет максимальное значение сопротивления. Например, показатель нагрузки, которую может выдержать профиль при изгибе. При достижении максимального значения конструкция теряет прочность и начинает деформироваться, пока не сломается.

Это значение также необходимо точно определить на этапе проектирования монтажных работ. Он рассчитывается расчетными методами, с помощью справочной информации, цель которой помочь выяснить необходимые параметры профиля: сечение, толщину металла. Исходными данными в этом случае являются прочностные характеристики материала и виды предстоящих нагрузок.

Типоразмеры и маркировка

Хотя стандартные размеры профильных труб строго не регламентируются ГОСТами, толщина стен часто играет решающую роль. Во многом именно она определяет прочность, вес и несущую способность профиля.

Для армирования металлических профилей регламентом установлены следующие параметры толщины стен:

• Сталь электросварная — 1-5 мм.
• Сталь холоднокатаная — 1-8 мм.
• Горячекатаный прокат — 4-14 мм.

По этим параметрам профильные трубы делятся на тонкостенные, толстостенные и особо толстостенные.

Для точного определения технических характеристик профильной фурнитуры производитель обязан нанести маркировку по всей длине трубы и отразить следующую информацию о содержащемся в ней фасонном изделии:

• Имя профиля;
• Размеры профильных труб: ширина, высота и толщина стенки;
• Материал и состав сплава;
• Стандарт, по которому производится профтруба.

Кроме того, могут отображаться данные о радиусе угла профиля, сертификаты и производитель.

Можно ли обойтись без расчетов

Простые хозяйственные конструкции (легкие заборы) делают с запасом прочности, избегая расчетов. Стоимость таких конструкций будет невысокой, а о кропотливых расчетах беспокоиться не стоит.

Однако более сложные конструкции (навесы, террасы, теплицы), которые могут обрушиться, сломаться при порывах ветра, снега, под тяжестью элементарного оборудования, уже требуют несложного определения расчета.

Какую нагрузку способны выдержать профильные трубы

Согласно утвержденным стандартам, нагрузка по времени воздействия классифицируется на четыре группы:

• Постоянный. На профиль влияют без изменения показателей. Это могут быть другие материалы, грунт и так далее;
• Временно надолго. Профильная конструкция долго загружается. Например, при возведении перегородок из гипсокартона, строительстве лестниц в частных домах и так далее;
• В ближайщем будущем. Прокат труб испытывает сезонные или временные нагрузки. Например, сильный снегопад, сильный ветер или напор дождя, вес мебели и посетителей и так далее;
• Особый. Аварийная или аварийная загрузка. Например, во время землетрясения, столкновения транспортных средств и т.д.

Примечание! При расчете нагрузки на металлический профиль для возведения навеса важно помнить, что изделие является несущей конструкцией.

Для расчета силы удара на каркас, состоящий из металлического профиля, необходимо учитывать следующие виды нагрузок:

• вес и вид материала навеса;
• тип снежного покрова и его высота;
• сила ветра;
• возможность повреждения конструкции автотранспортом.

Применение профилей

Чтобы узнать, для чего нужен расчет нагрузки на профильную трубу, давайте разберемся, где он применяется.

Подступенки с профильным сечением нашли свое применение в различных сферах жизнедеятельности человека.

• навесы монтируются на балконах, верандах, возле частных домов;
• идут лестницы, подиумы, сцены.

На аналогичные конструкции ставят барные стойки, тумбы под телевизор, поручни, аквариумы. В строительстве без него не обойтись.

Особую популярность детали приобрели при строительстве объектов в сельском хозяйстве. Они незаменимы при строительстве зернохранилищ, складов, гаражей и других построек.

Этот список можно продолжить, но главное помнить следующее:

чтобы конструкции были безопасными, надежными и долго служили, необходимо рассчитать вертикальную нагрузку на профильную трубу. В противном случае система может не выдержать вес, что приведет к нежелательным последствиям.

Классификация нагрузок

Специалисты разработали правила определения нагрузок и их воздействия — СП 20.13330.2011. Они содержат классификатор видов воздействия внешних сил на сооружения, возведенные человеком.

В зависимости от времени воздействия нагрузки делятся на постоянные и кратковременные. Кроме того, выделена особая категория проявления внешних сил (пожары, взрывы, землетрясения и другие чрезвычайные ситуации).

