Расчет квадратной трубы на прогиб и изгиб

Замкнутые профили, какими являются квадратные, прямоугольные и круглые трубы, – это вариант для тех, у кого нет возможности использовать деревянные конструкции, но есть желание предать будущему сооружению хорошую эстетичность. Например, каркас козырька, сваренный из квадратных труб, выглядит более эстетично, чем тот же козырек, сваренный из уголков.

На данной странице Вам представлен калькулятор способный подбирать сечение квадратной трубы по прочности и деформациям. Другими словами, с помощью данного калькулятора Вы можете произвести расчет квадратной трубы на прогиб и изгиб по ГОСТ 30245-2003 “Профили стальные гнутые замкнутые сварные квадратные для строительных конструкций”.

Рассчитать квадратную трубу можно для следующих расчетных схем:

Тип 1 – балка с одним пролетом с приложенной на нее равномерно распределенной нагрузкой.

Тип 2 – жестко защемленная консоль с равномерно распределенной нагрузкой.

Тип 3 – балка лежащая на двух опорах с выведенной консолью с одной стороны.

Тип 4 – однопролетная шарнирно опертая балка с приложенной на нее сосредоточенной нагрузкой.

Тип 5 – то же самое, что и тип 4, только с двумя сосредоточенными нагрузками.

Тип 6 – консоль с жестким защемлением с приложенной на нее сосредоточенной нагрузкой.

Помощь в расчете

Нет желания и времени разбираться в калькуляторе и сборе нагрузок. И в то же время хочется быть уверенным на 100% в результате. Буду рад помочь.

Стоимость расчета балок и других строительных конструкций:

от 1 000 руб. – без предоставления подробного письменного отчета;
от 1 500 руб. – с отчетом.

А также, если проект не предполагается, но есть масса вопросов по выбору материалов, конструкциям и архитектуре. Обращайтесь, помогу.

Консультации от 1 000 руб.

Контакт для связи, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

С уважением, Игорь.

Калькулятор

Калькуляторы по теме:

Сбор нагрузок на балки перекрытия онлайн.
Расчет прямоугольной трубы
Расчет двутавра
Расчет швеллера
Расчет уголка
Расчет деревянной балки

Инструкция к калькулятору

Обращаю ваше внимание, что в нецелых числах необходимо ставить точку, а не запятую, то есть, например, 5.7 м, а не 5,7. Также, если что-то не понятно, задавайте свои вопросы через форму комментариев, расположенную в самом низу.

Исходные данные

Длина пролета (L) – пролет через который переброшена балка или длина консоли.

Расстояния (A и B) – расстояния от опор до мест приложения нагрузок. Для 3 схемы А равна длине консоли балки, опирающейся на 2 опоры.

Нормативная и расчетная нагрузки – нагрузки, на которые рассчитывается квадратная труба. Рассчитать их можно с помощью следующих материалов:

F_max – максимально допустимый прогиб, подбираемой по таблице E.1 СНиПа “Нагрузки и воздействия”, в зависимости от вида конструкции. Некоторые значения этого показателя приведены в таблице 1.

Таблица 1. Максимальный прогиб для некоторых конструкций согласно СНиП.

1. Без скобок F_max указан для пролета, в скобках – для консоли.

2. В случае промежуточных значений длины пролета L максимальный прогиб F_max находится по линейной интерполяции.

Количество труб – обычно указывается одна балка, но если есть желание ее усилить и положить рядом еще одну такую же балку, то следует выбрать в графе “две”.

Расчетное сопротивление R_y – данный параметр зависит от марки стали. Основные значения этого показателя приведены в таблице 2.

Таблица 2. Расчетное сопротивление стали по ГОСТ 27772-88.

Марка стали	Аналог	Толщина проката	Расчетное сопротивление, R_y
Неизвестно	–	любая	210 МПа
C235	Ст3кп2 по ГОСТ 535-2005	2 – 20 мм	230 МПа
C235	Ст3кп2 по ГОСТ 535-2005	20,1 – 40 мм	220 МПа
С245	Ст3пс5, Ст3сп5 по ГОСТ 535-2005	2 – 20 мм	240 МПа
С245	Ст3пс5, Ст3сп5 по ГОСТ 535-2005	20,1 – 30 мм	230 МПа
С255	Ст3Гпс, Ст3Гсп по ГОСТ 535-2005	4 – 10 мм	250 МПа
		10,1 – 20 мм	240 МПа
		20,1 – 44 мм	230 МПа
С275	Ст3пс по ГОСТ 535-2005	2 – 20 мм	270 МПа
С285	Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп по ГОСТ 535-2005	4 – 10 мм	280 МПа
С285	Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп по ГОСТ 535-2005	10,1 – 20 мм	270 МПа
С345	12Г2С, 09Г2С по ГОСТ 19281-2014	2 – 10 мм	335 МПа
		10,1 – 20 мм	315 МПа
		20,1 – 40 мм	300 МПа
С345К	10ХНДП по ГОСТ 19281-2014	4 -10 мм	335 МПа

Размер трубы – здесь необходимо выбрать тот размер трубы, который вы хотите проверить на заданные нагрузки.

Результат

Вес балки – масса 1 погонного метра трубы.

W_треб – требуемый момент сопротивления профиля.

F_max – максимальный прогиб в сантиметрах, который допустим для балки, перекрывающей пролет длиной L.

Расчет по прочности:

W_балки – момент сопротивления выбранной трубы по ГОСТ 30245-2003. Если W_балки > W_треб, значит прочность балки обеспечена.

Запас – если в данной графе значение с минусом (-) , то балка по прочности не проходит, а если с плюсом (+) , то здесь показано, на какой процент балка имеет запас прочности.

Расчет по прогибу:

F_балки – прогиб, возникающий у рассчитываемой трубы под действием нормативной нагрузки.

Запас – то же самое, что и по отношению к моменту сопротивления.

Расчет балок из труб на изгиб и прогиб; калькулятор онлайн

Расчет балок из труб на изгиб и прогиб – калькулятор онлайн

Нагрузка балок может быть распределённой (“q” на схемах 3,4,5,9,15 и др.) или сосредоточенной (“P” на схемах 1,2,6,7,8 и др.).

Читайте также:

Металлические ножки для стола

Крепление балок может быть:

консольным с жесткой заделкой одного из концов (например, схемы 1,2,3 и другие);
“заделка – заделка”, когда оба конца балки из трубы жестко защемлены (заделаны), схемы 6, 7, 8, 9;
“шарнир – шарнир”, (схемы 12, 13, 14, 15 и другие), причём левый шарнир неподвижный, а правый подвижный;
“заделка – шарнир” (схемы 9, 10, 11 другие).

