Электросварная (сварная), изготовленная с использованием сварочной технологии.
Определение допустимой нагрузки на профильную трубу различными способами
Строительство практически любого здания начинается с проектирования и инженерных расчетов. Для металлопроката одним из важных параметров является максимальное давление. Рассмотрим, как определяется допустимая нагрузка на профильную трубу: таблица, формула, калькулятор. Ознакомимся с условиями, которые необходимо учитывать при возведении практичной конструкции.
Какова нагрузка на конструкцию
Нагрузка на профильную трубу исходит от природных явлений, строительных материалов, различных предметов, людей и животных. Риск несчастного случая, например, попадания под машину или на близлежащий столб или забор, редко принимается во внимание. Технически, на этапе проектирования инженеры рассматривают три фактически всегда присутствующих типа возможного давления:
- Постоянное. В этом случае учитываются объекты и явления, неизменно влияющие на профиль. К ним относятся почва с грунтовыми водами, масса сооружения или его отдельных элементов.
- Долгосрочное, но временное. К таким воздействиям относятся архитектурные элементы здания или оборудование, которые много весят и при необходимости могут быть демонтированы или заменены другими объектами.
- Краткосрочные. Это могут быть транспортные средства, мебель или перемещающиеся люди. Из природных явлений наибольшую нагрузку дадут ветер, сугробы и мороз.
Изучая пункты СП 20.13330 от 2011 года, следует обратить внимание еще на одну, так называемую особую группу. В список возможных нагрузок входят такие предсказуемые, но редкие явления, как проливной дождь, торнадо или землетрясения. Эти вопросы всегда учитываются в соответствующих регионах. Однако риск возникновения чрезвычайных ситуаций, таких как обрушение грунта по различным причинам, столкновение машины с объектом, взрыв, не всегда просчитывается. Но это тоже должно быть учтено проектировщиками.
Коротко о пределе прочности изделий
Стоит отметить, что несущая способность профильной трубы имеет свои пределы. Максимальные значения, указанные производителем, не исключают прогиба образца, но гарантируют сохранение его целостности. То же самое относится и к восстановлению первоначальной формы после снижения нагрузки. В таблицах представлена информация о предельных значениях давления в кг для конкретного стального профиля в зависимости от его сечения и длины.
Профильная труба и области применения
Профиль может использоваться для сборки практически любого типа конструкций, промышленных, коммерческих и бытовых. Дома его часто используют для сборки систем хранения, в качестве подставки для аквариума, для навесов на балконе или веранде. В профиле можно разместить мебель: стол, барную стойку, подставку под телевизор, поручень для занятий. Профиль часто используется в коммерческом строительстве и применяется для изготовления лестниц, различных легких конструкций для террас, навесов, подиумов и сцен.
Разновидности профильных труб
Перечислять можно долго, профиль поддается самым разнообразным решениям, поэтому он часто привлекает мастеров, использующих его в строительстве и дизайне. Наиболее распространенные области применения – это барные стойки, держатели для шкафов или подставки для аквариумов. Наибольшее внимание уделяется подставке для аквариума и постоянной нагрузке, которую она оказывает на аквариум. В зависимости от этого выбирается материал, который будет использоваться.
Подставка для аквариума из проф. трубы
Зачем нужен расчет?
Стальные профили, собранные в конструкцию, подвергаются нагрузкам от других материалов или веществ, а также испытывают напряжения в металле при изгибе. При превышении максимально допустимой нагрузки трубчатые изделия деформируются или ломаются.
Неправильно рассчитанная нагрузка приведет к неустойчивости конструкции, невозможности монтажа или поломке в более поздние сроки. Это может привести к ненужным затратам на ремонт, закупку материалов и реконструкцию конструкции.
В течение срока службы трубы под нагрузкой в структуре металла происходит ряд изменений, которые необходимо учитывать при выборе продукции. Когда изделие подвергается воздействию или изгибается, в металле возникают напряжения, то есть происходит неравномерная деформация, при которой внутренние связи между молекулами сжимаются, а внешний слой одновременно растягивается. Это увеличивает плотность металла внутри и уменьшает плотность металла снаружи за счет уплотнения в месте удара.
Рекомендуем прочитать: Специфика выбора гидродинамической машины для прочистки сливов
Какие значения необходимы для расчета нагрузки
При выборе трубчатых профилей для конструкции необходимо получить информацию о состоянии трубчатых профилей, чтобы проанализировать условия и возможности изделия в процессе эксплуатации.
Данные, которые необходимо знать для этого:
- размеры профиля, мм
- форма поперечного сечения
- значения напряжений в конструкции;
- прочностные параметры материала;
- тип нагрузки на профиль.
