Сечение профильной трубы – Профильная труба – сортамент, размеры, ГОСТ

alexxlab | 24.08.2017 | 0 | Вопросы и ответы

Максимальная нагрузка на профильную трубу: способы расчета

Выбирая профильную трубу, необходимо особое внимание уделять её параметрам и учитывать какую нагрузку выдержит профильная труба.

Эти трубы используются, в качестве каркасов для различных сооружений, поэтому подбирать изделия необходимо максимально ответственно.

Преимущества профильных труб заключается в их:

• легкости;
• надежности;
• устойчивости к нагрузкам;
• простоте монтажа.

Нагрузка, действующая на профильную трубу

Если планируется изготовить беседку или теплицу, то серьезно задумываться о нагрузках не стоит, так как такие конструкции не подвержены воздействию серьезных сил. А вот если изготавливается навес, козырек, каркас для более серьезного сооружения – то здесь просто необходимы обстоятельные рассчеты.

Профильные трубы устойчивы к деформации, но и у них есть предел. Если нагрузка будет соответствовать норме, то изделие, под действием груза, например, мокрого снега, может согнуться. Если снег удалить, то труба примет свою исходную форму. В том случае, когда допустимая нагрузка превышена, труба не восстановит форму. Это в лучшем случае, в худшем – она просто разорвется.

При выборе профильной трубы, таким образом, необходимо учитывать:
размеры;

• сечение. Как правило, используются прямоугольные трубы и трубы с квадратным сечением;
• напряжение каркаса из труб;
• прочность материала;
• вероятные нагрузки, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации.

Классификация нагрузок

Одним из критериев классификации является время воздействия нагрузок. Виды таких нагрузок установлены СП 20.13330.2011. И они таковы:

• постоянные. То есть, не меняется ни вес, ни такой показатель, как давление, в течение достаточно долгого времени. Пример постоянной нагрузки: вес и давление элементов здания;
• временные, но длительные. Например, вес перегородок из ДСП;
• кратковременные. Это именно о том, о чем шла речь выше: о снеге, ветре и других природных явлениях;
• особые. Например, нагрузки от взрывов и ударов машин.

Таким образом, если на территории домовладения сооружается навес, то нужно учитывать ряд нагрузок:

• от снега и ветра;
• от возможных столкновений с авто.

На территориях, где бывают периодически землетрясения, нельзя не учитывать данный фактор. На таких территориях конструкции должны быть максимально прочными.

Расчетные схемы

Расчетные схемы учитывают не только виды нагрузок, но и то, каким образом нагрузка распределяется по конструкции. Например, опоры могут испытывать более серьезные нагрузки, а поперечные дополнительные элементы – небольшие.

Максимальные нагрузки

Чтобы понять, какие максимальные нагрузки установлены для труб, необходимо изучить следующие таблицы.

Таблица 1. Нагрузка для профильной трубы квадратного сечения

Размеры профиля, мм	Максимальная нагрузка, кг с учетом длины пролета
	1 метр	2 метра	3 метра	4 метра	5 метров	6 метров
Труба 40х40х2	709	173	72	35	16	5
Труба 40х40х3	949	231	96	46	21	6
Труба 50х50х2	1165	286	120	61	31	14
Труба 50х50х3	1615	396	167	84	43	19
Труба 60х60х2	1714	422	180	93	50	26
Труба 60х60х3	2393	589	250	129	69	35
Труба 80х80х3	4492	1110	478	252	144	82
Труба 100х100х3	7473	1851	803	430	253	152
Труба 100х100х4	9217	2283	990	529	310	185
Труба 120х120х4	13726	3339	1484	801	478	296
Труба 140х140х4	19062	4736	2069	1125	679	429

Таблица 2. Нагрузка для профильной трубы прямоугольного сечения (рассчитывается по большей стороне)

Размеры профиля, мм	Максимальная нагрузка, кг с учетом длины пролета
	1 метр	2 метра	3 метра	4 метра	5 метров	6 метров
Труба 50х25х2	684	167	69	34	16	6
Труба 60х40х3	1255	308	130	66	35	17
Труба 80х40х2	1911	471	202	105	58	31
Труба 80х40х3	2672	658	281	146	81	43
Труба 80х60х3	3583	884	380	199	112	62
Труба 100х50х4	5489	1357	585	309	176	101
Труба 120х80х3	7854	1947	846	455	269	164

Указаны максимальные нагрузки, в результате которых не произойдет разрыва трубы. Элемент конструкции согнется и, в дальнейшем, не примет изначальной формы.