Жесткая заделка предотвращает поворот балки из трубы и перемещение её в любом направлении. Неподвижный шарнир допускает только поворот трубы в месте крепления в вертикальной плоскости.

Подвижный шарнир допускает поворот трубы в месте крепления в вертикальной плоскости и перемещение вдоль её собственной оси. Эти перемещения весьма незначительны и являются следствием деформации трубы под нагрузкой.

Жесткая заделка трубы предотвращает ее поворот и перемещение в любом направлении. Неподвижный шарнир допускает только поворот трубы в месте крепления в вертикальной плоскости.

Подвижный шарнир допускает поворот в месте крепления в вертикальной плоскости и перемещение вдоль её собственной оси. Эти перемещения весьма незначительны и являются следствием деформации балки из трубы под нагрузкой.

Основным видом этой деформации является её прогиб, величина которого наряду с приложенной нагрузкой зависит также от ее длины, размеров её поперечного сечения и физических характеристик материала, в данном случае от его модуля упругости (“E”). Модуль упругости углеродистой стали равен (2-2.1) * 10 ^ 5 MПа; легировнной (2.1 – 2.2) * 10 ^ 5 MПа; поэтому в калькуляторе принято среднее значение 2.1 * 10 ^ 5 MПа, что составляет 2142000 кг.см2.

Из размерных характеристик поперечного сечения трубы для расчёта прогиба используется момент инерции сечения (“I”); величина прогиба зависит также от положения проверяемой точки трубы относительно опор.

Допустимая величина прогиба балок определяется их назначением и местом в строительных конструкциях и регламентируется соответствующим СНиП; в легких случаях она не должна превышать 1/120 – 1/250 длины трубы.

Поэтому настоятельно рекомендуется проверять результаты расчета на допустимость.

Свойства сгибаемого металла

Металл имеет свою точку сопротивления, как максимальную, так и минимальную.

Максимальная нагрузка на конструкцию приводит к деформациям, ненужным изгибам и даже изломам. При расчетах обращаем внимание на вид трубы, сечение, размеры, плотность, общие характеристики. Благодаря этим данным известно, как поведет себя материал под воздействием факторов окружающей среды.

Учитываем, что при давлении на поперечную часть трубы напряжение возникает даже в точках, удаленных от нейтральной оси. Зоной наиболее касательного напряжения будет та, которая располагается вблизи нейтральной оси.

Во время сгибания внутренние слои в согнутых углах сжимаются, уменьшаются в размерах, а наружные слои растягиваются, удлиняются, но средние слои сохраняют и после окончания процесса первоначальные размеры.

Строения из профильной трубы

Как уже упоминалось выше, металлоконструкции, которые можно сделать с помощью данных балок, могут быть различными и по функциональным задачам, и по размерам, и по масштабам.

Беседка из профильной трубы

Однако, каким бы ни было сооружение, прежде всего оно нуждается в четких расчетах, благодаря которым можно добиться особой прочности и, как следствие, долговечности конструкции. Естественно, если речь пойдет о беседке, то за счет минимальных нагрузок, особого расчета не потребуется, но в случае с более глобальными конструкциями, без таких важнейших показателей, как расчет на прогиб трубы, например, просто не обойтись.

Сопротивление материала

У каждого металла есть своя точка сопротивления, оно может быть минимальной и максимальной. В случае максимальной нагрузки, металл попросту не выдержит, и конструкция в лучшем случае деформируется, в худшем – развалиться. Когда рассчитывается металлоконструкция, обращается внимание на каждую составляющую. То есть не только на размеры и сечение балки, а и на плотность материала, на его вид и характеристики, на способности и поведение металла, в зависимости от разных воздействий окружающей среды.

Когда на поперечную часть профильной трубы оказывается давление, нормальные напряжения могут возникнуть в самых удаленных точках сечения от нейтральной оси. В тот момент, как на самой оси это напряжение равно «0». А вот зона наибольшего касательного напряжения, напротив, расположена рядом с нейтральной осью. Если длина трубы намного больше высоты сечения, эта величина очень мала. Поэтому расчет на прочность должен выполняться по нормальному напряжению.

Как согнуть профильную трубу

Как узнать правильность расчетов?

Для каждого материала есть максимальные нормальные напряжения, которые не влияют особо на само изделие. Высчитывая профильную трубу на изгиб по формуле, нужно следить за тем, чтобы этот показатель не превышал максимально допустимые значения. Здесь действует закон Гука, который гласит: сила упругости, которая возникает, прямо пропорциональна величине деформации.

Формула же напряжения при изгибе выглядит, как М/W. Причем М – это изгибающий момент по оси, на которую приходится усилие, а W – сопротивление изгибу этой же оси.

Дальше подставляются значения для профильной трубы. Формула также может быть расширена в зависимости от материала и характеристик расчета. Обычно для правильных вычислений сначала изображается эпюра. Это схематическое обозначение детали, с которой будут производиться расчеты. Этот элемент также должен быть правильно изображен для большей точности.

И последнее

Расчет профильной трубы на прогиб – это определение ее максимального напряжения на определенную точку. В случае если необходимо самостоятельное строение конструкции, а такая дисциплина, как сопромат неизвестна или трудно понять существующие законы физики, лучше обратиться за помощью к специалисту. Так, и конструкция будет надежнее, и силы на ее постройку сохраняться.

Как сделать правильные расчеты

Расчет профильной трубы на прогиб – это определение степени максимального напряжения на конкретную точку трубы.

У каждого материала существуют показатели нормального напряжения. Они не влияют на само изделие. Чтобы правильно сделать расчеты, следует применить специальную формулу. Нужно следить за тем, чтобы показатели не превышали максимально допустимые значения. По закону Гука возникающая сила упругости прямо пропорциональна деформации.

При расчете изгиба необходимо также применять и формулу напряжения, которая выглядит как М/W, где М – показатель изгиба по оси, на которую и приходится усилие, а вот W – это показатель сопротивления изгиба по этой же оси.

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).

Обращаю ваше внимание, что в нецелых числах необходимо ставить точку, а не запятую, то есть, например, 5.7 м, а не 5,7. Также, если что-то не понятно, задавайте свои вопросы через форму комментариев, расположенную в самом низу.

Исходные данные

Длина пролета (L) — пролет через который переброшена балка или длина консоли.

Расстояния (A и B) — расстояния от опор до мест приложения нагрузок. Для 3 схемы А равна длине консоли балки, опирающейся на 2 опоры.

