Расчет нагрузки на профильную трубу

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.

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.

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.

Показатели прочности круглого и квадратного профилей

ГОСТы для квадратных и круглых труб регламентируют самые разные процессы:

физические свойства поверхностей.
механические характеристики соединений.
порядок осуществления трансформации (изгиба, кручения, вытяжки, и т.д.).

Условия изгиба профиля могут быть различными. Также отличаются и данные о наружном диаметре нержавеющих и углеродистых труб.

Если гибка осуществляется методами нагрева или наполнения полого пространства сыпучим материалом, наружный диаметр должен составлять не менее 3,5DN (номинальных диаметров). Для трубогибочных станков эта величина составляет 4DN. Отступление от требований ГОСТов 494/90 и 617/90 допускается в случае, если уменьшение толщины изгибаемой стенки составляет не более 15%. В этом случае можно уменьшать номинальные данные для расчёта изгибной прочности профиля.

Таблица моментов инерции для различных типов сечений

Сравнить уровень прочности полого квадрата и круга из стали помогает часть технической механики, изучающая сопротивление различных материалов. При расчёте показателя прочности на изгиб используются две формулы:

Вычисление длины изгибаемой детали.

L= 0,0175*r*α+Ι,

где

r – радиус изгиба профиля, мм.

α – искомый угол изгиба, о.

I – расстояние 100/300 для оборудования, удерживающего заготовку.

Расчёт величины изгибаемого участка.

U = π*α/180*(r + DH/2),

где

α – угол изгиба, о.

r – радиус изгиба, мм.

DH – внешний диаметр.

Расчёт профильной трубы завершается после определения величины напряжения, исчисляемой в соответствии с законом Гука:

Н = Μ/W,

где

Μ – степень изгиба по оси воздействия силы.

W – сопротивление изгибу по оси.

При проведении расчётов необходимо обязательно учитывать меру инертности тела при вращении – момент инерции. При одинаковой толщине стенок полых труб разных сечений и удельной тяжёсти изгибное усилие для квадрата в 1,181 раза больше, чем для круга. Но радиус инерции круглой трубы больше, чем квадратной. Поэтому она является менее прочной.

Дополнительные рекомендации

Если не выполнять предварительные расчеты допустимых радиусов, а также силы и скорости деформации, тогда произойдут критические деформации:

внутренняя сторона профильной трубы при сдавливании сомнется неравномерными складками;
на участке с максимальным радиусом произойдут разрывы стенок из-за предела радиальной силы.

Для выполнения холодной ковки оптимальным вариантом становится использование листовых или профильных заготовок с толщиной до 10 мм. На практике, когда выбранный листовой материал или профильные трубы не позволяют выполнить изгиб по заданному радиусу, специалисты принимают решение об использовании другого металла или используют технологии предварительного нагрева до высоких температур. Есть вопросы? Закажите обратный звонок!

Виды вероятных нагрузок

Как можно классифицировать нагрузки на балку? 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 возможно прогибание балки.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.

Опубликовано: Сентябрь 18, 2017

(9оценок, среднее: 4,56из 5)Загрузка…

Профилированная труба становится все более популярным строительным материалом. Она применяется для возведения таких строительных элементов, как перекрытие, несущий каркас, балка. Такое широкое применение связано в первую очередь с простотой строительства, эксплуатации, обслуживания конструкций, а также небольшим весом самих изделий.

Однако важно помнить, что, профильная труба должна иметь повышенную прочность на изгиб, а как ее рассчитать пойдет речь далее в статье. Предлагаем воспользоваться онлайн калькулятором для расчета балок различного сечения из труб на изгиб

Предлагаем воспользоваться онлайн калькулятором для расчета балок различного сечения из труб на изгиб.

Профильными называются трубы, имеющие в разрезе отличное от круглого сечение. Наиболее распространенными вариантами являются, прямоугольные и квадратные изделия. Как уже говорилось, особенная популярность этого вида связана с одним из его ключевых преимуществ – конструкция будет обладать небольшим весом.

Более того, специфическая форма значительно упрощает крепление как друг к другу, так к иным поверхностям. Данный тип строительных изделий, согласно ГОСТу, производится из широкого набора металлов и сплавов. Однако наиболее часто используемыми являются стальные профилированные трубы из углеродистой и низколегированной стали.