Если же максимальная нагрузка на профильную трубу будет превышена, то тогда уже случится разрыв.

Методы расчета нагрузки

Используются следующие методы:

• при помощи разработанных таблиц;
• использование физических формул;
• расчет при помощи специального калькулятора.

Чтобы рассчитать нагрузку при помощи таблиц, необходимо составить характеристики фактически имеющейся трубы с теми, характеристиками, которые имеются в таблице.
Если расчет нагрузки на профильную трубу ведется при помощи формул, то, в основном, используется такая формула: Ризг= M/W. Изгибающий момент делится на сопротивление.

Существуют и специальные калькуляторы, разработанные специалистами. Однако пользоваться такими калькуляторами можно только в том случае, если они размещены на надежных интернет-сайтах или переданы в пользование компетентными лицами, которые хорошо разбираются в нагрузках на профильные трубы.

Следует подчеркнуть: не стоит делать расчеты самостоятельно. Во-первых, для правильного проведения расчетов, необходимо знать ГОСТы и сопромат. Во-вторых, малейший просчет может привести к серьезным последствиям.

Таким образом, расчет нагрузки на трубы – это очень важная процедура. Пренебрежение ей может повлечь серьезные последствия:

• разрушение конструкции, здания;
• наличие пострадавших и жертв.

В новостях, иногда, можно увидеть сюжеты о том, что где-то обрушилась крыша здания или его иные элементы. Такие ситуации, чаще всего, складываются из-за того, что в расчетах были допущены ошибки.

glawtruba.ru

Расчетные значения для прямоугольных профильных труб

Таблица 1.1. Прямоугольные профильные трубы высотой 50-80 мм

Таблица 1.2. Прямоугольные профильные трубы высотой 80-100 мм

Таблица 1.3. Прямоугольные профильные трубы высотой 120-150 мм

Таблица 1.4. Прямоугольные профильные трубы высотой 160-180 мм

Таблица 1.5. Прямоугольные профильные трубы высотой 180-220 мм

Таблица 1.6. Прямоугольные профильные трубы высотой 220-300 мм

Таблица 1.7. Прямоугольные профильные трубы высотой 300-400 мм

Примечания:

1. Условные обозначения: h – высота профиля; b – ширина профиля; F – площадь поперечного сечения; R – радиус наружного закругления угла; I – момент инерции; W – момент сопротивления; i – радиус инерции.

2. Радиус наружного закругления угла R = 2,0t при t  ≤ 6,0 мм; R = 2,5t при 6,0 < t ≤ 10,0 мм; R = 3,0t при t > 10,0 мм.

3. Масса 1 м длины профиля определена по площади поперечного сечения, при плотности стали 7,85 г/см³.

Основные геометрические характеристики сечений для прямоугольных профильных труб малого сечения приводятся отдельно.

doctorlom.com

Труба квадратного сечения: преимущества и недостатки

Одним из максимально востребованных видов металлопроката является так называемая профильная труба, особенно квадратного и прямоугольного сечения.

Профильные трубы используют там, где нужна прочность.

Области применения квадратных и прямоугольных профильных труб

Трубы, имеющие в сечении квадрат или прямоугольник со скругленными краями, широко применяются в промышленном и особенно гражданском строительстве при возведении колонн зданий, различных башен, вышек, опор. Наличие плоских граней упрощает монтаж конструкций, каким бы способом он ни велся, включая сварочные работы. Именно поэтому профильные прямоугольные или квадратные трубы – достойная альтернатива металлической балке, швеллеру или уголку.

Востребованы трубы подобного сечения и в сельском хозяйстве, ведь из них преимущественно изготавливаются каркасы всевозможных тепличных комплексов и помещений для сельхозживотных.

