Стержневые конструкции
В сварных конструкциях чаще всего встречаются следующие виды деталей: фермы из стержней, работающих на растяжение или сжатие (на продольный изгиб), балки и стойки.
Для каждого из этих видов деталей применяют определенные проверенные опытом методы расчета и конструкции сварных соединений.
Стержни соединяются в узловых точках посредством косынок.
Стержни, работающие на сжатие, изготовляются из профилей с малой площадью сечения и большим моментом инерции, т. е. из угольников, двутавров, швеллеров.
В зависимости от расположения применяют стержни цельные, состоящие из таврового, двутаврового или швеллерного профиля. Могут быть применены составные стержни из двух профилей (углового, двутаврового, таврового или швеллерного), соединенных сплошным или прерывистым швом, а также сложносоставные (рис. 8), изготовленные из двух или нескольких цельных стержней, взаимно связанных накладками или косынками. Стержни ферм должны быть соединены таким образом, чтобы линии центров тяжести стержней пересекались в одной точке косынки (рис. 9).
Как влияет прочность материала на допустимые радиусы изгиба
Действующие на территории нашей страны ГОСТы достаточно подробно регламентируют характеристики и свойства элементов, используемые при расчете прочности трубы на изгиб. Прежде всего, в этом контексте рассматривается минимальный радиус, на который допускается сгибать профильное трубное изделие. Он зависит от условий выполнения гибки. Если эта процедура осуществляется с нагреванием или с набивкой полости трубы песком, значение наружного диаметра начинается с отметки 3,5 DN (под DN понимается условный проход).
В случае, когда исполнителю доступно применение специализированного оборудования (например, трубогибочного станка), позволяющего выполнить последовательность необходимых операций без нагревания, либо иных дополнительных мероприятий, тогда минимальный диаметр составляет 4 DN.
При необходимости выполнения достаточно крутого изгиба диаметр должен быть равен минимум 10 DN, поскольку эта процедура будет проводиться другими способами, преимущественно, при высоких температурах.
Разумеется, предусмотренные государственными стандартами значения можно немного уменьшить, но тогда производить расчет профильной трубы на изгиб необходимо очень внимательно. Отступления от ГОСТа возможны, если при используемом способе сгибания толщина стенки гарантировано изменится от изначальной на 15%. Только тогда можно быть уверенным, что изгиб на меньшие величины существенного влияния на прочность конструкции в дальнейшем не окажет.
Согнуть трубу на максимально допустимый для нее радиус можно только при помощи специального станка или приспособления
Расчет прямоугольной трубы на прогиб и изгиб
Прямоугольная труба — это металлопрокат замкнутого профиля. Применяется он обычно в качестве распорок (т.е. работает только на сжатие и растяжение) в каркасных сооружениях или поясов ферм. Но бывают случаи, когда прямоугольную трубу закладывают и в перекрытия жилых зданий или изготавливают из нее, например, козырек над входной дверью. Другими словами, данный профиль используется в тех местах, где он испытывает только изгибающие усилия.
Ниже представлен калькулятор, который как раз и может произвести расчет прямоугольной трубы на прогиб и изгиб. Иначе говоря, он может подобрать нужный профиль в зависимости от максимального изгибающего момента, приходящегося на балку, или максимально возможного прогиба, который вы установите самостоятельно или в соответствии со СНиП «Нагрузки и воздействия». Сам подбор можно одновременно осуществить для труб по двум стандартам: ГОСТ 8645-68 и 30245-2003.
Рассчитать прямоугольную трубу можно для шести схем загружения (см. рисунок). Три из них — это балки с равномерно распределенными нагрузками, а остальные — с одной и двумя сосредоточенными силами.
Электроконтактная сварка
Видами контактной сварки являются точечная, шовная и стыковая. При точечной и шовной электросварке электрический ток пропускают через электроды, сжимающие листы, положенные внахлестку, а при стыковой – через листы, положенные встык. В процессе сварки электрод перемещается по поверхности соединяемых листов. Под электродом, в месте его прохождения, ток, проходя через металл, нагревает его, и листы свариваются.
Эти виды сварки очень экономичны и производительны, их применяют для соединения листовых изделий (рис. 2).
Рис. 2. Схемы электроконтактной сварки: а – точечной, б – шовной
Сварные соединения
Сварка — очень популярный метод стыковки отдельных частей в трубопроводной конструкции. Особенно этот способ востребован при монтаже технических коммуникаций на производствах.