Нормативная и расчетная нагрузки — нагрузки, на которые рассчитывается квадратная труба. Рассчитать их можно с помощью следующих материалов:

F_max — максимально допустимый прогиб, подбираемой по таблице E.1 СНиПа «Нагрузки и воздействия», в зависимости от вида конструкции. Некоторые значения этого показателя приведены в таблице 1.

Таблица 1. Максимальный прогиб для некоторых конструкций согласно СНиП.

1. Без скобок F_max указан для пролета, в скобках — для консоли.

Количество труб — обычно указывается одна балка, но если есть желание ее усилить и положить рядом еще одну такую же балку, то следует выбрать в графе «две».

Расчетное сопротивление R_y — данный параметр зависит от марки стали. Основные значения этого показателя приведены в таблице 2.

Таблица 2. Расчетное сопротивление стали по ГОСТ 27772-88.

Марка стали	Аналог	Толщина проката	Расчетное сопротивление, R_y
Неизвестно	—	любая	210 МПа
C235	Ст3кп2 по ГОСТ 535-2005	2 — 20 мм	230 МПа
C235	Ст3кп2 по ГОСТ 535-2005	20,1 — 40 мм	220 МПа
С245	Ст3пс5, Ст3сп5 по ГОСТ 535-2005	2 — 20 мм	240 МПа
С245	Ст3пс5, Ст3сп5 по ГОСТ 535-2005	20,1 — 30 мм	230 МПа
С255	Ст3Гпс, Ст3Гсп по ГОСТ 535-2005	4 — 10 мм	250 МПа
		10,1 — 20 мм	240 МПа
		20,1 — 44 мм	230 МПа
С275	Ст3пс по ГОСТ 535-2005	2 — 20 мм	270 МПа
С285	Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп по ГОСТ 535-2005	4 — 10 мм	280 МПа
С285	Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп по ГОСТ 535-2005	10,1 — 20 мм	270 МПа
С345	12Г2С, 09Г2С по ГОСТ 19281-2014	2 — 10 мм	335 МПа
		10,1 — 20 мм	315 МПа
		20,1 — 40 мм	300 МПа
С345К	10ХНДП по ГОСТ 19281-2014	4 -10 мм	335 МПа

Размер трубы — здесь необходимо выбрать тот размер трубы, который вы хотите проверить на заданные нагрузки.

Результат

Вес балки — масса 1 погонного метра трубы.

W_треб — требуемый момент сопротивления профиля.

F_max — максимальный прогиб в сантиметрах, который допустим для балки, перекрывающей пролет длиной L.

Расчет по прочности:

W_балки — момент сопротивления выбранной трубы по ГОСТ 30245-2003. Если W_балки > W_треб, значит прочность балки обеспечена.

Запас — если в данной графе значение с минусом (-) , то балка по прочности не проходит, а если с плюсом (+) , то здесь показано, на какой процент балка имеет запас прочности.

Расчет по прогибу:

F_балки — прогиб, возникающий у рассчитываемой трубы под действием нормативной нагрузки.

Запас — то же самое, что и по отношению к моменту сопротивления.

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.

Строения из профильной трубы

Выше упоминалось, что из прямоугольных труб можно изготавливать самые разные металлоконструкции.
Изготавливая конструкцию из металлического профиля, необходимо особое внимание уделить расчетам. Правильные расчеты обеспечат надежность строения.

Если говорить о легких конструкциях, на которые не воздействуют небольшие нагрузки, то здесь расчеты, безусловно, должны быть произведены, но, даже если в них будут какие-либо ошибки, то это не критично. Нельзя допускать ошибок при расчетах нагрузок, в том числе, связанных с изгибом труб, если сооружаются серьезные здания.

Как узнать, правильно ли рассчитана нагрузка

Расчет нагрузок для стальных профилей – это важный процесс, который требует внимательности и использование специальной литературы, ГОСТы, СНиПы и другую общепринятую документацию.

Чтобы проверить правильность собственных расчетов, можно воспользоваться стандартными справочными таблицами, а также проверить полученное значение на специальный сайтах с разработанными расчетными калькуляторами.

Если существует опасение произвести неверные расчеты, возможно обратиться к специалистам с опытом и подтвержденной квалификацией в сфере строительства.

Обратите внимание! Ошибки в расчетах влекут за собой разрушение строений и конструкций, что сопровождается финансовыми расходами, потерей времени и возможностью нанесения вреда здоровью людей.

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
Рассчитывать нагрузку обязательно?
Не всегда требуется расчет
Что нужно учитывать при расчетах
Какая информация еще важна
Какие методы используют для расчета нагрузок
Применяем таблицы
Преимущества табличного метода
А может лучше калькулятором?
Что в первую очередь рассчитывают при помощи формул
Нагрузка на трубы круглого сечения
Применение
Пользуемся калькулятором
Использование Excel
Какие данные нужны
Что получилось в результате
Вывод

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.

С их помощью:

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?

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

Не всегда требуется расчет

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:

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.
Достаточно большая высота системы способна уменьшить несущую способность отдельных опор. Связано это с появлением крутящего момента в стояках.
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
	1	2	4	6
40х40х2	709	173	35	5
50х50х2	1165	286	61	14
60х60х3	2393	589	129	35
80х80х3	4492	1110	252	82
100х100х4	9217	2283	529	185
140х140х4	19062	4736	1125	429

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

Сечение, мм	Максимально возможная масса, кг
	Длина пролета, м
	1	3	4	6
50х25х2	684	69	34	6
60х40х3	1255	130	66	17
80х40х3	2672	281	146	43
80х60х3	3583	380	199	62
100х50х4	5489	585	309	101
120х80х3	7854	846	455	164

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:

Допустимый уровень напряжения при изгибах. Используется формула
Р= M/W,
где Р – возможное напряжение при изгибе,
М – значение изгибающего момента силы,
W – механическое сопротивление.
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:

Потерю общей устойчивости.
Проверка потери нужна для избегания огромных потерь иного типа.
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:

Сначала нужно открыть ГОСТ 14249 89, из которого необходимо выписать первых 5 исходных значений. Для быстрого отыскания параметров воспользоваться примечаниями к каждой ячейке.
Заполнить ячейки D8, D9, D10, вписывая в них линейные параметры стояков.
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.

Расчет балок из труб, круглого, квадратного, шестигранного и прямоугольного проката на изгиб и прогиб — калькулятор онлайн

Онлайн калькулятор для расчета на изгиб/прогиб

Предварительные соображения

Калькулятор предусматривает расчёт балок из некоторых видов проката на изгиб и прогиб для различных схем их крепления и нагрузки. Нагрузка балок может быть распределённой («q» на схемах 3, 4, 5, 9, 15 и др.) или сосредоточенной («P» на схемах 1, 2, 6, 7, 8 и др.)