При обустройстве личного приусадебного участка без квадратной трубы тоже трудно обойтись, ведь она может не только использоваться как отдельный элемент различных заграждений и заборов, но и легко превратиться в основу любого навеса, парника, гаражных ворот или металлической двери подсобного помещения.

Мебельная промышленность с успехом использует трубы квадратного сечения при изготовлении металлокаркасов медицинской и садовой мебели, компьютерных столов, всевозможных стеллажей и полок. Выставочные павильоны, каркасы для рекламных щитов, оборудование детских развлекательных комплексов…Настолько многогранно и разнообразно применение квадратной трубы, что сложно назвать современную сферу жизнедеятельности человека, в которой бы она не была задействована.

Преимущества применения труб квадратного или прямоугольного профиля

Схема трубы профильной квадратной.

Такое широкое распространение вполне объяснимо, ведь трубы квадратного и прямоугольного сечения обладают достаточной конструктивной жесткостью и прочностью, в то время как их вес и материалоемкость выгодно отличаются от металлического бруса. Достаточно сказать, что применение профильных труб квадратного и прямоугольного сечения позволяет снизить общую металлоемкость любой конструкции на четверть, что значительно удешевляет ее стоимость. Причем прочность конструкции легко регулировать, используя при монтаже прямоугольные трубы с различной толщиной стенок.

Даже по сравнению с обычной круглой трубой, прямоугольное и квадратное сечение имеет логистическое преимущество, так как продукция подобной формы легко складируется и более компактна при транспортировке, занимая минимум объема. Немаловажно и то, что именно квадратные и прямоугольные трубы наименее трудоемки при дальнейшей отделке (грунтовке, покраске), что позволяет значительно сократить количество расходуемого материала и время на обработку.

Недостатки профильных труб

В основном металлические профильные трубы изготавливаются из черного металла, что и объясняет ее типичный недостаток – коррозионную нестойкость. Для повышения сопротивляемости можно покрыть стальные изделия слоем цинка, что значительно повысит их эксплуатационные характеристики, однако и приведет к некоторому удорожанию продукции.

Технология изготовления

По сравнению с классической формой трубы, прямоугольные и квадратные более сложны в производстве.

Обычно процесс производства включает в себя следующие операции:

1. Подготовка штрипса (металлической ленты, полуфабриката будущего изделия). От толщины заготовки напрямую зависит толщина стенок трубы в дальнейшем.
2. Изготовление круглого профиля на формовочном стане.
3. Сварка краев заготовки. Чаще всего производится высокочастотными токами. При изготовлении изделий из нержавеющего металла используют плазменную или контактную сварку под давлением.
4. Тестовая проверка шва на прочность. Отбракованные изделия реставрации не подлежат и списываются в металлолом.
5. Формирование прямоугольного или квадратного профиля вальцами. При этом может производиться непрерывное охлаждение формируемой заготовки.
6. Тестирование геометрических параметров.
7. Температурная обработка изделия, чтобы снять внутреннее напряжение металла после деформации.
8. Распиловка заготовок на отдельные трубы необходимой длины, от 4 до 12,5 м.
9. Снятие заусениц, образовавшихся после предыдущего этапа (по желанию заказчика, так как значительно повышает цену трубы из-за трудоемкости процесса).

Технологический процес изготовления профильной квадратной трубы.

По такой технологии получают трубу шовную квадратного или прямоугольного профиля.

Более высокими эксплуатационными качествами характеризуются трубы, изготовленные без шва, путем волочения или прессования на специальных станках. В этом случае бесшовная металлическая круглая заготовка разогревается и поступает на прошивочный стан, где и калибруется до требуемого размера и нужного прямоугольного или квадратного профиля.

Иногда на рынке строительных материалов можно встретить довольно дешевые изделия, выполненные кустарным способом. В этом случае квадратное или прямоугольное сечение достигается обработкой обычной круглой трубы на специальных вальцах. Следует учесть, что такой способ производства далеко не всегда позволяет точно выдержать необходимые геометрические размеры изделия, которые гарантированно достигаются на предприятиях полного цикла.