Для монтажа стальных трубопроводов чаще всего применяется метод горячей сварки
Стоит отметить, что посредством сварки могут соединяться не только отдельные детали в металлических конструкциях, но и пластмассовые изделия. В некоторых случаях сварку используют и для стыковки стеклянных деталей.
В зависимости от способа воздействия на материал, выделяют два основных способа такого соединения:
- сварка с помощью плавления;
- сварка давлением.
Сваривание плавлением имеет множество вариантов реализации:
- электродуговая;
- простая электрическая;
- электролучевая;
- лазерная;
- сварка газом.
Самым востребованным, среди этих вариантов можно назвать первый. Использование электродуговой сварки подразумевает то, что источником нагрева является электрическая дуга. Данный тип работ может выполняться двумя способами:
- с переменным током;
- с постоянным током.
Сварка металла может производиться электрическим или газовым оборудованием
Такой вид монтажа может проводиться с использованием различного оборудования, поэтому можно выделить три типа сварки:
- ручная;
- полуавтоматическая;
- автоматическая.
Виды сварных соединений
Существуют разные способы сварки отдельных деталей в трубопроводных коммуникациях. Рассмотрим их:
- встык;
- внахлёст;
- угловое;
- с привариванием различных элементов.
Наиболее востребованными и распространёнными являются следующие соединения с помощью сварки:
- Стыковое (продольное и поперечное). При данном варианте сварки могут использоваться подкладные элементы — кольца. Шов в таких стыках может быть одно- и двусторонним. Последний применяется в тех случаях, когда деталь имеет большие показатели сечения — более 500 мм.
- Угловое (одностороннее и двустороннее). Такой вариант можно выполнить по-разному. В некоторых случаях угловые сочленения сваривают со скосом кромки, а в некоторых — без него.
- Раструбное сварное сцепление внахлёст. Раструбное соединение используется для того чтобы стыковать элементы трубопроводов, имеющих высокий коэффициент пластичности. К ним можно отнести детали из цветных металлов, а также пластиковые элементы.
Кроме этого, посредством сварки соединяют и квадратные трубы, которые используются в строительстве и производстве различной мебели. Для монтажа трубопроводов они не подходят. Это связано с формой их сечения — оно ухудшает пропускные характеристики, в то время как круглое является наилучшим вариантом для трубопроводных конструкций.
Сварка встык применяется для труб, диаметр которых превышает 50 мм
Соединение стальных и полимерных труб без сварки при монтаже или ремонте водопровода
При ремонте или монтаже канализационных и водопроводных сетей перед мастером часто возникает вопрос – как соединить трубы без сварки и резьбы удобным способом? Такие ситуации могут возникнуть при проведении манипуляций в труднодоступных местах трубопровода, когда работа со сварочным аппаратом не представляется возможной. Также необходимость скрепления металлических патрубков без сварки или нарезания резьбы возникает в том случае, если существующая канализационная система находится в довольно ветхом, но рабочем состоянии. Сварка или нарезание резьбы на старой трубе в таком случае нежелательны, так как могут нанести коммуникациям еще большие повреждения.
Газовая сварка деталей
При газовой сварке производят местный нагрев свариваемых металлов до температуры плавления и сваривают их с помощью присадочного материала. Металлы нагревают газовой горелкой. Температура при горении газовой смеси достигает 3100-3200°С. В качестве присадочного материала при сварке низкоуглеродистой стали применяют проволоку с содержанием (%): 0,06-0,1 углерода, 0,1-0,25 кремния и 0,2-0,4 марганца.
Газовую сварку применяют для соединения тонкой листовой стали, чугуна, цветных металлов и сплавов, а также для разъединения сваренных деталей и для резки металла на заготовки для деталей.
Известны два основных способа ручной газовой сварки: правый и левый. В первом случае пламя сварочной горелки направлено на выполненный шов, горелка перемещается впереди прутка присадочного металла, процесс сварки ведется слева направо; во втором пламя направлено в сторону еще не заваренного соединения, впереди находится пруток присадочного металла, а за ним – пламя горелки, процесс сварки ведется справа налево.
Левый способ, получивший наибольшее распространение, более пригоден для сварки стальных деталей толщиной до 3 мм. Он обеспечивает получение шва с равномерными шириной и высотой валика и с лучшим внешним видом. При этом способе уменьшается вероятность прожога металла при сварке листов малой толщины.