Таким образом, учитываются точки сопротивления для каждого типа материала. Учитываются максимальные и минимальные значения:
Классификация нагрузок
Одним из критериев классификации является время воздействия нагрузок. Типы таких нагрузок определены СП 20.13330.2011. Они следующие:
- Постоянные. Это означает, что ни вес, ни давление не изменяются в течение достаточно длительного периода времени. Пример постоянной нагрузки: вес и давление элементов здания;
- Временная, но постоянная. Например, вес перегородок из ДСП;
- Кратковременная. Это именно то, о чем мы говорили выше: снег, ветер и другие природные явления;
- специальные. Например, нагрузки, вызванные взрывами и столкновениями автомобилей.
Итак, если на участке строится навес, необходимо учитывать ряд нагрузок:
- от снега и ветра;
- от возможных столкновений с транспортными средствами.
В районах с периодическими землетрясениями необходимо учитывать этот фактор. Конструкция в таких районах должна быть максимально прочной.
Расчетные схемы
Расчетные схемы учитывают не только типы нагрузок, но и то, как они распределяются в конструкции. Например, опоры могут подвергаться большим нагрузкам, а боковые крепления – меньшим.
Максимальные нагрузки
Чтобы понять, какие максимальные нагрузки установлены для труб, следует обратиться к следующим таблицам.
Таблица 1: Нагрузки для труб квадратного профиля
Размеры профиля, мм | Максимальная нагрузка кг в зависимости от длины пролета | |||||
1 метр | 2 метра | 3 метра | 4 метра | 5 метров | 6 метров | |
Труба 40x40x2 | 709 | 173 | 72 | 35 | 16 | 5 |
Труба 40x40x3 | 949 | 231 | 96 | 46 | 21 | 6 |
Труба 50x50x2 | 1165 | 286 | 120 | 61 | 31 | 14 |
Труба 50x50x3 | 1615 | 396 | 167 | 84 | 43 | 19 |
Труба 60x60x2 | 1714 | 422 | 180 | 93 | 50 | 26 |
труба 60x60x3 | 2393 | 589 | 250 | 129 | 69 | 35 |
Труба 80x80x3 | 4492 | 1110 | 478 | 252 | 144 | 82 |
Труба 100x100x3 | 7473 | 1851 | 803 | 430 | 253 | 152 |
труба 100x100x4 | 9217 | 2283 | 990 | 529 | 310 | 185 |
Труба 120x120x4 | 13726 | 3339 | 1484 | 801 | 478 | 296 |
Труба 140x140x4 | 19062 | 4736 | 2069 | 1125 | 679 | 429 |
Схемы
Расчетные схемы учитывают не только виды нагрузок, но и то, как они распределены в конструкции. Например, на опоры могут действовать более высокие нагрузки, а на поперечные надстройки – более низкие.
Максимальные нагрузки
Чтобы понять максимальные нагрузки, установленные для труб, пожалуйста, обратитесь к следующим таблицам.
Таблица 1: Нагрузки для труб с квадратным профилем
Размеры профиля, мм | Максимальная нагрузка, кг, исходя из длины пролета | |||||
1 метр | 2 метра | 3 метра | 4 метра | 5 метров | 6 метров | |
Труба 40x40x2 | 709 | 173 | 72 | 35 | 16 | 5 |
Труба 40x40x3 | 949 | 231 | 96 | 46 | 21 | 6 |
Труба 50x50x2 | 1165 | 286 | 120 | 61 | 31 | 14 |
Труба 50x50x3 | 1615 | 396 | 167 | 84 | 43 | 19 |
Труба 60x60x2 | 1714 | 422 | 180 | 93 | 50 | 26 |
труба 60x60x3 | 2393 | 589 | 250 | 129 | 69 | 35 |
Труба 80x80x3 | 4492 | 1110 | 478 | 252 | 144 | 82 |
Труба 100x100x3 | 7473 | 1851 | 803 | 430 | 253 | 152 |
труба 100x100x4 | 9217 | 2283 | 990 | 529 | 310 | 185 |
Труба 120x120x4 | 13726 | 3339 | 1484 | 801 | 478 | 296 |
Труба 140x140x4 | 19062 | 4736 | 2069 | 1125 | 679 | 429 |
Таблицы веса для стальных труб различных ГОСТ и ТУ 1 метр
Для расчета веса конкретного профиля используется специальная таблица веса профильной трубы, с помощью которой можно рассчитать вес конкретного вида трубы путем умножения длины на вес одного метра.
Характеристики ведущих производителей и стандартные размеры их продукции приведены в таблицах ниже.
ГОСТ 8639 82 – Трубы стальные квадратные
Параметры квадратное сечение | Вес 1 погонный метр |
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 |