Při výběru pronájmu profilů si klient musí uvědomit, že přesné výpočty možného zatížení v závislosti na lineárních a dalších parametrech stoupaček jsou velmi důležité. Jakákoli vytvořená konstrukce je navržena pro konkrétní hmotnost.
Je přísně zakázáno na něj umisťovat spoje nebo předměty, jejichž hmotnost bude s přihlédnutím k vlivu povětrnostních faktorů více než přípustná.
Aplikace profilů
Chcete-li vědět, proč potřebujete vypočítat zatížení profilové trubky, podívejme se, kde se používá.
Stoupačky s profilovou částí našly své uplatnění v různých sférách lidské činnosti.
S jejich pomocí:
- baldachýny jsou instalovány na balkonech, verandách, v blízkosti soukromých domů;
- montují se schody, pódia, pódia.
Na podobných konstrukcích jsou umístěny barové pulty, televizní stojany, zábradlí a akvária. Bez nich se stavba neobejde.
Díly si získaly obzvláštní oblibu při stavbě zemědělských zařízení. Jsou nepostradatelné při výstavbě hangárů pro skladování obilí, skladů, garáží a dalších objektů.
Seznam pokračuje, ale hlavní věc, kterou je třeba si zapamatovat, je:
Aby byly konstrukce bezpečné, spolehlivé a sloužily po dlouhou dobu, je nutné vypočítat svislé zatížení profilové trubky. Pokud se tak nestane, systém nemusí unést váhu, což povede k nežádoucím důsledkům.
Je nutné počítat zatížení?
Popularita profilových trubek je vysvětlena nízkou cenou, nízkou hmotností, vysoká pevnost v ohybu. Při výběru válcovaných výrobků s obdélníkovým nebo čtvercovým průřezem většina zákazníků chápe důležitost výpočtu zatížení profilové trubky. Zohledňuje se korespondence lineárních rozměrů profilů s možnou mechanickou silou působící na součást.
Co se stane, když nebudeme brát v úvahu možný vliv gravitace na konstrukci? Na to nemůžete ani myslet, protože když jste vystaveni maximální povolené hmotnosti, Možnosti 2:
- nevratné ohýbání trubky, protože ztratí svou elasticitu;
- zničení celé struktury, která je plná negativních důsledků.
Výpočet není vždy nutný
Pokud se rozhodnete použít profilovou trubku pro stavbu brány, plotu nebo zábradlí, není nutné provádět výpočty ohybu, protože zatížení takových systémů je minimální.
Co je třeba vzít v úvahu při výpočtu
Při zahájení instalace budovy je nutné ji nakreslit. Díky této konstrukci rámu lze provádět určité výpočty. Chcete-li to provést, musíte na výkres uvést přesné rozměry a poté provést výpočty s přihlédnutím k celkovému napětí. Pokud je vše provedeno přesně, struktura bude spolehlivá a bezpečná.
Pro přesný a rychlý výpočet zatížení profilové trubky můžete použít kalkulačku nebo program SketchUP. (Stáhnout torrent – oficiální ruská verze! Bitová hloubka: 64bit, Jazyk rozhraní: ruština, Tablet: Současný)
Výpočet bude správný, pokud budou splněny následující 3 podmínky:
- Pokud má systém podpěry a horní rám, ve kterém dochází k mechanickému (nikoli elektrickému!) namáhání, pak se síly rozloží mezi několik stoupaček v závislosti na jejich vzájemném spojení.
- Dostatečně velká výška systému může snížit nosnost jednotlivých podpěr. To je způsobeno výskytem točivého momentu ve stoupačkách.
- Chcete-li získat spolehlivou kovovou konstrukci velké výšky, musíte přidat další podpěry. Díky výztužným žebrům, které budou spojovat nálitky, může být mechanické napětí rozloženo rovnoměrněji.
Jaké informace jsou stále důležité?
Při provádění přímých výpočtů musíte mít informace o:
1. Typy možných zatížení.
- stabilní, která zohledňuje hmotnost konstrukčních dílů, hmotu zeminy, tlak střechy atd.;
- dlouhodobé, které bude fungovat po dlouhou dobu, ale může se kdykoli změnit: hmotnost kotle, schodiště, cihlové zdi;
- krátkodobé, fungující po krátkou dobu (srážky, množství návštěvníků, vozidla);
- speciální, které jsou způsobeny nepředvídatelnými okolnostmi: bouřky, zemětřesení, sopečné erupce, výbuchy atd.
