Профильная труба 20х20 – сочетание изящества и прочности

Как рассчитать нагрузку на профильную трубу

Выбирая профильную трубу для несущих конструкций самостоятельно, заказчик понимает важность точных вычислений параметров и нагрузки. В этой статье мы попробуем разобраться, стоит ли экономить на расчетах.

Профильные трубы для высокой нагрузки

С приходом лета начинается строительный сезон для компаний, владельцев коттеджей, дачных участков. Кто-то строит беседку, теплицу или забор, другие люди перекрывают кровлю или возводят баню. И когда перед заказчиком возникает вопрос о несущих конструкциях, чаще выбор останавливается на профильной трубе из-за низкой стоимости и прочности на изгиб при малом весе.

Какая нагрузка действует на профильную трубу

Другой вопрос, как рассчитать размеры профильной трубы так, чтобы обойтись «малой кровью», купить подходящую по нагрузке трубу. Для изготовления перил, оградок, теплиц можно обойтись без расчетов. Но если вы строите навес, кровлю, козырек, без серьезных расчетов нагрузки не обойтись.

Каждый материал сопротивляется воздействию внешних нагрузок, и сталь – не исключение. Когда нагрузка на профильную трубу не превышает допустимых значений, то конструкция согнется, но выдержит нагрузку. Если вес груза убрать, профиль примет исходное положение. В случае превышения допустимых значений нагрузки труба деформируется и остается такой навсегда, либо разрывается в месте сгиба.

Чтобы исключить негативные последствия, при расчете профильной трубы учитывайте:

  1. размеры и сечение (квадратное или прямоугольное);
  2. напряжение конструкции;
  3. прочность стали;
  4. типы возможных нагрузок.

Классификация нагрузок на профильную трубу

Согласно СП 20.13330.2011 по времени действия выделяют следующие типы нагрузок:

  1. постоянные, вес и давление которых не меняется со временем (вес частей здания, грунта и т.д.);
  2. временные длительные (вес лестницы, котлов в коттедже, перегородок из гипсокартона);
  3. кратковременные (снеговые и ветровые, вес людей, мебели, транспорт и т.д.);
  4. особые (землетрясения, взрывы, удар машины и т.д).

К примеру, вы сооружаете навес во дворе участка и используете профильную трубу как несущую конструкцию. Тогда при расчете трубы учитывайте возможные нагрузки:

  1. материал для навеса;
  2. вес снега;
  3. сильный ветер;
  4. возможное столкновение автомобиля с опорой во время неудачной парковки во дворе.

Для этого воспользуйтесь СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». В ней есть карты и правила, необходимые для правильного расчета нагрузки профиля.

Расчетные схемы нагрузки на профильную трубу

Кроме типов и видов нагрузки на профили, при расчете трубы учитываются виды опор и характер распределения нагрузки. Калькулятор рассчитывает, используя только 6 типов расчетных схем.

Максимальные нагрузки на профильную трубу

Некоторые читатели задаются вопросом: «Зачем делать такие сложные расчеты, если мне нужно сварить перила для крыльца». В таких случаях нет необходимости в сложных расчетах с учетом нюансов, так как можно прибегнуть к готовым решениям (таб. 1, 2).

Таблица 1. Нагрузка для профильной трубы квадратного сечения

Размеры профиля, ммМаксимальная нагрузка, кг с учетом длины пролета
1 метр2 метра3 метра4 метра5 метров6 метров
Труба 40х40х27091737235165
Труба 40х40х39492319646216
Труба 50х50х21165286120613114
Труба 50х50х31615396167844319
Труба 60х60х21714422180935026
Труба 60х60х323935892501296935
Труба 80х80х34492111047825214482
Труба 100х100х374731851803430253152
Труба 100х100х492172283990529310185
Труба 120х120х41372633391484801478296
Труба 140х140х419062473620691125679429
Таблица 2. Нагрузка для профильной трубы прямоугольного сечения (рассчитывается по большей стороне)

Размеры профиля, ммМаксимальная нагрузка, кг с учетом длины пролета
1 метр2 метра3 метра4 метра5 метров6 метров
Труба 50х25х26841676934166
Труба 60х40х31255308130663517
Труба 80х40х219114712021055831
Труба 80х40х326726582811468143
Труба 80х60х3358388438019911262
Труба 100х50х454891357585309176101
Труба 120х80х378541947846455269164

Пользуясь готовыми расчетами, помните, что в таблицах 2 и 3 указана максимальная нагрузка, от воздействия которой труба согнется, но не сломается. При ликвидации нагрузки (прекращение сильного ветра) профиль вновь обретет первоначальное состояние. Превышение максимальной нагрузки даже на 1 кг ведет к деформации или разрушению конструкции, поэтому покупайте трубу с запасом прочности, в 2 – 3 раза превышающим предельное значение.

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.

Согласно закону Гука сила упругости прямо пропорциональна величине деформации. Теперь подставляют значения для нужного профиля. Дальше формула уточняется и дополняется, исходя из характеристик стали для профильной трубы, нагрузки и т.д.

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.