Константы включают:

• Вес конструкций и конструкций, оказывающих давление на основу профиля за весь период.
• Масса оборудования и выпускаемой продукции, находящихся на объектах.
• Плотность насыпей и других слоев суши, суши и горных хребтов.
• Водяное давление.

В число краткосрочных грузов вошли:

• Вес оборудования, использованного в период ремонта, обслуживания, замены.
• Грузы от транспортных средств и грузов, временные работники.
• Воздействие природных сил (ветер, снег, дождь, перепады температур).

Таблицы веса стальных труб различных ГОСТ и ТУ 1 метра

Для расчета удельного веса профиля используется специальная таблица веса профильной трубы, с помощью которой можно рассчитать массу конкретного вида трубы, умножив длину на вес одного погонного метра.

Характеристики лучших производителей и стандартные размеры их продукции приведены в следующих таблицах.

ГОСТ 8639 82 – Трубы стальные квадратные

Параметры квадратного сечения	Вес 1 погонного метра
15 × 15×1,0	0,479
15 × 15×1,2	0,501
15 × 15×1,5	0,605
20 × 20×1,2	0,689
20 × 20×1,5	0,841
20 × 20×2	1.08
25 × 25×1,2	0,877
25 × 25×1,5	1.07
25 × 25×2	1,39
30 × 30×1,5	1,31
30 × 30×2	1,70
40 × 40×1,5	1,78
40 × 40×2	2.33
40 × 40×2,5	2,85
40 × 40×3	3,36
40 × 40×4	4,30
50 × 50×2,5	3,64
50 × 50×3	4,31
50 × 50×3,5	4,94
50 × 50×4	5,56
60 × 60×2	3,59
60 × 60×2,5	4,43
60 × 60×3	5,25
60 × 60×3,5	6,04
60 × 60×4	6,82
80 × 80×3	7,13
80 × 80×4	9,33
80 × 80×5	11,44
80 × 80×6	13,46
100 × 100×3	9.02
100 × 100×4	11,84
100 × 100×5	14,58
100 × 100×6	17,22
100 × 100×7	17,3
100 × 100×8	22,25
120 × 120×4	14,35
120 × 120×5	17,72
120 × 120×6	20,99
120 × 120×8	27,27
140 × 140×5	20,86
140 × 140×6	24,76
150 × 150×5	22,43
150 × 150×6	26,64
150 × 150×8	34,81
160 × 160×4	19,38
160 × 160×5	24.00
160 × 160×6	28,53
160 × 160×8	37,32
180 × 180×5	27,14
180 × 180×6	32,30
180 × 180×8	42,34
180 × 180×10	52,03
200 × 200×6	36.06
200 × 200×8	47,37
200 × 200×10	58,31
200 × 200×12	68,89
250 × 250×6	45,48
250 × 250×8	59,93
250 × 250×10	74,01
250 × 250 × 12	87,73
300 × 300×6	54,90
300 × 300×8	72,49
300 × 300×10	89,71
300 × 300×12	106,6

ГОСТ 8645 82 – Трубы стальные прямоугольные

Параметры	Вес 1 погонного метра
20x10x1,2	0,501
20x10x1,5	0,605
25x10x1,5	0,723
28x25x1,2	0,934
28x25x1,5	1,15
28x25x2	1,48
30x15x1,5	0,959
30x20x1,5	1.08
30x20x2	1,39
40x20x1,5	1,31
40x20x2	1,70
40x25x1,5	1,43
40x25x2	1,86
40x25x2,5	2,27
50x25x1,5	1,67
50x20x2	2,02
50x25x2	2,17
50x30x2	2.32
50x30x2,5	2,86
50x40x2,0	2,65
50x40x2,5	3,25
50x40x3,5	4,39
60x30x2	2,65
60x30x2,5	3,25
60x30x3	3,83
60x40x2	2,96
60x40x3	4,30
60x40x3,5	4,94
60x40x4	5,56
80x40x2	3,59
80x40x2,5	4,43
80x40x3	5,25
80x40x4	6,82
80x60x3	6,19
80x60x4	8,07
100x50x3	6,66
100x50x4	8,70
100x50x5	10,65
100x60x3	7,13
100x60x4	9,33
100x60x5	11,44
100x80x4	10,59
100x80x5	13.01
120x60x3	8,07
120x60x4	10,59
120x60x5	13.00
120x80x4	11,84
120x80x5	13.01
120x80x6	17,22
140x60x4	11,84
140x60x5	14,58
140x100x4	14,35
140x100x5	17,72
140x100x6	20,99
150x100x5	18,50
150x100x6	21,93
150x100x8	28,53
160x80x5	17,72
160x120x5	20,86
160x120x6	24,76
180x100x6	24,76
180x100x8	32,29
200x120x5	24.00
200x120x6	28,53
200x160x5	27,14
200x160x6	32,30
230x160x8	46,11

