Что прочнее швеллер или профильная труба
Что прочнее швеллер или профильная труба
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.
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». В таких случаях нет необходимости в сложных расчетах с учетом нюансов, так как можно прибегнуть к готовым решениям (таб. 1, 2).
| 709 | 173 | 72 | 35 | 16 | 5 |
| 949 | 231 | 96 | 46 | 21 | 6 |
| 1165 | 286 | 120 | 61 | 31 | 14 |
| 1615 | 396 | 167 | 84 | 43 | 19 |
| 1714 | 422 | 180 | 93 | 50 | 26 |
| 2393 | 589 | 250 | 129 | 69 | 35 |
| 4492 | 1110 | 478 | 252 | 144 | 82 |
| 7473 | 1851 | 803 | 430 | 253 | 152 |
| 9217 | 2283 | 990 | 529 | 310 | 185 |
| 13726 | 3339 | 1484 | 801 | 478 | 296 |
| 19062 | 4736 | 2069 | 1125 | 679 | 429 |
| 684 | 167 | 69 | 34 | 16 | 6 |
| 1255 | 308 | 130 | 66 | 35 | 17 |
| 1911 | 471 | 202 | 105 | 58 | 31 |
| 2672 | 658 | 281 | 146 | 81 | 43 |
| 3583 | 884 | 380 | 199 | 112 | 62 |
| 5489 | 1357 | 585 | 309 | 176 | 101 |
| 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:
Ризг= M/W,
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.
Юлия Петриченко, эксперт
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.
Какая труба прочнее круглая или квадратная? — Станки, сварка, металлообработка
- Профильные трубы, применяемые в качестве конструкционных деталей и строительных элементов, производятся в виде полых стержней, обладающих квадратным или прямоугольным сечением. Профильная труба по своим качествам аналогична металлическому брусу, но благодаря меньшему весу и четырем ребрам жесткости находит боле широкое применение. При изгибе основная нагрузка воздействует на крайние участки изделия, а сердцевина бруса не подвергается значительным деформациям, поэтому прочность профильной трубы на изгиб не отличается от показателей сплошного изделия аналогичного сечения.Профильные трубы, произведенные с квадратным сечением, оказывают одинаковое сопротивление изгибающему усилию, которое направлено перпендикулярно любой из граней. Прямоугольные трубы более прочны на изгиб вдоль широкой стороны.Замкнутость поперечного сечения способствует увеличению устойчивости данного типа профиля к кручению, что обеспечивает возможность применения профильных труб при создании арочных сводов, крутоуклонных кровель и ребристых куполов.
- Тип 2 — консольная балка с жесткой заделкой с равномерно распределенной нагрузкой. Пример: козырек, выполненный путем жесткой приварки двух швеллеров к стене с одной стороны и заполнением пространства между ними железобетоном.
- Тип 3 — шарнирно-опертая балка на двух опорах с консолью с равномерно распределенной нагрузкой. Пример: балки перекрытия, которые выпущены за пределы наружной стены для опирания балконной плиты.
- Тип 4 — однопролетная шарнирно-опертая балка с одной сосредоточенной силой. Пример: перемычка с опертой на нее балкой перекрытия.
- Тип 5 — однопролетная шарнирно-опертая балка с двумя сосредоточенными силами. Пример: перемычка, на которую опираются уже две балки перекрытия.
- Тип 6 — консольная балка с одной сосредоточенной силой. Пример: парад фантазий — тот же козырек, что и в типе 2, только здесь между швеллерами располагается металлический лист, на котором стоит кирпичная стенка.
- электросварные и бесшовные;
- горячедеформированные, теплодеформированные, холоднодеформированные и холоднотянутые;
- водогазопроводные и магистральные;
- универсальные и специального назначения.
- модели с профилем в виде прямоугольника или овала, изготовленные по классическим технологиям производства металлопроката;
- гнутые замкнутые профили в виде прямоугольника по ГОСТ 30245-2012, которые в обиходе также называют профильными трубами.
- наружный диаметр и размеры сторон (ширина и высота) круглых и профильных труб соответственно;
- толщина стенок;
- теоретический вес одного метра изделий;
- марки стали, из которых могут изготавливаться трубы, и другие показатели.
- сопротивлению на разрыв;
- способности труб выдерживать гидравлическое давление;
- на сплющивание, бортование, раздачу, загиб.