Материалы, используемые при производстве трубы прямоугольного или квадратного сечения

Согласно технической документации, для производства трубы используется сталь марки 10 ПС или 08 КП. Если же применяется металл с особыми свойствами (сталь 09г2с-12), то изделия из него способны успешно противостоять даже таким агрессивным средам, как морская вода. Именно такие прямоугольные и квадратные трубы используются при строительстве объектов в Заполярье, в районах вечной мерзлоты.

Еще большей стойкостью и полной индифферентностью к щелочам и кислотам отличаются различные сплавы аустенитного класса, с применением хрома или никеля. Однако из-за высокой дороговизны такие трубы используются преимущественно на предприятиях химической, фармацевтической и пищевой промышленности.

Согласно нормативной документации, готовая квадратная и прямоугольная труба может выпускаться двух групп. Если изделие принадлежит группе А, то нормированию подлежат только механические свойства металла. У изделий группы В, помимо этого, нормируется еще и химический состав стали.

Поделитесь полезной статьей:

Похожие статьи:

experttrub.ru

технические характеристики, длина, толщина, радиус

Масса профильной трубы определяется, исходя из плотности конструкционного материала, участвующего в изготовлении данного изделия. Причем эта характеристика остается неизменной на всем протяжении «жизни» готовой продукции. Все остальные технические характеристики профильных труб можно изменить в любой момент, приложив определенные усилия и задействовав нужные инструменты.

Однако это не значит, что данными параметрами можно пренебречь. Ведь именно эти данные позволяют сделать вывод о возможности использовать трубу в конкретных условиях. В материалах данной статьи мы рассмотрим ключевые технические характеристики профильных труб и покажем, как использовать данные параметры с практической точки зрения.

↑

Масса трубы, как мерило качества изделия

Масса трубы является единственной характеристикой, контролируя которую можно получить сведения о соответствии стандартам всех остальных параметров трубы. Как это сделать? Для этого нужно попросту взвесить отрезок изделия, измерить его длину и перевести погонные метры в килограммы. Результатом такой операции будет точно вычисленная масса отрезка трубы в килограммах.

И если масса этого мерного отрезка будет меньше заявленной в норме, то у изделия наблюдаются проблемы или с толщиной стенок, или с заявленной длиной. Ведь масса трубы профильной или круглой является постоянной величиной, и малейшие отклонения от нормированного параметра позволяют заявить о несоответствии такого изделия ГОСТу.

Практический пример:

Допустим, вам в руки попало изделие сечением 40 на 20 миллиметров и длинной 1,5 метра. Как сделать заключение о его качестве? Для этого мы используем особую таблицу, содержащую данные о габаритах такого изделия, как труба профильная – масса 1 метра трубы заданного сечения в этой таблице указана в специальной сноске «Масса погонного метра».

В нашем случае эталонная масса метра трубы равна 2520 грамм. Соответственно, масса 1,5 метров такой трубы должна равняться 2520х1,5= 3780 грамм. И если вес нашего изделия будет меньше, то это будет означать, что у проверяемой трубы наблюдается недостаток металла.

Этот дефект возникает вследствие множества причин, среди которых главенствующее место занимает недостаточная толщина стенок профильных труб и наличие раковин в металле. И в том, и в другом случае использовать трубу в сильно нагруженных конструкциях уже нельзя.       

↑

Габариты профильных труб, как база для  конструкторских расчетов

Прочие характеристики трубы будут интересны только создателям металлоконструкций, выполняющим прочностной расчет своих творений.

Для этих специалистов интересны следующие технические характеристики профильной трубы:

• Внешние габариты изделия: длина, высота, ширина
• Внутренние габариты изделия: радиус скругления углов профильных труб и толщина их стенок.

Внешние габаритные характеристики  используют в процессе расчета жесткости металлоконструкции. Так, длина профильных труб используется при расчете количества стыковочных узлов, необходимых для сборки габаритной металлоконструкции из коротких отрезков. А габариты сечения участвуют в прочностных расчетах.

↑

Длина изделия

От длины трубы зависит и объем отходов металла после сборки. Нормированные значения длины трубы профильного сечения колеблются в пределах от 1,5 до 12,5 метров. То есть к потребителю эти трубы поступают в виде отрезков длинной не менее полутора и не более 12,5 метров.

