Как рассчитать нагрузку на профильные трубы.

Иногда в новостях можно увидеть, как рушится крыша или другая конструкция. Причиной таких ситуаций часто становятся ошибки в расчетах.

Какую нагрузку может выдержать профильная труба — таблица

Секционные стальные изделия пользуются большим спросом в современном строительстве благодаря своему долгому сроку службы и простоте монтажа. Перед покупкой труб необходимо произвести расчеты на несущую способность и прочность на изгиб, чтобы определить тип и количество материала.

Особенности профильных изделий

Секционные трубы, широко применяемые при монтаже различных конструкций и коммуникаций, представляют собой полый металлический прут удлиненной формы с квадратным или прямоугольным сечением.

• теплиц;
• павильонов и остановок;
• рекламных конструкций;
• перегородок;
• лестниц;
• мебели и т. д.

Стальные трубы также могут использоваться в качестве пластин или балок.

Можно ли обойтись без расчетов

Простые бытовые конструкции (легкие заборы) возводятся с запасом прочности, чтобы избежать расчетов. Стоимость таких конструкций невысока, и нет необходимости заниматься трудоемкими расчетами.

Однако более сложные конструкции (навесы, террасы, теплицы), которые могут разрушиться при порыве ветра, снегопаде или под весом элементарного оборудования, требуют даже самого простого расчета.

Что произойдет если не рассчитать нагрузку

Несоблюдение этого правила приводит в лучшем случае к потере времени и денег на устранение последствий разрушения конструкции. Более серьезные последствия могут возникнуть, если обрушится крыша или вся металлоконструкция, даже в случае неожиданного сильного снегопада или ветра. Вертикальные столбы могут быть повреждены в результате случайного механического воздействия, например, припаркованного автомобиля.

Читать: Как построить лестницу из секционной трубы: Схемы, выбор материала + пошаговая инструкция.

Методы расчета

Определите, какую вертикальную нагрузку может выдержать профильная труба. Для расчета сил в других направлениях можно использовать несколько методов, наиболее важные из которых следующие.

1. рассчитать необходимую нагрузку, используя специальные таблицы из справочников.

Относительно простой и эффективный метод. Изначально он основывается на оценке типов рассчитываемых опор, способе крепления выбранного профиля к опорам и типе прикладываемых нагрузок.

Возможность использования таблиц становится реальной при наличии некоторой первичной информации:

• величину «I» (обозначает момент инерции). Для квадратного сечения данный параметр приведен в нормативе 8639-82, прямоугольной – 8645-68;
• величину «L» — длина пролета;
• значение «Q» — это параметр нагрузки, действующей на трубу;
• следует учитывать также модуль упругости (приведен в действующих сводах правил).

Перечисленные характеристики вводятся в нужный тип, из которого выбирается вариант с учетом распределения нагрузки и крепления к опорам. Формулы деформации изменяются в соответствии с выбранной расчетной схемой.

2. применение классической формулы напряжения изгиба

Для расчета требуется формула Pisg=M/W.

Здесь M обозначает изгибающий момент, а W — сопротивление. В качестве основы для расчета используется закон Гука. Также учитываются другие параметры, такие как свойства металла конкретной трубы, ожидаемые нагрузки и другие факторы.

3. расчет нагрузок с помощью специальных компьютеров.

Расчет деформации рассматриваемых труб — очень трудоемкий и сложный процесс, требующий значительных знаний (СП, нормативы ГОСТ, определение видов нагрузок, схема расчета, добавление коэффициента безопасности). Поэтому лучше доверить расчеты профессиональной организации. Это обеспечит качество расчетов, а затраты будут значительно ниже.

Какая нагрузка действует на профильную трубу

Другой вопрос — как рассчитать размер профильной трубы, чтобы у вас была «небольшая цена» для покупки трубы, подходящей для нагрузки. Для перил, заборов и теплиц можно обойтись без расчетов. Но если вы строите навес, крышу или козырек, то без серьезных расчетов нагрузки не обойтись.

Любой материал сопротивляется внешним нагрузкам, и сталь не является исключением. Если нагрузка на профильную трубу не превышает допустимых значений, то конструкция прогнется, но выдержит нагрузку. Когда вес нагрузки снимается, профиль возвращается в исходное положение. Если допустимая нагрузка превышена, труба деформируется и остается в таком положении навсегда или трескается на изгибе.

Чтобы избежать негативных последствий, при расчете профиля трубы необходимо учитывать следующее:

1. размеры и сечение (квадратное или прямоугольное);
2. напряжение конструкции;
3. прочность стали;
4. типы возможных нагрузок.

Классификация нагрузок на профильную трубу

Согласно СП 20.13330.2011, в зависимости от места действия различают следующие виды нагрузок:

1. постоянные, вес и давление которых не меняется со временем (вес частей здания, грунта и т.д.);
2. временные длительные (вес лестницы, котлов в коттедже, перегородок из гипсокартона);
3. кратковременные (снеговые и ветровые, вес людей, мебели, транспорт и т.д.);
4. особые (землетрясения, взрывы, удар машины и т.д).

Например, вы строите сарай во дворе и используете профильную трубу в качестве несущей конструкции. Вы используете профильную трубу в качестве конструкции, вы используете трубу в качестве фундамента для строительства и используете профильную трубу в качестве несущей конструкции:

1. материал для навеса;
2. вес снега;
3. сильный ветер;
4. возможное столкновение автомобиля с опорой во время неудачной парковки во дворе.

