Расчет профильной трубы: масса и изгиб

Расчет профильной трубы: масса и изгиб

Расчет профильной трубы: масса и изгиб
СОДЕРЖАНИЕ
0
1 505 просмотров
05 января 2021

Профильная труба — особенности производства и применения в строительстве жилых домов и мебели (100 фото)

Они производятся из низколегированной или углеродистой стали. Цилиндрической формы труба подходит не ко всем условиям. Легкость деформации не обеспечивает пространственной жесткости. Профильные образцы выполняются из не поддающихся коррозии материалов или покрываются цинком.

По профилю сечения трубы разделяются на: квадратные, прямоугольные, овальные и плоскоовальные. Последний вариант востребован в мебельной индустрии. Напоминающие по физическим показателям круглые, они чрезвычайно декоративны.

Из них создают предметы мебели, детали ограждений и изящные элементы зданий. Овальный профиль неизменно гибок поперек длинной стороны, относясь к арочному типу.

Другие конструкции известны как армирующие составляющие или независимые изделия. Исходя из особенностей получения, они разделяются на: сварные, без шва, горячекатаные и холоднокатаные. Цельнотянутая конструкция не имеет шва ввиду использования сплошной заготовки в форме цилиндра, называемой «штангой».

Выпуск регламентирован ГОСТом с указанием к способности деформации. Стандартными размерами профильной трубы считаются:

  • При квадратном сечении: 10-180 (32-60) мм и толщине стенки в пределах 1-14 (4-6) мм.
  • С профилем в виде прямоугольника: 15*10 (28*25) мм с толщиной стенки в 1-12 мм.
  • Овальной формы от 6*3 мм до 90*50 мм с толщиной стенок 0,5-2,5 мм.

Изделия различаются по протяженности:

  • С мерной длиной.
  • Не подвергающейся измерению.
  • Кратной длиной.

Профильная труба по ГОСТу варьируется от 50х50 до 400х400 мм.

Нержавеющая профильная труба входит в состав конструкции и выполняется из не поддающихся коррозии марок: AISI 304 и AISI 316, реже AISI 439, 430, 409. В данном случае увеличивается срок ее службы. Возможно простое покрытие цинком. Из них идеально формируются элементы архитектурного назначения и создаются несущие каркасы.

Профилированные трубы данного типа не подвергаются истиранию и устойчивы к повышенным температурам. Их отличает многообразие завершающей обработки посредством полирования, шлифовки, пескоструйной текстуры и травления.

В качестве альтернативы используется алюминий, повышающий период эксплуатации трубы. Его гибкость способствует приданию сложных форм, широко востребованных в быту и промышленном производстве.

Алюминиевая профильная труба со значительной площадью внешней поверхности и сниженным объемом внутри повышает спрос в системах охлаждения с наибольшим отводом тепла от носителя в виде радиатора или змеевика. Из них производят технику, автомобили, морские и воздушные суда. Среди преимуществ продукции из алюминия: незначительный вес и диапазон выполняемых работ от -60°C до +180°C.

В действительности значение замкнутого профиля трудно переоценить с точки зрения технологических приемов и финансовой выгоды. Они удобны в работе, являясь незаменимым материалом при сооружении любого строительного объекта.

Характеристики профильной трубы Базовые виды, стандартизированные габариты и материалы изготовления профильной трубы. Фото профилей разных типов, особенности и варианты их применения.

Какую нагрузку способны выдержать профильные трубы

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

  • Постоянная. На профиль оказывается воздействие без изменений показателей. Это могут быть другие материалы, грунт и т. д.;
  • Временно длительная. На профильную конструкцию оказывается нагрузка в течение продолжительного времени. Например, при возведении гипсокартонных перегородок, постройке лестниц в частных домах и т. д.;
  • Кратковременная. Трубопрокат испытывает сезонные или временные нагрузки. Например, тяжесть снега, сильного ветра или напора дождя, вес мебели и посетителей и т. д.;
  • Особенная. Нагрузка на случай стихийных бедствий или чрезвычайных ситуаций. Например, во время землетрясения, столкновения транспорта и т. д.