3. Celkové napětí konstrukce.
4. Pevnostní charakteristiky oceli.
Jaké metody se používají pro výpočet zatížení
Pro výpočet zatížení profilové trubky použijte:
- stoly;
- matematické vzorce;
- speciální online kalkulačka.
Pomocí tabulek
Při aplikaci první metody je nutné porovnat fyzikální vlastnosti potrubí, které bude použito pro konstrukci systému, s tabulkovými údaji. Chcete-li to provést, vezměte hodnoty z tabulek 1 nebo 2 v závislosti na typu profilu.
Tabulka 1. Zatížení čtvercových nálitků
| sekce, mm | Maximální možná hmotnost, kg | |||
| Délka rozpětí, m | ||||
| 1 | 2 | 4 | 6 | |
| 40h40h2 | 709 | 173 | 35 | 5 |
| 50h50h2 | 1165 | 286 | 61 | 14 |
| 60h60h3 | 2393 | 589 | 129 | 35 |
| 80h80h3 | 4492 | 1110 | 252 | 82 |
| 100h100h4 | 9217 | 2283 | 529 | 185 |
| 140h140h4 | 19062 | 4736 | 1125 | 429 |
Tabulka 2. Zatížení pro pravoúhlé stoupačky
(pro výpočty použijte dlouhou stranu)
| sekce, mm | Maximální možná hmotnost, kg | |||
| Délka rozpětí, m | ||||
| 1 | 3 | 4 | 6 | |
| 50h25h2 | 684 | 69 | 34 | 6 |
| 60h40h3 | 1255 | 130 | 66 | 17 |
| 80h40h3 | 2672 | 281 | 146 | 43 |
| 80h60h3 | 3583 | 380 | 199 | 62 |
| 100h50h4 | 5489 | 585 | 309 | 101 |
| 120h80h3 | 7854 | 846 | 455 | 164 |
Tyto tabulky obsahují údaje o maximálních přípustných hmotnostech. Při takovém dopadu na profil se trubka nezhroutí, ale pouze se ohne.
Pokud však zvýšíte hmotnost alespoň o 0,5 kg, systém může být zcela deformován, což povede ke zničení.
V tomto ohledu se v praxi volí díl s obdélníkovým nebo čtvercovým průřezem, jehož bezpečnostní rezerva by byla minimálně 2x větší než minimální.
Výhody tabulkové metody
Tabulková metoda je vysoce přesná. Chcete-li jej použít, musíte mít informace o typech podpěr, způsobech upevnění profilů na nich a typech zatížení.
Kromě, pro kompletní výpočty zatížení je nutné mít údaje na:
- momenty setrvačnosti profilové obdélníkové nebo čtvercové trubky, jejichž hodnotu lze převzít z tabulek, počínaje úseky 15x15x1 5 a konče 100x100x4 a výše;
- délka rozpětí;
- velikost gravitace na každé stoupačce;
- koeficienty modulu pružnosti (převzato z SNiP).
Hmotnost 1 m.p. profilu 15x15x1,5 je 0,606 kg. Na základě toho lze provést příslušné výpočty.
Poté přejdeme ke speciálním vzorcům, tedy k matematické metodě. Vztahy ukazují, jak spolu tyto fyzikální veličiny souvisí, jak najít neznámou veličinu se 2 a více známými parametry atd.
Nebo by možná byla lepší kalkulačka?
Nejrychlejší způsob, jak provést výpočty, je použít kalkulačku. Zvláštností takového programu je, že je nutné zadat potřebné parametry, vlastnosti produktu, lineární rozměry a další vlastnosti budoucího návrhu. Online kalkulačka na závěr poskytne výpočet zatížení profilové trubky pro dané parametry.
Důležité! Chcete-li vypočítat zatížení, musíte použít speciální online kalkulačky, které jsou zveřejněny na webových stránkách spolehlivých společností.
Pouze v tomto případě budou konečné údaje o uspořádání systému správné. Samotná konstrukce bude odolná a zcela bezpečná.
Pomocí kalkulačky můžete vypočítat nejen svislé, ale také boční zatížení profilové trubky. To znamená, že použití takových výpočetních schémat nám umožňuje určit, jak lze váhu rozložit v systému.