Используйте для этого СП 20.13330.2011 «Нагрузки и действия». В нем содержатся карты и правила, необходимые для правильного расчета нагрузок на профиль.

Расчетные схемы нагрузки на профильную трубу

Помимо типов и видов нагрузок на профиль, при расчете линии учитываются типы опор и тип распределения нагрузки. Калькулятор производит расчет только с 6 типами расчетных схем.

Максимальные нагрузки на профильную трубу

Некоторые читатели спрашивают: «Зачем делать такие сложные расчеты, если мне нужно сварить перила для веранды?». В таких случаях сложные и дифференцированные расчеты не нужны, так как можно обойтись готовыми решениями (табл. 1, 2).

Таблица 1. Нагрузки для секционных труб 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

Какую нагрузку способны выдержать профильные трубы

Согласно признанным стандартам, нагрузка делится на четыре группы по времени воздействия:

• Постоянная. На профиль оказывается воздействие без изменений показателей. Это могут быть другие материалы, грунт и т. д.;
• Временно длительная. На профильную конструкцию оказывается нагрузка в течение продолжительного времени. Например, при возведении гипсокартонных перегородок, постройке лестниц в частных домах и т. д.;
• Кратковременная. Трубопрокат испытывает сезонные или временные нагрузки. Например, тяжесть снега, сильного ветра или напора дождя, вес мебели и посетителей и т. д.;
• Особенная. Нагрузка на случай стихийных бедствий или чрезвычайных ситуаций. Например, во время землетрясения, столкновения транспорта и т. д.

Примечание. При расчете нагрузки на металлопрофиль для возведения кровли следует учитывать, что изделие является несущей конструкцией.

При расчете нагрузки на каркас металлопрофиля необходимо учитывать следующие виды нагрузок:

• вес и вид материала навеса;
• тип снежного покрова и его высота;
• сила ветра;
• возможность повреждения конструкции транспортными средствами.

Расчеты и типовые решения

Чтобы избежать трудоемких расчетов, которые без знания физики и использования калькулятора могут привести к ошибкам, рекомендуется использовать стандартные решения с минимальной нагрузкой на колонну. Надежные подвижные петли для фиксации наклона и распределения крутящего момента также помогут вам достичь желаемого. В этом случае важно рассчитать, как долго прослужит такая опора.

Таким образом, с помощью стальных кронштейнов и корпусных креплений можно рассчитать различную мебель, полагаясь на их надежность и долговечность. Приспособления обычно обеспечивают надежную поддержку конструкции. Выбирайте качественную сталь от надежного российского производителя и избегайте покупки некачественной продукции.

Труба профильная технические характеристики

Основным нормативным документом, регламентирующим все основные технические характеристики и свойства профильных труб, является ГОСТ 13663-86, кроме того, ГОСТ 8639-82 определяет сортамент металлопродукции данного типа. Согласно этим документам, трубный сектор делится на следующие три категории:

Холоднодеформированная продукция (или, эквивалентно, холоднотянутая продукция).

Горячедеформированная продукция (более известная как горячекатаная продукция).

Электросварные (сварные) изделия, которые производятся с использованием сварочных технологий.

Холодноформованные и горячеформованные изделия относятся к бесшовным изделиям и в некоторых случаях могут также использоваться для производства труб, а не только для изготовления металлоконструкций.

Основные размеры трубы профильной

Геометрические размеры влияют на цену изделия, см. раздел «Цена трубы». Размеры регламентируются государственными стандартами, они включают в себя не только характеристику ширины и высоты сечения профиля, но и длину изделия, а также толщину стенки. Кстати, хотя размеры и определены ГОСТом, ничто и никто не запрещает выпускать «неформу» с другими требуемыми стандартными размерами.

Высота и ширина стенок профильной трубы варьируются от 10 до 180 мм при толщине стенки от 1 до 14 мм. Длина стандартных сечений труб обычно зависит от производственного процесса и может составлять от 1,5 до 12,5 м, которые для простоты делятся на мерные, кратные мерные и немерные длины. Кроме того, все сечения труб регламентируются не только по механическим свойствам, но и по химическому составу металла.

Толщина имеет значение!

Толщина стенки — это техническая характеристика, определяющая прочность и, соответственно, дальность действия металлического изделия, а также его вес. Она определяется ГОСТом в зависимости от вида труб:

Для холоднокатаных труб — от 1 до 8 мм,

Для горячекатаных труб — от 4 до 14 мм,

Для сварных труб — от 1 до 5 мм.

Вес поперечной трубы, который зависит от толщины стенки, в свою очередь характеризует качество изготовленной из нее конструкции. В некоторых случаях знание веса и внешних геометрических размеров трубы позволяет определить толщину стенки в местах, недоступных для прямого измерения.

В целом, все технические характеристики секционной трубы взаимосвязаны, поэтому оценить качество продукции, предлагаемой конкретным производителем, достаточно легко, если знать расчетные значения характеристик, установленных ГОСТом.

Характеристики секционных труб

Основным нормативным документом, регламентирующим все основные технические характеристики и свойства секционных труб, является ГОСТ 13663-86, кроме того, ГОСТ 8639-82 определяет ряд видов металлопродукции этого типа.