Для вычисления силы воздействия на каркас из металлопрофиля следует учесть следующие типы нагрузок:

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

Рекомендуем ознакомиться: Переходники канализационные для монтажа труб из разных материалов

Методы расчета нагрузок на профильную трубу

Для расчета нагрузок на профили используются методы:

  1. расчет нагрузки при помощи справочных таблиц;
  2. использование формулы напряжения при изгибе трубы;
  3. определение нагрузки при помощи специального калькулятора.

Как рассчитать нагрузку с помощью справочных таблиц

Этот метод точен и учитывает виды опор, закрепление профиля на опорах и характер нагрузки. Для расчета прогиба профильной трубы с помощью справочных таблиц необходимы следующие данные:

  1. значение момента инерции трубы (I) из таблиц ГОСТ 8639-82 (для квадратных труб) и ГОСТ 8645-68 (для прямоугольных труб);
  2. значение длины пролета (L);
  3. значение нагрузки на трубу (Q);
  4. значение модуля упругости из действующего СНиП.

Эти значения подставляют в нужную формулу, которая зависит от закрепления на опорах и распределения нагрузки. Для каждой расчетной схемы нагрузки формулы прогиба меняются.

Расчет по формуле максимального напряжения при изгибе профильной трубы

Расчет напряжения при изгибе вычисляется при помощи формулы:

где M – изгибающий момент силы, а W – сопротивление.

Юлия Петриченко, эксперт

Калькулятор для расчета нагрузки на профильную трубу

Расчет профильной трубы на прогиб – сложный и трудоемкий процесс. Для этого надо внимательно изучить ГОСТы и другие нормативные документы, изучить виды опор и нагрузок на будущую конструкцию, построить схему, добавить запас прочности. Малейшая ошибка при расчетах приведет к печальному финалу. Поэтому, не зная физики и Сопромата, лучше доверить расчеты ответственных конструкций (кровля, каркас) профессионалам. Они помогут провести точные расчеты при меньших затратах.

При проектировании и изготовлении конструкций из металла и других материалов очень важно соблюдать и выполнять физико-механические расчеты на прочность, одним из которых является расчет балок на изгиб (прогиб). Выполнять расчет прогиба балки онлайн – очень удобно и быстро

Поэтому специалисты нашего предприятия подготовили онлайн калькулятор для расчетов.

Площадь поперечного сечения профиля:

Расчетный вес профиля (балки):

Описание

При выборе схемы с распределенной нагрузкой, приложенная “Нагрузка Q” указывается как относительная “килограмм на метр”. Определяется она по формуле Q = /.

Использование калькулятора “Расчет прогиба балки онлайн” значительно сократит время и послужит залогом надежных инженерных конструкций.

Калькулятор разработан исключительно по формулам Сопромата и справочным данным для каждого типа материала и сечения балки. Расчет прогиба сечения является теоретическим, следовательно практические значения могут быть отличными от расчетных и зависеть от множества условий. Однако значения полученные в данном калькуляторе будут невероятно полезными и послужат основой для расчета необходимой конструкции.

Для быстрого доступа к расчетам необходимого профиля добавьте калькулятор в избранное (CTRL+D на ПК или значек “звездочка” справа вверху браузера)

Таблицы веса стальных труб различных ГОСТ и ТУ 1 метра

Для того чтобы вычислить удельную массу профиля, применяется специальная таблица веса профильной трубы, с помощью которой можно вычислить массу определенного вида трубы умножив длину на вес погонного метра.

Характеристики лучших производителей и стандартные размеры их изделий приведены ниже в таблицах.