При выполнении загиба важно оценивать такие характеристики, как размер, сечение, вид изделия, его плотность, а также жесткость материала и его гибкость. Зная все эти общие свойства металла можно понять, как в процессе эксплуатации поведет себя конструкция

Важно помнить, что когда вы будете сгибать изделие, внутренние части конструкции подвергаются сжатию, их плотность увеличивается, а сами они уменьшаются в размерах. Наружный слой, соответственно, становится длиннее, менее плотным, но более растянутым

При этом срединные участки сохраняют свои изначальные характеристики даже после завершения процесса. Отсюда следует всегда помнить, что в процессе сгибания напряжение обязательно будет возникать даже в областях, максимально далеко расположенных от нейтральной зоны. Максимальное же давление будет в тех слоях, которые очень близко расположены к этой самой нейтральной оси.

Стальная профильная труба: размеры, вес и сферы применения

Такие качества как небольшой вес, невысокая стоимость и практичность способствуют использованию в строительстве профильной трубы. Чаще всего её применяют при возведении спортивных сооружений, торговых павильонов, и таких сложных конструкций как ворота, заборы, садовая мебель.

Основное преимущество стальной профильной трубы – удобный монтаж и возможность быстро подогнать все детали сооружаемых конструкций. Имея небольшой вес, трубы обладают высокой стойкостью к перепадам внешней температуры.

При повышенных требованиях к надежности, точности и определенному весу при возведении объектов применение профильной трубы единственно верный вариант.

Форма профильной трубы может быть:

прямоугольная,
квадратная,
овальная,
плоскоовальная.

Круглыми такие трубы не производятся. Это их основное отличие от стандартной бесшовной электросварной трубы.

Для повышения устойчивости к воздействию внешней среды трубы покрывают антикоррозийным покрытием и производят из нержавеющей стали. Такие изделия используют в основном в химической и пищевой промышленности.

Профильные трубы производятся по следующим ГОСТам:

ГОСТ 8639-82. По этому стандарту производят холодно- и горячедеформированные стальные бесшовные трубы, холоднодеформированные электросварные квадратные трубы.
ГОСТ 8645-68. Стандарт позволяет производить холоднотянутые, горячекатаные бесшовные и электросварные прямоугольные трубы.

Габаритные параметры профильных труб

Размеры, вес и технические характеристики профильной трубы во многом отличаются. От различной их формы зависит и сфера их применения.

С помощью стальной профильной трубы квадратного сечения размером 200х200 мм или 150х150 мм и толщиной стенок до 6 мм создается надежная несущая конструкция здания. При толщине стенок от 6 мм до 12 мм достигается прочность и уровень нагрузок, как при использовании железобетонных конструкций.

Квадратные профильные изделия сечением 100х100 мм с толщиной стенок 6 мм используют для строительства каркаса загородного коттеджа.

Профиль квадратной и прямоугольной формы размерами 80х80 мм и 100х50 мм применяют при строительстве небольших сооружений, например торговых ларьков и других небольших промышленных сооружений. Толщина стенок трубы 5-7 мм. Такие конструкции способны выдерживать лишь небольшой вес.

Небольшие по размерам профильные трубы с размерами 20х20 мм или 40х25 с толщиной стенки до 2 мм можно легко обрабатывать. Из них делают садовую мебель.

Трубы стальные прямоугольные и квадратные применяют как при строительстве крупных промышленных объектов, так и в возведении загородных коттеджей и предметов домашнего обихода. Из профильной трубы изготавливают элементы балконов, ограждений и ворот.

На выбор профильных труб влияет несколько факторов:

профиль (квадратный или прямоугольный),
сечение изделия,
несущая способность,
вес материала.

Сортамент профильных труб прямоугольного сечения: гост 8645-68 видно из таблицы размеров и весов профильной трубы. Вот их некоторые технические характеристики.

Стальная профильная труба: размеры, вес и сферы применения Основное преимущество стальной профильной трубы – габаритные параметры профильных труб.

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).

