Сколько выдерживает профильная труба
Классификация нагрузок
• Широкий типоразмерный ряд, разнообразие размеров профильной трубы. Кроме формы сечения профильные трубы различаются толщиной стенок от 1 мм до 14 мм, а параметры профиля имеют еще более широкий диапазон: от тонких трубок шириной в 3 мм, до крупногабаритного профиля шириной в 230 мм;
Труба квадратного сечения идет чаще на стойки, из нее собирают несущий каркас, а перемычки делают из прямоугольной. К такому каркасу проще крепить материалы, причем любые. А еще, при прочих равных, прочность на изгиб у квадратной профильной трубы выше. Она сравнима с показателями двутавровой балки. Но сопротивление скручивающим нагрузкам у круглой трубы намного выше. Так что это надо учитывать.
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.
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.
Назад к оглавлению
Когда говорят о размерах профильной трубы, имеют в виду ее наружные габариты. Также в номенклатуре ставится толщина стенки. Таким образом, чем больше толщина стенки, тем меньше будет внутреннее сечение. Иногда это важно и стоит принимать во внимание. Квадратная, прямоугольная, ромбовидная, треугольная или любая другая конфигурация сечения профтрубы придает конструкции дополнительную прочность за счет появления своеобразных ребер жесткости. Благодаря им профильные трубы способны выдерживать немалые статистические нагрузки.
Масса 1 м погонного определяется диаметром и толщиной стенок, площадью поперечного сечения. Согласно ГОСТ, допускается отклонение фактической массы от теоретической до 12%. Квадратные изделия размерами 60х60 мм или 80х80 мм применяются для обустройства оград. Несущие элементы изготавливаются с использованием размера 100х100 мм. Легкие установки создают из квадратного профиля с размерами 25х25 мм. Цинкованное покрытие защищает их от агрессивных сред, позволяя произвести качественную прокладку инженерных коммуникаций в условиях высокой влажности и температурных перепадов.
Методы расчета нагрузки
Применение в прокладке трубопроводов труб с прямоугольным или квадратным профилем для прокладки коммуникаций ограничено их недостаточной стойкостью к внутренним нагрузкам. Кроме того, пропускная способность труб квадратного или прямоугольного сечения меньше чем у круглых аналогов.
Сортамент квадратных труб: внешнее сечение от 10 мм до 180 мм -одна сторона, сечение стенок от 1 мм до 14 мм. По способу производства, как уже отмечалось выше, в сортаменте выделяют холодно- и горячедеформированные стальные профильные трубы. В соответствии с требованиями ГОСТ 13663-86 сюда относят также продукцию, изготовленную с использованием электросварки. Эти трубы, как и холоднодеформированные, могут покрываться слоем цинка, который предотвращает коррозию. Размерами сечения профильных труб, наиболее востребованными на строительном рынке, являются: 15х15 мм, 20х20 мм, 25х25 мм, 30х30 мм, 40х40 мм, 60х60 мм, 80х80 мм, 100х100 мм.
Каждый из видов сечения профильной трубы прописан в отдельном стандарте. Там описан весь сортамент, с указанием размеров сечения, толщины стенки и веса погонного метра трубы. Профильные трубы квадратного сечения ГОСТ 8639-82, профтрубы прямоугольного сечения ГОСТ 8645-68, трубы профильные овального сечения ГОСТ 8642-68. Каких размеров бывает профильная труба возможно ознакомиться ниже по тексту и в таблице.
Данная стальная профтруба отличается сечением с 4-мя ребрами жесткости. Основное преимущество – маленький вес квадратной трубы, благодаря этому изготовление металлических конструкций будет экономически выгодным. Изделие обладает высокими показателями прочности и износостойкости. Оно способно выдерживать достаточно большие нагрузки со всех сторон. Средний срок службы составляет порядка 25-30 лет. Для изготовления используют стальные сплавы Ст0, Ст2сп, Ст3сп, Ст4сп, Ст4кп, Ст5 и ряд других. Средняя длина может составлять от 5 до 9 метров.
Профтруба, благодаря внутренней полости и особенностям поперечного сечения, обладает такими качествами, которых нет ни у металлической арматуры, ни у круглых труб. Профильные трубы применяют для строительства различных зданий и сооружений, изготовления декоративных элементов. Однако, чтобы правильно выбрать трубопрофиль для конкретной задачи, нужно разбираться в способах изготовления таких труб, размерах и формах сечения, понимать маркировку.
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.
Как рассчитать нагрузку с помощью таблиц
Трубы стальные квадратные обычно производят из разогретого стального листа на специальных станах. Трубы квадратного сечения небольшой и средних размеров от 15х15 мм до 60х60 мм производятся из металла марок Ст1сп/пс, Ст2сп/пс, Ст3сп/пс. Профили, изготовленные горячим способом, стоят дешевле холоднокатаных. В большинстве случаев небольшие и средние профильные трубы изготавливаются с длиной 6 метров. По желанию заказчика длина профиля может быть уменьшена или увеличена до размера, не превышающего 10 метров. Такое ограничение объясняется сложностью транспортировки и использования труб.
Изготовление профильных труб — данный вид труб могут изготавливаться как из стали, так и из пластика, причем и те, и другие можно встретить в большом разнообразии. Металлические профили изготавливаются из нержавейки, черной углеродистой или легированной стали, алюминия и меди. Нужное сечение трубы можно получить двумя способами: полный цикл производства, изменение профиля круглой трубы.
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.
• Прочность. По сравнению с круглыми трубами профилированные способны выдерживать большие нагрузки как в осевом направлении, так и в поперечном. Трубопрофиль сложнее согнуть, сломать, сплющить. А в сравнении с деревянным брусом металлические изделия лучше выдерживают механическое, химическое и биологическое воздействие;
Для создания силовых каркасов так же применяется данный металлопрофиль — профильные трубы придают достаточную жесткость каркасам и одновременно уменьшают их массу и стоимость. Так как труба весит намного меньше, чем цельнометаллический пруток такого же внешнего размера. Полая труба профильная легко сгибается в заготовку требуемой формы. Для этого нет необходимости в разогреве металла до высокой температуры с последующей деформацией. Нужны лишь специальные станки-трубогибочные Хорошим примером применения трубогибов является изготовление арочного каркаса для теплицы.
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.
В строительстве профтрубы применяют в роли несущего каркаса или в роли балки. Балка прямоугольной формы ценится больше швеллера или двутавра аналогичных размеров. Так как при одинаковой жесткости труба-балка весит на 25-50 процентов меньше двутавра или швеллера. Кроме того, полость внутри балки можно использовать в качестве колодца для прокладки различных коммуникаций. Из прямоугольных стальных труб делают каркасы перекрытий, лестниц и кровли.
Сварные трубы значительно дешевле в производстве, но имеют соизмеримые характеристики прочности, что и бесшовный аналог. Кроме того, сварная технология не предполагает высоких температур, что сохраняет естественную пластичность стали. Основным материалом для производства труб профильных является недорогая конструкционная сталь. Однако, для особых случаев, в производстве применяется и легированная сталь. Например, нержавеющая, легированная хромом.
