Характеристика изгиба профильной трубы - Интернет-магазин оборудования для тепла и водоснабжения Белгород

Главная / Инструменты /

Гибка квадратной профильной трубы – это процедура, в ходе которой изделие приобретает изогнутую форму. Сгибание проводится своими руками или специальным инструментом. Изогнутую форму металла получают на станке.

Теоретические основы процесса гибки

Вследствие возникающих напряжений при изгибании:

стенка трубы растягивается по внешней стороне прилагаемого усилия;
сжимается по внутренней стороне;
образуется и нейтральная ось, на ней состояние материала не изменяется.

Это интересно: Гильотина для резки металла — виды и характеристики

Технические характеристики профильных труб и их особенности для сгибания

Перед проведением изгибания металла рекомендовано ознакомиться с их техническими характеристиками, что положительно отобразится на результате работы. Изделия имеют овальное, квадратное, плоскоовальное или прямоугольное сечение. В соответствии со стандартами ГОСТ профтрубы с круглым сечением относятся к профильным трубам.

Размеры изделий могут быть различными. Отличительными особенностями между ними является толщина стенок и площадь сечения. Определение пластических возможностей проводится с учетом совокупности размеров. Это минимально допустимый радиус размеров.

Поведение круглого, квадратного и прямоугольного сечения, виды разрушений

Ставшая тонкой внешняя стенка тяготеет к выгибу, направленному к срединной оси трубы. Это приводит к тому, что ее поперечное сечение деформируется.
Когда предел прочности изделия превышается, оно разрывается по внешней плоскости изгибания.

Толщина трубных стенок на внутренней части гиба становится больше, из-за появления сжимающего напряжения. Когда предел прочности изделия на сжимание превышается, оно утрачивает локальную жесткость. Это приводит к образованию глубоких складок на внутренней плоскости изогнутой трубы.

Как ведут себя квадратный и прямоугольный профиль:

Их трубные стенки подвержены сжимающему и растягивающему напряжению, как на наружной, так и на внутренней плоскости изгиба, по максимуму.
У материала повышенная склонность к деформациям, мастеру трудно их контролировать.
Профильный материал на внутренней стороне изгиба склонен к вертикально направленному расширению. При этом он течет горизонтально вдоль торца изделия. Эти напряжения вдавливают вертикально расположенные трубные стенки. При этом квадрат поперечного сечения деформируется. Он приобретает конфигурацию трапеции.
Поперечное сечение прямоугольной и квадратной формы плохо передает зажимные усилия между изгибочной и зажимающей колодкой.
Профиль стремится проскользнуть вдоль колодки в начале изгибания. При этом он может ее тереть, что ведет к износу оборудования.

Поведение материала с круглым сечением, когда происходит его изгиб:

Материал меньше деформируется на участках наивысшего напряжения. Места максимального сжимания/растягивания расположены по касательной осевой линии к поперечному сечению.
Круглая форма дает металлу возможность равномерно растекаться по всем направлениям в ходе изгибания. Благодаря этому мастеру легче контролировать процессы деформации материала.
Благодаря поперечному сечению округлой формы труба хорошо передает усилия между изгибочной и зажимающей колодкой.
При гибке круглых труб по радиусу, они практически не проскальзывают в инструменте.

Методы гибки профильных труб

Гибка профильной металлической трубы по радиусу проводится холодным и горячим способом. Для облегчения этого процесса рекомендовано применение специальных приспособлений – болванки, трубогибы, станки.

Станок

Гибочный прокаточный станок для профильной трубы можно приобрести или изготовить самостоятельно. При использовании установки проводится гибка металла холодным способом. Станок может быть полуавтоматическим и автоматическим. При использовании второго из них обеспечивается качественный прогиб трубы.

Вальцы для гибки металла – это устройство, которое имеет две составляющие – металлическую станину и подающие вальцы. Ручной инструмент применяется для изгибания изделий небольшого диаметра. Гидроприводные вальцы используются, если профтруба имеет толстую стенку, а ее диаметр более 10 миллиметров.