- характеристик стали, из которой изготовлены трубы;
- вида профиля и размера поперечного сечения изделия;
- толщины стенок;
- общей длины конструктивного элемента и т. д.
- Связующие;
- Направляющие;
- Возведение опор;
- Стойки;
- Перила;
- Усиление конструкции.
- Цена;
- Вес;
- Нагрузка;
- Свариваемость.
- Хорошая свариваемость у сталей маркировкой 2, 3, 10Г2, 09Г2С и 10Г2С с содержанием углерода меньше или равно 0,25%;
- Удовлетворительная свариваемость. Углерод содержится в пределах 0,25-0,35%. Например, к ним относятся стали 15ГС, 15ХГСА, 15ХМ;
- Ограниченная свариваемость при содержании углерода в промежутке от 0,35 до 0,45%. Например, сталь 30ХГС;
- Плохая свариваемость, если содержание углерода больше 0,45% и к ним относятся стали 45Х, 40ХС и другие.
- Вес аквариума с учетом воды и грунта;
- Размер максимального пролета;
- Общую нагрузку на пролет;
- Допустимый предел инерции балки.
- Ст3 – 2100 кгс/см2;
- Ст4 – 2100 кгс/см2;
- Ст5 – 2300 кгс/см2;
- 14Г2 – 2900 кгс/см2;
- 15ГС – 2900 кгс/см2;
- 10Г2С – 2900 кгс/см2;
- 10Г2СД – 2900 кгс/см2;
- 15ХСНД – 2900 кгс/см2;
- 10ХСНД – 3400 кгс/см2.
- Конструирование автомобилей (в том числе и сельскохозяйственной техники);
- Изготовление вагонов;
- Танкостроение;
- Самолетостроение
- Строительство небольших металлоконструкций (например, загородного домика или сельскохозяйственной постройки).
- Возведения стен;
- Армирование бетона;
- В роли несущего элемента.
- — Механическая прочность. Обычные стальные трубы не могут «похвастаться» подобной устойчивостью и надежностью.
- — Форма профиля. Квадратные и прямоугольные изделия значительно облегчают процесс строительства. Их удобно транспортировать, монтировать, обрабатывать. Профильная труба, размеры которой могут значительно различаться, не занимает больших площадей при хранении, что может быть полезным при крупной покупке.
- — Вес профильной трубы – пожалуй, главное достоинство данного изделия. При своих характеристиках выносливости и стоимости она является одним из самых практичных материалов. Труба профильная, вес одного метра которой варьируется от 200-300 г до 70 и более кг, обеспечивает легкость и, вместе с тем, необходимую прочность возводимым строениям.
- — Дешевизна. Применение данных изделий позволяет избежать огромных затрат на приобретение цементирующих материалов, нагружающих почву, помогает значительно снизить металлоемкость возводимых объектов. К примеру, балка двутавровая, размеры, которой можно уточнить у наших специалистов, содержит на целых 25 % больше металла. Так, в некоторых проектах ее использование – нецелесообразно, тогда как профильный прокат – оптимальное решение. О двутавровой балке можно почитать здесь.
- — Позитивное влияние на скорость строительных работ. Правильно подобранная труба профильная, вес погонного метра который можно рассчитать, к примеру, по формуле m = ro / 7850 * 0.0157 * S * (2 * a — 2.86 * S) * L, m — вес профильной трубы, а ro — плотность сырья (углеродистая сталь — 7850 кг/м³), обеспечивает быстрое и качественное проведение предусмотренных технологических процессов.
- — Устойчивость к деформации кручения и вес профильных труб – ключ к их активному использованию в современной архитектуре. В данном случае именно от веса профильной трубы (обычно с прямоугольным или квадратным сечением) зависит надежность арочных перекрытий, потолков, крыш высоких массивных зданий и строений (вокзалов, выставочных центров, стадионов).
