Zatížení profilového potrubí: tabulka, výpočetní vzorce

Proč potřebujete znát hmotnost běžného metru profilového výrobku?

Hlavní motivy jsou dva.

1. Při stavbě kovových konstrukcí některé prvky tlačí na jiné vlastní vahou spolu s užitečným zatížením. Například rám přepážky v průmyslové budově vytváří zatížení na nosníky, vazník mostu – na sloupy a tak dále. Toto zatížení je třeba vzít v úvahu při výpočtu pevnosti konstrukcí.
2. Kromě toho se válcované výrobky v kovových skladech neprodávají podle metráže, ale podle hmotnosti a jejich cena je uvedena za tunu.. Abyste mohli přepočítat výlisek vypočítaný při vytváření projektu na cenné tuny, musíte vědět, kolik váží metr s konkrétním průřezem a tloušťkou stěny.

Ujasněme si: přesná hmotnost také samozřejmě závisí na jakosti oceli; rozdíl mezi různými značkami je však tak malý, že jej současný GOST zanedbává. Hustota oceli je rovna 7,85 t/m3.

Kdy potřebujete výpočet průhybu? Zkusme to vysvětlit na příkladu.

Představte si, že si chcete na chatě postavit balkon s rámem z vlnité trubky. Odjezd balkónu, očekávanou zátěž také znáte. Zde, abyste mohli vybrat optimální část profesionální trubky pro roli nosných nosníků, musíte znát metodu výpočtu pevnosti v ohybu.

Výpočet zatížení na kalkulátoru profilového potrubí

Pomocí profilové trubky k vytvoření nosných konstrukcí je třeba bezpodmínečně provést výpočty ohybu. Tento typ válcování trubek se používá v průmyslové, komerční a soukromé výstavbě. Vyrábí se z něj přístřešky, všechny druhy rámových a žebříkových konstrukcí, vazníky, regály, přístřešky, konstrukce skleníků, prvky střešního systému, altány. Proto se nelze obejít bez správných a pečlivých výpočtů. Překročení povoleného tlaku povede k deformaci nebo prasknutí výrobku v ohybu trubky.

Pomocí metod pro výpočet zatížení profilové trubky můžete:

• zachovat původní tvar výrobků;
• dát konstrukci zvýšenou pevnost;
• prodlužte dobu provozu;
• minimalizovat náklady na materiál;
• vyhnout se negativním důsledkům.

Jaké zatížení působí na potrubí?

Důležitým kritériem, které se při výpočtech bere v úvahu, je doba expozice a typ zatížení. Tyto ukazatele upravuje SP 20.13330.2011 „Zatížení a dopady“. Rozlišujte sílu tlaku:

Řád obsahuje vzorce pro výpočet, tabulky a diagramy pro každý typ zatížení. Počítá se také s realistickou kombinací všech typů tlaku.

Hodnoty hmotnosti a ohybového zatížení

Při výpočtu profilové trubky: hlavními ukazateli jsou hmotnost a ohyb. Je nutné znát hmotnost běžného metru válcovaných výrobků, abychom se nemýlili v pevnostních hodnotách vytvářené konstrukce. Metoda stanovení je zaměřena na výběr optimálního úseku válcovaných trubkových výrobků pro různé délky. Názorný příklad vztahu mezi těmito dvěma ukazateli je uveden v tabulkách níže.

Tabulka č. 1. Hodnoty pro čtvercové produkty:

Tab. č. 2 Hodnoty pro obdélníkové produkty:

Metody a vzorce pro výpočet

Pro výpočet pevnosti v ohybu profilové trubky je nutné určit maximální napětí v konkrétním bodě konstrukce. Každý typ materiálu, ze kterého jsou válcované výrobky vyrobeny, má individuální indikátor napětí a bod odporu. Zohledňují se následující parametry: typ válcovaných výrobků, průřez, tloušťka stěny, obecné vlastnosti. S takovými údaji lze předpokládat, jaké budou důsledky vlivu různých faktorů, včetně životního prostředí. Při tlaku na příčnou část potrubí vzniká napětí i v bodech, které jsou daleko od neutrální osy.

Data můžete získat různými způsoby:

• Hotové indikátory jsou převzaty z referenčních knih o budovách a dosazeny do vzorce. Mezi takové akce patří výběr trubkových výrobků v souladu se zadanými charakteristikami, což vám umožňuje provádět nejpřesnější výpočty průhybu. GOST 8639-82 (pro výrobky čtvercového průřezu) a GOST 8645-68 (obdélníkové) regulují: moment setrvačnosti trubky (I), délku rozpětí (L), zatížení (Q), modul pružnosti v souladu s SNiP. Schémata výpočtu jsou individuální a pro každý případ je vybrán vzorec.
• Pevnost v ohybu se vypočítává nezávisle. V tomto případě platí Hookeův zákon, který je vyjádřen vzorcem: Pbend = M/W, kde Pbend je hodnota meze pevnosti, M je ohybový moment; W je odpor. Takové výpočty vyžadují dodatky: berou se v úvahu charakteristiky výchozího materiálu, tlak atd.
• S pomocí kalkulačky. Výchozí údaje se zadávají do speciální výpočtové tabulky – délka rozpětí, normové a návrhové zatížení, Fmax, počet výrobků, návrhová únosnost, parametry. Po stisknutí tlačítka “Vypočítat” se zobrazí hotový výsledek.