Трубогиб

Инструмент позволяет согнуть металлическую профильную трубу в домашних условиях правильно. Принцип работы оборудования основан на оказании большого давления на одну или несколько точек, что обеспечивает ее изгиб.

Инструмент имеет компактные размеры, что упрощает процесс его использования в домашнем хозяйстве. Существуют ручные и гидравлические трубогибы. Второй вариант агрегатов имеет больший коэффициент полезного действия.

Производятся электрические аналоги, которые упрощают процесс изгибания металла и не требуют участия мастера. При одноразовом проведении процедуры их покупка нецелесообразна.

Трубогиб придает трубе плавности линий. В металлоизделие засыпается мелкий песок, а его отверстия закрываются с двух сторон деревянными пробками или простым брусом.

При выборе пробки рекомендуется следить за тем, чтобы ее длина в два раза превышала радиус. Это устранит возможность деформации профтрубы. Далее с двух концов просверливаются небольшие отверстия, с помощью которых обеспечивается выход газа.

В местах будущего изгиба делается разметка. Затем проводится прогревание необходимого участка и загиб.

Болванка

Этот способ используется при большом радиусе изгиба металлоизделия. Место изгиба пользователь нагревает паяльной лампой. Предварительно берется проволока, диаметром 1-4 миллиметра, и сделать из нее пружину, которая надевается на место изгиба. После разогрева профтрубы ее сгибают болванкой, которая имеет радиус равен изгибу.

Холодные способы гибки

Это простой способ, который применяется только при отрицательных температурах. Берется отрезок и с одной стороны надевается пробка. В другой конец металлоизделия заливается вода.

Конструкцию оставляют на морозе до тех пор, пока вода внутри не замерзнет. После этого проводится гибка любым инструментом.

Этот способ применяется, если материал – дюраль, медь латунь и другие мягкие металлы.

Перед применением способа рекомендуется следить, чтобы толщина стенки была не более 1 миллиметра, а диаметр – не более 8 миллиметров.

Метод резки

Предварительно рекомендуется точно рассчитать радиус закругления. С трех столон рекомендовано сделать метки-пропилы. Далее с применением инструмента проводится аккуратное сгибание. В местах пропилов труба заваривается сваркой.

С применением песка и соли

В металлопластиковую трубу засыпается песок или соль, которые предварительно разогреваются. После прогрева отрезка его сгибают в соответствии с шаблоном заданного радиуса.

Оборудование для гибки труб: заводские и самодельные варианты

Классическое приспособление для гибки профильной трубы – это трубогиб. Причем агрегаты подобного типа бывают ручными и механизированными.

У ручных станков от мускульной силы оператора работает и привод подачи трубы (соединенные цепной передачей вальцы) и генератор деформирующего усилия (соединенная с верхним вальцом струбцина).

Механизированный станок для гибки профильной трубы работает на электрическом приводе, который генерирует крутящий момент на подающих вальцах. Генератор прижимного усилия такого агрегата функционирует либо от мускульной силы оператора (струбцина), либо от гидравлического привода (ротационный пресс).

К заводским моделям трубогибов относятся агрегаты из серии «ПГ» (профелегибы).

Причем в быту и промышленности используют следующие модели:

ПГ-1 – мобильный трубогиб, который могут использовать и «домашние мастера» и слесари или сантехники из аварийных бригад. Этот компактный аппарата сгибает профиль с габаритами до 40х40 миллиметров. Причем минимальный радиус изгиба – 180 миллиметров, а минимальный диаметр (для кольцеобразных деталей) – 0,6 метра.
ПГ-2 – мобильный трубогиб с увеличенной мощностью. Этот аппарат сгибает даже 60-миллиметровые профили. Минимальный радиус изгиба в данном случае равен 22 сантиметрам (диаметр — 60 сантиметрам).

