Трубный калькулятор

Какие методы используют для расчета нагрузок

Для расчета нагрузки на профильную трубу пользуются:

  • таблицами;
  • математическими формулами;
  • специальным онлайн калькулятором.

Применяем таблицы

При применении первого метода нужно сопоставление физических характеристик трубы, которая будет применяться для сооружения системы, с табличными данными. Для этого берут значения величин из таблиц 1 или 2, в зависимости от типа профиля.

Таблица 1. Нагрузки для стояков квадратного сечения

Сечение,
мм
Максимально возможная масса, кг
Длина пролета, м
1 2 4 6
40х40х2 709 173 35 5
50х50х2 1165 286 61 14
60х60х3 2393 589 129 35
80х80х3 4492 1110 252 82
100х100х4 9217 2283 529 185
140х140х4 19062 4736 1125 429

Таблица 2. Нагрузки для стояков прямоугольного сечения
(для вычислений используют длинную сторону)

Сечение,
мм
Максимально возможная масса, кг
Длина пролета, м
1 3 4 6
50х25х2 684 69 34 6
60х40х3 1255 130 66 17
80х40х3 2672 281 146 43
80х60х3 3583 380 199 62
100х50х4 5489 585 309 101
120х80х3 7854 846 455 164

Эти таблицы имеют данные о максимально допустимых массах. При таком воздействии на профиль труба не разрушится, а лишь согнется.

В связи с этим, на практике выбирается деталь прямоугольного или квадратного сечения, запас прочности которой был бы большим от минимального хотя бы в 2 раза.

Преимущества табличного метода

Табличный метод отличается высокой точностью. Для его применения нужно обладать информацией о видах опор, способах фиксации на них профилей, типах нагрузок.
Кроме этого, для полных расчетов нагрузок необходимо иметь данные о:

  • моментах инерции профильной прямоугольной или квадратной трубы, значение которых можно взять из таблиц, начиная от сечений 15х15х1 5 и оканчивая 100х100х4 и выше;
  • длине пролетов;
  • величине тяжести на каждый стояк;
  • коэффициентах модулей упругости (взять из СНиП).

Масса 1 м.п. профиля 15х15х1,5 составляет 0,606 кг. Исходя из этого, можно провести соответствующие вычисления.

После этого переходим к специальным формулам, то есть, к математическому методу. В соотношениях показано, как связаны между собой данные физические величины, как найти неизвестную величину, имея 2 или больше известных параметра и пр.

А может лучше калькулятором?

Быстрее всего можно провести расчеты с применением калькулятора. Особенность такой программы состоит в том, что необходимо ввести нужные параметры, характеристики изделий, линейные размеры, иные свойства будущей конструкции. В конце онлайн калькулятор выдаст расчет нагрузки профильной трубы для заданных параметров.

Важно! Для расчета нагрузок нужно пользоваться специальными онлайн калькуляторами, которые размещены на сайтах надежных компаний. Важно! Лучше всего воспользоваться услугами лиц, которые знакомы с ГОСТами, разбираются в строительстве, сопромате, имеющие опыт работы с аналогичными программами

Что в первую очередь рассчитывают при помощи формул

Вычисляют многие параметры.

Чаще других ищут:

  1. Допустимый уровень напряжения при изгибах. Используется формула
    Р= M/W,
    где Р – возможное напряжение при изгибе,
    М – значение изгибающего момента силы,
    W – механическое сопротивление.
  2. Требуемое сечение стояка:
    F = N/R,
    где F – необходимая площадь сечения (см²),
    N – действующая масса (кг),
    R – значение сопротивления металла при деформациях, соответственно пределу текучести (кг/см²).

Значения физических величин можно отыскать в специальных таблицах.

Нагрузка на трубы круглого сечения

Применение

Круглые трубы можно встретить в любом месте. Опоры, стойки, колонны, емкости – это далеко не полный перечень использования обечаек (обечайка – металлический лист цилиндрической формы без торцов).

Кольцевой трубный профиль можно встретить при прокладке водо-, нефте-, газопроводов как в быту, так ив промышленных масштабах. Они – отличный материал для столбиков ограждений, ворот, калиток.