Если вы решили вопрос расчета нагрузки на профильную трубу, поделитесь опытом и расскажите, для чего вы ее использовали в комментариях!

Как правильно рассчитать нагрузку на профильную трубу при помощи таблицы?

Здравствуйте, уважаемый читатель! Трубы с сечением квадратной или прямоугольной формы, часто используются как несущие основания во многих строительных конструкциях. При этом важно определить, какую может выдержать они нагрузку в том или ином случае. В сегодняшней статье рассмотрим, как правильно рассчитывается нагрузка на профильную трубу таблица вычислений. Познакомимся с разными методами расчетов, допустимыми показателями изгиба элемента.

Какая нагрузка действует на профильную трубу

На профилированную трубу действуют внешние механические силы: вес конструкций, тяжесть снега, ветровые воздействия и т. п.

При этом у каждого изделия существует максимальное значение сопротивления. Например, показатель нагрузки, которую профиль выдерживает на изгиб. При достижении максимальной величины конструкция теряет прочность и начинает деформироваться вплоть до разрыва.

Такое значение необходимо точно определять ещё на стадии проектирования монтажных работ. Оно вычисляется расчетными методами, с помощью справочных сведений, цель которых – помочь выяснить необходимые параметры профиля: сечение, толщину металла. Исходными данными при этом служат прочностные характеристики материала и типы предстоящих нагрузок.

Можно ли обойтись без расчетов

Простые бытовые конструкции (легкие оградки) изготавливают с запасом прочности, избегая расчетов. Расходы на такие сооружения будут невелики, и утруждать себя трудоемкими расчетами нет смысла.

Однако более сложные конструкции (навесы, террасы, теплицы), которые могут рухнуть, сломаться под порывом ветра, от снега, под весом элементарного оборудования, уже нуждаются в простейшем расчетном определении.

Что произойдет если не рассчитать нагрузку

Пренебрежение этим правилом приводит в лучшем случае к потере времени и денег на устранение последствий поломки сооружения. Более серьезные последствия могут возникнуть при обрушении крыши или всей металлоконструкции, в том числе при неожиданно сильном снегопаде или ветре. Вертикальные столбы могут быть повреждены случайным механическим ударом, например, паркующегося автомобиля.

Классификация нагрузок

Специалистами разработаны правила определения нагрузок и их воздействия – СП 20.13330.2011. В них содержится классификатор видов действия внешних сил на сооружения, воздвигаемые человеком.

В зависимости от времени воздействия нагрузки делят на постоянные и кратковременные. Кроме того, выделена особая категория проявления внешних сил (пожары, взрывы, землетрясения и другие ЧП).

К числу постоянных относят:

  • Вес конструкций и сооружений, которые оказывают давление на основания профиля весь период.
  • Вес оборудования и производимой продукции, находящихся в сооружениях.
  • Тяжесть насыпей и других наслоений грунта, земляных и горных возвышенностей.
  • Давление водных ресурсов.

В число кратковременных нагрузок вошли:

  • Вес оборудования, применяемого в период ремонтных, профилактических работ, его замене.
  • Нагрузки от транспортной и погрузочной техники, людей, занятых на временных работах.
  • Воздействие природных сил (ветра, снега, дождя, перепадов температуры).

Максимальные нагрузки

Чтобы правильно подобрать трубу для использования, надо знать предельный вес, который должна выдерживать балка или опора в данном месторасположении.

Эта величина выражается в виде сосредоточенной силы, приложенной в центре пролета.

Под давлением указанной силы балка прогнется, но после окончания воздействия возвратится в прежнее состояние (на фото). Превышение наибольшего значения сломает несущую.

В бытовой практике часто встречается распределенная нагрузка, равномерно воздействующая на всю длину балки.

Отсюда напрашивается вывод о том, что пролеты не должны быть излишне большими. Установление мощной балки может перекрыть её достоинства ценой вопроса и общим утяжелением конструкции. Разумнее установить дополнительные опоры, что позволяет увеличить допустимый вес на перекрытие.

Для определения величины предельных нагрузок можно воспользоваться различными справочными данными в интернете.

Допустимые радиусы сгиба исходя из прочности материала

Радиус изгиба профиля зависит от внешнего сечения DN, толщины материала, его плотности и гибкости.

Государственные стандарты устанавливают минимальные значения радиусов изгиба для профилированных труб. Их допустимый размер во многом обусловлен способом загиба детали.

  1. Если загиб производят нагреванием заготовки, или путем набивания её песком, радиус загиба должен составлять не менее 3,5 DN.
  2. Загиб на гибочном оборудовании без нагрева возможен с минимальным радиусом 4 DN.
  3. Если в технологическом процессе используется печной нагрев, допускается значение в 2,5 DN.
  4. Важным условием гнутья является утончение стенок изделия в площади операции не более, чем на 15%.

Расчетные схемы нагрузки

Процесс расчета любого профиля начинают с подбора расчетной схематичной модели.

Перед началом вычислений собирают нагрузку, которая будет действовать на перекрытие.

Затем производят чертеж эпюры с учетом схемы загрузки и опор балки.