Средняя стоимость подобных станков – 600-700 долларов США. Поэтому большинство домашних мастеров используют не «фабричные» а самодельные трубогибы. Или заказывают услугу у специализированных компаний.

Причем цена гибки профильной трубы зависит от объемов работы, габаритов и конструкционного материала деформируемого изделия и сложности профиля согнутой детали.

Самодельные трубогибы

Самодельные аппараты для гибки труб конструируют на основе трехвальцовой схемы, реализованной в промышленных трубогибах.

Сборку такой конструкции начинают с производства каркаса – прямоугольника, изготовленного из четырех швеллеров, соединенных сваркой.

На изготовленный каркас, по центру, наваривают П-образный кронштейн, в центр верхней планки которого вваривают гайку – основу будущей струбцины. В эту гайку вкручивают винт с маховиком.

Пята винта контактирует с подвижной плитой, которая перемешается в пазах боковых стенок П-образного кронштейна.

В плиту (которую можно выполнить в виде того же П-образного кронштейна, только с короткими вертикальными «ножками) встраивают валец (закрепляя между боковыми «ножками»). Прижимное усилие будет генерироваться струбциной.

По бокам от П-образного кронштейна наваривают стержневые кронштейны, которые будут удерживать подающие вальцы. Крепление вальцов осуществляется с помощью винтов. Причем с одной стороны на вальцы монтируют звездочки цепной передачи (можно использовать детали от велосипеда).

В финале на подающие вальцы надевают цепь и крепят к одной из звездочек рукоять, с помощью которой генерируют момент вращения на валу.

Схема работы такого агрегата очень проста:

Деформируемую трубу укладывают на подающие вальцы и поджимают деформирующим роликом, затягивая винт струбцины.
После этого, вращая рукоять подающей системы, прокатывают всю трубу сквозь зону деформации.
При необходимости вышеописанные действия повторяют еще раз.

В итоге, труба гнется, а владелец оборудования экономит от 500 до 700 долларов США.

Как рассчитать минимально допустимый радиус

Минимальный радиус гиба трубы, при котором появляется критическая степень деформации, определяет соотношение:

Rmin=20∙S

В нем:

Rmin означает минимально возможный радиус гиба изделия;
S обозначает толщину, которой обладает трубопровод (в мм).

Следовательно, радиус по срединной трубной оси равен: R=Rmin+0,5∙Dn. Тут Dn означает условный диаметр круглого стержня.

Обязательное условие, чтобы грамотно вычислить минимальный радиус изгиба — это необходимость принять во внимание соотношение:

Кт=S:D

Тут:

Кт означает коэффициент тонкостенности изделий;
D указывает на наружный диаметр труб.

Следовательно, универсальная формула для вычисления минимально допустимого радиуса гибки:

R=20∙Кт∙D+0,5∙Dn.

Когда заданный радиус получается больше, нежели значение, получаемое по приведенной выше формуле, то используется метод холодной гибки труб. Если он меньше рассчитанной величины, материал следует предварительно нагреть. Иначе его стенки при гибке деформируются.

Следует учесть тот случай, когда параметр тонкостенности составляет 0,03

Как правильно производить расчет профильной трубы на прогиб? — Блог о строительстве

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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 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

Расчет профильной трубы на прогиб – сложный и трудоемкий процесс. Для этого надо внимательно изучить ГОСТы и другие нормативные документы, изучить виды опор и нагрузок на будущую конструкцию, построить схему, добавить запас прочности.

Малейшая ошибка при расчетах приведет к печальному финалу. Поэтому, не зная физики и Сопромата, лучше доверить расчеты ответственных конструкций (кровля, каркас) профессионалам. Они помогут провести точные расчеты при меньших затратах.

Если вы решили вопрос расчета нагрузки на профильную трубу, поделитесь опытом и расскажите, для чего вы ее использовали в х!

31.05.2018

Используя профильную трубу для создания несущих конструкций, в обязательном порядке должны выполняться расчеты на изгиб. Такой вид трубного проката применяется в промышленном, коммерческом и частном строительстве.