Сравнение показателей прочности круглых и квадратных труб
Профильные трубы имеют ряд преимуществ перед круглыми при эксплуатации в качестве несущего элемента конструкций. Применение квадратных труб позволяет уменьшить площадь поверхности конструкции и снизить вес изделия, что обеспечивает их эффективное использование в составе соединительных и каркасных частей строений и дает возможность создавать более сложные инженерные конструкции с минимальными затратами материала.Определение показателя прочности на изгиб выполняется с учетом поперечного момента инерции. За счет равномерности распределения металла по периметру профиля квадратные трубы характеризуются высокими показателями радиусов инерции по отношению к их площади поперечного сечения, что обеспечивает эффективность их использования для изготовления сжато-изогнутых и сжатых стержней. При равных показателях площади сечения, диаметров и толщины стенок для изгиба квадратной трубы требуется приложить большее усилие. При условии равнопрочности материалов и равной удельной тяжести изделий на погонный метр показатели прочности на изгиб сечения квадратных и круглых труб имеют сравнимые значения, при этом радиус инерции круглого сечения превышает данный показатель для квадратного сечения.www.gkrenessans.ru
Профильная или круглая труба
Лучшим основанием являются металлические трубы для забора – прочные, технологичные в монтаже и долговечные. На металлическом каркасе можно без проблем закрепить любой ограждающий материал – древесину, профилированный стальной лист, сетку, сотовый поликарбонат, асбесто или цементно — стружечные листы. Бюджетных застройщиков часто останавливает высокая цена металла. Однако, сравнив срок эксплуатации металлического ограждения с деревянным, вы убедитесь в обратном.Металлические столбы и прожилины простоят минимум 50 лет в то время, как деревянный каркас забора за этот период вам придется заменить 3-4 раза со всеми вытекающими расходами.С точки зрения науки, изучающей сопротивление материалов (сопромат), наиболее выгодным является круглое сечение трубы. При минимуме материала оно обеспечивает максимальную жесткость.Если учесть удобства монтажа, то круглые трубы уступают профильным. Прямоугольные стойки и прогоны удобнее резать и стыковать с помощью сварки. Плоская поверхность контакта позволяет плотнее и жестче фиксировать все элементы забора, чем круглая.Как мы уже говорили, круглая труба при одинаковом весе прочнее профильной на изгиб. Поэтому, решив купить для забора стойки круглого сечения, вы сэкономите за счет уменьшения веса металла. Кроме этого, в мягкий грунт круглую трубу удобнее ставить методом вкручивания с помощью ворота. Надежность всей конструкции забора напрямую зависит от материала несущего каркаса.Поставьте деревянные столбики, и ограждение на вашей участке простоит не более 10 лет. Древесина, даже антисептированная, подвержена гниению.Бетон – вариант более надежный. Но при монтаже такой конструкции возникают трудности с креплением прогонов.Сверлить армированный столб непросто, а качественно установить в нем закладные могут далеко не все застройщики.Большое значение имеет шаг стоек забора. Оптимальный — 2,5 метра. В районе с сильными порывистыми ветрами его нужно уменьшить до 2 метров.Для невысоких заборов (менее 1,5 метра) может быть использована квадратная труба 40х40х2 мм или 60х60х2 мм с прожилинами сечением 30х20х2 мм или 40х20х2 мм. Немного о прямоугольной трубеГОСТ Р 54157-2010 «Трубы стальные профильные для металлоконструкций», настоящий стандарт распространяется на круглые, квадратные, прямоугольные, овальные и плоскоовальные трубы для металлоконструкций из углеродистой и низколегированной стали.Размеры прямоугольных профильных труб:– 20х10, 28х25, 30х15, 30х20, 40х25, 40х28, 50х20, 50х25, 50х30, 50х40– 60х30, 60х40, 80х40, 80х60, 100х50, 100х60, 100х80, 120х60, 120х80– 140х60, 150х100, 160х120, 160х80, 180х125, 200х100Большим плюсом стальных прямоугольных труб является эффективная способность к взаимодействию с плоскостями симметричной поверхности, что позволяет значительно расширить области использования в целом. Прямоугольное сечение труб увеличивает спектр функциональной направленности продукта конечного сырья, но стоит сразу исключить те области, в которых не используют трубы с подобным сечением и это, прежде всего транспортировка газообразных веществ, водопроводные и прочие системы. Основные сферы и области применения:– Мелкомасштабное строительство (реже — крупномасштабное)– Машиностроение– Монтажные работы, как наружного, так и внутреннего типа– Металлоконструкции широкого профиля– Производство товаров народного потребленияСхема установки трубчатого каркасного забораprof-il.ru
Изгиб швеллера | Справочник конструктора-машиностроителя