Правый способ рекомендуется для сварки стальных деталей, особенно из легированных сталей и сталей с повышенным содержанием углерода, деталей толщиной более 5 мм и только в нижнем положении, отличается большей производительностью, чем левый при сварке сталей толщиной более 5 мм, обеспечивает некоторую термическую обработку сварного соединения.
Подготовка кромок монтажных стыков по возможности должна предусматривать их сварку в горизонтальном нижнем положении (табл. 7).
Таблица 7. Виды подготовки кромок под газовую сварку стальных деталей
Способы изготовления
Производство профильных конструкций происходит несколькими способами:
1. Бесшовным. Изготовление деталей относится к горячекатаному способу. Изделия нашли свое применение в конструкциях, способных выдерживать сверхвысокие нагрузки. Бесшовные профильные трубы сечением 40х20х2 соответствуют гост 8645-68 и отличаются:
- высокой прочностью;
- устойчивостью к коррозионным процессам;
- стойкостью к воздействию рабочих сред кислотного характера.
2. Холоднокатаным или стандартным. Для трубных деталей характерны:
- отменные прочностные свойства;
- способность выдерживать резкие перепады давлений.
3. Электросварным. Сваривают детали, произведенные холоднокатаным или стандартным способом. Благодаря электросварной технологии, изделия обладают такими свойствами:
- высокая прочность;
- большой срок функционирования, если соблюдаются правила эксплуатации.
Кроме того, для изготовления изделий достаточно иметь сварку и вальцовочный станок. Минимальные затраты содействуют снижению цены на продукцию.
Данные виды профильных изделий отличаются отдельными характеристиками, но имеют одно общее важное свойство: надежность. Этим объясняется высокая популярность профильных элементов металлических конструкций
В случае толстой стенки
Сварка толстостенных труб потребует увеличения всех параметров. Температура должна находиться в пределах 2000 – 2300, усилие контролируется с помощью манометра.
Но лучшим способом контроля состояния валиков шва является визуальный контроль. Если валики тонкие, значит при нагреве была недостаточно высокая температура. Это ненадежное соединение и его следует переварить.
Для соединения отрезков с разным диаметром используются переходники из таких же материалов, как сама труба. Сварка деталей разного диаметра через переходник выполняется абсолютно одинаково, как и соединение одинакового диаметра.
Наиболее часто для сварки пластиковых деталей используется электромуфтовый метод. Особенно часто его применяют при сварке ПНД заготовок небольшого диаметра.
Трубы помещаются в специальные фитинги с расположенными в них нагревательными элементами. Материал муфты, расплавляясь, надежно сваривает заготовки разного диаметра.
При выполнении работ необходимо жестко фиксировать заготовки. Нагрев ведется в автоматическом режиме, после окончания сварки останется только отсоединить контакты.
В заключение надо напомнить, что каким бы образом не проводилась сварка труб разного диаметра, следует обязательно выполнять правила пожарной и электробезопасности.
Резьбовые соединения
А что же делать в тех случаях, когда нет возможности провести сварные работы? Способов стыковки элементов трубопровода без использования сварки довольно много. Наиболее популярным вариантом считается резьбовой монтаж. Резьба на трубах выполняется с помощью нарезки на специальных станках или обыкновенной плашкой. При необходимости нанесения резьбы на изделие с тонкими стенками используют способ накатки.
Если соблюдать все правила установки резьбового сочленения, то получится прочная и герметичная конструкция. Рассмотрим основные достоинства использования такого соединения:
- удобство монтажа.
- возможность ремонта или замены без повреждения трубопровода;
- установка производится без использования специального оборудования.
Кроме этого, существует несколько параметров резьбы, которые определяют её эксплуатацию:
- шаг нарезки;
- глубина;
- направление.
Шаг определяет дистанцию между вершиной витка и его основанием. Глубина является параметром, который определяется так: измеряется расстояние между основанием витка и его вершиной. Направление резьбы — важный момент, игнорируя который можно столкнуться с проблемами при монтаже трубопроводной конструкции. У резьбы существует два направления:
- правое;
- левое.
Многие разновидности труб оснащаются резьбой, они применяются там, где нужно создать надежное, но разъемное соединение
Инструменты и приспособления для монтажа
Для монтажа трубопровода с использованием электросварных фитингов понадобятся инструменты:
- для разрезания труб – труборез или ножовка по металлу;
- острый нож + наждачная бумага или фаскосниматель для зачистки среза от заусениц, неровностей;
- ацетон или органический растворитель, ветошь для снятия пыли и обезжиривания места стыка.