Důležité! Nejlepší je využít služeb lidí, kteří jsou obeznámeni s GOST, rozumí konstrukci, pevnostním materiálům a mají zkušenosti s prací s podobnými programy.
Co se primárně počítá pomocí vzorců
Počítá se mnoho parametrů.
Nejčastěji hledané:
- Přípustná úroveň napětí v ohybu. Použitý vzorec je
P= M/W,
kde P je možné ohybové napětí,
M – hodnota ohybového momentu síly,
W – mechanická odolnost. - Požadovaná stoupací část:
F = N/R,
kde F je požadovaná plocha průřezu (cm²),
N – efektivní hmotnost (kg),
R je hodnota odporu kovu při deformaci, odpovídající meze kluzu (kg/cm²).
Hodnoty fyzikálních veličin lze nalézt ve speciálních tabulkách.
Zatížení na kulaté trubky
přihláška
Kulaté trubky lze nalézt kdekoli. Podpěry, regály, sloupy, kontejnery – to není úplný seznam použití skořepin (skořepina je válcový plech bez konců).
Profil prstencového potrubí lze nalézt při pokládce vodovodních, ropovodů a plynovodů v domácím i průmyslovém měřítku. Jsou vynikajícím materiálem pro plotové sloupky, brány a brány.
Díky přítomnosti uzavřeného obrysu má kruhová trubka významnou výhodu ve srovnání s kanály a úhly s podobnými lineárními parametry.
Mnoho lidí si myslí, že aby bylo možné určit pevnost stoupačky podél osy při tlakovém zatížení, musíte mít údaje o velikosti zatížení a ploše průřezu.
V důsledku dělení prvního parametru druhým byla získána požadovaná pevnost. Po porovnání získaného parametru s přípustnou hodnotou převzatou z tabulky je učiněn závěr, zda takové zatížení může být aplikováno na konkrétní stoupačku nebo ne.
Pokud je počet nižší než povolený, pak je vše v pořádku. Ale je tu jedna věc: výpočty jsou spravedlivé pro protahování, ne pro kompresi.
Pomocí kalkulačky
Pro možnost s kompresí kulatého sloupku můžete provést potřebné výpočty pomocí online kalkulačky.
Nejprve se musíte seznámit s dalšími pojmy. Tyto zahrnují:
- Ztráta celkové stability.
Kontrola ztráty je nezbytná, aby se předešlo obrovským ztrátám jiných typů. - Ztráta lokální stability.
Hovoříme o dřívějším „dokončení“ tuhosti náběhových stěn působením zatížení na plášť. Jinými slovy, trubka se začne ohýbat dovnitř a kruhová část se změní na profil nepravidelného křivočarého tvaru, což vede ke ztrátě stability.
Pomocí Excelu
Pro komplexní ověření výpočtu stoupaček ohledně stability a pevnosti existuje speciální program Excel. Základem tohoto programu jsou data GOST 14249 89. S jeho pomocí můžete vypočítat maximální zatížení na kruhové trubce a také obecné síly na plášti kruhového průřezu.
Na internetu se často můžete setkat s následujícími otázkami: „Jaké zatížení vydrží kulatá trubka o délce 3, 4, 6 metrů? Jak to vypočítat pomocí online kalkulačky? Mohu to udělat sám?
Na tyto a další otázky se pokusíme podrobně odpovědět. Nejlepším vysvětlením by byl praktický výpočet velikosti svislého zatížení na kruhové trubce. Vezměme například vertikální kulatou stoupačku o průměru 57 mm a délce 3 metry (nejčastěji používanou pro uspořádání přístřešků, garáží a dalších staveb) a spočítejme, jaké zatížení potrubí vydrží.
Jaká data jsou potřeba
Algoritmus pro práci s programem je následující:
- Nejprve musíte otevřít GOST 14249 89, ze kterého musíte zapsat prvních 5 počátečních hodnot. Chcete-li rychle najít parametry, použijte poznámky pro každou buňku.
- Vyplňte buňky D8, D9, D10 a zadejte do nich lineární parametry stoupaček.
- Do buněk D11 až D15 zadejte možná zatížení.