Крепление балок может быть: а)консольным с жесткой заделкой одного из концов (например, схемы 1, 2, 3 и другие); б)»заделка — заделка», когда оба конца балки жестко защемлены (заделаны), схемы 6, 7, 8, 9; в)»шарнир — шарнир» (схемы 12, 13, 14, 15 и другие), причём левый шарнир неподвижный а правый подвижный; г)»заделка — шарнир» (схемы 9, 10, 11 др.)

Жесткая заделка балки предотвращает поворот балки и перемещение её в любом направлении. Неподвижный шарнир допускает только поворот балки в месте крепления в вертикальной плоскости. Подвижный шарнир допускает поворот балки в месте крепления в вертикальной плоскостии и перемещение вдоль её собственной оси. Эти перемещения весьма незначительны и являются следствием деформации балки под нагрузкой.

Основным видом этой деформации является её прогиб, величина которого наряду с приложеной к балке нагрузкой зависит также от длины балки, размеров её поперечного сечения и физических характеристик материала, в данном случае от его модуля упругости («E»). Модуль упругости углеродистой стали равен (2-2.1)*10^5 MПа; легировнной (2.1-2.2)*10^5 MПа; поэтому в калькуляторе принято среднее значение 2.1*10^5 MПа, что составляет 2142000кг.см2

Из размерных характеристик поперечного сечения балки для расчёта прогиба испльзуется момент инерции сечения («I»); величина прогиба зависит также от положения проверяемой точки балки относительно опор. Допустимая величина прогиба балок определяется их назначением и местом в строительных кострукциях и реламентируется соответствующим СНиП; в легких случаях она не должна превышать 1/120 — 1/250 длины балки.

Поэтому настоятельно рекомендуется проверять результат расчета на допустимость.

Предназначение калькулятора для определения изгиба

Для создания каркасов различных строений самое большое распространение получила древесина. Из нее, как из пластилина, можно сотворить конструкцию любой сложности. Однако далеко не последнее место занимает и такой конструкционный материал как различные металлические профили.

Их выгодно отличает такое свойство как пластичность, долговечность и прочность. Не последнее место среди таких материалов занимают профильные и круглые трубы. Попытайтесь представить себе навес для автомобиля из профильной трубы с покрытием из поликарбоната и такое же строение из уголка.

Похоже, двух мнений быть не может. А любая балка из трубы в конструкции должна быть просчитана. Это необходимо по двум причинам:

Получить объект с достаточным запасом прочности под воздействием собственного веса, а также ветровых и снеговых нагрузок.
Подобрать минимально допустимый для строения профиль с целью минимизировать расходы на материалы.

Для достижения этой цели необходимо воспользоваться нашим онлайн калькулятором и рассчитать балку из трубы на изгиб. Это в случае, если деталь закреплена с одной стороны (консольная). Если же закреплены оба конца, понадобится рассчитать трубу на прогиб.

При этом необходимо учитывать следующие обстоятельства:

Размеры и сечение: (профильная или круглая). Для профильной прямоугольной трубы расчет производится с учетом направления воздействия. При расчете балок из квадратной трубы этот фактор одинаков для любого направления воздействия.
Прочностные характеристики материала с учетом толщины стенок и марки материала. Это особенно актуально при использовании балок из круглой трубы, расчет которой в значительной степени зависит от указанных характеристик ввиду многообразия применяемых материалов.

Виды вероятных нагрузок

Как можно классифицировать нагрузки на балку из трубы? В соответствии с СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» моменты нагружения конструкции можно распределить по следующим признакам:

постоянные – давление и вес которых не изменяются с течением времени, это такие, как собственный вес конструкции;
временные длительные, учитывающие вес дополнительных конструкций сооружения, включая оборудование, мебель и прочее;
кратковременные поперечные, зависящие от внешних условий эксплуатации – нагрузки от ветра, снега или дождя, для определения которых производится собственный расчет, зависящий от района расположения объекта. Такие нагружения в экстремальных условиях создают условия, при которых возможен прогиб балки из трубы.
особые условия воздействия, к которым можно отнести воздействие от удара автомобиля во время парковки, в результате которого опора может прогибаться;
сейсмические – для местностей с определенной сейсмической активностью.

Прочностью перекрытия определяется уровень безопасности проживания на загородном участке или в деревенском доме.

Степень нагружения конструкций можно подбирать по таблицам, при этом учитываются:

величина момента инерции, обозначенная в стандартах;
длина пролета;
величина нагрузки;
модуль Юнга (справочные данные).

В таблицах приводятся готовые данные, рассчитанные по специальной формуле например для круглых, квадратных и прямоугольных профилей. Все прочностные расчеты несущих конструкций по определению сложны в исполнении и требуют специальной инженерной подготовки в области сопротивления материалов. Поэтому лучше воспользоваться специальным онлайн-калькулятором. Чтобы рассчитать нагрузки достаточно ввести исходные данные в таблицу и на выходе можно получить точный результат быстро и без особых затруднений.

Балочная ферма, подсчет которой произведен таким образом, будет надежной конструкцией на долгое время. При правильном расчете предельная жесткость перекрытия гарантирована.

Предлагаем произвести ориентировочный расчет балок на прогиб и изгиб из круглого, квадратного, шестигранного и прямоугольного проката калькулятором.

Перед произведением расчетов настоятельно рекомендуем ознакомиться с расположенной ниже инструкцией

Как правильно рассчитать нагрузку на профильную трубу, используя таблицы

Профильные стальные изделия востребованы в современном строительстве благодаря продолжительному сроку эксплуатации и простотой монтажа. Перед покупкой труб необходимо произвести расчеты нагрузки и прочности на изгиб, чтобы определиться с видом и количеством материалов.

Особенности профильных изделий

Профильные трубы, которые широко используются в монтаже различных конструкций и прокладке коммуникаций, представляют собой полый продолговатый металлический брусок с сечением квадратной или прямоугольной формы.

Материалом для изготовления профильных изделий является высокоуглеродистая сталь различных марок.

Профилированная стальная труба служит материалом для сооружения каркасов различный конструкций:

теплиц;
павильонов и остановок;
рекламных конструкций;
перегородок;
лестниц;
мебели и т. д.

Также стальная труба может использоваться в качестве перекрытия или балки.