Конечно, для удобства при покупке трубу ее можно разрезать на несколько частей, поэтому имейте в виду, что длина может варьироваться от 3 до 12 метров в зависимости от пожелания заказчика. Также есть специальные размеры, которые отличаются от стандартных, при необходимости их можно заказать в единичном порядке

И теперь вы можете понять, как рассчитывается вес одного погонного метра профильной трубы.

Показатели массы и нагрузки на изгиб

При расчете профильной трубы: основными показателями являются масса и изгиб. Знать вес арендуемого погонного метра необходимо, чтобы не запутаться в значениях прочности возводимого сооружения. Методика определения направлена ​​на подбор оптимального сечения катаных труб на разную длину. Наглядный пример взаимосвязи между этими двумя показателями представлен в следующих таблицах.

Таблица № 1. Значения для изделий квадратного сечения:

Вкладка n. 2. Значения для изделий прямоугольного сечения:

Максимальные нагрузки

Чтобы выбрать правильную трубу для использования, вам необходимо знать максимальный вес, который балка или опора должны выдерживать в данном месте.

Это значение выражается как сосредоточенная сила, приложенная к центру пролета.

Под действием заданной силы балка изогнется, но после окончания удара вернется в прежнее состояние (на фото). Превышение максимального значения приведет к разрыву вектора.

В повседневной практике часто встречается распределенная нагрузка, которая действует равномерно по всей длине балки.

Напрашивается вывод, что пролеты не должны быть излишне большими. Установка мощной балки может покрыть ее преимущества за счет требований и общей нагрузки на конструкцию. Разумнее установить дополнительные опоры, позволяющие увеличить допустимую массу пола.

Для определения величины предельных нагрузок можно использовать различные справочные данные в Интернете.

Особенности крепежа и распределения напряжения

Металлические стойки для навеса, состоящие из профильной трубы, опираются на фундамент и одну из стен. В этом случае опора может быть выполнена с различными соединениями. Такая опора может выдержать довольно большой вес при достаточной прочности материала. Общий объем можно регулировать с помощью типов крепежа, устанавливаемых прямо или наклонно.

Стандартные крепления колонн изготавливаются следующим образом:

• до фундамента, верхняя сторона;
• к фундаменту, нижние боковые крепления;
• к фундаменту, верхняя и нижняя сторона;
• ниже фундамента, выше потолка;
• нижняя сторона ближе к стене.

Используя эту схему, можно убедиться, что наиболее устойчивыми будут опоры с верхним креплением к потолку и нижним креплением к фундаменту. Следующая более устойчивая — металлическая колонна с нижним фундаментом и двумя боковыми креплениями. Другие виды используются для крепления стекла. Если общая высота конструкции достаточно велика, ставят несколько боковых креплений, чтобы равномерно распределить нагрузку на боковую стену.

Таким образом, профильная труба и стеклянная барная стойка будут надежно зафиксированы при установке на пол и столешницу. При довольно массивной конструкции рекомендуем добавить боковые распорки, это придаст блеск в стиле индустриальный лофт. Их точная регулировка сделает использование более эргономичным.

Как правильно рассчитать нагрузку на профильную трубу, используя таблицы

Профилированный стальной прокат востребован в современном строительстве благодаря долгому сроку службы и простоте монтажа. Перед покупкой труб необходимо произвести расчеты нагрузки и прочности на изгиб, чтобы определить тип и количество материалов.

Круг или квадрат

Полые металлические прутки (стальные или алюминиевые) квадратного и круглого сечения широко используются при строительстве и производстве металлоконструкций. Полый профиль имеет гораздо меньший вес, чем пруток. В качестве несущего элемента металлической конструкции квадрат удобнее круга. Установить проще. Два мерных участка квадратного профиля можно соединить сваркой, в отличие от круга. Плоская поверхность квадратного профиля позволяет лучше контактировать с различными подвесными элементами (поликарбонат, древесное волокно, различные виды экструдированной изоляции и т.д.).