Далее с использованием заданных параметров, сведений из таблиц сортаментов, приводимых в ГОСТах, производят соответствующие вычисления.

Читайте также:  Соединительная муфта для труб – универсальное средство для решения многих задач

Для их простоты и оперативности можно воспользоваться онлайн калькуляторами, которые оснащены программами с готовыми формулами.

Методы расчета нагрузок

Применяют следующие способы определения допустимых нагружений:

  • С помощью интернет калькулятора.
  • На основании справочных таблиц.
  • По формулам напряжения при прогибе профиля.

Перед вычислениями рекомендуется составить чертеж будущего каркаса, определиться с типами нагрузок.

Если деталь крепится с одного конца, рассчитывают элемент на изгиб. При креплении на опорах вычисляют прогиб.

С помощью справочных таблиц

Вариант с таблицами уже рассчитанной максимальной нагрузки наиболее простой и удобный для человека, малознакомого с сопроматом и расчетами. В них размещены уже готовые результаты вычислений для конкретных видов профильных элементов.

Для квадратных профилей

Для прямоугольных балок

Пользователь сразу видит предельное значение, которую выдерживает труба с определенными параметрами при заданной длине пролета. Может самостоятельно сравнить и проанализировать данные, выбрать оптимальный вариант.

К примеру, квадратный профиль 40×40 с толщиной материала 3 мм в пролете длиной 2 м выдержит 231 кг веса. Если расстояние между опорами увеличится до 6 м, допустимая нагрузка составит всего 6 кг.

Расчеты произведены с учетом веса самой трубы, величина нагрузки изображена сконцентрированной силой, примененной в точке середины пролета.

Для самостоятельных расчетов применяют данные из справочных таблиц ГОСТов. Так, параметр момента инерции квадратного профиля берется из ГОСТа 8639-82, прямоугольного сечения – из ГОСТа 8645-68.

Расчет по формуле максимального напряжения при изгибе

Для расчета профилированного элемента на изгиб используют формулу

Здесь М – величина изгибающего момента силы, а W – момент сопротивления сечения.

Из формулы видно: чем больше W, тем меньшие напряжения возникают в сечении балки.

Для получения значения М необходимо знать длину пролета и степень деформации материала. Последнее значение находят в таблицах сортаментов соответствующих ГОСТов.

Для расчета параметра W потребуются размеры балки. Полученные значения вводятся в формулу.

Как узнать правильность расчетов

Любой материал, из которого изготовляется профилированная балка, обладает значением нормального напряжения. Его силы располагаются перпендикулярно к сечению элемента. Этот показатель сравнивают с расчетным или практическим напряжением, не допуская его уменьшения.

Точности расчетов поможет создание эпюры – чертежа крепления детали на опорах, отражающего особенности профиля.

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.

Профильная труба 20х20 – прочности и сочетание изящества

Нержавеющие трубы с квадратным сечением завлекают внимание своей повышенной сопротивляемостью к механическим нагрузкам и агрессивным средам. Эргономичный дизайн разрешает экономить пространство при монтаже и создавать разнообразные устойчивые конструкции.

Детально о профильном трубопроводе

Профильная нержавеющая труба 20х20 отличается прежде всего своими физико-механическими свойствами. Они нашли свое использование в химической, бумажной, фармацевтической, энергетической и автомобилестроительной индустрии, рекламе и сельском хозяйстве. Уровень качества проката зависит от соблюдения разработки производства, качественного нормоконтроля и т.д.

Нормативная база

Учитывая способ производства и коррозионную стойкость, в отношении квадратного трубопровода из нержавеющей стали выделить возможно сходу пара нормативов:

  • главными документами можно считать ГОСТ 8639-68, ГОСТ 8639-82 и ГОСТ 30245-2003. В них содержится главная информация по размерам, допускам, контролю качества, весу и т. д. Руководствуясь этими документами возможно определить и примерный вес, к примеру, вес профильной трубы 20х20х2 по сортаменту равен 1,075 кг/пог. м;

  • ГОСТ 11068-81 – потому, что изготавливается трубопровод из стали устойчивой к коррозии, то формально он подпадает под требования этого документа. Смутить может разве что постоянное упоминание в тексте документа термина диаметр, по отношению к квадратному сечению это выглядит нелепо;
  • в зависимости от метода производства (тёплый либо холодный прокат) воспользоваться возможно ГОСТ 9940-81 (горячедеформированный трубопровод) и ГОСТ 9941-81 (холодный прокат).

Как производится профильный трубопровод

Нержавеющая профильная труба 20 20 2, в большинстве случаев, изготавливается из конструкционных аустенитных сталей (пластичных антикоррозийных) по стандарту DIN 2395.

Наряду с этим может употребляться 2 метода производства:

  • сварной. Инструкция по производству наряду с этим выглядит так: нарезается нескончаемая металлическая лента постоянной ширины, после этого она сгибается в трубу круглого сечения (края пока не свариваются), затем идет этап сварки, зачистки сварного шва. Необходимый поперечный профиль придается пропусканием ее через вальцы. Наряду с этим в металле неизбежно появляются внутренние напряжения, для их снятия изделие нагревается;

  • при бесшовной разработке происходит вначале firmware заготовки, а после этого ее пропуск через вальцы для придания нужной формы поперечного сечения. Сырьем для производства квадратного трубопровода в этом случае могут служить круглые бесшовные трубы. Таковой метод производства делает конечный продукт пара дороже в сравнении с применением сварки.