В производстве швеллера применяются разные ткани, чаще всего это низколегированная и конструкционная сталь.Гораздо реже это разноцветные металлы.Первейшие требования, используемые к швеллеру, — стойкость к влиянию коррозии и крепость.Благодаря этим качествам швеллера, изделия, сделанные с его использованием, отличаются надежностью и крепостью.Хочу зделать забор.Считал в качестве столбов выбрать швеллера ( десятка ( т.е. центральная зона — 10см ), толщина стали ок 5мм на згибах чуть больше, 1 погонный метр весит — 9, 05кг, цена 1п.м.- 246р.) 2, 25м длинной ( заглубить на 50 см в бетон, 175см — надземная часть ) тем паче мне подходит, поскольку швеллера продаются только целиком ( в тех фирмах, где не целиком цена больше ), а 1 швеллер длинной 9 м — как раз получается 4 столба с одного швеллера.Мне нужно 12 столбов — это как три 9 — и метровых швеллера ( те ни каких останков и соответственно дополнительных расходов ).Кроме того швеллер удобный для покраски со всех стран ( что — бы не ржавел ), к швеллеру удобно крепить уголок ( если крепить болтами, а не электросваркой ) Но взглянув на противоположные заборчики, я не увидел ни одного где — бы в качестве столбов использовались швеллера, в основном применяют профильные трубы.Если взять профильную трубу 80 60 4 ( 1 п.м.весит 8, 07кг, цена 1п.м.- 245р.) будет ли она прочнее на изгиб швеллера ( 10см )?( Кроме того профильная продается только совершенно, а длина ее 6м, те прийдется делать столбы длинной 3м ( заглублять на 1 м, над землей 2м ), а это 6 профильных труб по 6м, те 36м, по монетам это на треть больше )Хочу зделать забор.Считал в качестве столбов выбрать швеллера ( десятка ( т.е. центральная зона — 10см ), толщина стали ок 5мм на згибах чуть больше, 1 погонный метр весит — 9, 05кг, цена 1п.м.- 246р.) 2, 25м длинной ( заглубить на 50 см в бетон, 175см — надземная часть ) тем паче мне подходит, поскольку швеллера продаются только целиком ( в тех фирмах, где не целиком цена больше ), а 1 швеллер длинной 9 м — как раз получается 4 столба с одного швеллера.Мне нужно 12 столбов — это как три 9 — и метровых швеллера ( те ни каких останков и соответственно дополнительных расходов ).Кроме того швеллер удобный для покраски со всех стран ( что — бы не ржавел ), к швеллеру удобно крепить уголок ( если крепить болтами, а не электросваркой ) Но взглянув на противоположные заборчики, я не увидел ни одного где — бы в качестве столбов использовались швеллера, в основном применяют профильные трубы.Если взять профильную трубу 80 60 4 ( 1 п.м.весит 8, 07кг, цена 1п.м.- 245р.) будет ли она прочнее на изгиб швеллера ( 10см )?( Кроме того профильная продается только совершенно, а длина ее 6м, те прийдется делать столбы длинной 3м ( заглублять на 1 м, над землей 2м ), а это 6 профильных труб по 6м, те 36м, по монетам это на треть больше )При использовании швеллера возрастает возможность увеличения несущих нагрузок конструкции в полном.Швеллер прекрасно воспринимает осевые нагрузки, дает тонкие показатели работы на изгиб.Имеются различные типоразмеры и марки этого металлического изделия.Размерные характеристики швеллера регламентируются ГОСТом.Размер швеллера варьируется от 4 м до 12 м.и изготавливается : — равномерной длины ;- кратной мерной длины ;- много длины.Диаметр швеллера может быть от 5 мм до 40 мм.Но возможно изготовление и нестандартных швеллеров в зависимости от требований заказчика.Стальной горячекатаный швеллер соответствует ГОСТ 535 — 88 и вероятен с параллельными гранями полок и с наклоном внутренних граней полок.Наклон не может превышать 10 процентов.Сортамент швеллера отвечает ГОСТ 8240 — 97.Нумерация швеллера г/к соответствует размеру « стенки » в см.Образец : Швеллер 16 обозначает, что расстояние между наружными границами 16 см.Размеры оставшихся частей швеллера соответствуют ГОСТ ( см.в справочнике ).Буква « а » в номере швеллера означает более широкую полку, чем в среднем варианте изготовления, и соответственно, вес погонного метра будет больше.« У » — обозначение уклона внутренних граней полок швеллера.« П » — параллельные грани полок.spravconstr.ru
Расчет швеллера на прогиб и изгиб
Швеллер — это наверно самый популярный металлопрокат, применяемый в строительстве. Посудите сами, он может использоваться в качестве балок перекрытия, косоуров лестниц, перемычек и многих других строительных конструкциях. Также швеллер довольно часто применяется для усилений конструкций.Но как известно, нельзя бездумно брать тот или иной металлопрокат. Ведь бывает так, что самое большое его сечение не может выдержать приходящуюся на него нагрузку. Поэтому, если Вы хотите применять в строительстве своего сооружения швеллер, необходимо его сначала рассчитать на прогиб и изгиб. А в этом может помочь данный калькулятор.Расчет швеллера на прогиб и изгиб (подбор номера швеллера по прогибу и прочности) в калькуляторе производится для следующих расчетных схем:
Также хотелось бы рассказать об особенности данного калькулятора. Она заключается в том, что Вы в режиме онлайн можете одновременно подбирать швеллеры по размеру и по ГОСТам.