ГОСТ 8639 82 – Трубы стальные квадратные

Параметры квадрата сечения Вес 1 погонного метра
15×15х1.0 0,479
15×15х1.2  0,501
15×15х1.5  0,605
20×20х1.2  0,689
20×20х1.5  0,841
20×20х2  1,08
25×25х1.2  0,877
25×25х1.5  1,07
25×25х2  1,39
30×30х1.5  1,31
30×30х2  1,70
40×40х1.5  1,78
40×40х2  2,33
40×40х2.5  2,85
40×40х3  3,36
40×40х4  4,30
50×50х2.5  3,64
50×50х3  4,31
50×50х3.5  4,94
50×50х4  5,56
60×60х2  3,59
60×60х2.5  4,43
60×60х3  5,25
60×60х3.5  6,04
60×60х4  6,82
80×80х3  7,13
80×80х4  9,33
80×80х5  11,44
80×80х6  13,46
100×100х3  9,02
100×100х4  11,84
100×100х5  14,58
100×100х6  17,22
100×100х7  17,3
100×100х8  22,25
120×120х4  14,35
120×120х5  17,72
120×120х6  20,99
120×120х8  27,27
140×140х5  20,86
140×140х6  24,76
150×150х5  22,43
150×150х6  26,64
150×150х8  34,81
160×160х4  19,38
160×160х5  24,00
160×160х6  28,53
160×160х8  37,32
180×180х5  27,14
180×180х6  32,30
180×180х8  42,34
180×180х10  52,03
200×200х6  36,06
200×200х8  47,37
200×200х10  58,31
200×200х12  68,89
250×250х6  45,48
250×250х8  59,93
250×250х10  74,01
250×250х12  87,73
300×300х6  54,90
300×300х8  72,49
300×300х10  89,71
300×300х12  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 же для удобства при приобретении трубы её можно порезать на несколько частей, поэтому примите во внимание что длина может быть от 3 до 12 метров, в зависимости от желания клиента. Так же существуют специальные размеры, отличающиеся от стандартных, при необходимости их можно заказать по индивидуальному заказу

А теперь можно разобраться, как подсчитывается вес погонного метра профильной трубы.

Размеры квадратной профильной трубы и вес погонного метра

Труба квадратного сечения идет чаще на стойки, из нее собирают несущий каркас, а перемычки делают из прямоугольной. К такому каркасу проще крепить материалы (любые). А еще, при прочих равных, прочность на изгиб у квадратной профильной трубы выше. Она сравнима с показателями двутавровой балки. Но сопротивление скручивающим нагрузкам у круглой трубы намного выше. Так что это надо учитывать.

Но чтобы не было проблем, надо выдерживать рекомендованные размеры профильных труб. Как уже говорили, все размеры (сортамент) прописаны в ГОСТах. Там же указана возможная толщина стенки. У труб малого размера — от 10 до 35 мм в диаметре — толщина от 0,8 мм до 5 мм. Но у труб со стороной 10 мм и 15 мм стенки не толще чем 1,5 мм. Дальше идет постепенное увеличение минимального размера. Например,  у 40*40 мм есть самая тонкая стенка 1,4 мм, у 45*45 мм уже тоньше 3,0 мм стенки нет. Та же тенденция соблюдается и дальше. Чем больше размер профильной трубы, тем толще стенки.