Что касается того, сколько стоит профильная труба 20 на 20, то тут все зависит от того, какой метод производства использовался. Так, простой квадратный трубопровод сечением 20х20х1 обойдется в 221 руб/1 м. Для постройки громадных масштабов эргономичнее оперировать ценой 1-й тонны профильного проката, при таких условиях цена составит 382800 руб/1 т (цена приведена для стали марки 08-12Х18Н10).

Виды сварки шва

Производство квадратного профильного трубопровода из нержавеющей стали происходит 2 методами. В первом случае, употребляются штрипсы (заготовки), из которых вытягиваются трубы. Во втором, изделия свариваются из страниц металла.

Существует пара видов сварки:

  • TIG (вольфрамовый электрод в инертном газе без присадок);
  • плазменная с TIG;
  • высокочастотный ток;
  • лазерная;
  • электронно-лучевая.

Труба профильная 20х20х2 имеет широкую сферу применения, которая будет конкретно зависеть от типа сварного шва. Контроль качества сварки проводится в соответствии с ГОСТ 3242 – 79 и ГОСТ 30245-2003.

Обратите внимание! Цена трубы со сварным швом, выполненным токами высокой частоты, на 10 % ниже, чем у аналогов со сваркой TIG. Наряду с этим прочность сварного шва находится на том же уровне.

Поверхность на любой вкус

Профильная труба выглядит весьма эстетично благодаря поверхности, которая не редкость:

  • матовой (Matt, Mill finish);
  • шлифованной (Brushed). Степень обработки имеет пара уровней до самой ровной и имеет обозначения Satin 180, 320 либо 400 Grit;
  • зеркальной, которая зависит снова-таки от степени полировки (Mirror 400 либо 600 Grit).

Зарубежная маркировка поверхностей труб из стали AISI пара другая:

  • 2В – матовая;
  • ВА – зеркальная;
  • 4N – шлифованная.

На прочностные показатели уровень качества отделки поверхности не воздействует. В случае если все работы выполняются своими руками, то выбор из предложенных вариантов следует сделать скорее на основании того, будут ли трубы видны. Если они будут выступать в роли элемента интерьера, поверхность обязана подбираться с учетом обстановки помещения.

Сфера применения профильного трубопровода

Маленькое сечение не разрешает применять его в качестве несущих элементов при важных нагрузках. Но жесткости квадратного сечения достаточно для восприятия нагрузок средней величины. К преимуществам квадратного трубопровода необходимо отнести и довольно малый вес, к примеру, вес профильной трубы 20х20х2 образовывает порядка 1,175 кг/ пог. м.

Обратите внимание! Вес трубы в таблицах приводится усредненный, в действительности же он зависит от плотности материала. Для правильного подсчета веса трубопровода возможно воспользоваться особыми калькуляторами.

Что касается конкретных примеров применения квадратного трубопровода маленького сечения, то возможно привести такие примеры:

  • для производства мебели (прежде всего школьной и в разных публичных учреждениях);

  • при постройке оград различных типов – в качестве каркаса. При таких условиях нагрузка на металл мала и возможно применять маленькие типоразмеры;
  • для сооружения разных навесов, при постройке в умеренном климате в обязательном порядке необходимо учесть влияние снеговой нагрузки и вес 1 метра профильной трубы 20х20х2 (1,175 кг/1 м);

  • при оформлении внутреннего убранства помещения квадратные трубки смогут употребляться для сооружения красивых стеллажей и полок.

Подведение итогов

Квадратный трубопровод маленького сечения из нержавеющей стали владеет рядом наиболее значимых свойств. Самое основное пребывает в том, что кроме жёсткости и высокой прочности он владеет еще и хорошим внешним видом, а коррозионная стойкость разрешает применять его фактически в произвольных условиях (см.кроме этого статью “Труба 60х40 мм – особенности и вес”).

Именно поэтому таковой трубопровод может употребляться как при оформлении интерьера помещения, так и при сооружении каркаса под легкие сооружения. На видео в данной статье продемонстрирован пример применения профильного трубопровода в качестве каркаса для ограды.

Каких типоразмеров бывают профильные трубы

Металлические профильные трубы занимают первое место по популярности, как один из самых лучших материалов для устройства опорных каркасов промышленных гигантов, жилых домов, дачных построек и садовой мебели. Сведения о технических свойствах этих изделий, и почему их считают универсальным строительным материалом, содержатся в предлагаемой информационной статье.

Что такое профильная труба

Профильной трубой называется разновидность полых трубных изделий квадратной, прямоугольной или овальной формы поперечного сечения. Продукт изготавливается из листового металла низкоуглеродистых и легированных марок, например Ст3СП или 09Г2С. Встречаются профили, выполненные из нержавеющей стали, меди или алюминия.