Из него изготавливают навесы, всевозможные каркасные и лестничные конструкции, фермы, стеллажи, козырьки, тепличные сооружения, элементы кровельной системы, беседки. Поэтому без правильных и тщательных расчетов никак не обойтись. Превышение допустимого давления приведет к деформации или разрыву изделия в месте сгибания профтрубы.

Используя методы расчета нагрузок на профильную трубу, можно:

сохранить первоначальную форму изделий;придать конструкции повышенной прочности;увеличить период эксплуатации;минимизировать расходы на материале;избежать негативных разрушительных последствий.

Важным критерием, который учитывается при подсчетах, является время воздействия и тип нагрузок. Данные показатели регламентированы СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». Различают силу давления:

Постоянные, когда масса и воздействующая сила не меняются на протяжении длительного временного периода. Воздействия создаются элементами здания (несущими и ограждающими конструкциями), грунтами, гидростатическим давлением.Длительные.

Временные перегородки из ГКЛ, стационарное оборудование, складируемые материалы, а также как результат изменения влажности или усадки.Кратковременные.

Оборудование, вес людей и транспортных средств, климатические, создаваемые снегом, ветром, перепадами температур, обледенением.Особые.

Сейсмические и взрывные воздействия, влекущие изменения структуры грунта, результат столкновения транспортных средств и обусловленные пожаром.

В Своде правил представлены формулы для подсчета, таблицы и схемы по каждому типу нагрузок. Также берется в учет реалистичное сочетание все типов давления.

При расчете профильной трубы: масса и изгиб являются основными показателями.

Знать вес погонного метра проката нужно, чтобы не ошибиться в прочностных значениях создаваемой конструкции. Метод определения направлен на подбор оптимального сечения трубного проката при разной его длине. Наглядный пример соотношений этих двух показателей представлен в таблицах ниже.

Табл.№1. Значения для изделий квадратного сечения:

Чтобы рассчитать прочность трубы профильной на изгиб необходимо определить максимальное напряжение на ту либо иную точку конструкции. Каждый вид материала, из которого изготавливается прокатная продукция, обладает индивидуальным показателем напряжения и точкой сопротивления.

В учет берутся следующие параметры: вид проката, сечение, толщина стенки, общие характеристики. Владея такими данными, можно предположить, какие будут последствия от воздействия различных факторов, в том числе окружающей среды. При давлении на поперечную часть профтрубы напряжение создается даже в точках, которые удалены от нейтральной оси.

Получить данные можно разными способами:

Берутся готовые показатели из строительных справочников и подставляются в формулу.

Такие действия предусматривают выбор трубного проката в соответствии с указанными характеристиками, что позволяет делать самые точные подсчеты прогиба.

ГОСТ 8639-82 (для изделий квадратного сечения) и ГОСТ 8645-68 (прямоугольного) регламентированы: момент инерции трубы (I), длину пролета (L), нагрузку (Q), модуль упругости в соответствии СНиП.

Схемы вычислений индивидуальные и для каждого случая подбирается формула.Самостоятельно рассчитывается прочность на изгиб. В данном случае применим Закон Гука, который выражается формулой: Pизг = M/W, где Pизг — величина прочностного предела, M — изгибающий момент; W — сопротивление. Такие вычисления требуют дополнений: учитываются характеристики исходного материала, давления и т.

д.При помощи калькулятора. В специальную расчетную таблицу вносятся исходные данные — длина пролета, нормативная и расчетная нагрузка, Fmax,количество изделий, расчетное сопротивление, параметры. После нажатия на клавишу «Рассчитать» выдается готовый результат.

Не стоит выполнять расчеты самостоятельно. Нужно уметь пользоваться ГОСТами, СНиПами и владеть сложной специфической техникой — сопроматом. При малейших неточностях в подсчетах не избежать серьезных последствий.