Размер в мм Вес одного метра, кг Размер в мм Вес одного метра, кг Сечение профильной трубы в мм Вес одного метра, кг Сечение профильной трубы в мм Вес одного метра, кг Сечение профильной трубы в мм Вес одного метра, кг Сечение профильной трубы в мм Вес одного метра, кг
Труба квадратная 10х10х0,8 0,222 Труба квадратная 30х30х0,8 0,725 Профильная квадратная труба 40х40х3,5 3,85 Профильная квадратная труба 60х60х2 3,59 Профильная квадратная труба 90х90х3 8,07 Профильная квадратная труба
150х150х9
38,75
10х10х0,9 0,246 30х30х0,9 0,811 40х40х4 4,30 60х60х2,5 4,43 90х90х4 10,59 150х150х10 42,61
10х10х1 0,269 30х30х,1 0,897 40х40х5 5,16 60х60х3 5,25 90х90х5 13,00 Профильная квадратная труба
180х180х8
42,34
10х10х1,2 0,312 30х30х1,2 1,07 40х40х6 5,92 60х60х3,5 6,04 90х90х6 15,34 180х180х9 47,23
10х10х1,4 0,352 30х30х1,3 1,15 Профильная квадратная труба 42х42х3 3,55 60х60х4 6,82 90х90х7 17,58 180х180х10 5,03
Труба квадратная 15х15х0,8 0,348 30х30х1,4 1,23 42х42х3,5 4,07 60х60х5 8,30 90х90х8 19,73 180х180х12 61,36
15х15х0,9 0,388 30х30х1,5 1,31 42х42х4 4,56 60х60х6 9,69 Профильная квадратная труба
100х100х3
9,02 180х180х14 70,33
15х15х1 0,426 30х30х2 1,70 42х42х5 5,47 60х60х7 11,00 100х100х4 11,84 Трубы квадратные специальных размеров
15х15х1,2 0,501 30х30х2,5 2,07 42х42х6 6,3 60х60х8 12,20 100х100х5 14,58 32х32х4 3,30
15х15х1,4 0,571 30х30х3 2,42 Профильная квадратная труба 45х45х2 2,65 Профильная квадратная труба 70х70х3 6,19 100х100х6 17,22 36х36х4 3,80
15х15х1,5 0,605 30х30х3,5 2,75 45х45х3 3,83 70х70х3,5 7,14 100х100х7 19,78 40х40х2 2,33
Труба квадратная 20х20х0,8 0,474 30х30х4 3,04 45х45х3,5 4,40 70х70х4 8,07 100х100х8 22,25 55х55х3 4,78
20х20х0,9 0,529 Труба квадратного сечения 35х35х0,8 0,85 45х45х4 4,93 70х70х4 9,89 100х100х9 24,62 65х65х6 10,63
20х20х1 0,583 35х35х0,9 0,953 45х45х5 5,94 70х70х6 11,57 Профильная квадратная труба
110х110х6
19,11
20х20х1,2 0,689 35х35х1,4 1,45 45х45х6 6,86 70х70х7 13,19 110х110х7 21,98
20х20х1,4 0,791 35х35х1,5 1,55 45х45х7 7,69 70х70х8 14,71 110х110х8 24,76
20х20х1,5 0,841 35х35х2 2,02 45х45х8 8,43 Профильная квадратная труба 80х80х3 7,13 110х110х9 27,45
20х20х2 1,075 35х35х2,5 2,46 Профильная квадратная труба 50х50х2 2,96 80х80х3,5 8,24 Профильная квадратная труба
120х120х6
20,99
Труба квадратная 25х25х0,8 0,599 35х35х3 2,89 50х50х2,5 3,64 80х80х4 9,33 120х120х7 24,16
25х25х0,9 0,670 35х35х3,5 3,30 50х50х3 4,31 80х80х5 11,44 120х120х8 27,27
25х25х1 0,740 35х35х4 3,67 50х50х3,5 4,94 80х80х6 13,46 120х120х9 30,28
25х25х1,2 0878 35х35х5 4,37 50х50х4 5,56 80х80х7 15,38 Профильная квадратная труба
140х140х6
24,76
25х25х1,4 1,01 Профильная квадратная труба 40х40х1,4 1,67 50х50х4,5 6,16 80х80х8 17,22 140х140х7 28,57
25х25х1,5 1,07 40х40х1,5 1,78 50х50х5 6,73 80х80х9 18,97 140х140х8 32,29
25х25х2 1,39 40х40х2 2,33 50х50х6 7,80 80х80х10 20,63 140х140х9 35,93
25х25х2,5 1,68 40х40х2,5 2,85 50х50х7 8,79 80х80х11 22,20 Профильная квадратная труба
150х150х7
30,77
25х25х3 1,95 40х40х3 3,36 50х50х8 9,69 140х140х8 34,81

В таблицах также указан вес погонного метра профильной трубы каждого размера. Он нужен не только для того, чтобы можно было рассчитать нагрузку на транспорт. Используя эти данные можно проконтролировать толщину стенки. Вы можете взвесить кусок трубы, высчитать вес погонного метра, а потом сравнить с нормативом. Если данные близки, все нормально. Если реальный вес получился гораздо меньше, толщина стенки меньше заявленной. Правда, в таблице указан вес при плотности стали 7,85 г/см². Если плотность стали трубы меньше, это надо будет учитывать.