Назначение

Значение слова «труба» вызывает мысленные ассоциации с конструкцией, предназначенной для пропуска жидкости или газа. У профильного трубного проката совсем другое предназначение, его не применяют для перемещения потоков воды и газообразных веществ. Так что же вывело его на передовые позиции самых популярных металлических профилей? Особое строение поперечного сечения с четкими геометрическими формами квадрата, прямоугольника или овала придает изделию повышенную прочность и линейную жесткость, равную цельному металлическому прокату такого же размера.

Вдобавок полое устройство проката уменьшает вес конструкции, не изменяя ее прочностные показатели. В строительной практике толстостенные профильные трубы служат достойной альтернативой армированной железобетонной балке или сухому деревянному брусу.

Особая ценность профильных труб заключается в уменьшении массы конструкции и снижения ее стоимости.

Где применяют

Профильная труба, размеры которой отличаются большим количеством значений, используются в различных сферах:

  • Строительство. Устройство несущего каркаса объектов гражданского и промышленного назначения.
  • Устройство малых архитектурных форм. Металлический трубный профиль применяется при постройке заборов, навесов, входных козырьков, устройстве теплиц и беседок, спортивных площадок, детских игровых комплексов.
  • Мебельное производство и предметы декора. Из профтрубы создаются легкие и прочные мебельные каркасы, навесные полки, декоративные светильники, цветочные подставки, опоры для картин.

Профильный прокат используют в качестве устройства наружных опор освещения, средств мобильной связи, элементов строительных лесов.

Формы профилей

Основными показателями классификация профильных труб, является вид и форма диаметра поперечного сечения:

  • Прямоугольный профиль. В этот вид входят изделия с диаметром с неравным соотношением ширины и высоты. Прямоугольный профиль с вариациями типоразмеров относится к числу популярных материалов.
  • Квадратное сечение. Форма поперечного сечения представляет равносторонний квадрат с одинаковой длиной сторон. Количество типоразмеров квадратных труб не такое обширное, как у прямоугольных, однако это не влияет на их популярность.
  • Овальные. По форме сечения профили представляет собой овал или прямоугольник, у которого прямые углы сильно закруглены и выпрямлены. Обычно такой профиль применяется в мебельном производстве для создания различного декора.
Читайте также:  Труба ППМ и ее особенности

Толщина внутренних стенок металлопрофиля служит еще одним показателем классификации трубных изделий. По этому признаку они различаются на тонкостенные и изделия с толстыми стенами. Например, у трубы прямоугольной размеры толщины стенок составляют меньше 1/20 диагонального сечения, относится к тонкостенным профилям. Квадратные трубы с толщиной стенок более 7 мм, считается толстостенным профилем.

Таблицы размеров и весов

Независимо от области применения, будь-то строительство или создание малых архитектурных форм, из профилей изготавливаются несущие каркасы для восприятия значительных нагрузок. Следовательно, прочность и надежность созданных конструкций зависит от размеров поперечного сечения.

Чтобы создать единую нормативную базу данных, помогающей определить результаты основных технических характеристик в зависимости от размерной линейки диаметров, введены единые стандарты и ГОСТы на все виды изделий. Эти документы являются регламентирующими и обязательными для всех производителей.

Таблица размеров квадратной профильной трубы

Размеры и масса прямоугольной профильной трубы

Профильные трубы прямоугольной формы должны соответствовать техническим нормам ГОСТ 8645 82 «Трубы стальные прямоугольные». Продукция этого вида выпускается с толщиной стенок от 1,5 до 2,0 мм. Существуют специальные сводные таблицы, учитывающие взаимосвязь линейных размеров с их весом. Таким справочным материалом удобно пользоваться, когда нужно узнать вес 1 погонного метра. Справочные сведения прямоугольных профильных изделий собраны в специальные таблицы

Чтобы узнать общий вес конструкции, выполненной из профильной прямоугольной трубы, достаточно метраж умножить на удельный вес.

Овальные трубы

Материалы с профилем овальной формы изготавливается из нержавеющей стали, алюминиевых сплавов или меди. Производство продукции регламентируется стандартами и нормами ГОСТ8642-68, в которых указан сортамент производимых овальных труб и содержатся сведения об основных геометрических характеристиках данной категории. Овальные трубы выпускаются в следующих габаритах:

  1. Размер поперечного сечения от (6 х 3)мм до (72 х 22) мм.
  2. Толщина внутренних стенок составляет от 0,5 мм до 2,5 мм.
  3. Вес 1 погонного метра от 0,0513 кг до 3,87 кг.

Таблица основных технических показателей овальных труб

Размер (AxB) * ,ммТолщина стенки * ,ммВес * ,кг/м.пог
10х51.0 1.20.167 0.194
18х101.0 2.00.420 0.496
20х141.0 1.50.508 0.738
25х101.0 1.50.433 0.63
30х201.0 1.50.6 0.882
40х201.0 2.00.742 1.48
50х251.0 2.00.934 1.82

Маркировка, условные обозначения и ГОСТ

Крупные партии профтруб сопровождаются техническим паспортом и сертификатом соответствия. В случае отсутствия сопроводительной документации на стенки изделий наносится варианты специальной маркировки:

  • Наименование трубной продукции – «профиль или профильная труба».
  • Числовое значение ширины и высоты.
  • Толщина стенок.
  • Значение радиусов закругления.
  • Марка материала изготовления.
  • Номер ГОСТ.
  • Длина отрезка.
  • Штамп ОТК.
  • Клеймо завода — изготовителя.

