Расчет допустимой продольной нагрузки на трубу квадратную
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.
Как правильно рассчитать нагрузку на профильную трубу при помощи таблицы?
Используя профильную трубу для создания несущих конструкций, в обязательном порядке должны выполняться расчеты на изгиб. Такой вид трубного проката применяется в промышленном, коммерческом и частном строительстве. Из него изготавливают навесы, всевозможные каркасные и лестничные конструкции, фермы, стеллажи, козырьки, тепличные сооружения, элементы кровельной системы, беседки. Поэтому без правильных и тщательных расчетов никак не обойтись. Превышение допустимого давления приведет к деформации или разрыву изделия в месте сгибания профтрубы.Используя методы расчета нагрузок на профильную трубу, можно:
сохранить первоначальную форму изделий;
придать конструкции повышенной прочности;
увеличить период эксплуатации;
минимизировать расходы на материале;
избежать негативных разрушительных последствий.
К примеру, вы сооружаете навес во дворе участка и используете профильную трубу как несущую конструкцию. Тогда при расчете трубы учитывайте возможные нагрузки:
Какая нагрузка действует на профильную трубу
Другой вопрос, как рассчитать размеры трубы профильной 40х20 купить в спб так, чтобы обойтись «малой кровью», купить подходящую по нагрузке трубу. Для изготовления перил, оградок, теплиц можно обойтись без расчетов. Но если вы строите навес, кровлю, козырек, без серьезных расчетов нагрузки не обойтись.Каждый материал сопротивляется воздействию внешних нагрузок, и сталь – не исключение. Когда нагрузка на профильную трубу не превышает допустимых значений, то конструкция согнется, но выдержит нагрузку. Если вес груза убрать, профиль примет исходное положение. В случае превышения допустимых значений нагрузки труба деформируется и остается такой навсегда, либо разрывается в месте сгиба.Чтобы исключить негативные последствия, при расчете профильной трубы учитывайте:
размеры и сечение (квадратное или прямоугольное);
напряжение конструкции;
прочность стали;
типы возможных нагрузок.
Классификация нагрузок на профильную трубу
Согласно СП 20.13330.2011 по времени действия выделяют следующие типы нагрузок:
постоянные, вес и давление которых не меняется со временем (вес частей здания, грунта и т.д.);
временные длительные (вес лестницы, котлов в коттедже, перегородок из гипсокартона);
кратковременные (снеговые и ветровые, вес людей, мебели, транспорт и т.д.);
особые (землетрясения, взрывы, удар машины и т.д).
К примеру, вы сооружаете навес во дворе участка и используете профильную трубу как несущую конструкцию. Тогда при расчете трубы учитывайте возможные нагрузки:
материал для навеса;
вес снега;
сильный ветер;
возможное столкновение автомобиля с опорой во время неудачной парковки во дворе.
Для этого воспользуйтесь СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». В ней есть карты и правила, необходимые для правильного расчета нагрузки профиля.
Расчетные схемы нагрузки на профильную трубу
Кроме типов и видов нагрузки на профили, при расчете трубы учитываются виды опор и характер распределения нагрузки. Калькулятор рассчитывает, используя только 6 типов расчетных схем.
Максимальные нагрузки на профильную трубу
Некоторые читатели задаются вопросом: «Зачем делать такие сложные расчеты, если мне нужно сварить перила для крыльца». В таких случаях нет необходимости в сложных расчетах с учетом нюансов, так как можно прибегнуть к готовым решениям (таб. 1, 2).
Таблица 1. Нагрузка для профильной трубы квадратного сечения
Размеры профиля, 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
Пользуясь готовыми расчетами, помните, что в таблицах 2 и 3 указана максимальная нагрузка, от воздействия которой труба согнется, но не сломается. При ликвидации нагрузки (прекращение сильного ветра) профиль вновь обретет первоначальное состояние. Превышение максимальной нагрузки даже на 1 кг ведет к деформации или разрушению конструкции, поэтому покупайте трубу с запасом прочности, в 2 – 3 раза превышающим предельное значение.
Один из онлайн-калькуляторов.
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.
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.
Какая нагрузка действует на профильную трубу
На профилированную трубу действуют внешние механические силы: вес конструкций, тяжесть снега, ветровые воздействия и т. п.При этом у каждого изделия существует максимальное значение сопротивления. Например, показатель нагрузки, которую профиль выдерживает на изгиб. При достижении максимальной величины конструкция теряет прочность и начинает деформироваться вплоть до разрыва.
Такое значение необходимо точно определять ещё на стадии проектирования монтажных работ. Оно вычисляется расчетными методами, с помощью справочных сведений, цель которых – помочь выяснить необходимые параметры профиля: сечение, толщину металла. Исходными данными при этом служат прочностные характеристики материала и типы предстоящих нагрузок.
Процесс расчета любого профиля начинают с подбора расчетной схематичной модели.
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.Изгиб трубы должен быть правильным и точным