Благодаря наличию замкнутого контура, круглая труба обладает существенным преимуществом в сравнении со швеллерами, уголками аналогичных линейных параметров.

В результате деления первого параметра на второй, получил искомую прочность. После сравнения полученного параметра с допускаемым значением, взятого с таблицы, делают вывод о том, можно ли такую нагрузку давать на конкретный стояк, или нельзя.

Если число будет меньше допускаемого, то все хорошо. Но тут есть одно но: вычисления справедливые для растягивания, а не для сжатия.

Пользуемся калькулятором

Для варианта со сжатием круглой стойки, можно провести необходимые расчеты с использованием онлайн калькулятора.

Сначала необходимо ознакомиться с дополнительными понятиями. Сюда относят:

  1. Потерю общей устойчивости.
    Проверка потери нужна для избегания огромных потерь иного типа.
  2. Потерю местной устойчивости.
    Речь идет о более раннем «заканчивании» жесткости стенок стояка при действии нагрузки на обечайку. Иначе говоря, труба начинает заламываться вовнутрь, а сечение круглого вида превращается в профиль неправильной криволинейной формы, что ведет к потере устойчивости.

Использование Excel

Существует специальная программа в Excel комплексной проверки расчета стояков относительно устойчивости и прочности. Основу данной программы составляют данные ГОСТа 14249 89. С ее помощью можно вычислить максимальную нагрузку на круглую трубу, а также усилия общего характера на обечайку круглого сечения.

В интернете можно часто встретить такие вопросы: «Какую нагрузку выдерживает круглая труба длиной 3, 4, 6 метров? Как это вычислить с помощью онлайн калькулятора? Можно ли это сделать самостоятельно?»

На эти и другие вопросы постараемся дать подробный ответ. Лучшим объяснением будет практический расчет величины вертикальной нагрузки на круглую трубу. Для примера, возьмем вертикальный круглый стояк диаметром 57 мм длиной 3 метра (чаще всего используется для обустройства навесов, гаражей, иных сооружений) и вычислим, какую нагрузку труба сможет выдержать.

Какие данные нужны

Алгоритм работы с программой состоит в следующем:

  1. Сначала нужно открыть ГОСТ 14249 89, из которого необходимо выписать первых 5 исходных значений. Для быстрого отыскания параметров воспользоваться примечаниями к каждой ячейке.
  2. Заполнить ячейки D8, D9, D10, вписывая в них линейные параметры стояков.
  3. В ячейки от D11 до D15 внести возможные нагрузки.

Важно! Если на обечайку будет действовать внутреннее избыточное давление, то значение наружного давления равняется нулю. Аналогично: при воздействии на стояк внешнего избыточного давления, параметр внутреннего давления также будет равным нулю

Важно! Помните, что примечания к каждой ячейке в столбце «Значение» содержат в себе ссылку номеров нужной формулы, необходимой таблицы или чертежа из ГОСТа 14249 89

Что получилось в результате

Нужно не только уметь пользоваться программой, но также уметь объяснить полученные результаты.

Необходимо сопоставить отношение действующей нагрузки к допускаемой: при получении числа, большего за единицу, труба – перегруженная. В противном случае – заданный вес стояк выдержит, при условии, что расчет нагрузки на трубу круглого сечения проведен правильно.

Важно! Пользователь должен увидеть значение суммарного влияния всех действующих сил и давлений

Как рассчитывается вес трубы с необычным сечением

Иногда в строительстве используется продукция трубного проката не только с прямоугольным, квадратным и круглым сечением. Например, из изделий с овальным сечением изготавливаются разнообразные ограждения и перила. А в машиностроении они нашли широкое применение при создании радиаторов охлаждения и разнообразных гидравлических систем.

Для просчета веса труб с сечением необычной формы нужно знать марку стали, из которой они произведены

Для расчета веса трубы с необычным сечением, необходимо воспользоваться следующей формулой:

             P = ρ*X*L,

где P масса изделия; ρ — плотность материала; X – площадь сечения; L – длина единицы трубного проката.

Эта формула пригодится для изделий с любым сечением. Чтобы понять, соответствует ли указанным в заказе требованиям полученная продукция, достаточно выбрать из партии проката несколько образцов, измерить и подсчитать.