Полная информация, в основном, содержится в техническом паспорте. Обычно изделия маркируются упрощенным форматом сведений ширины, высоты сечения, толщины стенок.

Критерии выбора

Чтобы выбрать нужный вариант профильного профиля, можно воспользоваться следующими рекомендациями:

Область применения

Если планируется использование при производстве мебели или в создании декоративных композиций, можно использовать профиль любого типоразмера.

В строительной практике применяют только квадратные и прямоугольные. Изделия с овальной и плоскоовальной формой поперечного сечения применяют в конструкциях с минимальной несущей способностью.

Толщина стенок

Существует прямая зависимость между прочностью и толщиной стенок изделия. Для создания каркасных конструкций, эксплуатируемых в условиях значительных нагрузок и усилий, используются толстостенные отрезки заводского изготовления.

Предметы декора, садовая мебель, элементы заборов и ограждений изготавливаются из тонкостенного профиля. Для этих целей часто используют изделия, профилированные из круглых труб.

Огородные теплицы полукруглой формы сооружают из материалов одинакового профиля. Остальные тепличные постройки возводятся из отрезков с разной толщиной стенок: для опорных элементов подходи толстостенный прокат, для распорок и других вспомогательных конструкций применяют тонкостенные изделия.

Основные несущие опорные каркасные конструкции выполняют из квадратной профильной трубы размером 100 х 100 х 4мм, навесы площадок с большим пролетом перекрывают профильным трубным прокатом 80 х 80 х 3 мм. Монтаж каркасов крытых беседок, козырьков входа производят из профиля 40 х 40 х2 мм.

Если поверхность профилированной трубы не планируется обрабатывать антикоррозийным покрытием, лучше использовать трубные изделия из нержавеющей или хромированной стали, алюминиевых сплавов или меди.

Плюсы использования

Рейтинг популярности профильных труб постоянно растет и в настоящее время трубный прокат находится в топовом списке самых популярных строительных изделий. Такая огромная популярность стала возможной, благодаря многочисленным достоинствам:

  • Высокие показатели прочности.
  • Небольшой вес и легкость материала.
  • Удобная транспортировка.
  • Невысокая стоимость.

Профильные трубы, как строительный материал, завоевал огромную популярность благодаря уникальному сочетанию значительной прочности, малого веса и привлекательности. Даже массивные каркасные элементы, выполненные из профтрубы, имеют утонченный, изящный вид и не утяжеляют конструкцию в целом.

Видео о том как производят профильные трубы

Профильная труба 20х20 – сочетание изящества и прочности

Нержавеющие трубы с квадратным сечением привлекают внимание своей повышенной сопротивляемостью к агрессивным средам и механическим нагрузкам. Эргономичный дизайн позволяет экономить пространство при монтаже и создавать разнообразные устойчивые конструкции.

Трубы 20х20 с необработанной поверхностью

Подробно о профильном трубопроводе

Профильная нержавеющая труба 20х20 отличается в первую очередь своими физико-механическими свойствами. Они нашли свое применение в химической, бумажной, фармацевтической, энергетической и автомобилестроительной промышленности, сельском хозяйстве и рекламе. Качество проката напрямую зависит от соблюдения технологии производства, качественного нормоконтроля и т.д.

Нормативная база

Учитывая коррозионную стойкость и способ производства, в отношении квадратного трубопровода из нержавеющей стали выделить можно сразу несколько нормативов:

  • главными документами можно считать ГОСТ 8639-68, ГОСТ 8639-82 и ГОСТ 30245-2003. В них содержится основная информация по размерам, допускам, контролю качества, весу и т. д. Руководствуясь этими документами можно узнать и примерный вес, например, вес профильной трубы 20х20х2 по сортаменту равен 1,075 кг/пог. м;

Поперечное сечение квадратного профиля

  • ГОСТ 11068-81 – поскольку изготавливается трубопровод из стали устойчивой к коррозии, то формально он подпадает под требования этого документа. Смутить может разве что постоянное упоминание в тексте документа термина диаметр, по отношению к квадратному сечению это выглядит нелепо;
  • в зависимости от способа производства (горячий или холодный прокат) воспользоваться можно ГОСТ 9940-81 (горячедеформированный трубопровод) и ГОСТ 9941-81 (холодный прокат).

Как производится профильный трубопровод

Нержавеющая профильная труба 20 20 2, как правило, изготавливается из конструкционных аустенитных сталей (пластичных антикоррозийных) по стандарту DIN 2395.