Зачем нужны расчеты

Стальные профили, собранные в конструкцию, испытывают нагрузку других материалов или веществ, а также испытывают напряжение в металле при изгибе. Превышение максимально допустимой нагрузки влечет деформацию трубопрокатных изделий или их разрыв.

Неверно рассчитанная нагрузка повлечет за собой неустойчивость конструкции, невозможность сборки или разрушение в последующем. Это чревато лишними финансовыми затратами на ремонт, приобретение материалов и восстановление конструкции.

В процессе эксплуатации труб под нагрузкой происходит ряд изменений в структуре металла, которые необходимо учесть при подборе изделий. При внешнем воздействии на изделие или его изгибе в металле возникает напряжение, т.е происходит неравномерная деформация, при которой отмечается сжатие внутренних связей между молекулами и одновременное растяжение наружного слоя. При этом внутренние части металла увеличиваются в плотности, а наружные уменьшаются за счет уплотнения в месте воздействия.

Какие параметры нужны для расчета нагрузки

При подборе трубных профилей для строительства конструкций необходимо получить информацию о состоянии трубопрокатных профилей для анализа условий и возможностей изделия в процессе эксплуатации.

Данные, которые необходимы для этого:

размеры профиля, мм;
форма сечения;
параметры напряжения конструкции;
показатели прочности материала;
вид нагрузки на профиль.

Таким образом, принимаются в расчет точки сопротивления для каждого вида материала. При этом учитываются предельно максимальные и минимальные значения:

Минимум показателей предполагают нулевую нагрузку.
Максимальные – с изгибом изделия до состояния разрыва в металле. Учет данных значений позволит правильно рассчитать устойчивость и подобрать трубы соответствующих параметров, чтобы увеличить срок эксплуатации конструкции.

Как рассчитать нагрузку с помощью таблиц

С учетом различных параметров произведены общепринятые математические расчеты, которые сведены в единые таблицы.

Каждый желающий по стандартам и правилам может произвести расчет допустимой нагрузки по справочным общедоступным таблицам и выбрать вид металлического профиля.

Обратите внимание! Значения в справочных материалах получены учеными и расчетными бюро при использовании теории сопротивлений материалов и законов физики.

Методика расчета нагрузок на металлопрофиль по утвержденным таблицам более точна в связи с учетом в них:

вида опор;
наличия креплений;
типа нагрузок.

В проектах используют данные справочных таблиц из документа СП 20.13330.2011.

В случаях, когда конструкция не имеет нагрузки, берутся значения из таблицы 1 утвержденного стандарта.

Например, для перильных или декоративных конструкций. Таблицы 2 и 3 содержат показатели максимальной нагрузки на трубный профиль, когда материал может деформироваться, но без разрыва и при прекращении воздействия металлический элемент примет исходную форму и состояние.

При увеличении максимальной нагрузки конструкция может сломаться или разрушиться.

Это важно! Рекомендуется приобретать стальные профили с запасом прочности минимум в 2 раза больше предельно допустимого.

Какую нагрузку способны выдержать профильные трубы

Согласно утвержденным стандартам нагрузка по времени воздействия классифицируется на четыре группы:

Постоянная. На профиль оказывается воздействие без изменений показателей. Это могут быть другие материалы, грунт и т. д.;
Временно длительная. На профильную конструкцию оказывается нагрузка в течение продолжительного времени. Например, при возведении гипсокартонных перегородок, постройке лестниц в частных домах и т. д.;
Кратковременная. Трубопрокат испытывает сезонные или временные нагрузки. Например, тяжесть снега, сильного ветра или напора дождя, вес мебели и посетителей и т. д.;
Особенная. Нагрузка на случай стихийных бедствий или чрезвычайных ситуаций. Например, во время землетрясения, столкновения транспорта и т. д.

Обратите внимание! Во время расчета нагрузки на металлический профиль для возведения навеса важно помнить, что изделие является несущей конструкцией.

Для вычисления силы воздействия на каркас из металлопрофиля следует учесть следующие типы нагрузок:

вес и вид материала навеса;
тип снежного покрова и его высота;
сила ветра;
возможность повреждения конструкции транспортными средствами.

Другие виды расчетов

Существуют другие методы расчета нагрузки на конструкции:

по формуле расчета напряжения изгиба металлической трубы: расчет напряжения при изгибе = изгибающий момент силы / сопротивление

В этой формуле используется закон Гука о пропорциональности силы упругости к показателю деформации.

с помощью специальных готовых калькуляторов.

Обратите внимание! Следует помнить, что использование собственных расчетов по разработанным формулам может быть чревато ошибками и погрешностями. Будьте внимательны при учете всех показателей.

Как узнать, правильно ли рассчитана нагрузка

Обратите внимание! Ошибки в расчетах влекут за собой разрушение строений и конструкций, что сопровождается финансовыми расходами, потерей времени и возможностью нанесения вреда здоровью людей.

Как рассчитать изгиб профильной трубы при 2 точках опоры

При изготовлении конструкций из профильной трубы нельзя изгибать ее «на глаз» — следует произвести соответствующие расчеты

Свойства и особенности профильных трубных изделий

Профильными принято назвать трубы, сечение которых отличается от круглого. Наиболее распространённые варианты – это квадратные и прямоугольные изделия. Особую популярность им придаёт тот факт, что созданная на их основе конечная конструкция имеет относительно небольшой вес. Более того! Благодаря специфической форме, крепление трубных элементов к различным поверхностям и друг к другу значительно упрощается.

Данные строительные изделия производятся из широкого спектра сплавов и металлов. Однако чаще всего используются профильные трубы из низколегированной и углеродистой стали. Каждому металлу характерно такое природное качество, как точка сопротивления. Она бывает как максимальной, так и минимальной. Первая, в частности, служит причиной деформации построенных сооружений, приводит к перегибам, следствием которых могут быть изломы.

Выполняя загиб, важно принимать во внимание такие характеристики, как вид изделия и его плотность, сечение, размер, а также гибкость материала и его жёсткость. Зная все эти свойства металла, исполнитель сможет понять, как поведёт себя конструкция в процессе эксплуатации.

Кроме того, следует помнить, что при сгибании изделия его внутренние части подвергаются сжатию, что ведёт к увеличению их плотности и уменьшению размеров. Длина наружного слоя соответственно возрастает, он становится более растянутым, но менее плотным. При этом даже по завершении процесса изначальные характеристики срединных участков сохраняются.

При сгибании трубы нужно учитывать свойства материала, из которого она изготовлена, ее размеры и толщину стенок

Важно! Напряжение при сгибании трубного профиля будет обязательно возникать даже на максимально удаленных от нейтральной зоны сегментах изделия. Особо высокое давление будут испытывать слои, расположенные в непосредственной близости от вышеуказанной нейтральной зоны.