Neprovádějte výpočty sami. Musíte být schopni používat GOST, SNiP a ovládat složité specifické vybavení – pevnost materiálů. Se sebemenšími nepřesnostmi ve výpočtech se nelze vyhnout vážným následkům.

Pro výpočet zatížení profilové trubky je jednodušší použít jednu z kalkulaček:

Přípustné zatížení na profilové potrubí, tabulka indikátorů jsou upraveny stavebními předpisy. Tyto parametry jsou důležitými charakteristikami konstrukcí, které se používají ve výpočtech.

Profilová trubka pod zatížením

Zatížení působící na profilovou trubku

Konečná pevnost profilové trubky je charakterizována zatížením, které výrobek vydrží. Standardní indikátory zatížení jsou k dispozici v SP 20.13330.2011.

Existují takové zátěže:

1. Konstantní, ve kterém se váha a síla po dlouhou dobu nemění. Vznikají stavebními konstrukcemi, zeminami, ale i tlakem stacionárních objektů.
2. Dlouhodobé, vznikající působením přepážek, zařízení, materiálů, v důsledku smršťování půdy a změn vlhkosti.
3. Krátkodobé, vznikající provozem zařízení, silou hmotnosti osob, vozidel, klimatickými vlivy, ze sněhu, ledu, teplotních změn, poryvů větru.
4. Speciální – jedná se o seismické účinky, následky výbuchu, při kterém dochází ke kolísání složení půd, a také ty, které vznikly v důsledku havárií nebo požárů.

Například musíte vypočítat povolené zatížení materiálu pro vrchlík. Ve společném podniku jsou vzorce pro výpočet tlaku, pro každý typ dopadu jsou tabulky. Zohledňuje se kombinace všech typů tlaku.

Klasifikace zatížení

Při nákupu trubek je třeba zvážit parametry a jaký tlak vydrží. Profilové trubky se používají pro rámy různých konstrukcí, tyto konstrukce musí být zvoleny přesně.

Výhody profilových trubek jsou:

• síla;
• lehkost;
• odolnost vůči různým vlivům;
• lehká instalace.

Při stavbě altánu se dopady nepočítají, protože lehké konstrukce nejsou vystaveny velkým silám. A při vytváření rámu velké konstrukce je nutné spočítat dopady na konstrukci. Nosníky jsou odolné vůči různým poškozením, ale mají své limity. Pokud jsou dopady spočítány správně, pak profil pod tlakem půdy, vrstva sněhu propadá. Pokud je sníh odstraněn, nosník se vrátí do původního stavu. Při překročení povolené síly může dojít k prasknutí trubky.

Proto při nákupu profilu vybírají:

• rozměry;
• sekce;
• tlak na rám;
• vlastnosti oceli;
• síly, které mohou na výrobek během provozu působit.

Je tak možné přesně vypočítat, jaké zatížení profilová trubka udrží.

Návrhová schémata

Přesný výpočet zatížení profilového potrubí začíná výběrem schématu výpočtu. Nejprve se vypočítá síla působící na konstrukci. Další fází je konstrukce zátěžového diagramu pro profilovou trubku s přihlédnutím ke všem působícím silám, rozměrům a průřezům podpěr. Poté se použijí regulační parametry dostupné v GOST a provedou se technické výpočty. Pro usnadnění výpočtu můžete použít online kalkulačku, která obsahuje programy se vzorci.

Maximální zatížení

Při výběru profilu je třeba vzít v úvahu přípustnou hmotnost, kterou nosník nebo stojan v daném místě vydrží. Indikátor je prezentován jako rozložená síla, která působí ve středu profilu. Při působení zatížení se trubka ohne, ale když se síla zastaví, vrátí se do své původní polohy.

Pokud je překročeno maximální zatížení, povede to k selhání konstrukce. Výpočty zohledňují kloubovou sílu, která působí na celou délku podpory. Proto by trámy neměly být příliš velké. Instalace výkonného potrubí může být nerentabilní z ekonomického hlediska a kvůli hmotnosti celé konstrukce.

V tomto případě jsou instalovány další podpěry, které umožňují zvýšit přípustný tlak. Pro určení velikosti omezující síly můžete použít kalkulačku.

Metody výpočtu zatížení

Používají se následující metody výpočtu:

• pomocí kalkulačky;
• podle tabulek;
• pomocí vzorců.

Před výpočty se provede výkres pro objasnění typů dopadů. Pokud je profil upevněn na jednom konci, provede se výpočet obdélníkové trubky pro ohýbání. Když je profil namontován na podpěrách na obou stranách, provádějí se výpočty pro kompresi.

Při výpočtu podle tabulek již byly vypočteny ukazatele maximální pevnosti. Tato metoda je jednodušší, zde jsou výsledky výpočtů pro různé typy profilu. Existuje mezní hodnota síly, kterou profil odolá. Z dostupných výpočtových metod si projektant může vybrat nejvhodnější metodu.

Pro výpočty byly vytvořeny speciální tabulky. Moment setrvačnosti je uveden v tabulce GOST 8639-82. Parametry obdélníkového profilu jsou uvedeny v GOST 8645-68.

Výpočet pro ohyb se provádí podle vzorce: σ = M/W, kde M představuje ohybový moment, W je modul průřezu trubky. Čím více W, tím méně úsilí ve struktuře. Abyste našli M, potřebujete znát délku profilu a úroveň deformace oceli. Tato hodnota je uvedena v GOST. Pro výpočet hodnoty W potřebujete znát velikost paprsku. Poté se ukazatele sestaví do vzorce a provedou se výpočty.