Примечание: если Вам еще необходимо рассчитать вес швеллера и затраты на его покупку, то Вам сюда.
Что прочнее труба или профильная труба? | Аякс-металл ✅
Круглые и профильные трубы имеют разное основное назначение. Первые из них используют для устройства трубопроводов.
Профильные трубы являются одним из главных конструктивных материалов в строительстве и производстве промышленной продукции.
Вопрос, какая труба прочнее – круглая или профильная, в большей мере интересует строителей, и особенно частных застройщиков. Попробуем дать ответы на него с разных точек зрения.
Стальные круглые и профильные трубы: отличия и особенности
Внешнее различие этих труб заключается в форме их сечения. Вторая группа изделий может иметь срез в форме прямоугольника, овала. Круглые представлены такими видами продукции, как:
Львиная доля сортамента круглых труб предназначена для устройства коммуникаций для подачи текучих продуктов и газов. Их также используют как конструктивный материал в производстве различной промышленной продукции и в строительстве.
Профильные изделия – это в первую очередь конструктивный материал. Они представлены следующими видами:
Одно из основных различий между ними состоит в том, что классические трубы используются в том числе для устройства трубопроводов, а гнутые профили – нет.
Делать вывод о том, что лучше – профильная труба или круглая, следует с учётом их целевого назначения. Чаще всего дилемма выбора между ними возникает во время строительных работ, в том числе с точки зрения прочности этих конструктивных материалов. Теперь мы перейдём к аргументам за и против использования этих труб в строительстве и начнём со специфики их производства.
Особенности производства и применения круглых и профильных труб
Круглые варианты труб выпускаются по 13 ГОСТам. Ещё три нормативных документа регламентируют выпуск профильных труб. Эти виды продукции объединяют классические способы производства металлопроката, и у них есть общее свойство – по ним можно качать разнообразные жидкости и газы.
Гнутые замкнутые профили квадратного и прямоугольного сечения изготавливают из полосовой заготовки (штрипса) на профилегибочных станах с завариванием шва.
В отличие от электросварных труб шов на замкнутых профилях может быть несплошным. Он просто соединяет края изделий для придания профилям прочности.
По сути, гнутые прямоугольные и квадратные профили можно считать пустотелыми стальными балками.Вопрос о том, что выбрать – трубу квадратную или трубу круглую, по существу может быть снят, поскольку эти виды продукции имеют разное основное назначение. Если вы строите трубопровод – вам не придёт в голову делать это из квадратных или прямоугольных труб. Зато они и замкнутые профили идеально подходят для изготовления каркасов и других конструкций в строительстве и промпроизводстве.
Что прочнее – круглая или профильная труба?
Ключевые характеристики труб и замкнутых профилей установлены соответствующими ГОСТами. В число регламентированных параметров продукции входят такие показатели, как:
Первые два пункта списка формируют сортамент продукции. Прочность круглых труб регламентирует ГОСТ 8731-74, согласно которому проводят испытания изделий по таким видам воздействий:
Испытания на несущую способность круглых труб, как конструктивного материала для строительства и производства промышленной продукции, не проводятся.
Зато для профильных труб и гнутых замкнутых профилей квадратного и прямоугольного сечения в ГОСТах предусмотрены показатели момента сопротивления к вертикальной нагрузке и момента инерции по осям X и Y поперечного сечения изделий. Эти параметры непосредственно влияют на прочность и, соответственно, несущую способность труб и профилей. Чем больше момент сопротивления и меньше момент инерции, тем прочнее прокат.