Сам процесс сварки требует подачи на клеммы определенного тока. Для этого используют профессиональный сварочный трансформатор. Он относится к дорогостоящему специальному оборудованию. Для монтажа индивидуальных коммуникаций такой трансформатор электроэнергии можно взять напрокат.
Рекомендуем ознакомиться: Монтаж стандартных и нестандартных соединений металлопластиковых труб
Сварочный аппарат легко настраивается на необходимое напряжение. В большинстве современных сварочников для полимерных материалов настройка проводится автоматически, согласно штрих коду на электросварочном фитинге. Продвинутые модели считывают информацию непосредственно с клемм муфты.
Соединение — труба — разный диаметр
Соединение — труба — разный диаметр
В тех случаях, когда к одному и тому же смотровому колодцу присоединяют несколько труб разных диаметров, то низ их — лоток — укладывают не на одинаковой отметке, а верх — шелыгу — на одной и той же отметке. Такое соединение труб разных диаметров необходимо для того, чтобы во время работы канализационной сети трубы малых диаметров не затоплялись сточными водами, протекающими в большом количестве по трубам больших диаметров.
Из трубчатых соединений с замкнутым швом чаще других применяют телескопические, представляющие собой соединения труб разного диаметра по внутренней поверхности трубы большего диаметра и по внешней поверхности трубы меньшего диаметра.
Отдельные совмещения уже применяются на практике и некоторые из них освещены в литературе. Совмещение обжима с вытяжкой теоретически и экспериментально исследовано Е. А. Поповым , обжим с раздачей применяется при изготовлении переходников для соединения труб разных диаметров и сепараторов конических подшипников. Указанные совмещения не исчерпывают всех возможных вариантов соединений элементарных операций, их может быть большее количество, а внедрение их безусловно положительно скажется на развитии холодно-штамповочного производства.
Муфты бывают короткие, длинные, компенсирующие, переходные. Для соединения труб с пересекающимися осями применяются угольники. Для соединения труб разного диаметра применяют фитинги переходные. В таблицах показаны формы и основные размеры отдельных фитингов. Там же приведены примеры их условных обозначений. Для более подробного ознакомления с фитингами следует обратиться к специальным стандартам и справочной литературе.
Место пайки прогревают в пламени горелки, а затем на него накладывают последовательно буру и твердый припой. Эксплуатация спаянных труб допускается при температуре среды до 200 С. Разъемные соединения труб могут быть проходными, предназначенными для труб, идущих в одном направлении; переходными, с помощью которых изменяют направление соединяемых труб, устанавливают ответвления или соединяют трубы разных диаметров; переборочными, предназначенными для соединения труб разных диаметров, с креплением их к металлической панели.
Перед пайкой концы труб очищают механическим путем или травлением в 10 % — ном растворе азотной кислоты. Место пайки прогревают в пламени горелки, а затем на него накладывают последовательно буру и твердый припой. Эксплуатация спаянных труб допускается при температуре среды до 200 С. Разъемные соединения труб могут быть проходными, предназначенными для труб, идущих в одном направлении; переходными, с помощью которых изменяют направление соединяемых труб, устанавливают ответвления или соединяют трубы разных диаметров; переборочными, предназначенными для соединения труб разных диаметров, с креплением их к металлической панели.
Стенд представляет собой сварной стол / с базовой поверхностью из швеллеров. По ней на роликах перемещаются шесть кареток 2 с установочными жесткими призмами, на которых детали и трубы одного диаметра располагаются в одной плоскости. На углу стола установлена каретка 3 с подъемной площадкой, регулируемой по высоте, используемая для поддержки деталей на поворотах. Траверса предназначена для сборки ответвлений под любым углом. В ее средней части имеется поворотный круг с лимбом, что обеспечивает установку собираемых деталей под заданным углом. Для соединения труб разных диаметров у передвижных кареток траверсы имеются установочные призмы с регулировкой положения по вертикали. При необходимости эти каретки могут быть переставлены на боковые направляющие. Жесткость фиксированного положения траверсы обеспечивается двумя грузовыми винтами, опирающимися на фундамент.
Страницы: 1 2 3
Блиц-советы по соединению и эксплуатации
- При использовании различных фитингов, желательно сильно не экономить, так как чаще всего недорогие и имеют недолгий срок службы.