Какая нагрузка действует на профильную трубу

Нагрузки, воздействующие на трубы, и их виды

Профильные трубы могут выдерживать высокие нагрузки благодаря ребрам жесткости. Поэтому их используют для строительства различных каркасных конструкций. При сооружении перил или ограждений вполне можно обойтись без расчетов, потому что нагрузки на эти конструкции небольшие.А вот при строительстве беседок, ферм, навесов или козырьков учет нагрузок обязателен. Профильные трубы, как и любой другой строительный материал, имеют свой предел прочности. Если его превысить, нагрузки воздействуют на прокат разрушающе: он изменит форму или разорвется. Такие последствия может вызвать, например, слой снега на навесе.Согласно СП 20.13330.2011 нагрузки делят на постоянные и временные. Постоянные – вес частей зданий и сооружений. Временные делятся на три вида:

Длительные. К ним относятся вес временных перегородок, воздействия, вызванные усадкой материалов, деформациями оснований зданий, изменением влажности, и прочее.
Кратковременные. Нагрузки от оборудования или людей, а также температурные, снеговые и ветровые.
Особые. Нагрузки, которые могут возникнуть в результате пожара, взрыва или сейсмического воздействия, при столкновении транспортных средств с конструкцией.

Во внимание нужно принимать все перечисленные виды воздействий на профильные трубы. За исключением особых нагрузок, которые логично учитывать только в сейсмоопасных районах

Большой слой снега увеличивает нагрузку на металлоконструкцию

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.

Какую нагрузку способны выдержать профильные трубы?

Профильные трубы популярны из-за достаточно низкой стоимости, малого веса и высокой прочности на изгиб.

При выборе такого вида проката заказчик должен понимать важность точных вычислений параметров и нагрузки. Если вы решили создать постройку или конструкцию из профильных труб, вам необходимо узнать, какой вес выдержат такие изделия

Что произойдет, если не рассчитать нагрузку?

1) Если на профильную трубу воздействует вес, который меньше максимально допустимого, то:

— труба не изменит своих параметров,

— труба изогнется, но только на период воздействия нагрузки.

2) Если на профильную трубу воздействует вес, который больше максимально допустимого, то:

— труба изогнется и не вернется в изначальное положение, если нагрузку убрать,

— труба изогнется и сломается, конструкция разрушится.

Можно ли обойтись без расчетов?

Расчеты нужны только при создании построек и конструкций, например, при строительстве навеса, кровли, козырька. Если вы собираетесь возводить перила, ограды, теплицы, то можно их не делать.

При расчете нагрузки учитываются следующие факторы:

1) Типы возможных нагрузок:

— постоянные, которые всегда воздействуют на конструкцию определенным весом (вес элементов постройки, грунта и т.п.);

— временные длительные, которые воздействуют в течение длительного времени, но могут быть заменены (вес лестницы, котлов, гипсокартоновых стен и т.п.);

— кратковременные, которые воздействуют в течение небольшого периода (снег и ветер, вес жителей и посетителей, мебели, транспорта и т.п.);

— особые, которые могут воздействовать на постройку в чрезвычайных ситуациях (землетрясения, взрывы, внешние повреждения и т.п).

2) Размеры профильной трубы и рисунок ее сечения (квадрат или прямоугольник).

3) Общее напряжение конструкции.

4) Прочность выбранной вами стали.

Таблицы расчетов нагрузки

В таблицах ниже указаны показатели максимально допустимой нагрузки. Если они будут воздействовать на трубу, профиль не сломается, но погнется. Однако если параметр нагрузки будет выше максимального хотя бы на килограмм, вся конструкция обрушится. Поэтому вам необходимо выбирать изделие, чей запас прочности больше пределов в два или даже в три раза.

Кроме того, вы всегда можете обратиться к нашим специалистам, которые не только произведут расчет допустимой нагрузки, но и смогут подсчитать, какие именно профильные трубы вам потребуются и в каком количестве, во сколько вам обойдется все строительство и не только.

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

Технологический процесс изгиба

Самостоятельный расчет профильной трубы на прогиб (изгиб)

Профильная труба – этот достаточно популярный материал, который сегодня используется не только в промышленном строительстве. Из профильной трубы можно конструировать и строить гараж, беседку, теплицу и другие хозяйственные небольшие постройки.

Профильные трубы

Их главным преимуществом перед деревом станет прочность и износостойкость. К тому же материал отлично выдерживает перепады температур, имеет низкий коэффициент линейного расширения и прекрасно держит конструкцию.

Профильная труба представляет собой балки с квадратным сечением, которые изготавливаются из стали. Поэтому, используя материал для наружных строений, его необходимо предварительно обрабатывать специальным антикоррозийным раствором или краской. В остальном же балки отлично эксплуатируются.

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.