Тем не менее готового ответа на вопрос, что прочнее – круглая труба или профильная труба, в килограммах или тоннах нагрузки в ГОСТах нет. Для этого придётся вооружиться учебниками по сопромату или техническими справочниками, чтобы сделать расчёты прочности на изгиб под вертикальными нагрузками или найти другие пути поиска ответа.
Сравнение прочности круглых и квадратных труб
Чтобы ответить на вопрос, что прочнее – труба или профиль, для начала надо получить результаты расчётов этих показателей. Предлагать набор формул для вычислений их прочности мы не станем из-за огромного объёма этой информации.
В качестве примера можно привести СП 20.13330.2011. Попробуйте осилить этот документ. Намного проще воспользоваться онлайн-калькуляторами, которые максимально облегчают выполнение расчётов несущей способности труб.
Её величина зависит от следующих факторов:
Однако разумнее всего воспользоваться помощью специалистов в сфере сопротивления материалов. Они разрешат дилемму – что крепче, круглая труба или профильная, – с точными числами.
Показатели прочности круглого и квадратного профилей
Несущая способность металлопроката и изготавливаемых из него металлоконструкций определяется расчётным путём. При этом в вычисления закладывается и необходимый запас прочности.
Этим обычно занимаются проектировщики и конструкторы, готовящие рабочую документацию.
В качестве примера показателей прочности гнутых профилей квадратного и прямоугольного сечения мы предоставим две таблицы их значений, полученных с помощью расчётов:
Какие бывают аналоги швеллера
Наиболее приближенным и схожим аналогом швеллера считается двутавр. Мы уже рассматривали, чем отличается двутавр от швеллера в другой статье – там подробно описаны их сходства, различия, а также области применения.
Двутавр не единственный товар металлопроката, способным заменить швеллер по прочности и функционалу. В данной статье мы рассмотрим, что крепче – профильная труба или швеллер. Сначала разберемся с понятием “профильная труба”. Она наделена формой полого стержня с прямоугольным или квадратным разрезом. В зависимости от способа производства делится на:
При сварном методе производства, заготовку раскаляют и прокатывают через специальные станы. Таким образом изделие получает форму квадрата или прямоугольника. После чего заготовку охлаждают и сваривают. Для бесшовной трубы в качестве заготовки берется заготовка с круглым сечением, нагреваемую до температур пластичности металла.
После чего на прошивном станке из нее делают гильзу с круглым полым сечением. Далее она поддается обработке, вытягиванию и наделению правильной формы профиля. За счет того, что у изделия отсутствует шов, оно может выдерживать нагрузки на порядок больше, чем обычная электросварная труба.
Но из-за дороговизны производства и цена на нее будет выше.
Особенностью профтрубы считается способность выдерживать поперечные нагрузки. Так же она имеет относительно малый вес, а благодаря удобной форме обладает четырьмя ребрами жесткости.
Квадратные и профильные трубы нашли свое применение в таких сферах:
1)Строительство:
2)Машиностроение;
3)Изготовление каркасов павильонов, теплиц, небольших помещений, гаражей и другое;
4)Производство офисной и бытовой мебели.
Рассмотрев оба варианта металлопроката сразу сложно определиться что лучше – швеллер или профильная труба. Оба варианта имеют место на существование, но необходимо рассматривать каждый случай индивидуально. Поэтому далее мы переходим на сравнение их характеристик.
Что лучше швеллер или профильная труба
Для сравнения двух столь непохожих товаров металлопроката, стоит обратить на такие параметры, как:
Сопоставлять лучше всего изделия с одинаковыми типоразмерами. Например, возьмем швеллер 5 с высотой 50 мм, шириной 32 мм и толщиной стенки 4,4 мм. Данные взяты с ГОСТа 8240-97.
Подберем к нему наиболее приближенную по параметрам профильную трубу – 50х30х4 (где 50 – высота, 30 – ширина и 4 – толщина в миллиметрах). Для трубы взят ГОСТ 8645-68.