Труба профильная технические характеристики

Главным нормативным документом, регламентирующим все основные технические особенности и характеристики профильных труб, является ГОСТ 13663-86, дополнительно ГОСТом 8639-82 определяется сортамент этого типа металлоизделий. Согласно этим документам, труба профильная разделяются на следующие три категории:

Холоднодеформированные (или, что равнозначно, холоднотянутые) изделия.

Горячедеформированные (более известные под названием горячекатанных).

Электросварные (шовные), изготавливаемые путем использования сварных технологий.

Холодно- и горячедеформированные относятся к бесшовным и, в некоторых случаях, могут использоваться для создания трубопроводов, а не только изготовления металлоконструкций.

Основные размеры трубы профильной

Геометрические размеры влияют на стоимость металлоизделия смотрите труба профильная цена. Размеры регламентируются Государственными стандартами, к ним относятся не только характеризующие сечение профиля ширина с высотой, но и длина изделия, а также толщина стенок. Кстати, хотя размеры и определяются ГОСТами, никем и ничем не запрещается изготовление «неформата» с другими требуемыми типоразмерами.

Высота и ширина стенок профтрубы лежит в пределах от 10 до 180 мм при толщине стенки от 1 до 14 мм. Длина стандартных отрезков трубы обычно зависит от способа ее изготовления и может лежать в диапазоне от 1,5 до 12,5 м, для простоты принято подразделять их на изделия мерной, кратной мерной и немерной длины. Кроме того, все профильные трубы регламентируются не только по своим механическим характеристикам, но и по химическому составу металла.

Толщина имеет значение!

Толщина стенок – техническая характеристика, определяющая прочность и, соответственно, область применения металлоизделия, а также его массу. Определяется ГОСТом в соответствие с типом труб:

Для холоднокатаных – от 1 до 8 мм,

Для горячекатаных – от 4 до 14 мм,

Для электросварных – от 1 до 5 мм.

Масса профильной трубы, зависящая от толщины стенок, характеризует, в свою очередь, качество изготовленной из нее конструкции. В некоторых случаях знание массы и наружных геометрических размеров трубы позволяет определить толщину стенок в недоступных для прямых измерений местах.

В общем и целом, все технические характеристики профильной трубы взаимосвязаны, поэтому относительно несложно, зная определяемые ГОСТом расчетные значения характеристик, оценить качество предлагаемых тем или иным производителем изделий.

Характеристики профильных труб Главным нормативным документом, регламентирующим все основные технические особенности и характеристики профильных труб, является ГОСТ 13663-86, дополнительно ГОСТом 8639-82 определяется сортамент этого типа металлоизделий.

Способы изгиба труб

Кроме профильных стальных труб иногда возникает необходимость использовать иные материалы. Если нужно изготовить дистиллятор, то используют:

  • медную трубку. Ее гнуть легко. Пластичный материал легко принимает нужную форму;
  • стеклянную трубку. Процесс довольно сложный, необходим нагрев до температуры 1000…1100 ⁰С. Трубку обжимают вокруг оправки, нагретой до температуры 1100…1200 ⁰С (используют специальные стали, в составе которых присутствует титан).

Гибкие материалы: Преимущества композитной черепицы перед гибкой черепицей – Статья

Дуги для небольшого парника можно согнуть из металлопластиковой трубы. Специально оборудование использовать не нужно. Два человека, помогая друг другу, могут придать нужные радиусы и форму подобному материалу.

Исходя из требуемого угла загиба, материала и диаметра трубы, гибку можно осуществить вручную или с применением специального оборудования. Различают также горячую и холодную гибку, с наполнением полости трубы и без ее наполнения.


Здесь схема, формулы и рекомендации по расчету параметров гибки труб, следование которым является гарантией хорошего результата

После прекращения воздействия нагрузки возникает такое явление, как пружинение, прямо пропорциональное модулю упругости материала. Величина возможной деформации также зависит от примененного метода гибки и геометрии объекта.

Относительно недавно появившиеся способы — гибка труб с участием токов промышленной и высокой частоты и гибка с растяжением. В первом случае используется высокопроизводительная высокочастотная установка, в которой трубу диаметром 95 – 300 мм нагревают, выполняют гибку и охлаждают.