Точность расчёта массы труб стальных этим способом составляет  процентов. Конечный результат зависит от многих факторов, в числе которых состав стали, степень коррозии металла, однородность толщины стенок, даже влажность воздуха, не говоря уже температуре окружающей среды. Поэтому, чтобы получить более точное значение веса металлической трубы, по крайней мере, необходимо уточнить марку стали и при проведении вычислений в формулу подставлять именно её плотность (удельный вес). Для измерений рекомендуется использовать инструмент поточнее рулетки, особенно при замере толщины стенки.

Таблица веса стальных труб: советы по использованию

Источником данных в этом случае может служить специальная таблица. Ее выбор осуществляется в зависимости от типа изделия. Помимо ГОСТов, схемы можно найти и на многих профильных сайтах. Сегодня в интернете можно отыскать без труда таблицы для определения массы деталей из разных материалов (например, вес чугунной трубы 100 мм).

Нахождение массы табличным путем требует соблюдения двух основных правил

В первую очередь очень важно не ошибиться с выбором таблицы. Для этого необходимо проверить, соответствует ли название государственного стандарта материалу изделия, массу которого вы хотите определить

Второе правило – не стоит полностью полагаться на данные, определенные с помощью таблицы. Как правило, удельный вес трубы не соответствует фактическому. Таким образом, любой расчет будет лишь приблизительным. Для небольших партий подобное различие не является серьезной проблемой.

В интернете легко можно найти таблицы для определения массы труб из металла

В качестве примера можно взять стальную деталь размерами 60х60х3. Вес 1 метра трубы такого типа составляет 5,25 кг, если руководствоваться табличным расчетом. Это изделие относится к профильной группе и имеет равные по своей ширине стенки. Реальная масса изделия с такими габаритами может отличаться. Максимальное допущение в этом случае составляет 10% от общей массы (52,5 г).

Табличный способ очень хорош в том случае, когда у вас нет времени на проведение длительных, сложных вычислений. Однако всегда стоит помнить о погрешности, которая присутствует в этом случае.

Преимущества и недостатки

Тот факт, что продукция стального трубного проката занимает в любом магазине стройматериалов существенную часть стеллажей, говорит о наличии у неё определённых достоинств по сравнению со своими конкурентами. Кратко остановимся на них.

механическая прочность. Стальной трубопрокат, прежде всего, может применяться в местах, где водопровод подвергается немалым внешним механическим воздействиям. Кроме того, данные изделия – лучший выбор для организации транспортировки воды под весьма высоким давлением;
относительная дешевизна. Назвать трубу стальную самым дешевым материалом, конечно же, нельзя. А вот то, что она одно из самых дешёвых подобных изделий – это точно. При этом весу трубы отводится не главная роль;
широкий выбор арматуры. Если фитинг необходимой формы, например, для того же полипропиленового водопровода иногда придётся ещё и поискать, то обычные тройники или уголки чугунные в обилии присутствуют на полках любого строительного магазина;
небольшой коэффициент линейного расширения

Данное свойство очень важно, когда магистраль водопровода (неважно какого, стального или из другого материала) штукатурится или утапливается в стяжку. То есть, при нагреве стального трубопровода трещины в таком покрытии не появятся.

К основным недостаткам металлических трубных изделий помимо трудоёмкости монтажа и разборки, эксперты относят подверженность коррозии и уменьшение со временем полезного просвета. Что же касается веса 1м трубы стальной, то владелец будущего водопровода ощутит на себе большое значение данного параметра на всех этапах строительства. Начиная с транспортировки партии трубной продукции, включая разгрузку и заканчивая монтажом трубопровода.

Трубы без защитного покрытия быстро начинают ржаветь, а это является серьезным недостатком

Виды профильной продукции квадратного сечения

Сортамент профильной продукции квадратного сечения определяется нормативами ГОСТ 8639-82. В соответствии с данным стандартом трубы могут быть:

  • Холоднодеформированные;
  • Горячедеформированные;
  • Электросварные.