Далее сопоставим оба товара и выясним что лучше швеллер или труба в таблице ниже:
| Цена (грн за тонну) | 28290 | 23000 |
| Вес м.п. | 4,84 | 4,20 |
| Нагрузка:WxWy | 9,12,99 | 4,646,42 |
| Свариваемость | В зависимости от марки стали | В зависимости от марки стали |
Как видим по стоимости швеллер намного дороже, но и показатели прочности у него выше. Так же конструкция из швеллера будет тяжелее, в отличие от трубы. Свариваемость металлопроката зависит от марки стали, в зависимости от ее химического состава, в частности содержания углерода. Все металлы делят на черте группы:
Что прочнее – швеллер или профильная труба?
Напомним, что прочность металлопроката зависит от конкретного случая. Поэтому в данном разделе сделаем расчет нагрузки на металлокаркас в случае, если Вы изготавливаете аквариум. Таким образом мы передадим суть расчета, который Вы сможете применить в своем конкретном случае.
Итак, допустим Вы желаете построить аквариум размером 200х60х70 см с применением стекла толщиной 1,5 см. При этом вес каркаса должен приравниваться 130 кг. Чтобы выяснить, что прочнее труба или швеллер, Вам понадобится рассчитать:
Рисунок конструкции размещен ниже:
Рассчитываем вес аквариума с учетом добавления в него грунта и воды. Для этого выясним объем воды, путем умножения длины, ширины и высоты каркаса. Получаем значение 840 литров.
Грунт будем укладывать толщиной 7 см. Исходя из этого, рассчитаем его вес, путем умножения высоты*ширины*толщины слоя*коэффициента 1,5. В итоге получаем значение 126 кг.
Общий вес аквариума равен 130+840+126 =1096 кг.
Теперь определимся, что максимальная длина пролета равна 125 см. Данный взяты из рисунка выше. Следовательно, сам пролет с учетом толщины балки равен 125+0,4+0,4 = 133 см. Рассчитаем общую нагрузку, направленную на него.
Для этого берем общий вес и делим его на высоту аквариума и умножаем на размер пролета = 1096/200*133=728,84. Округлим значение до 729 кг. Так как пролет держит две опоры, то общую нагрузку делим на два и получаем 365 кг.
Для расчет точечной нагрузки в центре пролета делим общее значение на два и получаем 182 кг.Для аквариума максимально допустимый прогиб равняется 3 мм. В реальности металлопрокат берется с запасом прочности в 50-100%, поэтому значение прогиба будет ниже и для просчета можно взять значение 2.
Минимальное значение прогиба обозначается в см4 и рассчитывается по формуле:
J =(P*L3)/(48*E*v), где
J – момент инерции;
P – точечная нагрузка;
L – длина максимального пролета;
E – модуль упругости стали (табличная величина и равняется 2100000 кгс/см2 для стали 3);
V – максимальный прогиб.
Модуль упругости для других сталей равен:
В итоге инерция балки для данной задачи равняется:
J = (182*133) / (48*2100000*0,2) =21,24 см4.
В итоге Вам необходима балка с моментом инерции не меньше 21 см4.
Момент инерции – табличная величина. Чтобы выяснить, что прочнее швеллер или профильная труба, сравним несколько схожих позиций. В таблице ниже представлены название товара, параметры, вес, показатель инерции и цена.
| Швеллер 5 | 50 | 32 | 4,4 | 4,84 | 22,80 | 28290 |
| Швеллер 6,5 | 65 | 36 | 4,4 | 5,90 | 48,80 | 24900 |
| Швеллер 8 | 80 | 40 | 4,5 | 7,05 | 89,80 | 22340 |
| Труба 50х30х4 | 50 | 30 | 4,0 | 4,20 | 15,25 | 23000 |
| Труба 60х40х4 | 60 | 40 | 4,0 | 5,75 | 30,99 | 23580 |
| Труба 80х40х4 | 80 | 40 | 4,0 | 6,71 | 64,79 | 24360 |
Из таблицы видим, что все позиции, кроме трубы 50х30х4, имеют подходящую величину момента инерции. Вес швеллера выше, в отличие от аналога. Сопоставляя два фактора цена – качество, в данном случае можно выбрать швеллер. Он будет намного жестче и дешевле аналога – профильной трубы 80х40х4. Для более облегченного варианта конструкции лучше подойдет труба 60х40х4.
Чем отличается профильная труба от швеллера
Ранее мы уже сравнили внешней вид двух материалов, цену, а также выяснили что прочнее на изгиб труба или швеллер. В данном разделе посмотрим на отличительные характеристики в применении.
Главное отличие между двумя изделиями – это то, что труба имеет закрытую форму, а швеллер – открытую.
