Beregning av profilrøret: masse og bøyning

Hvordan finne ut hvor mye løpemåleren i et kvadratisk eller rektangulært rør? Hvordan beregne lasten på profilrøret av en kjent størrelse? La oss prøve å finne de enkleste svarene på disse spørsmålene.

Begynnelsen av konstruksjonen bør foregå av nøyaktige beregninger.

Hvorfor trenger du det

Hvorfor vet massen per meter av et profilprodukt?

Det er to hovedmotiver.

  1. Ved konstruksjon av metallkonstruksjoner, legger enkelte elementer press på andre med egen vekt sammen med nyttelasten.. For eksempel legger skilleveggen i en industribygning press på bjelkene, broen på kolonnene og så videre. Denne belastningen må vurderes ved beregning av styrken på konstruksjonene.
  2. I tillegg er utleie av metalldeler ikke solgt av måleren, men etter vekt, og prisen er angitt per tonn. For å beregne pogonazh, beregnet ved oppretting av prosjektet, i de verdsatte tonnene, må du vite hvor mye måleren veier for en bestemt seksjon og veggtykkelse.

Spesifiser: Den nøyaktige massen av stålet avhenger selvsagt; Men forskjellen mellom ulike merker er så liten at den nåværende GOST er forsømt. Tettheten av stål er tatt lik 7,85 t / m3.

Når du trenger en beregning på avbøyningen? La oss prøve å forklare med et eksempel.

Tenk deg at du vil bygge i hytta en balkong med en ramme laget av bølgepapp. Avgang av balkongen du kjenner, den estimerte belastningen - også. Her, for å finne det optimale tverrsnittet av rørene for rollen av bærende bjelker, må du vite metoden for beregning av bøyestyrke.

vekt

Den enkleste måten å beregne er å bruke Internett: beregne vekten av et profilrør avhengig av tverrsnittet og veggtykkelsen er lett å finne på nettsidene til mange produsenter og forhandlere.

En av de elektroniske kalkulatorene.

Vi vil imidlertid ikke lete etter enkle måter, og vi vil prøve å finne alternative måter å utføre beregningene med egne hender. Egentlig er det to av dem.

Regulatoriske dokumenter

Dataene vi trenger finnes i nasjonale standarder:

  1. GOST 8645-68 inneholder en rekke rektangulære stålrør.
  2. For en firkantet seksjon, vil en måler bli funnet i GOST 8639-82.

Fulle tabeller er for store for en liten artikkel, så vi vil bare gi noen verdier som et eksempel.

Side av kvadratrør, mm Veggtykkelse mm Vekt per meter, kg
15 1.0 0,426
1.5 0,605
20 1.0 0,583
1.5 0,841
2.0 1075
40 2.0 2,33
2.5 2,85
3.0 3,36
3,5 3,85
4.0 4,30
5.0 5,16
6.0 5,92
Side A av et rektangulært rør, mm Side I et rektangulært rør, mm Veggtykkelse mm Vekt per meter
25 15 1.0 0,583
1.5 0,841
2.0 1,08
2.5 1,29
30 10 1.0 0,583
1.5 0,841
2.0 1,08
2.5 1,29
3.0 1,48
15 1.0 0,661
1.5 0,959
2.0 1,23
2.5 1,48
3.0 1,71
20 1.0 0,740
1.5 1,08
2.0 1,39
2.5 1,68
3.0 1,95
Noen verdier er ikke inkludert i vår liste.

Vær oppmerksom på: Vi anbefaler på det sterkeste at du leser hele teksten i dokumentene. Som vi vil finne ut mer, vil den fulle versjonen av tabellene være nyttig i videre beregninger.

Tetthet beregning

Med noen feil kan beregningen av vekten av profilrøret utføres uten tabeller i området. Det er nok å kjenne til alle hovedmålene til produktet og tettheten av stål, som, som vi allerede har lært, antas å være lik 7850 kg / m3, eller 7,85 g / cm3 i beregninger.

Instruksjoner for beregningen vil ikke forårsake vanskeligheter for noen som husker grunnleggende geometri.

  1. Beregn overflatearealet til måleren proftruby. Det er lik produktet av omkretsen (summen av alle fire sider) og enheten.