Толщина стенки холоднодеформированной квадратной трубы составляет от 1 до 8 мм, а стенки ее таковы:

  • 10х10;
  • 20х20;
  • 30х30;
  • 40х40;
  • 50х50;
  • 60х60;
  • 70 х70;
  • 80х80;
  • 90х90;
  • 100х100;
  • 110х110;
  • 120х120.

Размер труб определяется длиной сторон квадрата. К примеру, если сторона составляет 20 мм, то официально значится 20х20, а если 40 мм, то 40х40 и так далее.

Параметры профиля подбирают под конкретную техническую задачу. Если необходимо соорудить детскую площадку, перила или мебель, преимущественно используется продукция 20х20. Для создания рекламных щитов подойдет профиль 40х40. Однако следует учитывать, что продукция с сечением 20х20 и 40х40 не выдерживает значительных нагрузок. По этой причине при монтаже высотных зданий необходимо использовать самые большие размеры сечений, которые предлагает сортамент, например, 60х60х3, 80х80х4 или 100х100х5.

Горячедеформированные трубы изготавливаются с толщиной стенки от 4 до 14 мм, а сортамент продукции включает такие типоразмеры:

  • 60х60;
  • 70х70;
  • 80х80;
  • 90х90;
  • 100х100;
  • 110х110;
  • 120х120;
  • 130х130;
  • 140х140;
  • 150х150.

Электросварная труба квадратного сечения может иметь толщину стенки от 1 до 5 мм, а сортамент изделий включает следующие варианты:

  • 10х10;
  • 20х20;
  • 30х30;
  • 40х40;
  • 50х50;
  • 60х60;
  • 70х70;
  • 80х80;
  • 90х90;
  • 100х100.

Более подробно сортамент изделий представлен на рисунке:

Использование онлайн-калькулятора для определения веса трубы

Онлайн-калькулятор – очень простой способ, с помощью которого можно довольно быстро определить массу стальных труб. Стоит сказать, что существуют программы, позволяющие рассчитать вес изделий, изготовленных также из других материалов. Онлайн-калькулятор работает по прописанному алгоритму. Формула в данной программе учитывает следующие характеристики:

  • плотность;
  • ширину и высоту (для профильных труб);

Масса стальных труб определяется тремя способами: формулами, таблицами, калькулятором

  • диаметр (для круглых изделий);
  • толщину стенки;
  • длину.

Пользоваться калькулятором веса стальных труб очень просто. Все, что для этого нужно, – знать необходимые значения и вписывать их в соответствующие ячейки. Многие онлайн-калькуляторы требуют знания марки стали. Это дает возможность провести более точные вычисления.

Стоит отметить, что вычисление отличается эффективностью и может производиться даже для габаритных изделий (например, вес 1 метра трубы 530х8 мм). При использовании калькулятора необходимо быть внимательными. В случае неправильного заполнения ячеек результат будет неверным.

С помощью онлайн-калькулятора можно довольно быстро определить массу стальных труб

Масса 1 метра металлопроката определяется тремя способами: формулами, таблицами, калькулятором. Каждый из этих методов хорош по-своему, однако все они имеют одну общую черту – приблизительность расчетов. Получение массы 1 метра металлопроката позволяет вычислить вес всей партии.

1 Для чего надо определять вес профильных труб

Профильными называют трубы, имеющие в отличие от обычных водопроводных некруглое сечение. Наиболее распространенной и востребованной является профильная трубная продукция прямоугольного и квадратного сечения. Ее, как правило, используют для изготовления различного рода металлических конструкций и их элементов в строительной отрасли и разных производственных областях.

  • Профильная труба – основной материал для металлических конструкций
  • Квадратная труба – сортамент, сферы применения и ГОСТы
  • Труба прямоугольная – сортамент и ГОСТ

В первую очередь данные о весе профильного изделия требуются для расчетов, которые производят при проектировании и разработке металлоконструкций, а также заполнения разнообразной технической и бухгалтерской документации. Знать массу проката необходимо и при его покупке и продаже, так как все расчеты по оплате производятся, как правило, за килограммы (тонны) и только за редким исключением за погонные метры, штуки. Определить, сколько весит перевозимая партия профильной трубы необходимо и для выбора способа транспортировки и средства доставки продукции.