Проще применить один из калькуляторов для расчета нагрузки на профильную трубу:

http://www.rsi-llc.ru/calculator/http://svoydomtoday.ru/building-onlayn-calculators/336-rschet-kvadratnoy-trubi-na-progib-i-izgib.htmlhttps://trubanet.ru/onlajjn-kalkulyatory/raschet-balok-iz-trub-na-izgib.html

Также полезно будет просмотреть видео:

Расчет нагрузки на профильную трубу калькуляторСсылка на основную публикацию

Для создания каркасов различных строений самое большое распространение получила древесина. Из нее, как из пластилина, можно сотворить конструкцию любой сложности. Однако далеко не последнее место занимает и такой конструкционный материал как различные металлические профили.

Их выгодно отличает такое свойство как пластичность, долговечность и прочность. Не последнее место среди таких материалов занимают профильные и круглые трубы. Попытайтесь представить себе навес для автомобиля из профильной трубы с покрытием из поликарбоната и такое же строение из уголка.

Похоже, двух мнений быть не может. А любая балка в конструкции должна быть просчитана. Это необходимо по двум причинам:

Получить объект с достаточным запасом прочности под воздействием собственного веса, а также ветровых и снеговых нагрузок.Подобрать минимально допустимый для строения профиль с целью минимизировать расходы на материалы.

Для достижения этой цели необходимо воспользоваться нашим онлайн калькулятором и рассчитать балку из трубы на изгиб. Это в случае, если деталь закреплена с одной стороны (консольная). Если же закреплены оба конца, понадобится рассчитать балку на прогиб.

При этом необходимо учитывать следующие обстоятельства:
Размеры и сечение: (профильная или круглая).

Для балки из профильной прямоугольной трубы расчет производится с учетом направления воздействия. При расчете балок из квадратной трубы этот фактор одинаков для любого направления воздействия.

Прочностные характеристики материала с учетом толщины стенок и марки материала.

Это особенно актуально при использовании балок из круглой трубы, расчет которой в значительной степени зависит от указанных характеристик ввиду многообразия применяемых материалов.

Как можно классифицировать нагрузки на балку? В соответствии с СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» моменты нагружения конструкции можно распределить по следующим признакам:

постоянные – давление и вес которых не изменяются с течением времени, это такие, как собственный вес конструкции;временные длительные, учитывающие вес дополнительных конструкций сооружения, включая оборудование, мебель и прочее;кратковременные поперечные, зависящие от внешних условий эксплуатации – нагрузки от ветра, снега или дождя, для определения которых производится собственный расчет, зависящий от района расположения объекта. Такие нагружения в экстремальных условиях создают условия, при которых возможно прогибание балки.особые условия воздействия, к которым можно отнести воздействие от удара автомобиля во время парковки, в результате которого опора может прогибаться;сейсмические – для местностей с определенной сейсмической активностью.

Прочностью перекрытия определяется уровень безопасности проживания на загородном участке или в деревенском доме.

Степень нагружения конструкций можно подбирать по таблицам, при этом учитываются:

величина момента инерции, обозначенная в стандартах;длина пролета;величина нагрузки;модуль Юнга (справочные данные).

В таблицах приводятся готовые данные, рассчитанные по специальной формуле например для круглых, квадратных и прямоугольных профилей.

Все прочностные расчеты несущих конструкций по определению сложны в исполнении и требуют специальной инженерной подготовки в области сопротивления материалов. Поэтому лучше воспользоваться специальным онлайн-калькулятором. Чтобы рассчитать нагрузки достаточно ввести исходные данные в таблицу и на выходе можно получить точный результат быстро и без особых затруднений.

Балочная ферма, подсчет которой произведен таким образом, будет надежной конструкцией на долгое время. При правильном расчете предельная жесткость перекрытия гарантирована.

Записи по теме:

Максимальная нагрузка на профильную трубу таблица – Расчет нагрузки на профильную трубу: калькулятор, методы, таблицы — sk-amigo.ru

Превышение допустимого давления приведет к деформации или разрыву изделия в месте сгибания профтрубы.