Труба деформируется только на нагретом участке, находящемся в зоне индуктора. Изменение геометрии до заданного размера происходит под воздействием отклоняющегося ролика. Таким методом можно получить гиб с кривизной малого радиуса.

Гибку с использованием второго способа осуществляют на гибочно-растяжных машинах, в комплект которых входит поворотный стол. На трубу воздействуют большие растягивающие и изгибающие усилия. Так получают круто-изогнутые гибы с постоянной толщиной стенки по всей окружности.

Каким должен быть оптимальный радиус гиба трубы и как его получить

При монтаже трубопроводов из различного вида материалов его изгиб позволяет уменьшить количество разборных или сварных соединений, понижающих надежность магистрали. При проведении трубогибочных работ полезно знать допустимый радиус гиба трубы, обеспечивающий безопасность и надежную эксплуатацию трубопроводной системы в соответствии с технической документацией.

Чаще всего изгибаемые трубы выполнены из стали и коррозионно-стойких металлов: нержавейки, меди, алюминия, латуни, при устройстве бытовых систем отопления и водопроводов изгибают изделия из пластика и металлопластика. Методы сгибания труб по радиусу различны в зависимости от материала их изготовления и могут быть выполнены ручным или электромеханическим способом на специальных станках.

Рис. 1 Углы гиба медных труб и изделий из латуни

Требования стандартов к радиусу изгиба

При сгибе трубных элементов их стенки не должны изменять свой профиль, сечение и пропускную способность (изменение внутреннего диаметра) – это достигается за счет определенного радиуса разворота, который установлен стандартами.

При определении минимальных пределов закругления учитывают способы его получения – наилучшие показатели в сторону уменьшения обеспечивают дорновые трубогибы с технологией наматывания и температурная обработка, позволяющая уменьшить размеры окружности.

Показатель также зависит от материала изготовления и размеров изделия: наружного диаметра (Dn) и толщины стенок (S), в таблицах также приводится длина прямого участка, которая необходима для получения указанных значений.

При работах важно знать размеры ырагмента, на котором получены данные значения радиуса – они исчисляются суммированием длин двух прямых участков и дуги, рассчитываемой по специальной формуле. Рис

2 Минимальный радиус гиба трубы стальных трубопроводов и расчет длины дуги

Рис. 2 Минимальный радиус гиба трубы стальных трубопроводов и расчет длины дуги

Согласно ГОСТ 17365-71В на трубопроводы для агрессивных сред, указан следующий минимальный радиус гиба труб:

  • для элементов с наружным диаметром D до 20 мм. – не менее 2,5 D;
  • при D, больше 20 мм. радиус не должен быть меньше 3,5 D.

При этом утоньшение стенок в зоне гиба не должно превышать 20% для стали и 25% для алюминия.

Методы сгибания труб и их преимущества

Сгибание труб является технологией, где нужный поворот в направлении трубопроводной линии создается путем физического воздействия на заготовку, метод имеет следующие преимущества:

  • Уменьшенная металлоемкость, в магистрали отсутствуют переходные фланцы, муфты и патрубки.
  • Пониженные трудозатраты при монтаже трубопроводов по сравнению со сварными соединениями.
  • Низкие гидравлические потери из-за неизменного профильного сечения.

Рис. 3 Дорны для трубогибов

  • Неизменная структура металла, его физические и химические параметры по сравнению со сваркой.
  • Высокое качество герметизации, линия имеет однородную структуру без разрывов и стыков.
  • Эстетичный внешний вид магистрали

Существуют две основных технологии гибки – горячая и холодная, приспособления и методы можно разбить на следующие категории:

  1. По типу физического воздействия трубогибный агрегат может быть ручной и электрический с механическим или гидравлическим приводом.
  2. По технологии сгибания – дорновые (гиб при помощи специальных внутренних протекторов), бездорновые, и вальцовочные установки с роликами.
  3. По профилю – установки для металлопропрофильных прямоугольных или круглых изделий.