- Ответственно отнеситесь к нанесению уплотнителя при резьбовом соединении, потому что большая часть протечек происходит именно из-за некачественной подмотки.
- При первом пуске системы, обязательно проверьте все соединительные места на предмет протечек.
- Соединенные разными способами трубы, необходимо обязательно покрасить, дабы избежать их ржавления.
- При монтаже водопроводной сети, установите фильтр, который позволит избежать загрязнения всей системы.
- На смонтированные элементы, постарайтесь как можно меньше делать нагрузку, не класть тяжелые вещи.
Источник
Что такое муфта Гебо
Муфтой Гебо называют одностороннюю муфту, в наличии у которой имеются такие элементы как компрессионные кольца и резьбовое соединение. У двухсторонней муфты Гебо компрессионные кольца расположены с обеих сторон.
Конструкция муфты Гебо подразумевает наличие специального углубления для резинового уплотнителя, который и создаёт герметичность соединения . Уплотнитель выполнен в форме конуса, что способствует его проникновению даже в самые недоступные щели при затягивании муфты.
Порядок применения муфты Гебо
Чтобы эксплуатационный срок данного изделия был максимально продолжительным, необходимо знать процесс правильного монтажа, при котором сохранится требуемая герметичность соединения металлических труб.
- На обеих трубах следует сделать максимально ровный срез и зачистить его края, избавившись от мелких металлических заусениц. Также удаляется краска или эмаль, до самого металла. Для этого можно использовать мелкую наждачную бумагу или специальный круг для болгарки.
- Первой на трубу одевают гайку, которая идёт в комплекте с муфтой. Далее необходимо разместить на трубе конусообразное кольцо, так, чтобы верхняя часть конуса смотрела на гайку.
- Вторым одевают прижимное кольцо, за которым идёт уплотнитель. Уплотнитель следует развернуть в сторону фитинга.
- Далее следует зажать фитинг так, чтобы при затягивании гайки он не проворачивался. Гайку затянуть так, чтобы осталось 1-2 витка резьбы.
Муфта установлена и следует проверить её на качество, подав воду в систему. При появлении капель жидкости из-под муфты, необходимо немного подтянуть гайку и заново проверить на соединение на герметичность. При повторном появлении влаги, муфту следует снять и повторно зачистить участок под ней.
Основные преимущества муфты Гебо
Муфты Гебо часто используют из-за практичного соотношения ценовой политики и качества изделия. При правильном монтаже, муфта способна прослужить долгие годы, спустя которые достаточно на ней заменить резиновый уплотнительное кольцо и можно заново монтировать на трубопровод.
Также ценится широта применения данного изделия. Как и обыкновенные фитинги, муфта Гебо применяется не только в водопроводах, но и в компрессионных системах. Чтобы выполнить соединение потребуется минимум времени, и при этом не обязательно наличие специального инструмента.
Расчетные схемы
Точный расчет нагрузки на профильную трубу начинают с выбора схемы расчета. Сначала вычисляют силу, действующую на конструкцию. Следующий этап — построение схемы нагрузки на профильную трубу с учетом всех действующих сил, размеров и сечения опор. После этого применяют нормативные параметры, имеющиеся в ГОСТ, делают инженерные расчеты. Для простоты вычислений можно использовать онлайн калькулятор, который содержит программы с формулами.
Максимальные нагрузки
Выбирая профиль, нужно учесть допустимый вес, который может выдержать балка или стойка в данном месте расположения. Показатель представлен в качестве распределенной силы, которая приложена в центре профиля. Под действием нагрузки труба согнется, но когда усилие прекратится, придет в исходное положение.
Если максимальная нагрузка превышена, это приведет к поломке конструкции. В расчетах учитывают совместную силу, которая действует на всю длину опоры. Поэтому балки не должны быть слишком большими. Установка мощной трубы может быть невыгодна с экономической точки зрения и вследствие утяжеления всей конструкции.
В этом случае устанавливают добавочные опоры, что дает возможность повысить допустимое давление. Чтобы определить величину предельной силы, можно применить калькулятор.
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.
Какие методы используют для расчета нагрузок
Для расчета нагрузки на профильную трубу пользуются:
- таблицами;
- математическими формулами;
- специальным онлайн калькулятором.
Применяем таблицы
При применении первого метода нужно сопоставление физических характеристик трубы, которая будет применяться для сооружения системы, с табличными данными. Для этого берут значения величин из таблиц 1 или 2, в зависимости от типа профиля.