А наличие ребер жесткости позволяет успешно использовать угольник в местах, где отмечаются максимальные нагрузки. Если изгибающее усилие направлено под углом 90 ° к поверхности профиля, прочность на изгиб одинакова в любой точке трубы. Изгибающая нагрузка больше на краях профиля. Его центральная часть намного стабильнее. Закрытый профиль также обеспечивает высокое сопротивление кручению профиля. Это позволяет использовать трубы квадратного сечения для устройства различных сложных конструкций:

• арочные своды.
• крыши с крутыми скатами.
• ребристые купола.

Расчет профильной трубы показывает, что надежность конструкции прямо пропорциональна материалу, из которого она изготовлена. Бетон намного надежнее дерева, но значительно уступает стали. Дело в том, что при его использовании очень сложно закрепить стропила. Просверленные в бетоне анкерные отверстия не обеспечат необходимой прочности. Металлический профиль имеет множество преимуществ перед другими материалами. И квадрат имеет такие же преимущества перед кругом.

Как рассчитать нагрузку с помощью таблиц

С учетом различных параметров были проведены общепринятые математические расчеты, которые сведены в единые таблицы.

Любой желающий по нормам и правилам может рассчитать допустимую нагрузку по общедоступным справочным таблицам и выбрать тип металлического профиля.

Примечание! Значения в стандартных материалах были получены учеными и учреждениями с использованием теории сопротивления материалов и законов физики.

Методика расчета нагрузок на металлический профиль по утвержденным таблицам более точна, поскольку в них учитываются:

• тип СМИ;
• наличие застежек;
• тип нагрузки.

В проектах используются данные из справочных таблиц документа SP 20.13330.2011.

В случаях, когда конструкция не нагружена, значения берутся из таблицы 1 утвержденного стандарта.

Например, для перил или декоративных конструкций. Таблицы 2 и 3 содержат показатели максимальной нагрузки на профиль трубы, когда материал можно деформировать, но без разрушения, а по окончании удара металлический элемент вернется в исходную форму и состояние.

При увеличении максимальной нагрузки конструкция может сломаться или разрушиться.

Это важно! Рекомендуется приобретать стальные профили с запасом прочности минимум в 2 раза превышающим максимально допустимый.

Методы и формулы для вычисления

Для расчета прочности на изгиб профильной трубы необходимо определить максимальное напряжение в той или иной точке конструкции. Каждый вид материала, из которого изготовлены ламинированные изделия, имеет индивидуальный показатель натяжения и точку сопротивления. Учитываются следующие параметры: вид проката, сечение, толщина стенки, общие характеристики. Имея такие данные, можно предположить, какими будут последствия воздействия различных факторов, в том числе окружающей среды. При давлении на поперечную часть трубы напряжения создаются даже в точках, удаленных от нейтральной оси.

Вы не должны заниматься математикой самостоятельно. Нужно уметь пользоваться ГОСТами, СНиПами и владеть сложной специфической техникой — стойкостью к материалам. При малейшей неточности в расчетах серьезных последствий не избежать.

Также будет полезно посмотреть видео:

Виды нагрузок действующих на профильную трубу и способы ее расчета

При выборе профильной трубы особое внимание следует уделять ее параметрам и учитывать нагрузку, которую будет выдерживать профильная труба.

Эти трубы используются как каркасы для различных конструкций, поэтому нужно максимально ответственно подходить к выбору продукции.

Преимуществами профильных трубок являются:

• легкость;
• надежность;
• сопротивление нагрузке;
• простота установки.

Как лучше перевезти профтрубу от металбазы до вашего участка

Узнав вес и габариты трубы квадратного сечения, придется задуматься над тем, что убрать профиль такого размера. Конечно, все зависит от общего количества и размеров труб.

На разных видах транспорта можно разместить разные профили. Давайте узнаем, как транспортировать трубы того или иного размера.

8-12 метров

Для перевозки профильных труб такого размера требуется длинное транспортное средство с общей длиной борта 13,5 м. Эта линейка является самым тяжелым и одновременно самым вместительным грузовым судном. Во многих городах въезд такой техники запрещен, поэтому следует заранее продумать транспортный маршрут и по возможности арендовать другое транспортное средство и приобрести более короткий профиль.

6 метров (самый распространенный вариант)

Чаще всего на металлических складах предлагают профильные трубы длиной 6 метров, они легче транспортируются, имеют меньший вес и, что самое главное, удовлетворяют потребности большинства покупателей. Если нужно перевезти 1-4 профиля этого типа, в качестве перевозчика можно использовать обычную газель — дорого и сердито, не все водители сойдутся на такой подвиг, ведь установка груза будет «с изюминкой».