Практический пример:

У нас есть три отрезка по 12 метров. Нам нужно собрать полосу длиной в 30 метров. Количество стыковочных швов в данном случае будет равно 3 штукам (12+12+6). Кроме того, у нас останется еще и 6 метров обрезка от частично использованной трубы  И если мы задействуем в этих условиях пять отрезков длиной по 6 метров, то количество швов увеличится до четырех (6+6+6+6+6=30 – швы считают по количеству плюсов), а отхода не останется.

Поэтому, в данном случае, лучше купить пять 6-метровых труб, чем три 12-метровых изделия.

↑

Габариты поперечного сечения трубы

Такой параметр, как длина стенок профильных труб (высота и ширина сечения) используется в сложных конструкторских расчетах, точные формулы которых мы приводить не будем. Смысл этих сложных вычислений заключается в подборе минимальных габаритов профиля под конкретную нагрузку.

Размерный ряд ширины и высоты профиля колеблется между 10 и 230 миллиметрами. Подробные размеры для каждого сортамента трубы указаны в специальном документе – ГОСТе 8645-82. То есть потребитель может получить профильную трубу только определенного размерного ряда.

Практический пример:

Допустим вам нужно рассчитать сечение профильной трубы под каркас для козырька. Для этого вам нужно учесть не только вес изделия, но и снеговую нагрузку на козырек.

Снеговая нагрузка определяется, исходя из площади козырька по пропорции 200 килограмм на квадратный метр кровли. Таким образом, на козырек размерами 2 на 3 метра (площадь 6 квадратов) будет давить снежная масса равная 200х(2+3)= 1800 килограммам. И этому давлению может противостоять далеко не каждый профиль.

Конкретный вид профиля с размерами сечения выбирают по специальной таблице, где эти параметры увязаны с характеристикой «Момент сопротивления» трубы.

↑

Внутренние размеры

Внутренние габариты изделия определяются самым главным критерием – толщиной стенок трубы. От этой характеристики зависит и «внутренняя» ширина и высота профиля, и радиус округления, и общая прочность конструкции.

Рассматривая эти параметры, нужно учитывать и допуски профильных труб по величине профиля. Ведь, в отличие от точной массы и контролируемой длинны, толщина стенок трубы может колебаться в допустимых пределах.

Сам допуск измеряется в процентах от толщины профиля, и для тонкостенных изделий он равен 5 процентам, а для изделий с толстыми стенками он составляет 7 процентов.

Стандартизированная толщина стенок зависит от способа изготовления труб:

• для изделий, полученных методом горячего проката, этот параметр укладывается в числовой промежуток между 4 и 14 миллиметрами.
• у трубы холодного проката толщина профиля колеблется между 1 и 8 миллиметрами.
• толщина сварной трубы не превышает 5 миллиметров.

В конструкторских расчетах эти параметры используют в паре с габаритами поперечного сечения. Ведь на точное значение момента сопротивления трубы они влияют совместно.

vsetrybu.ru

Профильная труба:прямоугольные, квадратные, овальные

Содержание статьи

В основном профильные трубы производят из низколегированной и углеродистой стали.

Реже для производства профильных труб применяется нержавеющая сталь.

Размеры профильной трубы могут быть разными − в зависимости от назначения и области применения изделия.

Технология производства профильных труб

Все виды профильных труб производят из стандартных труб, имеющих круглое сечение. для того чтобы изготовить профилированную трубу используют трубу круглого сечения с необходимым диаметром. Затем, используя способы горячего либо холодного деформирования, изделию придается нужная форма. На следующем этапе изделие проходит специальную обработку, в частности, обрабатывается сварной шов, приобретающий после этой процедуры дополнительный запас прочности и обеспечивающий впоследствии максимальную надежность крепления.

Виды профильных труб

Профильная труба выпускается промышленностью в достаточно широком ассортименте. Различаются они формой сечения следующих видов:

Трубы каждой из вышеперечисленных форм имеют свою сферу применения. Выбор трубы производится исходя из марки стали, метода изготовления и прочих характеристик. Наиболее востребованными являются трубы прямоугольного и квадратного сечения следующих размеров: 50х50мм, 40х80мм, 40х100мм.