Таблица 1. Нагрузки для стояков квадратного сечения
| Сечение, мм |
Максимально возможная масса, кг | |||
| Длина пролета, м | ||||
| 1 | 2 | 4 | 6 | |
| 40х40х2 | 709 | 173 | 35 | 5 |
| 50х50х2 | 1165 | 286 | 61 | 14 |
| 60х60х3 | 2393 | 589 | 129 | 35 |
| 80х80х3 | 4492 | 1110 | 252 | 82 |
| 100х100х4 | 9217 | 2283 | 529 | 185 |
| 140х140х4 | 19062 | 4736 | 1125 | 429 |
Таблица 2. Нагрузки для стояков прямоугольного сечения
(для вычислений используют длинную сторону)
| Сечение, мм |
Максимально возможная масса, кг | |||
| Длина пролета, м | ||||
| 1 | 3 | 4 | 6 | |
| 50х25х2 | 684 | 69 | 34 | 6 |
| 60х40х3 | 1255 | 130 | 66 | 17 |
| 80х40х3 | 2672 | 281 | 146 | 43 |
| 80х60х3 | 3583 | 380 | 199 | 62 |
| 100х50х4 | 5489 | 585 | 309 | 101 |
| 120х80х3 | 7854 | 846 | 455 | 164 |
Эти таблицы имеют данные о максимально допустимых массах. При таком воздействии на профиль труба не разрушится, а лишь согнется.
В связи с этим, на практике выбирается деталь прямоугольного или квадратного сечения, запас прочности которой был бы большим от минимального хотя бы в 2 раза.
Преимущества табличного метода
Табличный метод отличается высокой точностью. Для его применения нужно обладать информацией о видах опор, способах фиксации на них профилей, типах нагрузок.
Кроме этого, для полных расчетов нагрузок необходимо иметь данные о:
- моментах инерции профильной прямоугольной или квадратной трубы, значение которых можно взять из таблиц, начиная от сечений 15х15х1 5 и оканчивая 100х100х4 и выше;
- длине пролетов;
- величине тяжести на каждый стояк;
- коэффициентах модулей упругости (взять из СНиП).
Масса 1 м.п. профиля 15х15х1,5 составляет 0,606 кг. Исходя из этого, можно провести соответствующие вычисления.
После этого переходим к специальным формулам, то есть, к математическому методу. В соотношениях показано, как связаны между собой данные физические величины, как найти неизвестную величину, имея 2 или больше известных параметра и пр.
А может лучше калькулятором?
Быстрее всего можно провести расчеты с применением калькулятора. Особенность такой программы состоит в том, что необходимо ввести нужные параметры, характеристики изделий, линейные размеры, иные свойства будущей конструкции. В конце онлайн калькулятор выдаст расчет нагрузки профильной трубы для заданных параметров.
Важно! Для расчета нагрузок нужно пользоваться специальными онлайн калькуляторами, которые размещены на сайтах надежных компаний. Важно! Лучше всего воспользоваться услугами лиц, которые знакомы с ГОСТами, разбираются в строительстве, сопромате, имеющие опыт работы с аналогичными программами
Что в первую очередь рассчитывают при помощи формул
Вычисляют многие параметры.
Чаще других ищут:
- Допустимый уровень напряжения при изгибах. Используется формула
Р= M/W,
где Р – возможное напряжение при изгибе,
М – значение изгибающего момента силы,
W – механическое сопротивление. - Требуемое сечение стояка:
F = N/R,
где F – необходимая площадь сечения (см²),
N – действующая масса (кг),
R – значение сопротивления металла при деформациях, соответственно пределу текучести (кг/см²).
Значения физических величин можно отыскать в специальных таблицах.
Технология выполнения изгиба
В процессе гнутья в металле возникают определенные показатели напряжения. С внешней стороны образуется растягивающее напряжение, а изнутри – напряжение сжатия. В момент таких взаимодействий меняется изгиб оси.
Во время изгибания в согнутом отрезке изменяется форма поперечного сечения. В итоге профиль в виде кольца изменяет свою форму на овальную. Самый четкий овал можно наблюдать посередине прогиба. Деформация снижается в начале и конце прогиба.
У труб, имеющих диаметр не более 20 мм, овальность на отрезке, подвергающемся деформации, должна быть не более 15 %. А для труб с диаметрами равными или более 20 мм – 12,5 %.