Круг или квадрат

Полые металлические (стальные или алюминиевые) стержни квадратного и круглого сечений широко применяются в строительстве и производстве металлоконструкций. Полый профиль имеет гораздо меньший, в сравнении с брусом, вес. Как несущий элемент металлической конструкции квадрат более удобен, нежели круг. Он легче монтируется. Два мерных отрезка квадратного профиля можно соединить при помощи сварки, в отличие от круга. Плоская поверхность квадратного профиля обеспечивает лучший контакт с различными навесными элементами (поликарбонатом, ДВП различными видами прессованного утеплителя, и пр.).

А наличие рёбер жёсткости позволяет успешно использовать квадрат в местах, где отмечаются максимальные нагрузки. Если изгибающее усилие направлено под углом 90 о к грани профиля, сопротивление изгибу одинаково в любом месте трубы. Изгибная нагрузка наиболее сильна по краям профиля. Центральная же его часть значительно более устойчива. Замкнутое поперечное сечение также даёт высокую прочность профиля на кручение. Это позволяет использовать квадратные трубы при монтаже различных сложных конструкций:

сводов арочного типа.
кровель с крутыми уклонами.
ребристых куполов.

Как влияет прочность материала на допустимые радиусы изгиба

Действующие на территории нашей страны ГОСТы достаточно подробно регламентируют характеристики и свойства элементов, используемые при расчете прочности трубы на изгиб. Прежде всего, в этом контексте рассматривается минимальный радиус, на который допускается сгибать профильное трубное изделие. Он зависит от условий выполнения гибки. Если эта процедура осуществляется с нагреванием или с набивкой полости трубы песком, значение наружного диаметра начинается с отметки 3,5 DN (под DN понимается условный проход).

В случае, когда исполнителю доступно применение специализированного оборудования (например, трубогибочного станка), позволяющего выполнить последовательность необходимых операций без нагревания, либо иных дополнительных мероприятий, тогда минимальный диаметр составляет 4 DN.

При необходимости выполнения достаточно крутого изгиба диаметр должен быть равен минимум 10 DN, поскольку эта процедура будет проводиться другими способами, преимущественно, при высоких температурах.

Разумеется, предусмотренные государственными стандартами значения можно немного уменьшить, но тогда производить расчет профильной трубы на изгиб необходимо очень внимательно. Отступления от ГОСТа возможны, если при используемом способе сгибания толщина стенки гарантировано изменится от изначальной на 15%. Только тогда можно быть уверенным, что изгиб на меньшие величины существенного влияния на прочность конструкции в дальнейшем не окажет.

Согнуть трубу на максимально допустимый для нее радиус можно только при помощи специального станка или приспособления

Методы расчета нагрузок на профильную трубу

Для расчета нагрузок на профили используются методы:

расчет нагрузки при помощи справочных таблиц;
использование формулы напряжения при изгибе трубы;
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:

значение момента инерции трубы (I) из таблиц ГОСТ 8639-82 (для квадратных труб) и ГОСТ 8645-68 (для прямоугольных труб);
значение длины пролета (L);
значение нагрузки на трубу (Q);
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

Какие применяются формулы и таблицы

Для корректного расчёта прочности трубы на изгиб необходимо узнать длину детали. Делается это по следующей формуле:

Д= 0,0175×Р×У+р1, где

Д — длина заготовки; Р – радиус изгиба трубы (мм); У — требуемый угол изгиба; р1 – расстояние для удержания заготовки, необходимое при применении специального оборудования.

Далее осуществляем оценку величины предполагаемого к изгибу участка по такой формуле:

Д1= π×У/180(Р+ДН/2), где

Д1 – длина сгибаемого участка; π – известная математическая константа; У – угол изгиба (градусы); ДН – диаметр по внешней поверхности трубы (мм).

В ГОСТах №617/90 и №494/90 содержатся наименьшие значения основных характеристик, на основе которых производится расчёт прочности профильного трубного изделия на изгиб.

Полезно знать! Такой подход – регламентация минимальных значений — обеспечивает удобство мастера, а также наибольшую безопасность при выполнении работ и, конечно же, при эксплуатации конструкций, в частности, возведённых из латунного и медного профиля.

Основные характеристики, используемые в процессе вычисления прочности трубы на изгиб, приведены в ниже размещённой таблице.

Таблица 1

Радиус изгиба минимальный	Минимальная длина свободной части	Внешний диаметр
90	60	30
72	55	24
36	50	18
30	45	15
24	35	12
20	30	10
16	25	8
12	18	6
8	12	4
6	10	3

Данные в этой таблице относятся к трубным изделиям из латуни и меди. А расчет нагрузки на изгиб на профильную трубу, произведённую из стали, осуществляется в соответствии с данными, приведёнными ниже (ГОСТ №3263/75).

Таблица 2

Размер трубы		Длина свободной части (минимальная)	Минимальный радиус изгиба
Условный проход	Внешний диаметр		Горячее состояние	Холодное состояние
100	114	230	340	680
80	88,5	170	265	530
65	75,5	150	225	450
50	60	120	180	360
40	48	100	150	290
32	42,3	85	130	250
25	33,5	70	100	200
20	26,8	55	80	160
15	21,3	50	65	130
10	17	45	50	100
8	13,5	40	40	80

В число основных параметров, которые необходимо учитывать, определяя нагрузку при изгибе, входят также толщина стенок и диаметр обрабатываемой заготовки. Корреляция этих двух показателей представлена в очередной таблице. Кстати, содержащиеся в ней сведения можно использовать и для расчета нагрузки на трубу круглого сечения.

Таблица 3

Диаметр (мм)	Радиус сгиба (минимальный) при толщине стенок
Диаметр (мм)	Толщина более 2 мм	Толщина менее 2 мм
60/140	5D	7D
35/60	4D	6D
20/35	3D	5D
5/20	3D	4D

Необходимо сказать ещё вот о чём. Заменить ручной расчёт нагрузки рассматриваемого типа призваны различные присутствующие в интернете он-лайн калькуляторы. Работают они в соответствии с заложенными в них формулами, ориентированными на различные образцы трубной продукции. Спектр применения современного он-лайн калькулятора очень широк: начиная от простейшего расчета круглой трубы на прогиб, и заканчивая подсчётом нагрузки на профильную трубу при её сгибании.