Вы можете арендовать китайский легковой грузовик — их кузов удлиненный и имеет длину до 5 метров.

Если фасонных труб больше 4-х, то лучше арендовать Камаз или грузовик — они доставят груз безопасно и надежно, а главное, не возникнет проблем на пути к месту.

Нагрузка на трубы круглого сечения

Применение

Круглые трубы можно найти везде. Опоры, столбы, колонны, емкости — это далеко не полный перечень использования скорлуп (оболочка представляет собой цилиндрический лист без концов).

Кольцевой профиль трубы можно встретить при прокладке водопроводов, нефте- и газопроводов как в домашних условиях, так и в промышленных масштабах. Они отличный материал для столбов забора, ворот, калитки.

Благодаря наличию замкнутого контура, круглая труба имеет значительное преимущество перед каналами, углами аналогичных линейных параметров.

Многие думают, что для определения прочности стойки по оси при сжимающей нагрузке необходимо иметь данные о величине нагрузки и площади поперечного сечения.

В результате деления первого параметра на второй была получена требуемая сила. После сравнения полученного параметра с допустимым значением, взятым из таблицы, делается вывод, можно ли приложить эту нагрузку к конкретному стояку.

Если число меньше допустимого, все в порядке. Но есть одно но: расчеты верны для растяжения, а не для сжатия.

Пользуемся калькулятором

Для начала необходимо ознакомиться с дополнительными понятиями. Это включает:

1. Потеря общей устойчивости. Контроль утечек необходим, чтобы избежать огромных потерь любого другого вида.
2. Потеря локальной устойчивости. Это предыдущее «завершение» жесткости стенок стояка под действием нагрузки на оболочку. Другими словами, труба начинает изгибаться внутрь, и круглое сечение превращается в профиль неправильной формы, что приводит к потере устойчивости.

Использование Excel

В Excel есть специальная программа для полной проверки расчета стояков на устойчивость и сопротивление. В основе этой программы лежат данные ГОСТ 14249 89. С ее помощью можно рассчитать максимальную нагрузку на круглую трубу, а также общие силы на оболочку круглого сечения.

В Интернете часто можно встретить такие вопросы: «Какую нагрузку может выдержать круглая труба длиной 3, 4, 6 метров? Как рассчитать ее с помощью онлайн-калькулятора? Сможете ли вы сделать это сами?»

На эти и другие вопросы мы постараемся дать развернутый ответ. Лучшим объяснением будет практический расчет величины вертикальной нагрузки на круглую трубу. Например, возьмем вертикальный круглый стояк диаметром 57 мм и длиной 3 метра (чаще всего используется для устройства навесов, гаражей и других сооружений) и рассчитаем нагрузку, которую может выдержать труба.

Какие данные нужны

Алгоритм работы с программой следующий:

1. Для начала нужно открыть ГОСТ 14249 89, из которого нужно записать первые 5 начальных значений. Чтобы быстро найти параметры, используйте примечания для каждой ячейки.
2. Заполните ячейки D8, D9, D10, введя линейные параметры стояков.
3. Введите возможные нагрузки в ячейки с D11 по D15.

Что получилось в результате

Необходимо не только уметь пользоваться программой, но и уметь объяснять полученные результаты.

Необходимо сравнить соотношение фактической нагрузки к допустимой — когда вы получаете большее число на единицу, труба перегружается. В противном случае стояк выдержит заданный вес при условии правильного расчета нагрузки на круглую трубу.

Расчеты и типовые решения

Чтобы избежать трудоемких вычислений, которые без знания физики и использования калькулятора могут соответственно содержать ошибки, рекомендуется использовать типовые решения с минимальной нагрузкой на колонку. Кроме того, получить желаемое помогут надежные подвижные шарнирные соединения, для углового монтажа и распределения углового момента. В этом случае важно рассчитать, сколько прослужит такая поддержка.

Такой подход позволяет рассчитывать различную мебель со стальными опорами, креплениями в шкафу, будучи уверенным в их надежности и долговечности. Регулировка обычно позволяет надежно укрепить конструкцию. Выбирайте качественную сталь от известного российского производителя, чтобы не покупать некачественную продукцию.