При этом может использоваться 2 способа производства:

  • сварной. Инструкция по производству при этом выглядит так: нарезается бесконечная стальная лента постоянной ширины, затем она сгибается в трубу круглого сечения (края пока не свариваются), после этого идет этап сварки, зачистки сварного шва. Нужный поперечный профиль придается пропусканием ее через вальцы. При этом в металле неизбежно возникают внутренние напряжения, для их снятия изделие нагревается;

На фото в станок подается стальная лента для производства трубы

  • в случае бесшовной технологии происходит сперва прошивка заготовки, а затем ее пропуск через вальцы для придания нужной формы поперечного сечения. Сырьем для производства квадратного трубопровода в этом случае могут служить круглые бесшовные трубы. Такой способ производства делает конечный продукт несколько дороже в сравнении с использованием сварки.

Схема прошивки заготовки

Что касается того, сколько стоит профильная труба 20 на 20, то здесь все зависит от того, какой способ производства применялся. Так, обычный квадратный трубопровод сечением 20х20х1 обойдется в 221 руб/1 м. Для строительства больших масштабов удобнее оперировать стоимостью 1-й тонны профильного проката, в таком случае стоимость составит 382800 руб/1 т (стоимость приведена для стали марки 08-12Х18Н10).

Виды сварки шва

Производство квадратного профильного трубопровода из нержавеющей стали происходит 2 способами. В первом случае, используются штрипсы (заготовки), из которых вытягиваются трубы. Во втором, изделия свариваются из листов металла.

Существует несколько видов сварки:

  • TIG (вольфрамовый электрод в инертном газе без присадок);
  • плазменная с TIG;
  • высокочастотный ток;
  • лазерная;
  • электронно-лучевая.

Труба профильная 20х20х2 имеет широкую сферу применения, которая будет непосредственно зависеть от типа сварного шва. Контроль качества сварки проводится в соответствии с ГОСТ 3242 – 79 и ГОСТ 30245-2003.

Зависимость сферы применения трубы от способа сварки

Обратите внимание! Цена трубы со сварным швом, выполненным токами высокой частоты, на 10 % ниже, чем у аналогов со сваркой TIG. При этом прочность сварного шва находится на том же уровне.

Поверхность на любой вкус

Профильная труба выглядит очень эстетично благодаря поверхности, которая бывает:

  • матовой (Matt, Mill finish);
  • шлифованной (Brushed). Степень обработки имеет несколько уровней до самой гладкой и имеет обозначения Satin 180, 320 или 400 Grit;
  • зеркальной, которая зависит снова-таки от степени полировки (Mirror 400 или 600 Grit).

Зарубежная маркировка поверхностей труб из стали AISI несколько иная:

  • 2В – матовая;
  • ВА – зеркальная;
  • 4N – шлифованная.

На прочностные показатели качество отделки поверхности не влияет. Если все работы выполняются своими руками, то выбор из предложенных вариантов нужно делать скорее на основании того, будут ли трубы видны. Если они будут выступать в роли элемента интерьера, поверхность должна подбираться с учетом обстановки помещения.

Сфера применения профильного трубопровода

Небольшое сечение не позволяет использовать его в качестве несущих элементов при серьёзных нагрузках. Но жесткости квадратного сечения достаточно для восприятия нагрузок средней величины. К преимуществам квадратного трубопровода нужно отнести и относительно небольшой вес, например, вес профильной трубы 20х20х2 составляет порядка 1,175 кг/ пог. м.

Обратите внимание! Вес трубы в таблицах приводится усредненный, в реальности же он зависит от плотности материала. Для точного подсчета веса трубопровода можно воспользоваться специальными калькуляторами.

Калькулятор для подсчета веса трубопровода

Что касается конкретных примеров использования квадратного трубопровода небольшого сечения, то можно привести такие примеры:

  • для производства мебели (в первую очередь школьной и в различных общественных учреждениях);

Стойки стеллажа изготовлены из профильного трубопровода

  • при строительстве оград разных типов – в качестве каркаса. В таком случае нагрузка на металл невелика и можно использовать небольшие типоразмеры;
  • для сооружения различных навесов, при строительстве в умеренном климате обязательно нужно учесть влияние снеговой нагрузки и вес 1 метра профильной трубы 20х20х2 (1,175 кг/1 м);

Из квадратного трубопровода 20х20 изготовлен навес

  • при оформлении внутреннего убранства комнаты квадратные трубки могут использоваться для сооружения изящных полок и стеллажей.

Подведение итогов

Квадратный трубопровод небольшого сечения из нержавеющей стали обладает рядом важнейших свойств. Самое главное состоит в том, что помимо высокой прочности и жесткости он обладает еще и отличным внешним видом, а коррозионная стойкость позволяет использовать его практически в любых условиях (см.также статью «Труба 60х40 мм – особенности и вес»).

Благодаря этому такой трубопровод может использоваться как при оформлении интерьера комнаты, так и при сооружении каркаса под легкие сооружения. На видео в этой статье показан пример использования профильного трубопровода в качестве каркаса для ограды.

Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен

Расчет нагрузки на профильную трубу

Выбирая профильный прокат, клиент должен осознать, что точные вычисления возможных нагрузок, в зависимости от линейных и иных параметров стояков – очень важны. Любая создаваемая конструкция рассчитана на конкретный вес.