Рис. 4 Горячие способы гибки труб

Горячая гибка

Популярная в быту технология применяется в случаях, когда отсутствует трубогибный аппарат или нет возможности произвести работы холодным способом, процесс состоит из нескольких операций:

  1. Заготовка заполняется речным мелкозернистым сеяным песком без посторонних вкраплений в сухом виде. Для этого с одного конца вставляют заглушку, засыпают песок и закрывают отверстие с другой стороны.
  2. Место изгибания нагревается до температуры не более 900 градусов во избежание пережога и производится постепенное плавное механическое наматывание детали вокруг округлого шаблона.
  3. По окончании процесса заглушки извлекаются и из заготовки высыпается песок.

Показатели прочности круглого и квадратного профилей

ГОСТы для квадратных и круглых труб регламентируют самые разные процессы:

  • физические свойства поверхностей.
  • механические характеристики соединений.
  • порядок осуществления трансформации (изгиба, кручения, вытяжки, и т.д.).

Условия изгиба профиля могут быть различными. Также отличаются и данные о наружном диаметре нержавеющих и углеродистых труб.

Если гибка осуществляется методами нагрева или наполнения полого пространства сыпучим материалом, наружный диаметр должен составлять не менее 3,5DN (номинальных диаметров). Для трубогибочных станков эта величина составляет 4DN. Отступление от требований ГОСТов 494/90 и 617/90 допускается в случае, если уменьшение толщины изгибаемой стенки составляет не более 15%. В этом случае можно уменьшать номинальные данные для расчёта изгибной прочности профиля.

Таблица моментов инерции для различных типов сечений

Сравнить уровень прочности полого квадрата и круга из стали помогает часть технической механики, изучающая сопротивление различных материалов. При расчёте показателя прочности на изгиб используются две формулы:

  1. Вычисление длины изгибаемой детали.

 L= 0,0175*r*α+Ι,

где

r – радиус изгиба профиля, мм.

α – искомый угол изгиба, о.

I – расстояние 100/300 для оборудования, удерживающего заготовку.

  1. Расчёт величины изгибаемого участка.

U = π*α/180*(r + DH/2),

где

α – угол изгиба, о.

r – радиус изгиба, мм.

DH – внешний диаметр.

Расчёт профильной трубы завершается после определения величины напряжения, исчисляемой в соответствии с законом Гука:

Н = Μ/W,

где

Μ – степень изгиба по оси воздействия силы.

W – сопротивление изгибу по оси.

При проведении расчётов необходимо обязательно учитывать меру инертности тела при вращении – момент инерции. При одинаковой толщине стенок полых труб разных сечений и удельной тяжёсти изгибное усилие для квадрата в 1,181 раза больше, чем для круга. Но радиус инерции круглой трубы больше, чем квадратной. Поэтому она является менее прочной.

Виды вероятных нагрузок

Как можно классифицировать нагрузки на балку? В соответствии с СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» моменты  нагружения конструкции можно распределить по следующим признакам:

  • постоянные – давление и вес которых не изменяются с течением времени, это такие, как собственный вес конструкции;временные длительные, учитывающие вес дополнительных конструкций сооружения, включая оборудование, мебель и прочее;кратковременные поперечные, зависящие от внешних условий эксплуатации – нагрузки от ветра, снега или дождя, для определения которых производится собственный расчет, зависящий от района расположения объекта. Такие нагружения в экстремальных условиях создают условия, при которых возможно прогибание балки.особые условия воздействия, к которым можно отнести воздействие от удара автомобиля во время парковки, в результате которого опора может прогибаться;сейсмические – для местностей с определенной сейсмической активностью.

Прочностью перекрытия определяется уровень безопасности проживания на загородном участке или в деревенском доме.

Степень нагружения конструкций можно подбирать по таблицам, при этом учитываются:

  1. величина момента инерции, обозначенная в стандартах;длина пролета;величина нагрузки;модуль Юнга (справочные данные).

В таблицах приводятся готовые данные, рассчитанные по специальной формуле например для круглых, квадратных и прямоугольных профилей.