Důležité! Pokud na plášť působí vnitřní přetlak, pak je hodnota vnějšího tlaku nulová. Podobně: když je stoupačka vystavena vnějšímu přetlaku, parametr vnitřního tlaku bude také roven nule.
V tomto případě budeme uvažovat účinek tlakové osové středové síly.
Důležité! Nezapomeňte, že poznámky pro každou buňku ve sloupci „Hodnota“ obsahují odkaz na čísla požadovaného vzorce, požadovanou tabulku nebo výkres z GOST 14249 89.
Co se stalo v důsledku
Musíte být schopni nejen používat program, ale také umět vysvětlit získané výsledky.
Je nutné porovnat poměr efektivního zatížení k přípustnému: pokud obdržíte číslo větší než jedna, potrubí je přetíženo. V opačném případě bude stoupačka odolat dané hmotnosti, za předpokladu správného výpočtu zatížení kruhového potrubí.
Důležité! Uživatel by měl vidět hodnotu celkového vlivu všech působících sil a tlaků.
Jak vidíte, dané schéma upevnění konců trubky odolá síle 4 tisíc 700 newtonů, což odpovídá hmotnosti přibližně 470,103 kg. Dále je nutné počítat s bezpečnostní rezervou, která činí cca 2 %.
Výkon
Shrneme-li výše uvedené, náhle vyvstane myšlenka: abyste se vyhnuli sebemenším chybným výpočtům, které jsou plné vážných následků, nepokoušejte se provádět výpočty sami, pokud nejste specialista. V tomto případě zůstanou všichni uživatelé struktur naživu a zdraví a struktura bude přinášet jen radost.
Při výběru profilové trubky je třeba věnovat zvláštní pozornost jejím parametrům a vzít v úvahu, jaké zatížení profilová trubka vydrží.
Tyto trubky se používají jako rámy pro různé konstrukce, proto je nutné produkty vybírat co nejzodpovědněji.
Výhody profilových trubek jsou:
- světlost;
- spolehlivost;
- odolnost vůči zatížení;
- snadnost instalace.
Zatížení působící na profilovou trubku
Pokud plánujete vyrobit altán nebo skleník, neměli byste vážně přemýšlet o zatížení, protože takové konstrukce nepodléhají vážným silám. Ale pokud se vyrábí baldachýn, baldachýn nebo rám pro vážnější strukturu, pak jsou prostě nutné podrobné výpočty.
Profilové trubky jsou odolné vůči deformaci, ale také mají své limity. Pokud zatížení odpovídá normě, výrobek se může ohnout vlivem zatížení, například mokrého sněhu. Pokud je sníh odstraněn, potrubí se vrátí do původního tvaru. Pokud je překročeno povolené zatížení, potrubí neobnoví svůj tvar. To je v nejlepším případě, v nejhorším to prostě praskne.
Při výběru profilové trubky je proto nutné vzít v úvahu:
rozměry;
- sekce. Obvykle se používají obdélníkové a čtvercové trubky;
- napětí rámu trubky;
- pevnost materiálu;
- pravděpodobná zatížení, která mohou vzniknout během provozu.
Klasifikace zatížení
Jedním z klasifikačních kritérií je doba vystavení zátěži. Druhy těchto zátěží stanoví SP 20.13330.2011. A jsou to:
- trvalý. To znamená, že se po poměrně dlouhou dobu nemění ani hmotnost, ani takový ukazatel jako tlak. Příklad vlastního zatížení: hmotnost a tlak stavebních prvků;
- dočasné, ale trvalé. Například hmotnost dřevotřískových příček;
- krátkodobý. To je přesně to, o čem byla řeč výše: sníh, vítr a další přírodní jevy;
- speciální. Například zatížení z výbuchů a nárazů strojů.
Pokud se tedy na území domácnosti staví baldachýn, je třeba vzít v úvahu řadu zatížení:
- ze sněhu a větru;
- před možnými kolizemi s auty.
V oblastech, kde dochází k periodickým zemětřesením, nelze tento faktor ignorovat. V takových oblastech musí být konstrukce co nejpevnější.
Návrhová schémata
Návrhová schémata berou v úvahu nejen typy zatížení, ale také to, jak je zatížení distribuováno v celé konstrukci. Například podpěry mohou být vystaveny většímu zatížení, zatímco dodatečné příčné prvky mohou vykazovat menší zatížení.