Кроме того, на рынке металлопроката и строительных материалов встречаются недобросовестные продавцы (или поставщики и производители), которые пытаются обманным путем нажиться на потребителе. Они могут предлагать некондиционную, бракованную, не соответствующую предусмотренным нормам и ГОСТам профильную трубную продукцию, которая внешне неотличима от качественной. Так, например, нередки случаи попытки продать изделия китайского производства, у которых заявленные (технологически регламентируемые) размеры стенок (толщина) присутствуют только по краям, где, собственно, и производят проверку на соответствие типоразмера. А по факту труба 100x100x5 мм в середине может иметь другие параметры – 100x100x4 мм. Так в процессе производства экономится металл, а в результате продажи может произойти «обвес» — если реализация происходит штучно или погонными метрами. Покупатель получит некачественную металлическую продукцию, которая не стоит потраченных денег и может привести к серьезным негативным последствиям. Такую «недостачу» легко выявить, если знать вес, который труба данных размеров должна иметь.

Способы определения веса стальных электросварных труб

Масса электросварной детали зависит от нескольких факторов. В первую очередь стоит отметить такой показатель, как удельная плотность материала. Безусловно, важную роль играют и геометрические параметры детали. Наиболее важные из них:

  • диаметр (для круглых деталей);
  • ширина и высота (для профилированного проката);
  • толщина;

Универсальный метод определения массы электросварной трубы – использование формул

длина.

Плотность данного материала – постоянная величина, соответствующая числу 7850 м³. Для определения веса электросварных труб применяются такие методы:

  • формулы;
  • таблицы;
  • онлайн-калькуляторы.

Каждый из вышеуказанных способов предполагает получение значения, которое не является идеальным. На итоговый результат, являющийся приблизительным, оказывают влияние некоторые факторы. Например, фиксированная величина плотности (7850 м³) используется для вычисления удельной массы всех разновидностей стальных труб. Однако для каждого типа деталей применяются различные марки стали. Таким образом, фиксированная величина оказывает влияние на конечный результат, который отличается от фактического.

Масса электросварной трубы напрямую зависит от удельной плотности материала

Разница в плотности разных марок стали не сильно ощущается при расчете, если объем партии недостаточно большой. В таблицах стальных электросварных труб вес также является приблизительным. К тому же итоговые результаты, содержащиеся в таблицах, нередко округляются (для удобства).

Еще одна причина приблизительности расчетов заключается в том, что для проведения вычислений применяют идеальные габаритные параметры. Они, как правило, отличаются от фактических, так как не учитывают закруглений в углах труб. Закругление как параметр может присутствовать у профильных труб. Сколько весит такое изделие? Лучше всего для ответа на этот вопрос воспользоваться таблицей или онлайн-калькулятором. Это позволит сэкономить время.

Реальная деталь отличается аккуратностью сварочных швов. Такие швы могут иметь разные наплывы металла. Еще один фактор, оказывающий влияние на неточность расчетов, – производственные допуски. Универсальный метод определения массы – использование формул. Но чаще всего этот вариант не оправдывает себя, так как не каждый человек сможет провести сложный расчет, учитывающий применение множества вспомогательных геометрических и физических параметров.

Для проведения вычислений массы электросварной трубы применяют идеальные габаритные параметры

Расчет веса нержавеющей трубы: последовательность действий и особенности

Трубы, материалом изготовления которых служит нержавеющая сталь, отличаются от обычных стальных изделий тем, что они более резистентные к неблагоприятным эксплуатационным условиям. Например, они, в отличие от обычных стальных труб, имеют высокую сопротивляемость к ржавлению.

Как вычислить массу детали из нержавейки? Подобная операция не является очень сложной. Для определения удельной массы необходимо перемножить такие параметры, как плотность материала и объем. В свою очередь, для того чтобы вычислить объем изделия, потребуется умножить площадь поверхности детали на толщину стенки.