Категорически запрещается размещать на ней соединения, предметы, масса которых, с учетом воздействия погодных факторов, будет больше допустимой.

Применение профилей

Чтобы знать, для чего нужен расчет нагрузки на профильную трубу, посмотрим, где она используется.

Стояки с профильным сечением нашли свое применение в различных сферах жизнедеятельности человека.

  • монтируются навесы на балконах, верандах, возле частных домов;
  • собираются лестницы, подиумы, сцены.

На аналогичных конструкциях размещают барные стойки, телевизионные подставки, поручни, аквариумы. Без них нельзя обойтись в строительстве.

Особую популярность детали приобрели при сооружении объектов в сельском хозяйстве. Они незаменимы при возведении ангаров для хранения зерна, складов, гаражей, иных зданий.

Этот список можно продолжать, но главное, что нужно запомнить:

чтобы конструкции были безопасными, надежными, служили долго необходимо провести расчет вертикальной нагрузки на профильную трубу. Если этого не сделать, то система может не выдержать веса, что приведет к нежелательным последствиям.

Рассчитывать нагрузку обязательно?

Популярность профильных труб объясняется низкой стоимостью, небольшой массой, высокой прочностью при изгибе. Выбирая прокат с прямоугольным или квадратным сечением, большинство заказчиков понимают важность расчета нагрузки на профильную трубу. Учитывается соответствие линейных размеров профилей к возможной силе механического воздействия на деталь.

Что будет, если не учесть возможного воздействия тяжести на конструкцию? О таком думать даже нельзя, поскольку при воздействии максимально допустимого веса возможны 2 варианта:

  • безвозвратный изгиб трубы, поскольку она потеряет свою упругость;
  • разрушение целой конструкции, что чревато негативными последствиями.

Не всегда требуется расчет

Если вы решили использовать профильную трубу для сооружения калитки, ограждения, перил, то расчет на изгиб проводить не обязательно, поскольку нагрузка на такие системы – минимальная.

Что нужно учитывать при расчетах


Приступая к монтажу постройки, необходимо ее начертить. Благодаря такому проекту каркаса, можно проводить определенные расчеты. Для этого нужно проставить точные размеры на чертеже, после чего провести вычисления, учитывая суммарное напряжение. Если все сделать точно, то сооружение будет надежным и безопасным.

Для точности и быстроты расчета нагрузки на профильную трубу можно воспользоваться калькулятором или программой SketchUP. (Скачать торрентом – Официальная русская версия! Разрядность: 64bit, Язык интерфейса: Русский, Таблетка: Присутствует)

Расчет будет правильным при соблюдении таких 3-ех условий:

  1. Если в системе будут опоры и верхняя рама, в которых будут возникать механические (не электрические!) напряжения, то усилия будут распределяться между несколькими стояками, в зависимости от их соединения между собой.
  2. Достаточно большая высота системы способна уменьшить несущую способность отдельных опор. Связано это с появлением крутящего момента в стояках.
  3. Чтобы получить надежную металлоконструкцию большой высоты, нужно добавить дополнительные опоры. Благодаря ребрам жесткости, которыми будут связаны между собой стояки, механическое напряжение сможет распределиться более равномерно.

Какая информация еще важна

Выполняя непосредственные вычисления, необходимо владеть информацией о:

1. Типах возможных нагрузок.

Они могут быть:

  • стабильными, при которых учитывается вес деталей конструкции, масса грунта, давление кровли и т.п.;
  • долговременными, которые будут действовать на протяжении большого периода, но могут измениться в любой момент: масса котла, лестничного марша, стен из кирпича;
  • кратковременными, действующие на протяжении малого промежутка (атмосферные осадки, масса посетителей, транспортных средств);
  • особыми, что вызываются непредвиденными обстоятельствами: ливнями, землетрясениями, извержениями вулканов, взрывами и пр…

3. Суммарном напряжении строения.

4. Прочностных характеристиках стали.

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
1246
40х40х2709173355
50х50х211652866114
60х60х3239358912935
80х80х34492111025282
100х100х492172283529185
140х140х41906247361125429

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

Сечение,
мм
Максимально возможная масса, кг
Длина пролета, м
1346
50х25х268469346
60х40х312551306617
80х40х3267228114643
80х60х3358338019962
100х50х45489585309101
120х80х37854846455164

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

Но стоит увеличить массу хотя бы на 0,5 кг, система может полностью деформироваться, что приведет к разрушению.

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.

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.

Многие думают, что для того, чтобы определить прочность стояка, вдоль оси при нагрузке сжимающего характера, нужно иметь данные о величине нагрузки и площади сечения.

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.

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.

Вывод

Обобщив вышесказанное, мимолетом напрашивается мысль: во избежание малейших просчетов, которые чреваты серьезными последствиями, не старайтесь проводить вычисления самостоятельно, если вы не специалист. В таком случае все пользователи сооружений останутся живы-здоровы, а конструкция будет приносить только радость.


  • Читайте также:  Металлическая круглая труба – все, что касается данного вида продукции
  • Ссылка на основную публикацию