Технологический процесс изгиба

Любая деформация приводит к снижению несущей способности профильной трубы и сопровождается появлением на ее стенках длительных напряжений. На внутреннем слое из-за сжатия металла увеличивается плотность, а на внешнем — натяжение, наоборот, снижает значение этого показателя. В этом случае форма поперечного сечения также изменится, как и ожидалось. Сочетание этих факторов приводит к тому, что несущая способность конструкции в месте изгиба заметно снижается. Это касается круглой трубы, а также прямоугольных и квадратных трубчатых изделий. Причем для двух последних подобное явление не так ярко выражено, как для трубы с круглым сечением.

Однако в любом случае требуется тщательный подход к оценке степени нагрузки, прилагаемой при изгибе заготовки. Тогда на нем не появятся ненужные изломы и загибы. С точки зрения функционального назначения это касается, в первую очередь, круглых труб, из которых делаются отводы для систем водоснабжения.

Хорошо знать! Образующиеся складки приводят к засорам, повышают сопротивление транспортируемой жидкости и снижают проницаемость рабочей среды.

Поэтому степень деформации овала для детали диаметром до 20 мм не должна превышать 15 процентов. При увеличении диаметра значение этого показателя снижается до 12,5%. Те же числа также используются для определения оптимальной изгибающей нагрузки трубы с профильным сечением, а указанные выше диаметры относятся к кругу, вписанному / описанному в / вокруг прямоугольника (а) или квадрата (а.

Как узнать правильность расчетов?

Каждый материал, в том числе металл, из которого изготовлены прямоугольные трубы, имеет индикатор нормального напряжения. Напряжение, возникающее на практике, не должно превышать этого показателя. Также следует учитывать, что сила упругости тем меньше, чем больше нагрузка, действующая на трубу.

Также необходимо учитывать формулу M / W. Где изгибающий момент оси действует на сопротивление изгибу.

Для более точных расчетов представлена ​​диаграмма, которая представляет собой изображение детали, максимально отражающей характеристики конкретной детали, в данном случае прямоугольной трубы.

Свойства и особенности профильных трубных изделий

Профильными трубами принято называть, сечение которых отличается от круглого. Самые распространенные варианты — квадратные и прямоугольные изделия. Особой популярностью они пользуются благодаря тому, что созданная на их основе окончательная конструкция имеет относительно небольшой вес. Более того! Благодаря особой форме крепление элементов трубы к разным поверхностям и друг к другу значительно упрощается.

Эти строительные изделия изготавливаются из широкого спектра сплавов и металлов. Однако чаще всего используются профильные трубы из низколегированной и углеродистой стали. Каждый металл обладает таким естественным качеством, как точка сопротивления. Он может быть как максимальным, так и минимальным. Первая, в частности, является причиной деформации построенных конструкций, приводящей к изгибу, что может вызвать переломы.

При складывании важно учитывать такие характеристики, как тип изделия и его плотность, сечение, размер, а также гибкость материала и его жесткость. Зная все эти свойства металла, исполнитель сможет понять, как конструкция будет вести себя в процессе эксплуатации.

Кроме того, следует помнить, что при складывании изделия его внутренние части сжимаются, что приводит к увеличению их плотности и уменьшению размеров. Соответственно увеличивается длина внешнего слоя, он становится более вытянутым, но менее плотным. При этом даже после завершения процесса первоначальные характеристики центральных секций сохраняются.

При гибке трубы необходимо учитывать свойства материала, из которого она изготовлена, ее размеры и толщину стенки

Важно! Напряжение при изгибе профиля трубы обязательно возникнет даже в точках, наиболее удаленных от нейтральной зоны сегментов изделия. Слои, расположенные в непосредственной близости от вышеупомянутой нейтральной зоны, будут испытывать особенно высокое давление.

Допустимые радиусы сгиба исходя из прочности материала

Радиус кривизны профиля зависит от DN внешнего сечения, толщины материала, плотности и гибкости.

Национальные стандарты устанавливают минимальные значения радиусов изгиба профильных труб. Их допустимый размер во многом зависит от способа сложения детали.

1. Если изгиб осуществляется путем нагрева детали или засыпки песком, радиус изгиба должен быть не менее 3,5 DN.
2. Гибка на гибочном оборудовании без нагрева возможна с минимальным радиусом 4 DN.
3. Если в процессе используется печное отопление, допускается значение 2,5 DN.
4. Важным условием складывания является истончение стенок изделия в рабочей зоне не более чем на 15%.

Что нужно учитывать при расчетах

Для начала монтажа постройки необходимо ее нарисовать. Благодаря такой каркасной конструкции есть возможность произвести некоторые расчеты. Для этого нужно записать на чертеже точные размеры, а затем провести расчеты с учетом общего натяжения. Если все сделать аккуратно, конструкция будет надежной и безопасной.