Поэтому при использовании на открытом воздухе, например, в качестве столбиков для забора, труба потребует дополнительной заглушки.
Если этого не сделать, то внутрь буду попадать осадки (дождь, снег), что приведет к ее преждевременному ржавлению и гниению. У швеллера таких проблем не возникает и его можно покрыть защитным слоем как внутри, так и снаружи.
Еще одним отличительным признаком считается покраска или зачистка. С трубами этот процесс протекает намного легче. Ведь у них нет таких труднодоступных зон, как у аналога. К тому же красить их необходимо намного реже.
Швеллер эффективно работает в одной плоскости, в отличии от трубы, которая отлично служит с любой стороны. К тому же она имеет более тонкие стены, в отличие от сортового металлопроката. Поэтому ее легче прожечь с помощью сварки.
Швеллер – куда использовать?
Благодаря удобной форме, швеллер легко соединять с другими элементами металлоконструкций, снижая возлагаемую нагрузку. Наиболее популярен в таких сферах деятельности, как:
Непосредственно в строительстве он дает возможность повысить уровень прочности конструкции путем:
Ранее мы уже выяснили – при сравнении что прочнее на изгиб, трубы или швеллер – выигрывает швеллер. Поэтому он лучше подходит для каркасных конструкций, а также создания перекрытий небольших строений.
Почему более 1681+ клиентов приобрели швеллер в КТ-Сталь уже в 2019 году
В общем, если Вы задаетесь вопросом что прочнее швеллер или квадратная труба, то рекомендуем сделать небольшой расчет момента инерции и сравнить его с табличной величиной. Вдобавок сопоставить параметры веса и стоимости металлопроката со схожими параметрами. Эти данные помогут определиться с выбором в Вашем конкретном случае.
А металлобаза КТ-Сталь предоставит возможность купить швеллер по выгодно низкой цене. Все поставки производятся напрямую от завода с возможностью бесплатной доставки по городу при заказе на сумму от 39 998 грн. Меньшие заказы доставляются собственным автопарком KT-Stal, который привезет швеллер по минимальным тарифам.
Все цены на сайте актуальны. Если Вам необходима более детальная информация, то мы всегда готовы ответить на все Ваши вопросы. Звоните по номерам указанным в шапке сайта и разделе «Контакты» или пишите сообщение на Email, Онлайн-чат, Viber, Telegram, Fecebook.
Профильная труба – особенная представительница металлопроката — Стальмет
Современное строительство без профильной трубы неминуемо придет в упадок, поскольку данное изделие очень часто является основой жизненно-важных объектов: элементом коммуникаций (газо- и водопроводов, пневматических транспортных, вентиляционных, дренажных систем), «скелетом» самых разных металлоконструкций.
Профильная труба, сортамент которой сегодня весьма обширен, используется для возведения эстакад, линий ЛЭП. Незаменима она и в машиностроении. К примеру, служит для изготовления высотных башенных кранов. Профильные трубы различных размеров «участвуют» в строительстве жилых домов, офисов, объектов промышленного, гражданского, медицинского назначения.
В бытовом строительстве данное изделие широко используется при монтаже ограждений различного типа, ворот, лестниц, навесов, беседок и т.д. Строить с профильным прокатом быстро и недорого, что так ценят и строители, и заказчики. По мнению сварщиков, работать с профильными трубами – приятно, особенно, если правильно подобрать толщину стенки изделия.
Что же такое профильный прокат
Стальная профильная труба – изделие с овальным, прямоугольным, квадратным, кольцеобразным сечением. Сырьем для ее изготовления служат круглые стальные заготовки. Профильная труба, размеры которой варьируются в соответствии с ГОСТами, может быть электросварной, бесшовной, горяче- и холоднодеформированной, может пройти дополнительную защитную обработку.
Высокотехнологичное оборудование и опыт заводских мастеров позволяет производить профильный прокат высочайшего качества.
ГОСТы 13663-86, 8639-82, 30245-2003 регламентируют производство труб стальных профильных, квадратных; ГОСТы же 30245-2003, 8645-68,13663-86 – прямоугольных изделий; в документах (ГОСТ 380-88, 380-94, 4543, 1050-88,19281, 27772-88) прописан требуемый состав сырья. В ГОСТах также представлена таблица веса профильной трубы, отмечены ее специфические особенности.