Oppmerksomhet: For å få resultatet i tonn uten kompliserte omberegninger, er det bedre å omdanne dimensjonene til meter umiddelbart.

  1. Multipliser området med veggtykkelsen og få volumet av metallet i løpemåleren.
  2. Multiplikasjon av volumet av tetthet av stål, vi får massen av måleren.
Mentalt snu profilen til en flat plate, det er lett å beregne volum og vekt.

La oss for eksempel utføre beregningen for en rektangulær seksjon 180x150 med en veggtykkelse på 12,0 mm.

  1. Området vil være lik (0,15 + 0,15 + 0,18 + 0,18) x 1 = 0,66 m2.
  2. Volumet er 0,66 m2 x 0,012 m = 0,00792 m3.
  3. Vekt - 0.00792х7850 = 62.172 kg.

Resultatet er noe annet enn det som er foreskrevet i GOST (55,71 kg) på grunn av det faktum at når du utfolder et ekte handelsrør i en flat billet, vil vi få merkbar tynning hvor langsgående kanter var. Feilen blir mindre, jo tynnere vegger og jo større snittstørrelsen.

Fleksibel styrke

Hvordan beregne styrken på profilrøret for bøyning?

For vårt tilfelle er to formler relevante:

  1. M = F * L, hvor M er bøyemomentet, F er kraften på profilen, målt i kilo (kgf), og L er armen i centimeter. For eksempel, for en beryktet 1 meter bred balkong med tre personer som står på kanten med en totalvekt på 250 kg, vil bøyningsmomentet være lik 250 kgf x 100 cm = 25000 kgf * cm.
Eksemplet er ganske betinget: I reelle forhold prøver bøyelastene på bjelkene å kompensere for andre strukturelle elementer, som vi ser på bildet.
  1. M / W = R, hvor R er styrken til stålkarakteren, og W er momentet for motstanden til seksjonen.

Selvfølgelig er parametrene R og W konstanter som må finnes et sted. Vi vil forsøke å forenkle leserens oppgave:

Stål klasse Styrke (R), kgf / cm2
ST3 2100
FT4 2100
ST5 2300
14G2 2900
15GS 2900
10G2S 2900
10G2SD 2900
15HSND 2900
10HSND 3400

Den andre parameteren - motstandstidspunktet - finnes i de samme tabellene i sortimentet i GOST 8645-68 og 8639-82. Så, for en rørdel på 180x150 med en veggtykkelse på 12 mm langs A-aksen (langs den bredere siden), vil den være 346,0 cm3, og langs B-aksen - 310,8 cm3.

La oss prøve å velge en rørstørrelse for vår balkong med en last på 250 kg og en avgang på 1 meter, basert på følgende forhold:

  • Lasten faller på bare en av de bærende profesjonelle rørene (tre personer er plassert på en slik måte at vekten ikke fordeles mellom nærliggende bjelker).
  • Materialet som brukes til fremstilling av bærebjelken på rørets balkong - stål St4.
Sammensetningen av stålkarakterene.

Så fortsetter vi til beregningene.

  1. 25 000 kgf * cm / W = 2100 kgf / cm2 / W. Motstandstidspunktet bør derfor ikke være mindre enn 25 000 kgf * cm / 2100 kgf / cm2 = 11,9 cm3.
  2. Det gjenstår bare å velge et rør med tilhørende verdi av W i tabellen i sortimentet. For en firkantet tverrsnitt er denne tilstanden tilfredsstilt, spesielt for størrelser 50x6 og 60x3.5.

Merk: Vi har funnet de minste dimensjoner som strålen kan tåle den aktuelle belastningen på. samtidig forsvarte de sikkerhetsmarginen (for eksempel hvis noen fra de hypotetiske besøkende på balkongen hopper opp), egen vekt av balkongen og slitasje på rammen ved korrosjon. I praksis blir disse faktorene utjevnet minst trefold av motstandstidspunktet.

Som du kan se, er det farlig å forsømme sikkerhetsmarginen.

konklusjon

Vi håper at de ikke trette leseren med en overflod av tørre tall og beregnede oppgaver. Som vanlig, kan du finne mer informasjon i videoen i denne artikkelen. Lykke til!

Add a comment