Для точного и быстрого расчета нагрузки на профильную трубу можно использовать калькулятор или программу SketchUP.

Расчет будет правильным при соблюдении следующих 3 условий:

1. Если в системе есть опоры и верхняя рама, в которых возникают механические (не электрические!) Напряжения, силы будут распределяться между несколькими стояками в зависимости от их соединения друг с другом.
2. Достаточно большая высота системы может снизить несущую способность отдельных опор. Это связано с появлением крутящего момента в стояках.
3. Чтобы получить надежную металлическую конструкцию большой высоты, необходимо добавить дополнительные опоры. Благодаря ребрам жесткости, которые соединят лямки, механические нагрузки распределяются более равномерно.

Какая информация еще важна

При проведении прямых расчетов необходимо иметь информацию о:

1. Виды возможных нагрузок.

Они могут быть:

• стабильные, в которых учитывается вес деталей конструкции, масса грунта, давление кровли и т д.;
• долговременные, которые будут работать долго, но могут измениться в любой момент: масса котла, подъезда, кирпичных стен;
• в краткосрочной перспективе, действуя на короткий период (осадки, масса посетителей, автомобили);
• особые, которые вызваны непредвиденными обстоятельствами: ливнями, землетрясениями, извержениями вулканов, взрывами и т д…

2. Размеры фасонных труб, форма секций.

3. Суммарное напряжение конструкции.

4. Прочностные характеристики стали.

Калькулятор онлайн расчета веса профильной трубы

Для чего нужен калькулятор

Для различных видов строительных работ могут применяться стальные профильные трубы. В общем, любая труба с некруглым поперечным сечением называется «профильной трубкой». Они могут быть овальными, прямоугольными или квадратными. Последние два типа разделов являются наиболее распространенными.

Согласно ГОСТ 13663-86 трубы стальные профильные существуют в диапазоне сечений от 10-10 миллиметров до 500-400 миллиметров с толщиной стенки от 1 до 22 миллиметров. Длина труб может варьироваться от 6 до 18 метров.

Поскольку фасонные трубы в подавляющем большинстве случаев используются для устройства различных металлических конструкций или изготовления всевозможных каркасов, перекрытий, столбов, пролетов и опор, они могут подвергаться большим механическим нагрузкам.

В некоторых случаях необходимо знать массу металлической профильной трубы исходя из ее габаритов. Для этих целей могут применяться различные методики.

Этот калькулятор предназначен для расчета веса труб прямоугольной или квадратной формы при известном поперечном сечении, ширине стены и длине конструкции. На основании известных размеров рассчитывается объем стали в металлической трубе и ее вес.

В калькуляторе не предусмотрен ввод плотности стали, однако для получения запаса по весу выбрана максимальная плотность стали из справочника (r = 7900 кг / м3).

Инструкция использования калькулятора

Сначала выбирается тип входных размеров сечения — будут использоваться его внутренние или внешние размеры.

Затем введите ширину горизонтальной секции (сторона A).

Далее следует ширина вертикальной секции (сторона B). Если профиль трубы квадратный, этот параметр считается таким же, как и предыдущий (Сторона A).

Завершите вставку параметров сечения толщины трубы (толщины стенки).

Важно! Параметры «Сторона A», «Сторона B» и «Толщина стенки» вводятся в миллиметрах!

Далее введите длину профиля в метрах и нажмите кнопку «Рассчитать».

Внимание! Разделителем цифр целой и дробной частей в калькуляторе может быть точка или запятая.

Вес профильной трубы отображается внизу страницы в килограммах с точностью до 0,001 кг.

Изменение любого из размеров не приводит к автоматическому пересчету веса. Чтобы пересчитать вес, нужно нажать на кнопку «Рассчитать» или выбрать тип размера (Внешний / Внутренний).

Предварительные соображения

Нагрузка на балки может быть распределенной («q» на схемах 3,4,5,9,15 и т.д.) или сосредоточенной («P» на схемах 1,2,6,7,8 и т.д.).

Крепление балок может быть:

1. консольные с жестким окончанием одного из концов (например, схемы 1,2,3 и другие);
2. «Срок — концевой», когда оба конца балки из трубы жестко закреплены (заделаны), схемы 6, 7, 8, 9;
3. «Петля — петля», (схемы 12, 13, 14, 15 и др.), Где левая петля закреплена, а правая подвижна;
4. «Термин — петля» (схемы 9, 10, 11 и др).