Деформация труб в месте сгиба иногда неизбежна, но она может ухудшить характеристики готовой конструкции

Пошаговая инструкция проведения расчета

1.Вводят тип проката: круглый, квадратный, в форме полосы, шестигранника и т.д.

2.Указывают разновидность схемы, по которой крепится стойка: в виде заделки консоли, в виде заделки заделки, в виде заделка шарнир, либо шарнир шарнир.

3.Выбирают материал проката, к примеру: из Стали С235 — Ст3кп2, из Стали С245 — Ст3пс5 либо Ст3сп5.

4.Устанавливают разновидность стойки, ее назначение, к примеру: стойки передающие, служащие для опоры, основные либо второстепенные.

Важно! При отсутствии типа материала в таблице, а показатель его расчетного сопротивления (кг /см 2) известен, значит, следует ввести значение в специальное поле.

Чтобы произвести расчет вводят:

1.Длину стойки — L, выражают в метрах.

2.Размер D либо Dv, либо A, выражают в миллиметрах.

3.Размер B, выражают в миллиметрах.

4.Нагрузку на колонну — P, выражают в килограммах.

По последней версии СНиПа II – 23 – 81 проводя расчет прочности стальных деталей, оснащенных центральным растяжением либо сжатием посредством силы Р вычисляют при помощи следующей формулы:

P : Fp Х Ry Х Yc

Технологический процесс изгиба

Любая деформация приводит к уменьшению несущей способности профильной трубы и сопровождается возникновением длительных напряжений на её стенках. На внутреннем слое из-за сжатия металла плотность увеличивается, а на внешней части растяжение, наоборот, уменьшает значение данного показателя. Форма сечения при этом также ожидаемо меняется. Совокупность данных факторов приводит к тому, что несущая способность конструкции в месте изгиба заметно уменьшается. Это актуально для круглой трубы, а также для прямоугольного и квадратного трубного изделия. Причём, для последних двух подобное явление не столь выражено, нежели для трубы с круглым сечением.

Однако в любом случае требуется внимательный подход к оценке степени прикладываемой нагрузки при изгибе заготовки. Тогда на ней не появятся ненужные разломы и искривления. С точки зрения функционального предназначения касается это, прежде всего круглых труб, из которых изготавливаются отводы для систем водоснабжения.

Полезно знать! Образуемые складки приводят к возникновению засоров, повышают сопротивление транспортируемой жидкости и снижают проходимость рабочей среды.

Поэтому степень овальной деформации для детали диаметром до 20 мм не должна превышать 15 процентов. При увеличении диаметра значение данного показателя уменьшается до отметки 12,5 процентов. Эти же цифры применяются и при определении оптимальной нагрузки на прогиб трубы с профильным сечением, а вышеуказанные значения диаметров относятся к вписанной/описанной в/вокруг прямоугольник(а) или квадрат(а) окружности.

Сравнение параметров прочности квадратных и круглых труб

Для монтажа различных металлических конструкций широко применяются трубы. Как правило, это круглые или квадратные изделия. Для того, чтобы сделать правильный расчёт нагрузок на элементы конструкции, необходимо знать, что прочнее – обычная круглая труба, или профильная труба квадратного сечения. Зная максимальную нагрузку на элемент конструкции, можно очень точно определить, какой профиль более уместен для использования в процессе монтажа.

Для монтажа металлоконструкций применяются профили различного сечения

Как утеплить пол керамзитом, а также потолок и стены в частном доме: Пошагово +Видео

Этот продукт является универсальным материалом, который сочетает функции, свойства утеплителя и изоляционного вещества. Мастера отдаю предпочтение керамзиту за простоту его использования и долговечность, при условии соблюдения всех норм и техник укладочного процесса.

Керамзит как утеплитель

Востребованность керамзита в процессе укладки и утеплении пола объясняется численным рядом его преимуществ и свойств, полученных за счет использования особых технологий производства.

Все преимущества этого материала:

Теплоизоляция – материал представляет собой гранулы обожженной глины, имеющие пустоты, заполненные воздухом. Такая структура препятствует проникновению холода с открытого грунта, утечке тепла из помещения во внешнюю среду.
Устойчивость к смене температурных режимов.
Высокий уровень огнеустойчивости.
Возможно использования в условиях низких температур, без потери качества и свойств утеплителя.
Экологическая чистота и безопасность – в производстве задействована исключительно натуральная сырьевая база, что обуславливает безопасность для человека, без риска негативных воздействий в процессе эксплуатации.
Небольшой вес позволяет снижать нагрузки на основания и перекрытия, что особенно актуально для этажных зданий.
Выступает в роли дополнительного звукоизоляционного барьера.

Среди мастеров наиболее приемлемым параметрами керамзита являются низкий объемный вес и насыпная плотность.

Последняя величина может колебаться в пределах 200÷800кг/м³, что позволяет судить о превосходстве над бетоном по критерию теплоотдачи и веса.

Не стоит также забывать, что данный вид утеплителя имеет несколько разновидностей, отличающихся размерами (фракцией):

песок;
щебень;
гравий.

Эффективность утепления пола

В виду перечисленных достоинств, физических и химических свойств керамзита, становится понятным, что материал является оптимальным вариантом для утепления пола под стяжку. По большинству критериев отбора он превосходит средства аналогичного назначения.

С его помощью удастся выполнить обустройство пола с минимальными затратами, особенно в ситуациях, когда присутствуют значительные перепады по уровню.

Эффективность и долговечность керамзита доказана на практике, главное правильно выполнять последовательность этапов стяжки, или же довериться профессионалам. При самостоятельном утеплении нужно правильно оценивать все нюансы и проводить изначальные расчеты.

Методы утепления пола керамзитом

В строительстве применимы три метода укладки керамзита – сухой, мокрый, комбинированный. Выбор в сторону конкретного способа делается исходя из оценки следующих факторов:

тип поверхности;
наличие перепадов, их уровень;
уровень допустимой нагрузки на основание;
назначение помещения, в котором проводится ремонт.

Мокрый метод

Данный способ обустройства пола предполагает смешивание керамзита с жидким бетоном, после чего полученная смесь заливается между маяков. Предпочтение мокрой технологии укладке отдается в случае наличия больших перепадов по высоте, где должна применяться выравнивающая стяжка большой толщины.

В таких условиях не всегда предоставляется возможность применить щебень, ведь он имеет большой вес, что негативно сказывается на функциональных нагрузках на опоры.

В свою очередь керамзит обеспечивает необходимую легкость, быстроту сушки, снижает риск образования трещин. Важно учитывать резкое увеличение теплопроводимости раствора, что менее эффективно, чем в сухом исполнении.