Рассмотрим, как определить вес трубы 57х57х3 мм из нержавейки, на примере. Расчет в этом случае включает в себя 3 этапа. Первая формула будет иметь следующий вид:

S = B х L х 4

Труба из нержавеющей стали отличаются тем, что они более резистентные к неблагоприятным эксплуатационным условиям

S – площадь;

B – ширина 1 стенки;

L – длина изделия;

4 – количество стенок.

Готовое уравнение с подставленными значениями выглядит так:

S = 57 х 6 х 4 = 1,368 м²

С помощью этого метода можно определить массу различных типоразмеров (например, вес труб 108, 120 или 150 мм). После вычисления площади нержавеющей детали можно приступить к следующему этапу. Второй шаг учитывает определение объема трубы. Для этого, как уже говорилось выше, необходимо перемножить площадь поверхности и толщину стенки:

V = S х t

V = 1,368 х 3 = 4, 104 м³

Для определения удельной массы трубы из нержавейки необходимо перемножить такие параметры, как плотность материала и объем

И, наконец, после вычисления объема изделия можно найти и его удельную массу. Для этого понадобится умножить фиксированную плотность стали, равную 7850 м³, на объем детали. Рассмотрим уравнение:

m = V х 7850

m = 4,104 х 7850 = 3,2 кг

Для определения массы трубы, изготовленной из нержавейки, существует и другой, более простой метод. Он подходит для круглых деталей. Чтобы провести вычисление, потребуется вычесть из наружного диаметра толщину стенки. Затем полученная разность умножается на толщину и фиксированное число, которое составляет 0,025 кг.

Для каких целей определяется масса труб из стали

Стальные трубы широко используются в строительной сфере. В любом проекте можно встретить информацию о том, какую массу имеет водопроводная коммуникация, проложенная в постройке. То же самое касается других трубопроводных систем и конструкций, выполненных из профильного проката. Вес водогазопроводных стальных труб вычисляется несколькими способами. Для чего еще требуется расчет данного параметра?

Вычисление веса металлических труб производится перед транспортировкой изделий

Теоретическая масса необходима для продажи, так как реализация труб осуществляется с учетом массы, а не длины. Таким образом, определение этого показателя дает возможность вычислить стоимость отдельно взятой партии.

Расчет массы данных изделий используется в строительстве для определения прочности будущей конструкции. Этот параметр позволяет узнать, какие нагрузки сможет переносить каркас, изготовленный из труб.

И, наконец, вычисление веса металлических труб производится перед транспортировкой изделий. Перевозка должна производиться на специальном грузовом оборудовании с учетом возможной нагрузки. При заключении договора, в котором указывается количество изделий и их масса, следует быть уверенными, что транспортировка будет осуществлена за одну поездку.

Знать вес труб необходимо для продажи, так как реализация материала осуществляется с учетом массы, а не длины

Таким образом, знание массы стальных труб является необходимым условием при их приобретении. Безусловно, при покупке данных деталей поштучно нет необходимости в подобном расчете. Определение веса в такой ситуации может потребоваться только для того, чтобы рассчитать реальную стоимость изделий.

Пример расчёта веса трубы стальной круглой

Независимо от того, какой метод расчёта будет использоваться, необходимо знать численные значения следующих параметров круглого стального трубопроката:

  • толщина стенки;
  • наружный диаметр.

Из курса физики средней школы известно, что для определения удельного веса трубы стальной следует умножить объём использованного материала на его же плотность. Последний параметр – величина постоянная, в то время как объём материала (в нашем случае это сталь) нужно вычислить. Решить такую задачу можно двумя методами. Это — расчёт объём листа, образующего круглую трубу, или вычисление разности объёмов внешнего цилиндра и цилиндра внутреннего.

1. Для расчета веса трубы (например, диаметром 168 мм с толщиной стенки 8 мм) первым способом, сначала нужно определить длину окружности:

          L = π*D — 3,14*0,168 = 0,52752  м.

Здесь: D – диаметр изделия, а — всем известная математическая трансцендентная константа.

Для расчета веса трубы измеряется ее внешний диаметр и толщина стенки

Следующий шаг – вычисление площади наружной поверхности. Выполняется такой расчёт путём умножения окружности единицы продукции круглого трубопроката на её же длину. При вычислении веса метра трубы стальной в нашем случае формула принимает следующий вид:

                          S = 0,52752*1 = 0,52752 м²,

где S – площадь поверхности 1 м круглой трубы.