Maximální zatížení
Abyste pochopili, jaké maximální zatížení jsou nastaveny pro potrubí, musíte si prostudovat následující tabulky.
Tabulka 1. Zatížení pro trubku se čtvercovým profilem
| Rozměry profilu, mm | Maximální zatížení, kg, s ohledem na délku rozpětí | |||||
| 1 metr | Měřiče 2 | Měřiče 3 | Měřiče 4 | 5 metrů | 6 metrů | |
| Trubka 40x40x2 | 709 | 173 | 72 | 35 | 16 | 5 |
| Trubka 40x40x3 | 949 | 231 | 96 | 46 | 21 | 6 |
| Trubka 50x50x2 | 1165 | 286 | 120 | 61 | 31 | 14 |
| Trubka 50x50x3 | 1615 | 396 | 167 | 84 | 43 | 19 |
| Trubka 60x60x2 | 1714 | 422 | 180 | 93 | 50 | 26 |
| Trubka 60x60x3 | 2393 | 589 | 250 | 129 | 69 | 35 |
| Trubka 80x80x3 | 4492 | 1110 | 478 | 252 | 144 | 82 |
| Trubka 100x100x3 | 7473 | 1851 | 803 | 430 | 253 | 152 |
| Trubka 100x100x4 | 9217 | 2283 | 990 | 529 | 310 | 185 |
| Trubka 120x120x4 | 13726 | 3339 | 1484 | 801 | 478 | 296 |
| Trubka 140x140x4 | 19062 | 4736 | 2069 | 1125 | 679 | 429 |
Tabulka 2. Zatížení pro trubku s obdélníkovým profilem (počítáno na větší straně)
| Rozměry profilu, mm | Maximální zatížení, kg, s ohledem na délku rozpětí | |||||
| 1 metr | Měřiče 2 | Měřiče 3 | Měřiče 4 | 5 metrů | 6 metrů | |
| Trubka 50x25x2 | 684 | 167 | 69 | 34 | 16 | 6 |
| Trubka 60x40x3 | 1255 | 308 | 130 | 66 | 35 | 17 |
| Trubka 80x40x2 | 1911 | 471 | 202 | 105 | 58 | 31 |
| Trubka 80x40x3 | 2672 | 658 | 281 | 146 | 81 | 43 |
| Trubka 80x60x3 | 3583 | 884 | 380 | 199 | 112 | 62 |
| Trubka 100x50x4 | 5489 | 1357 | 585 | 309 | 176 | 101 |
| Trubka 120x80x3 | 7854 | 1947 | 846 | 455 | 269 | 164 |
Jsou uvedena maximální zatížení, která nezpůsobí prasknutí potrubí. Konstrukční prvek se ohne a v budoucnu nezíská svůj původní tvar. Pokud je překročeno maximální zatížení profilové trubky, dojde k prasknutí.
Metody výpočtu zatížení
Používají se následující metody:
- používání rozvinutých tabulek;
- použití fyzikálních vzorců;
- výpočet pomocí speciální kalkulačky.
Pro výpočet zatížení pomocí tabulek je nutné sestavit charakteristiky skutečného potrubí s těmi charakteristikami, které jsou v tabulce.
Pokud se výpočet zatížení profilové trubky provádí pomocí vzorců, pak se v zásadě používá následující vzorec: Rizg = M/W. Ohybový moment se dělí odporem.
Existují také speciální kalkulačky vyvinuté specialisty. Takové kalkulátory však lze použít pouze tehdy, jsou-li umístěny na spolehlivých internetových stránkách nebo předány kompetentním osobám, které se dobře vyznají v zatížení profilových trubek.
Je třeba zdůraznit: neměli byste provádět výpočty sami. Za prvé, abyste správně provedli výpočty, musíte znát GOST a sílu materiálů. Za druhé, sebemenší chybný výpočet může vést k vážným následkům.
Výpočet zatížení potrubí je tedy velmi důležitým postupem. Jeho zanedbání může mít vážné následky:
- zničení stavby nebo budovy;
- přítomnost obětí a obětí.
Ve zprávách občas můžete vidět příběhy o tom, jak se někde zřítila střecha budovy nebo její další prvky. Takové situace nejčastěji vznikají kvůli skutečnosti, že ve výpočtech došlo k chybám.