Однако присутствуют и немало важные плюсы, в виде повышенной прочности, износостойкости, с сохранением теплоизоляционных качеств.

Технология устройства керамзитобетонной стяжки состоит в заливке на поверхность, между установленных маяков, водного раствора, состоящего из песка, цемента и керамзита, в соотношении 2:1:3. Также возможно использование традиционной пропорции для получения раствора марочной прочности М100:

1 часть цемента;
3 части песка;
4 части керамзита;
1 часть воды.

В емкость для замешивания изначально помещается керамзит и заливается водой. Такая технология способствует заполнению пор материала, тем самым он не будет тянуть влагу из бетона. Заливая смесь, ее периодически утрамбовывают.

Только таким образом удастся получить в итоговом результате ровную поверхность, без шероховатостей и дефектов, в виде торчащих гранул.

Читайте также:

Металлические ножки для стола

Комбинированный метод

При комбинированном утеплении засыпка керамзита осуществляется в сухом виде между маяками, установленными на полу помещения.

После равномерного распределения гранул, верхний слой проливается жидким раствором цемента, что способствует стабилизации и схватыванию стяжки. Дождавшись высыхания цементного молочка, мастера приступают к выполнению стандартной стяжки.

Роль цементного раствора в данном случае состоит в укреплении слоя керамзита, для избегания деформационных разрушений в ходе заливки традиционной стяжки.

В зависимости от эксплуатационных особенностей и назначения помещения, возможно дополнительное использование армирующей сетки, что увеличивает прочность всей поверхности и позволяет выдерживать основанию существенные нагрузки.

Технология проведения работ:

Проведение подготовки. Если засыпка гранул осуществляется на грунт, поверхность подлежит выравниванию и трамбовке. Утепляя бетонную плиту, стоит позаботиться об отсутствии мусора и оценке ее состояния. Обнаружив участки с дефектами, желательно их устранить или восстановить.

На очищенном и высушенном основании монтируется гидроизоляционный слой, вид которого зависит от эксплуатационных условий. На бетонную плиту подойдет тонкая пленка, для грунтового основания желательны рулонные материалы высокой плотностью. Размещение полос осуществляется внахлест, с заходом на стенки, а стыки проклеиваются строительным скотчем.

Маяки. После разметки мест монтажа маяков происходит установка выравнивающих элементов с фиксацией их раствором. Размещение демпферной ленты на стенах по периметру комнаты. Засыпка гранул утеплителя осуществляется после полного высыхания раствора на маяках.

Между маяками засыпается смесь керамзита разной фракции и трамбуется. После выполнения трамбовки проливается жидким раствором, слоем 3-4 см, в состав которого вводят антисептическую грунтовку, что повысит стойкость к биологическим воздействиям.

Вязка армирующей сетки, с размером ячеек 5×5 мм.

Замешивание раствора из песка и цемента, который в дальнейшем заливается латками без технологических перерывов. Толщина слоя латки достигает 3 см. Поверхность подлежит выравниваю, закрытию пленкой. На протяжении первой недели стяжка обрызгивается водой, а при полном высыхании шлифуется.

Сухой метод

При сухой теплоизоляции смесь керамзита засыпается между деревянными лагами или маяками, после чего сразу же приступают к укладке чернового пола. В качестве последнего отдают предпочтение доскам, ДСП, фанере.

Чтобы избежать попадания лишней влаги в утеплитель, основание обязательно застилается гидроизоляцией.

Повышение плотности керамзитового слоя возможно только при условии одновременного использования гранул разной фракции. Мелкие элементы будут заполнять пустоты, тем самым минимизируя количество накопленного воздуха.

Наибольшей популярностью данный способ пользуется среди бытовых мастеров, занимающихся утеплением самостоятельно, что объясняется простотой выполнения всех этапов работ. Оптимально применять сухое утепление в многоквартирных домах, так как нагрузки на перекрытия минимальны, да и стяжка не требуется.

Рассмотрим процесс поэтапно:

Пол зачищается от пыли и прочих загрязнений.
Укладка гидроизоляционного слоя. Выбирая жидкую гидроизоляцию, мастер должен убедиться, что на поверхности отсутствуют трещины, через которые вещество может попасть в перекрытие.
Установка маяков.
Керамзит засыпается между маяками и трамбуется.
Монтаж листов ДСП, OSB. Укладка листовых материалов осуществляется в два слоя. Фиксация листов первого слоя выполняется клеем, а второй слой прикручивается саморезами к нижним листам.

Завершив черновой настил можно приступать к укладке финишного напольного покрытия. Обустройство сухого утепления способствует использованию в качестве отделке любых материалов, включая линолеум и ламинат.

Важно! Для сухой стяжки потребуется керамзит разной фракции, несмотря на то, что теплоизоляционные свойства выше у продуктов крупной фракции. Такая комбинация даст возможность получить прочное, плотное покрытие. В условиях квартир применим керамзит средней фракции – 1-2см, и гравий – 0,5-1 см.

Материалы

Понадобится керамзит, армирующая металлическая сетка или прутья, цемент, песок, металлические маяки, линейка уровень и правило. При покупке важно обращать на фракцию керамзита, это должен быть гравий среднего размера. Подойдет также цемент марки М500.

Керамзит можно купить в мешках или насыпью. В мешках он чаще всего фасуется по 0,04 метра кубических, потому будет проще рассчитать пропорции. Расход – 0,04 куб. метра на толщину стяжки 4 сантиметра.

Стяжка будет иметь теплоизоляционные свойства, только если ее толщина больше 15 сантиметров. Строительные материалы лучше покупать в одном месте, там же можно заказать и доставку.

Какой вариант выбрать в вашем случае?

Определиться с конкретным вариантом, подходящим под критерии помещения можно только оценив состояние помещения и его эксплуатационные особенности. Для утепления полов по грунту наиболее приемлемым будет вариант с керамзитобетонной стяжкой.

В квартирах, находящихся на первом этаже, где пола имеют низкий уровень теплоизоляции, желательно отдавать предпочтение комбинированному или сухому способу. С его способу удастся добиться желаемого уровня теплоотдачи и звукоизоляции, все зависит от толщины засыпанного слоя.

Сухая стяжка легче от керамзитобетона с аналогичной толщиной. К плюсам также относятся повышенные изоляционные свойства, а вот по прочности и долговечности, данный вид стяжки значительно слабее, и это нужно учитывать. Сухие стяжки не выдерживают нагрузки, и предназначаются для помещений с низким уровнем проходимости.

Полезная статья? Добавьте к себе в закладки!