На очередном этапе расчёта веса 1 метра трубы круглой вычисляется объём использованной для производства данного изделия стали. Делается это умножением площади на толщину стенки:

V = S*W = 0,52752*0,008 = 0,00422 м²

На последнем шаге вычисления веса 1 метра трубы стальной круглой выясняется плотность стали. В специальной таблице значение данного параметра указано такое – 7850 кг/м³. Затем плотность стали умножается на объём:

Р = 7850*0,00422 = 33,127 кг.

В таблице №1 приведены результаты расчета для трубной продукции самых ходовых типоразмеров. Необходимо подчеркнуть, что это – теоретическое  значение веса одного погонного метра трубы.

Таблица 1

Дюймы Наружный диаметр Условный проход Толщина стенки Вес 1 м погонного, кг
Усилен-
ных
Обыкно-
венных
Лёгких Усилен-
ных
Обыкно-
венных
Лёгких
2 ½ 75,5 65 4,5 4,0 3,20 7,88 7,05 5,71
2 ¼ 57
2 60,0 50 4,50 3,50 3 6,16 4,88 4,22
1 ¾ 45
1 ½ 48,0 40 4 3,50 3 4,34 3,84 3,33
1 ¼ 42,3 32 4,0 3,20 2,80 3,78 3,09 2,73
1 33,5 25 4 3,20 2,8 2,91 2,39 2,12
¾ 26,8 20 3,20 2,80 2,5 1,86 1,66 1,5
½ 21,3 15 3,20 2,80 2,5 1,43 1,28 1,16
¼ 10,2 6,0 2,50 2,0 1,80 0,47 0,4 0,37

2. Расчёт веса одного погонного метра трубы вторым методом предполагает вычисление объёмов внутреннего и внешнего цилиндров. Первый шаг – расчёт площадей внешней и внутренней поверхностей.

Внешняя площадь равна:

Sнар. = π*D — 3,14*0,168 = 0,5278  м².

Чтобы рассчитать внутреннюю площадь, сначала необходимо узнать диаметр внутреннего цилиндра. Он такой: 0,168-0,016=0,152 мм. А внутренняя площадь равна 0,152×3,14=0,4773

Далее уже можно вычислять объёмы. С учётом того, что эта методика касается расчёта веса метра трубы стальной круглой, формулы выглядят очень просто.

Объём внешнего цилиндра будет равен 0,5278×1= 0,5278, а внутреннего 0,4773×1=0,4773.

Разность объёмов составляет: 0,5278-0,4773=0,00505.

Чтобы окончательно рассчитать вес трубы из стали, осталось только умножить объём на плотность:

                        0,00505×7850=39,64 кг.

При проверке труб на соответствие стандартам производства допускается наличие небольших погрешностей в размерах, поэтому результаты расчетов по формулам могут не совпадать с таблицами ГОСТов

Как мы видим, результаты не совпали. Но разница в разумных пределах.

Инструкция к калькулятору

Исходные данные

Расчетная схема:

Длина пролета (L) — пролет через который переброшена балка или длина консоли.

Расстояния (A и B) — расстояния от опор до мест приложения нагрузок. Для 3 схемы А равна длине консоли балки, опирающейся на 2 опоры.

Нормативная и расчетная нагрузки — нагрузки, на которые рассчитывается квадратная труба. Рассчитать их можно с помощью следующих материалов:

  • калькулятор по сбору нагрузок на балку перекрытия;
  • пример сбора нагрузок на балку перекрытия;
  • пример сбора нагрузок на стропила.

Fmax  — максимально допустимый прогиб, подбираемой по таблице E.1 СНиПа «Нагрузки и воздействия», в зависимости от вида конструкции. Некоторые значения этого показателя приведены в таблице 1.

Таблица 1. Максимальный прогиб для некоторых конструкций согласно СНиП.