Все прочностные расчеты несущих конструкций по определению сложны в исполнении и требуют специальной инженерной подготовки в области сопротивления материалов. Поэтому лучше воспользоваться специальным онлайн-калькулятором. Чтобы рассчитать нагрузки достаточно ввести исходные данные в таблицу и на выходе можно получить точный результат быстро и без особых затруднений.

Опубликовано: Сентябрь 18, 2017

(9оценок, среднее: 4,56из 5)Загрузка…

Профилированная труба становится все более популярным строительным материалом. Она применяется для возведения таких строительных элементов, как перекрытие, несущий каркас, балка. Такое широкое применение связано в первую очередь с простотой строительства, эксплуатации, обслуживания конструкций, а также небольшим весом самих изделий.

Однако важно помнить, что, профильная труба должна иметь повышенную прочность на изгиб, а как ее рассчитать пойдет речь далее в статье. Предлагаем воспользоваться онлайн калькулятором для расчета балок различного сечения из труб на изгиб

Предлагаем воспользоваться онлайн калькулятором для расчета балок различного сечения из труб на изгиб.

Профильными называются трубы, имеющие в разрезе отличное от круглого сечение. Наиболее распространенными вариантами являются,  прямоугольные и квадратные изделия. Как уже говорилось, особенная популярность этого вида связана с одним из его ключевых преимуществ – конструкция будет обладать небольшим весом.

Более того, специфическая форма значительно упрощает крепление как друг к другу, так к иным поверхностям. Данный тип строительных изделий, согласно ГОСТу, производится из широкого набора металлов и сплавов. Однако наиболее часто используемыми являются стальные профилированные трубы из углеродистой и низколегированной стали.

При выполнении загиба важно оценивать такие характеристики, как размер, сечение, вид изделия, его плотность, а также жесткость материала и его гибкость.  Зная все эти общие свойства металла можно понять, как в процессе эксплуатации поведет себя конструкция

Важно помнить, что когда вы будете сгибать изделие, внутренние части конструкции подвергаются сжатию, их плотность увеличивается, а сами они уменьшаются в размерах. Наружный слой, соответственно, становится длиннее, менее плотным, но более растянутым

При этом срединные участки сохраняют свои изначальные характеристики даже после завершения процесса. Отсюда следует всегда помнить, что в процессе сгибания напряжение обязательно будет возникать даже в областях, максимально далеко расположенных от нейтральной зоны. Максимальное же давление будет в тех слоях, которые очень близко расположены к этой самой нейтральной оси.

Типоразмеры и маркировка

Хотя типоразмеры профильных труб не так строго регламентируются ГОСТами, толщина стенок зачастую играет решающую роль. Во многом именно она определяет прочность, вес и несущую способность профиля.

Для металлопрофильной арматуры регламентами установлены следующие параметры толщины стенки:

  • Электросварной прокат – 1-5 мм.
  • Холоднокатаный прокат – 1-8 мм.
  • Горячекатаный прокат – 4-14 мм.

Сообразно этим параметрам профильные трубы классифицируются на тонкостенные, толстостенные и особо толстостенные.

Для точного определения технических характеристик профильной арматуры производитель обязан наносить по всей длине трубы маркировку и отражать в ней следующую информацию о профилированном изделии:

  • Наименование профиля;
  • Габариты профтрубы: ширина, высота и толщина стенки;
  • Материал и состав сплава;
  • Стандарт, в соответствии с которым изготовлена профтруба.

Дополнительно могут отображаться данные о радиусе закругления углов профиля, сертификации и заводе-изготовителе.

Заключение

Расчет допустимых нагрузок при строительстве ответственных объектов не должен содержать ошибок, которые могут дорого обойтись. Надеемся, что сегодняшняя статья поможет вам сделать правильные выводы и принять верные решения. Желаем успехов в строительных делах, подписывайтесь на наши статьи и делитесь полученными знаниями в соцсетях.

Профильные стальные изделия востребованы в современном строительстве благодаря продолжительному сроку эксплуатации и простотой монтажа. Перед покупкой труб необходимо произвести расчеты нагрузки и прочности на изгиб, чтобы определиться с видом и количеством материалов.

Комментировать
0
1 505 просмотров
Это интересно

Русские никогда не жили в избах Занимательные факты
197 комментариев