Cálculo de la tubería de perfil: masa y flexión.

¿Cómo saber cuánto mide el metro de una tubería cuadrada o rectangular? ¿Cómo calcular la carga en el tubo de perfil de un tamaño conocido? Intentemos encontrar las respuestas más simples a estas preguntas.

Por que lo necesitas

¿Por qué necesita saber la masa de un medidor de un producto de perfil?

Hay dos motivos principales.

1. En la construcción de estructuras metálicas, algunos elementos presionan a otros con su propio peso junto con la carga útil.. Por ejemplo, la pared divisoria en un edificio industrial pone una carga en las vigas, la viga del puente en las columnas, y así sucesivamente. Esta carga debe ser considerada al calcular la resistencia de las estructuras.
2. Además, el alquiler en metallobaz no se vende por metro y en peso, y su precio se indica por tonelada. Para recalcular el pogonazh, calculado al crear el proyecto, en las toneladas apreciadas, debe saber cuánto pesa el medidor para una sección particular y el espesor de la pared.

Aclaremos: la masa exacta también, por supuesto, depende de la marca; Sin embargo, la diferencia entre diferentes marcas es tan pequeña que se descuida el GOST actual. La densidad del acero se toma igual a 7.85 t / m3.

¿Cuándo necesitas un cálculo sobre la deflexión? Vamos a tratar de explicar con un ejemplo.

Imagina que quieres construir en tu casa un balcón con un marco hecho de tubos corrugados. Salida del balcón que conoces, la carga estimada - también. Aquí, para encontrar la sección transversal óptima de las tuberías para el rol de las vigas, debe conocer el método para calcular la resistencia a la flexión.

Misa

El método más simple de cálculo se reduce al uso de Internet: es fácil encontrar una calculadora para calcular el peso de un tubo con forma en función de su sección transversal y el espesor de la pared en los sitios web de muchos fabricantes y vendedores.

Sin embargo, no buscaremos formas fáciles e intentaremos encontrar formas alternativas de hacer los cálculos con nuestras propias manos. En realidad, hay dos de ellos.

Documentos reglamentarios

Los datos que necesitamos están contenidos en las normas nacionales:

1. GOST 8645-68 contiene una gama de tubos de acero rectangulares.
2. Para una sección cuadrada, se encontrará un indicador en GOST 8639-82.

Las tablas completas son demasiado grandes para un artículo pequeño, por lo que daremos solo algunos valores como ejemplo.

Tenga en cuenta: le recomendamos encarecidamente que lea el texto completo de los documentos. Como veremos más adelante, la versión completa de las tablas será útil en otros cálculos.

Calculo de densidad

Con algún error, el cálculo del peso de la tubería de perfil se puede realizar sin tablas del surtido. Basta con conocer todas las dimensiones principales del producto y la densidad del acero, que, como ya hemos aprendido, se supone que es igual a 7850 kg / m3, o 7.85 g / cm3 en los cálculos.

Las instrucciones para el cálculo no causarán dificultades a ninguna persona que recuerde los conceptos básicos de la geometría.

1. Calcula la superficie del metro proftruby. Es igual al producto del perímetro (la suma de los cuatro lados) y la unidad.

Atención: para obtener el resultado en toneladas sin recálculos complicados, es mejor convertir las dimensiones a metros inmediatamente.

1. Multiplique el área por el grosor de la pared y obtenga el volumen del metal en el medidor de funcionamiento.
2. Al multiplicar el volumen por la densidad del acero, obtenemos la masa del medidor.

Permítanos, como ejemplo, realizar el cálculo para una sección rectangular 180x150 con un grosor de pared de 12.0 mm.

1. El área será igual (0.15 + 0.15 + 0.18 + 0.18) x 1 = 0.66 m2.
2. El volumen es de 0,66 m2 x 0,012 m = 0,00792 m3.
3. Peso - 0.00792х7850 = 62.172 kg.

El resultado es algo diferente del prescrito en GOST (55,71 kg) debido al hecho de que cuando despliega un tubo de comercio real en un tocho plano, obtendremos un adelgazamiento notable en el lugar donde se encontraban sus bordes longitudinales. El error será menor, cuanto más delgada sea la pared y mayor el tamaño de la sección.

Resistencia a la flexión

¿Cómo se calcula la resistencia de un tubo de curvatura?

Para nuestro caso, dos fórmulas son relevantes:

1. M = F * L, donde M es el momento de flexión, F es la fuerza aplicada al perfil, medida en kilogramos (kgf), y L es el brazo de palanca en centímetros. Por ejemplo, para el notorio balcón de 1 metro de ancho con tres personas de pie en su borde con un peso total de 250 kg, el momento de flexión será igual a 250 kgf x 100 cm = 25000 kgf * cm.

1. M / W = R, donde R es la resistencia del grado de acero y W es el momento de resistencia de la sección.

Obviamente, los parámetros R y W son constantes que deben encontrarse en algún lugar. Intentaremos simplificar la tarea del lector:

El segundo parámetro, el momento de la resistencia, se puede encontrar en las mismas tablas del surtido en GOST 8645-68 y 8639-82. Por lo tanto, para una tubería con una sección de 180x150 con un grosor de pared de 12 mm a lo largo del eje A (a lo largo del lado más ancho), será 346.0 cm3, y a lo largo del eje B - 310.8 cm3.

Intentemos elegir un tamaño de tubería para nuestro balcón con una carga de 250 kg y una salida de 1 metro, según las siguientes condiciones:

• La carga recae solo en una de las tuberías profesionales (tres personas están colocadas de tal manera que su peso no se distribuye sobre las vigas vecinas).
• El material utilizado en la fabricación del bastidor de soporte del balcón de las tuberías - acero St4.

Por lo tanto, vamos a proceder a los cálculos.

1. 25,000 kgf * cm / W = 2100 kgf / cm2 / W. El momento de resistencia, por lo tanto, no debe ser inferior a 25,000 kgf * cm / 2100 kgf / cm2 = 11.9 cm3.
2. Ahora solo queda elegir una tubería con el valor correspondiente de W en la tabla del surtido. Con una sección transversal cuadrada, esta condición se cumple, en particular, para los tamaños 50x6 y 60x3.5.

Nota: hemos encontrado las dimensiones mínimas en las que la viga puede soportar la carga adecuada; al mismo tiempo, descuidaron el margen de seguridad (por ejemplo, en caso de que alguien de los hipotéticos visitantes del balcón saltara), el propio peso del balcón y el desgaste del marco por corrosión. En la práctica, estos factores se nivelan al menos tres veces en el momento de la resistencia.

Conclusión

Esperamos que no hayan cansado al lector con una gran cantidad de números secos y tareas calculadas. Como de costumbre, se puede encontrar información adicional en el video de este artículo. ¡Éxitos!