Основные преимущества профильных труб

По сравнению с другими видами, Профильная труба любого размера является более экономичной (в среднем они дешевле на 25%). Она удобна в использовании, так как вместе с ними можно использовать проволоку для сварки, что значительно облегчает процесс монтажных работ.

Профильная труба имеют высокие прочностные характеристики и небольшую массу, что позволяет сэкономить на металле. Известно, что при изгибе металлического бруска основная нагрузка приходится на участки, расположенные по краям. Таким образом, на центр бруска не подвергается значительным нагрузкам. В этом случае с успехом применяются профильные трубы.

Данный вид труб может быть обработан с применением различных видов сварки. Например, полуавтоматическая и дугообразная сварка позволяет изготавливать технически сложные конструкции, способные выдерживать высокие нагрузки.

Профильная труба квадратного сечения

Профильные трубы применяются, как правило, для изготовления строительных конструкций различной степени сложности. Квадратные трубы большого диаметра используются, в основном, в качестве несущих элементов. Также труба квадратного сечения применяется при возведении различных сельскохозяйственных конструкций, торговых центров, складов, промышленных и производственных конструкций т.п. Такие трубы, изготовленные из высококачественной стали применяются также для возведения вышек ЛЭП, прокладке эстакад и изготовлении башен.

Трубы меньшего размера, с меньшим диаметром и более тонкими стенками, используются для декорирования помещений, изготовления коробов, скрывающих электропроводку.

Труба профильная прямоугольного сечения

Данная разновидность профильных труб может быть изготовлена из стали различных марок, например из 17гс, Ст2, Ст10, Ст20 и других. Изделия, изготовленные из стали этих марок соответствуют ГОСТам (380-94 и 1050-88), и широко используются в различных отраслях.

Используется она (как металлический брусок) при прокладке кабеля, при возведении оградительных конструкций, при строительстве опор и строительных лесов. Такие изделия широко применяются также при строительстве высотных зданий, крупных торговых центров и павильонов, мостов, эстакад, стадионов, складов и разнообразных подъемников.

Профильная труба прямоугольного сечения обладает целым рядом преимуществ, благодаря чему очень востребована в современном хозяйстве и строительстве. Основными преимуществами данного вида трубопроката являются прочность и небольшая масса. Использование этих изделий позволяет существенно снизить вес готовой конструкции, а значит, сэкономить средства на металле. Кроме того, они максимально просты в монтаже, имеют высокую степень пожаробезопасности и устойчивы к большим нагрузкам.

Размеры профильных труб

Размеры профильных труб могут быть разными, в зависимости от сферы, в которой будут применяться готовые изделия. Сечения профильных труб, изготавливаемых на отечественном производстве – от 15×15 до 450×350 (миллиметров). Варьируется толщина стенок от 1 до 12 миллиметров. В зависимости от ГОСТа, по которому производится изделие, длина мерной трубы может составлять 6 либо 12 метров.

Наиболее часто используемые профили − 50х50, 40х80, 40х20, 40х100. Такие трубы, в основном, выполняют функции основного конструкционного элемента. Их выбирают для строительства объектов, которые будут подвергаться в процессе эксплуатации высоким нагрузкам. Также их использование позволяет воплощать в жизнь сложные с инженерно-технической точки зрения, проекты.

Как пример изделия, широко используемого во многих областях, может быть рассмотрена труба профильная 40х20. Внешний диаметр этого изделия составляет 40 миллиметров, внутренний – 20 миллиметров. Такие изделия могут иметь разную длину и быть изготовлены при помощи различных методов.

Используется трубы 40х20 при строительстве жилых зданий, производственных и промышленных помещений, в автомобилестроении и судостроении, при возведении оградительных сооружений, а также для изготовления машиностроительного оборудования, металлических каркасов. Профильных трубы 40х20 отличаются высокими прочностными характеристиками, небольшим весом и выгодной ценой.

phoenix-master.com