Жесткая заделка предотвращает вращение и перемещение трубной балки в любом направлении. Фиксированный шарнир позволяет вращать трубу только в точке крепления в вертикальной плоскости.

Подвижный шарнир позволяет поворачивать трубу в точке крепления в вертикальной плоскости и перемещать ее по своей оси. Эти перемещения очень малы и являются результатом деформации трубы под нагрузкой.

Жесткий конец трубки предотвращает ее вращение и перемещение в любом направлении. Фиксированный шарнир позволяет вращать трубу только в точке крепления в вертикальной плоскости.

Подвижный шарнир позволяет вращаться в точке крепления в вертикальной плоскости и перемещаться по собственной оси. Эти перемещения очень незначительны и являются следствием деформации балки из трубы под нагрузкой.

Основным видом этой деформации является его изгиб, величина которого вместе с приложенной нагрузкой также зависит от его длины, размеров его поперечного сечения и физических характеристик материала, в данном случае от его модуля упругости эластичность («Е»). Модуль упругости углеродистой стали (2-2,1) * 10-5 МПа; связанная (2,1 — 2,2) * 10 ^ 5 МПа; следовательно, среднее значение в калькуляторе составляет 2,1 * 10 ^ 5 МПа, что составляет 2142000 кг.см2.

Исходя из размерных характеристик секции трубы, момент инерции секции («I») используется для расчета прогиба; степень прогиба также зависит от положения контрольной точки трубы относительно опор.

Допустимый прогиб стропил определяется их назначением и местом в строительных конструкциях и регулируется соответствующим СНиП; в легких случаях она не должна превышать 1/120 — 1/250 длины трубки.

Поэтому настоятельно рекомендуется проверить результаты расчета на соответствие требованиям.

Расчетные схемы нагрузки

Процесс расчета любого профиля начинается с выбора схематической модели конструкции.

Перед началом расчетов соберите нагрузку, которая будет действовать на пол.

Затем составляется чертеж схемы с учетом диаграммы нагружения и опор балки.

Далее по заданным параметрам, информации из ассортиментных таблиц, приведенных в ГОСТах, производятся соответствующие расчеты.

Для их простоты и эффективности можно использовать онлайн-калькуляторы, оснащенные программами с готовыми формулами.

Методы расчета нагрузок

Для определения допустимых нагрузок используются следующие методы:

• С помощью онлайн-калькулятора.
• На основании справочных таблиц.
• По формулам напряжений при изгибе профиля.

Перед расчетами рекомендуется составить чертеж будущего каркаса, определить виды нагрузок.

Если деталь прикреплена с одного конца, элемент рассчитывается на изгиб. При установке на опоры прогиб рассчитывается.

С помощью справочных таблиц

Вариант с таблицами уже рассчитанных предельных нагрузок — самый простой и удобный для человека, не знакомого с прочностью материалов и расчетами. Они содержат готовые результаты расчета для конкретных типов элементов каркаса.

Для квадратных профилей

Для прямоугольных балок

Пользователь сразу видит предельное значение, которое труба с определенными параметрами может выдержать на заданной длине пролета. Можете сравнивать и анализировать данные самостоятельно, выбирая лучший вариант.

Например, квадратный профиль 40 × 40 с толщиной материала 3 мм в пролете 2 м выдержит вес 231 кг. Если расстояние между опорами увеличить до 6 м, допустимая нагрузка составит всего 6 кг.

Расчеты производятся с учетом веса самой трубы, величина нагрузки представлена ​​сосредоточенной силой, приложенной в центральной точке.

Для самостоятельных расчетов используются данные справочных таблиц ГОСТ. Итак, параметр момента инерции квадратного профиля взят из ГОСТ 8639-82, прямоугольного сечения — из ГОСТ 8645-68.

Расчет по формуле максимального напряжения при изгибе

Для расчета изгибаемого профилированного элемента используйте формулу

= М / П.

Здесь M — значение изгибающего момента силы, а W — момент сопротивления сечения.

Это видно из формулы: чем больше W, тем меньше напряжения, возникающие в сечении балки.

Для получения значения М необходимо знать длину пролета и степень деформации материала. Последнее значение находится в ассортиментных таблицах соответствующих ГОСТов.

Размеры балки необходимы для расчета параметра W. Полученные значения вставляются в формулу.