Výpočet profilového potrubia: hmotnosť a ohýbanie

Ako zistiť, koľko bežiaci meter štvorcového alebo obdĺžnikového potrubia? Ako vypočítať zaťaženie na profilovom potrubí známej veľkosti? Pokúsme sa nájsť najjednoduchšie odpovede na tieto otázky.

Prečo to potrebujete

Prečo potrebujete poznať hmotnosť bežného metra profilového produktu?

Existujú dva hlavné motívy.

1. Pri konštrukcii kovových konštrukcií niektoré prvky vyvíjajú tlak na ostatných s vlastnou hmotnosťou spolu s užitočným zaťažením.. Povedzme, že deliaca stena v priemyselnej budove kladie zaťaženie na nosníky, mostové priečky na stĺpoch atď. Táto záťaž sa musí brať do úvahy pri výpočte pevnosti konštrukcií.
2. Navyše nájom v metalóbazu, ktorý nebol predávaný metrom a hmotnosťou, a jeho cena sa uvádza na tonu. Ak chcete prepočítať pogonazh, vypočítaný pri vytváraní projektu, v hodnotných tonách, potrebujete vedieť, koľko váhy váži pre určitú časť a hrúbku steny.

Ujasňme si, že presná hmotnosť samozrejme závisí od značky; Rozdiel medzi rôznymi značkami je však taký malý, že súčasná GOST je zanedbávaná. Hustota ocele sa rovná 7,85 t / m3.

Keď potrebujete výpočet na vychýlení? Pokúsme sa vysvetliť s príkladom.

Predstavte si, že chcete vo svojej chate postaviť balkón s rámom z vlnitých rúrok. Odchod z balkóna viete, odhadované zaťaženie - taky. Tu, aby ste našli optimálny prierez potrubia pre úlohu nosných nosníkov, potrebujete poznať metódu výpočtu pevnosti v ohybe.

závažia

Najjednoduchšia metóda výpočtu sa obmedzuje na používanie internetu: kalkulačka na výpočet hmotnosti tvarovanej trubice v závislosti od jej prierezu a hrúbky steny je ľahko nájsť na webových stránkach mnohých výrobcov a predajcov.

Nebudeme však hľadať jednoduché spôsoby a pokúsime sa nájsť alternatívne spôsoby, ako vykonať výpočty vlastnými rukami. Vlastne sú dve z nich.

Regulačné dokumenty

Údaje, ktoré potrebujeme, sú obsiahnuté v národných normách:

1. GOST 8645-68 obsahuje rad obdĺžnikových oceľových rúrok.
2. Pre štvorcovú časť sa nachádza meradlo v GOST 8639-82.

Plné tabuľky sú pre malý článok príliš veľké, a preto uvádzame iba niektoré hodnoty ako príklad.

Upozorňujeme, že dôrazne odporúčame, aby ste si prečítali celý text dokumentov. Ako sa dozvieme ďalej, plná verzia tabuliek bude užitočná pri ďalších výpočtoch.

Výpočet hustoty

Pri nejakej chybe môže byť výpočet hmotnosti profilového potrubia vykonaný bez tabuľky sortimentu. Stačí poznať všetky hlavné rozmery výrobku a hustotu ocele, ktorá sa predpokladá, ako sme sa už naučili, vo výške 7850 kg / m3 alebo 7,85 g / cm3 vo výpočtoch.

Pokyny na výpočet nespôsobia ťažkosti pre osoby, ktoré si pamätajú základy geometrie.

1. Vypočítajte plochu povrchu výčnelku. Rovná sa na výsledok obvodu (súčet všetkých štyroch strán) a jednotky.

Upozornenie: Aby ste získali výsledok v tonách bez zložitých prepočtov, je lepšie okamžite premeniť rozmery na merače.

1. Vynásobte plochu hrúbkou steny a získajte objem kovu v bežnom meradle.
2. Vynásobením objemu hustotou ocele získame hmotnosť merača.

Napríklad vykonáme výpočet obdĺžnikového úseku 180x150 s hrúbkou steny 12,0 mm.

1. Oblasť bude rovná (0,15 + 0,15 + 0,18 + 0,18) x 1 = 0,66 m2.
2. Objem je 0,66 m2 x 0,012 m = 0,00792 m3.
3. Hmotnosť - 0,00792x7850 = 62,172 kg.

Výsledok je trochu odlišný od toho, ktorý je predpísaný v GOST (55,71 kg) vzhľadom na to, že keď rozviniete skutočné obchodné potrubie do plochého polotovaru, dostaneme si znateľné riedenie tam, kde sú jeho pozdĺžne hrany. Chyba bude menšia, tenšia bude stenu a väčšia veľkosť sekcie.

Pevnosť v ohybe

Ako sa vypočítava sila ohybovej trubice?

Pre náš prípad sú relevantné dve vzorce:

1. M = F * L, kde M je ohybový moment, F je sila aplikovaná na profil meranú v kilogramoch (kgf) a L je rameno páky v centimetroch. Napríklad v prípade notoricky známeho 1 metra širokého balkóna s tromi ľuďmi stojacich na okraji s celkovou hmotnosťou 250 kg sa ohybový moment rovná 250 kgf x 100 cm = 25000 kgf * cm.

1. M / W = R, kde R je pevnosť ocele a W je momentom odolnosti úseku.

Je zrejmé, že parametre R a W sú konštanty, ktoré sa nachádzajú niekde. Pokúsime sa zjednodušiť úlohu čitateľa:

Druhý parameter - moment odporu - nájdete v rovnakých tabuľkách sortimentu v GOST 8645-68 a 8639-82. Pre potrubie s rozmermi 180x150 s hrúbkou steny 12 mm pozdĺž osi A (pozdĺž širšej strany) bude to 346,0 cm3 a pozdĺž osi B - 310,8 cm3.

Skúsme si vybrať veľkosť potrubia pre náš balkón s nákladom 250 kg a odchodom 1 metr na základe nasledujúcich podmienok:

• Zaťaženie spadá iba na jednu z nosných profesionálnych rúr (tri osoby sú umiestnené tak, že ich váha nie je rozložená na susediacich nosníkoch).
• Materiál použitý pri výrobe nosného rámu na balkóne potrubia - oceľ St4.

Prejdime teda k výpočtom.

1. 25 000 kgf * cm / W = 2100 kgf / cm2 / W. Moment odporu by teda nemal byť menší ako 25 000 kgf * cm / 2100 kgf / cm2 = 11,9 cm3.
2. Teraz zostáva len vybrať potrubie s príslušnou hodnotou W v tabuľke sortimentu. Pri štvorcovom priereze je táto podmienka splnená najmä pre veľkosti 50x6 a 60x3,5.

Poznámka: našli sme minimálne rozmery, pri ktorých lúč môže vydržať príslušné zaťaženie; zároveň zanedbali bezpečnostnú rezervu (napríklad v prípade, že niekto z hypotetických návštevníkov balkóna vyskočí), vlastnú hmotnosť balkóna a opotrebenie rámu koróziou. V praxi sú tieto faktory vyrovnané najmenej trojnásobne v momente odporu.

záver

Dúfame, že čitateľa nenaklásli s množstvom suchých čísel a vypočítaných úloh. Ako zvyčajne, ďalšie informácie nájdete vo videu v tomto článku. Veľa šťastia!