Проектирование и расчетов металлических узлов и конструкций подразумевают необходимость знать вес профильной трубы. Так как размеры прямоугольных и квадратных изделий бывают разными, то, например, вес трубы 20х20х1 5 для одного погонного метра будет отличаться от веса профильной трубы сечением 25х25х2 мм. Прямоугольная или квадратная профтруба используется при возведении опорных конструкций и строительных объектов, но и при изготовлении станочного оборудования, в машиностроении, а также в производстве оборудования и агрегатов специального и общего назначения. При проектировании этих узлов необходимо учитывать все свойства и характеристики материалов, и вес погонного метра прокатной трубы в том числе.
Сводная таблица данных о параметрах наиболее распространенных сечений в индивидуальном строительстве и машиностроении:
Параметры, определяющие массу прямоугольной конструкции:
- Форма изделия: востребованными являются труба прямоугольная сечением 30х30х2 мм, квадратный элемент размером 40х40х4 мм, 100х100 мм – эти размеры и формы прокатных стальных элементов чаще всего используются в народном хозяйстве. Это – оптимальная форма трубы, которая послужит в качестве несущего элемента сооружения, отдельных его узлов или в устройствах промышленного оборудования. Ровная плоскость оцинковки (для предохранения от коррозии изделия обычно делают оцинкованными) обеспечивает прочное сопряжение деталей, а сам способ соединения не вызывает трудностей – это сварка, хомуты, фитинги или фланцы;
- Массу элемента для одного погонного метра рассчитывают по простым формулам, но эти данные позволяют использовать результаты вычислений для реализации сложных проектов;
- Размеры прокатных изделий прямоугольной формы – это толщина стенки трубы, ее высота и ширина. Чем больше размеры, тем масса прокатного изделия будет больше. Этот параметр оцинкованной или черной стальной трубы в основном определяет сложность конструирования для овальных изделий;
- Удельная плотность металла – это соотношение массы и объема. Удельная плотность имеет единицу измерения кг/м2. Стальная труба прямоугольная имеет удельный вес 1 метра в пределах 7500-7800 кг/м2.
Необходимость расчета веса профильных изделий
В индивидуальном строительстве часто пренебрегают значением веса металлопроката при составлении проектов небольших и несложных конструкций. Но этот параметр конструкции определяет возможность выдерживания ею определенных нагрузок в точках соединения прямоугольных или квадратных элементов. А рассчитать нагрузку без взвешивания или предварительного вычисления не представляется возможным.
Кроме того, масса прямоугольных элементов – это стоимость отдельных узлов, деталей и всей конструкции. На стоимость влияет и множество других характеристик, но без знания этого значения объекта или отдельных его узлов и деталей установить точную ценовую шкалу нельзя. Тем более, что профильный металлопрокат продается в основном по цене не за один погонный метр, а за единицу веса. Это делается из-за сложности точного вычисления количества металлопроката при отгрузке товара. Для взвешивания или вычисления этого значения существуют специальные измерительные комплексы, упрощающие процедуру. Этот фактор определяет еще один повод, почему необходимо точно знать, сколько весит погонный метр металлопроката.
Способы расчета
Чаще всего при приобретении профильного металлопроката придется столкнуться со стоимостью в килограммах или в тоннах. Но для точного расчета всего закупаемого объема потребуется знание удельной массы конкретной марки стали для 1 погонного метра. Поэтому первым делом производятся расчеты объемов каждой разновидности и типоразмеров, и для этого необходимо знать размеры прямоугольных прокатных изделий. Формулы простейших ручных вычислений предназначены для операций с формами прямоугольного и квадратного сечения, а для работы с расчетами овальных форм проката требуется более сложный математический подход или программа-калькулятор.
На примере реальных расчетов можно узнать вес изделия в одном погонном метре:
Первый шаг – вычисление объема (V) исходного материала для одного погонного метра. Чтобы рассчитать объем, необходимо знать высоту профиля (В), его ширину (А) и толщину стенок прямоугольного изделия (S). Например, проводится расчет веса прокатного элемента 80 х 40 х 4 мм согласно самой простой формулы: V = S х 0,02 х (A + B) = 0,015 х 4 х (80 + 40) = 7,2 мм2.
Это уравнение не принимает в расчет радиусы закругления углов профиля, а для толстых деталей это важно. Исправить неточность в расчетах поможет следующая формула: V = 0,0157 х S х (А + В -2,86 х S) = 0,0157 х 4 (40 + 80 – 2,86 х 4) = 6,8 мм2.
После проведения более точных вычислений по усложненной формуле видно, что значение требуемого объема получилось немного меньше, и это значение отражает фактическое положение вещей с учетом практических размеров профильных изделий. После вычисления точного объема исходного материала проводят вычисления массы профильного элемента, и для этого необходимо знать удельный вес используемой марки стали. Подставляя параметры марки стали или сплава, вычисляют массу профильного изделия (напомним, размер для примера — 80 х 40 х 4 мм). Для расчетов используют следующую формулу: M = (Ro / 7850) х V = (7900 / 7850) х 6,8 = 6,85 кг/м.п.
Этот вариант вычислений позволяет узнать вес профильных прямоугольных элементов любой сложности и конфигурации. Напомним – приведенные формулы не подойдут для вычисления массы и объема овальных профилей. Но, прибегнув к использованию компьютерных программ, можно рассчитать вес и объем любых металлопрокатных изделий квадратного, овального или прямоугольного сечения. При вычислениях данных по таким узлам и отдельным элементам конструкций также пользуются табличными данными массы для каждого типоразмера профильных изделий.
Вес стальной конструкции из металлопрофиля нужно знать, чтобы точнее рассчитать себестоимость конструкции. Комплексное решение вопроса по выбору требуемой конфигурации металлопроката – это путь к своевременному выполнению любого проекта с минимальными финансовыми расходами и на высоком профессиональном уровне.
Загрузка...