Вид балки Длина пролета Требования Fmax
Балки перекрытий, покрытий, крыши L ≤ 1 м Эстетико-психологические, то есть такие, при которых прогиб балки не будет «бросаться в глаза»  1/120 (1/60)
L = 3 м  1/150 (1/75)
L = 6 м  1/200 (1/100)
L = 12 м  1/250 (1/125)
Балки покрытий и перекрытий при наличии на них элементов, подверженных растрескиванию (стяжек, полов, перегородок)  любая  Конструктивные  1/150 (1/75)
Перемычки  любая  Конструктивные  1/200

Примечания:

1. Без скобок Fmax указан для пролета, в скобках — для консоли.

2. В случае промежуточных значений длины пролета L максимальный прогиб Fmax находится по линейной интерполяции.

Количество труб — обычно указывается одна балка, но если есть желание ее усилить и положить рядом еще одну такую же балку, то следует выбрать в графе «две».

Расчетное сопротивление Ry— данный параметр зависит от марки стали. Основные значения этого показателя приведены в таблице 2.

Таблица 2. Расчетное сопротивление стали по ГОСТ 27772-88.

Марка стали Аналог Толщина проката Расчетное сопротивление, Ry
Неизвестно  —  любая 210 МПа
 C235 Ст3кп2 по ГОСТ 535-2005 2 — 20 мм 230 МПа
20,1 — 40 мм 220 МПа
С245 Ст3пс5, Ст3сп5 по    ГОСТ 535-2005 2 — 20 мм 240 МПа
20,1 — 30 мм 230 МПа
 С255  Ст3Гпс, Ст3Гсп по    ГОСТ 535-2005 4 — 10 мм 250 МПа
10,1 — 20 мм 240 МПа
20,1 — 44 мм 230 МПа
 С275  Ст3пс по ГОСТ 535-2005 2 — 20 мм 270 МПа
 С285  Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп по ГОСТ 535-2005 4 — 10 мм 280 МПа
10,1 — 20 мм 270 МПа
 С345  12Г2С, 09Г2С по ГОСТ 19281-2014 2 — 10 мм 335 МПа
10,1 — 20 мм 315 МПа
20,1 — 40 мм 300 МПа
 С345К  10ХНДП по ГОСТ 19281-2014 4 -10 мм 335 МПа

Размер трубы — здесь необходимо выбрать тот размер трубы, который вы хотите проверить на заданные нагрузки.

Результат

Вес балки — масса 1 погонного метра трубы.

Wтреб — требуемый момент сопротивления профиля.

Fmax — максимальный прогиб в сантиметрах, который допустим для балки, перекрывающей пролет длиной L.

Расчет по прочности:

Wбалки — момент сопротивления выбранной трубы по ГОСТ 30245-2003. Если Wбалки > Wтреб, значит прочность балки обеспечена.

Запас — если в данной графе значение с минусом (-), то балка по прочности не проходит, а если с плюсом (+), то здесь показано, на какой процент балка имеет запас прочности.

Расчет по прогибу:

Fбалки — прогиб, возникающий у рассчитываемой трубы под действием нормативной нагрузки.

Запас — то же самое, что и по отношению к моменту сопротивления.

Делаем выводы

Их, собственно, несколько.

  • различные методики расчёта веса 1 м трубы дают достаточно заметный разброс результатов. Это не критично с точки зрения запаса прочности металлоконструкций: данная характеристика стали в любом случае с избытком покроет отклонения от рассчитанной массы одного метра трубного проката. Однако при закупке большой партии труб можно ошибиться по метражу в меньшую или большую сторону. А это вызовет необходимость повторной закупки либо приведёт к перерасходу бюджета;
  • делая закупку труб, целесообразнее опираться на цифры, представленные в ГОСТе. Тогда при возникновении спорной ситуации ваши аргументы будут более убедительными. Например, в нормативном документе сказано, что в тонне стального трубного проката должно быть 110 метров труб, а там оказалось 120. В таком случае можно предположить, что производитель в целях экономии пренебрёг требованиями стандартов. Впрочем, здесь не исключён и человеческий фактор.

Если докупать трубы всё-таки придётся и эта процедура не связана с большими сложностями, из соображений экономии лучше принимать во внимание минимальное из расчётных значений веса. https://www.youtube.com/embed/VW4qHcs—7s

Ссылка на основную публикацию