Расчет радиуса гибки трубы с помощью линейки

Для проведения расчетов необходимо взять две жесткие линейки длиною 30 и 50 см. Первоначально измеряется радиус гиба уже изогнутой трубы, который нужно повторить на заготовке. Линейку нужно приложить к исходной трубе и замерить расстояние между линейкой и серединой трубы (рис. 1).

Рис. 1 Измерение ширины в исходной трубе.

Рис. 2. Радиус гибки трубы.

Используя полученные данные замеров линеек, необходимо подобрать подходящие параметры радиуса и диаметра дуги из таблиц 1 и 2.

А – интервал (ширина) трубы, мм
D – диаметр дуги, мм
R — радиус гибки, мм

Таблица 1. Использование линейки 30 см

Интервал	5	7,5	10	12,5	15	17,5	20	25
Диаметр	4505	3008	2260	1813	1515	1303	1145	925
Радиус	2253	1504	1130	907	758	652	573	463

Интервал	30	40	50	60	70	90	100
Диаметр	780	603	500	435	391	340	325
Радиус	390	302	250	218	196	170	163

Таблица 2. Использование линейки 50 см

Интервал	5	7,5	10	12,5	15	17,5	20	25	30	40	50
Диаметр	12500	8341	6260	5013	4182	3589	3145	2525	2113	1603	1300
Радиус	6250	4172	3130	2507	2091	1795	1573	1263	1057	802	650

Интервал	60	70	80	90	100	110	130	160	200
Диаметр	1102	963	861	785	725	678	611	550	513
радиус	551	482	432	393	363	339	306	275	257

Что представляет собой прямоугольная труба?

Прямоугольная металлическая труба представляет собой металлическое изделие длиной в несколько метров. Прямоугольная труба имеет сечение соответствующей формы. Его площадь может быть самой разной. Все параметры таких труб регулируются специальными ГОСТами – документами, исходящими от государства. Требование того, чтобы все габариты соответствовали ГОСТам, связано со следующим:

труба, произведенная по ГОСТу, будет соответствовать требованиям безопасности. Если труба изготовлена в кустарных условиях, то есть вероятность, что пропорции не соответствуют требованиям безопасности. Есть опасность, что изделие не выдержит нагрузок и станет причиной обрушения конструкции;
при расчете нагрузок на трубу, не требуется измерять каждое конкретное изделие. Его параметры установлены ГОСТом, следовательно, можно брать данные из данного документа.

Изделия изготавливаются из различных видов стали. Некоторые марки стали не требуют дополнительной обработки. Это, например, так называемая, нержавейка. Сталь, которая боится коррозии, должна быть обработана специальными растворами или краской.

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.

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.

Юлия Петриченко, эксперт

Калькулятор для расчета нагрузки на профильную трубу

Расчет профильной трубы на прогиб – сложный и трудоемкий процесс. Для этого надо внимательно изучить ГОСТы и другие нормативные документы, изучить виды опор и нагрузок на будущую конструкцию, построить схему, добавить запас прочности. Малейшая ошибка при расчетах приведет к печальному финалу. Поэтому, не зная физики и Сопромата, лучше доверить расчеты ответственных конструкций (кровля, каркас) профессионалам. Они помогут провести точные расчеты при меньших затратах.

При проектировании и изготовлении конструкций из металла и других материалов очень важно соблюдать и выполнять физико-механические расчеты на прочность, одним из которых является расчет балок на изгиб (прогиб). Выполнять расчет прогиба балки онлайн – очень удобно и быстро

Поэтому специалисты нашего предприятия подготовили онлайн калькулятор для расчетов.

Площадь поперечного сечения профиля:

Расчетный вес профиля (балки):

Описание

При выборе схемы с распределенной нагрузкой, приложенная «Нагрузка Q» указывается как относительная «килограмм на метр». Определяется она по формуле Q = /.

Использование калькулятора «Расчет прогиба балки онлайн» значительно сократит время и послужит залогом надежных инженерных конструкций.

Калькулятор разработан исключительно по формулам Сопромата и справочным данным для каждого типа материала и сечения балки. Расчет прогиба сечения является теоретическим, следовательно практические значения могут быть отличными от расчетных и зависеть от множества условий. Однако значения полученные в данном калькуляторе будут невероятно полезными и послужат основой для расчета необходимой конструкции.

Для быстрого доступа к расчетам необходимого профиля добавьте калькулятор в избранное (CTRL+D на ПК или значек «звездочка» справа вверху браузера)