- Нагрузка На Столб Из Профильной Трубы
- Как рассчитать нагрузку на профильную трубу
- Какая нагрузка действует на профильную трубу
- Классификация нагрузок на профильную трубу
- Расчетные схемы нагрузки на профильную трубу
- Максимальные нагрузки на профильную трубу
- Методы расчета нагрузок на профильную трубу
- Как рассчитать нагрузку с помощью справочных таблиц
- Расчет по формуле максимального напряжения при изгибе профильной трубы
- Калькулятор для расчета нагрузки на профильную трубу
- Виды нагрузок действующих на профильную трубу и способы ее расчета
- Нагрузка, действующая на профильную трубу
- Классификация нагрузок
- Расчетные схемы
- Максимальные нагрузки
- Методы расчета нагрузки
Нагрузка На Столб Из Профильной Трубы
Как рассчитать нагрузку на профильную трубу
Выбирая профильную трубу для несущих конструкций самостоятельно, заказчик понимает важность точных вычислений параметров и нагрузки. В этой статье мы попробуем разобраться, стоит ли экономить на расчетах.
Профильные трубы для высокой нагрузки
С приходом лета начинается строительный сезон для компаний, владельцев коттеджей, дачных участков. Кто-то строит беседку, теплицу или забор, другие люди перекрывают кровлю или возводят баню. И когда перед заказчиком возникает вопрос о несущих конструкциях, чаще выбор останавливается на профильной трубе из-за низкой стоимости и прочности на изгиб при малом весе.
Какая нагрузка действует на профильную трубу
Другой вопрос, как рассчитать размеры профильной трубы 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”. Столб из профильной трубы 60х60? В таких случаях нет необходимости в сложных расчетах с учетом нюансов, так как можно прибегнуть к готовым решениям (таб. 1, 2).
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 |
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.
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.
Согласно закону Гука сила упругости прямо пропорциональна величине деформации. Теперь подставляют значения для нужного профиля. Дальше формула уточняется и дополняется, исходя из характеристик стали для профильной трубы, нагрузки и т. д.
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.
Если вы решили вопрос расчета нагрузки на профильную трубу, поделитесь опытом и расскажите, для чего вы ее использовали в комментариях!
Виды нагрузок действующих на профильную трубу и способы ее расчета
Выбирая профильную трубу, необходимо особое внимание уделять ее 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. Винтовые сваи из профильной трубы? 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. Кованые изделия из профильной трубы фото? 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.