Используя методы расчета нагрузок на профильную трубу, можно:

сохранить первоначальную форму изделий;
придать конструкции повышенной прочности;
увеличить период эксплуатации;
минимизировать расходы на материале;
избежать негативных разрушительных последствий.

Характеристики металла для гибки

Любому металлу присуща своя точка сопротивления, то есть максимальная и минимальная нагрузка, которую он может выдержать.

Если оказать на металл слишком большое давление, это может спровоцировать деформацию, ненужные прогибы или надломы в профиле.

Выполняя расчет на изгиб трубы, необходимо учитывать такие важные характеристики как плотность металла, размеры и диаметр профильных или круглых труб, а также ряд других параметров.

Таким образом, можно будет спрогнозировать, насколько эффективным будет использование того или иного материала в условиях окружающей среды.

Гибкая и жесткая арматура для железобетона — марка сталь

Обратите внимание, что напряжение будет возникать не только непосредственно в месте прогиба профильной трубы, но и на удаленных от центра сгиба участках. Высшее касательное напряжение будет наблюдаться именно в области центральной оси сгиба.

В процессе гибки трубы происходит сжатие внутреннего слоя металла, он становится меньше, а внешний слой, напротив, увеличивается за счет растяжения. А вот центральный слой металла остается неизменным, сохраняет исходные параметры, обеспечивая тем самым прочность трубы.

Примеры расчетов изгиба труб

При проектировании и изготовлении конструкций из металла и других материалов очень важно соблюдать и выполнять физико-механические расчеты на прочность, одним из которых является расчет балок на изгиб (прогиб). Выполнять расчет прогиба балки онлайн — очень удобно и быстро. Поэтому специалисты нашего предприятия подготовили онлайн калькулятор для расчетов.

Расчет прогиба балки онлайн

Площадь поперечного сечения профиля:

Расчетный вес профиля (балки):

Описание

При выборе схемы с распределенной нагрузкой, приложенная «Нагрузка Q» указывается как относительная «килограмм на метр». Определяется она по формуле Q = [общяя нагрузка, кг]/[общая длина, м].

Использование калькулятора «Расчет прогиба балки онлайн» значительно сократит время и послужит залогом надежных инженерных конструкций.

Калькулятор разработан исключительно по формулам Сопромата и справочным данным для каждого типа материала и сечения балки.

Расчет прогиба сечения является теоретическим, следовательно практические значения могут быть отличными от расчетных и зависеть от множества условий.

Однако значения полученные в данном калькуляторе будут невероятно полезными и послужат основой для расчета необходимой конструкции.

Для быстрого доступа к расчетам необходимого профиля добавьте калькулятор в избранное (CTRL+D на ПК или значек «звездочка» справа вверху браузера)

Выполнение расчетов на изгиб

Выполнение расчета круглой трубы на изгиб требуется для того, чтобы определить максимально допустимый уровень напряжения на каждый конкретный участок трубы.

Каждый материал имеет свою величину нормального напряжения, которые не оказывают какого-либо воздействия на само изделие.

Для получения правильных расчетов, их нужно проводить по специальной формуле. Особое внимание следует уделять тому, чтобы показатели оставались в пределах максимально разрешенных значений.

Согласно закону Гука, образующаяся сила упругости прямо пропорциональна деформации.

Рассчитывая величину изгиба, нужно дополнительно использовать следующую формулу напряжения: M/W, где M – величина изгиба по оси, испытывающая на себе усилие, а W – величина сопротивления этой оси в месте изгиба.

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

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.

Расчет по формуле максимального напряжения при изгибе профильной трубы

Расчет напряжения при изгибе вычисляется при помощи формулы:

где M – изгибающий момент силы, а W – сопротивление.

Согласно закону Гука сила упругости прямо пропорциональна величине деформации. Теперь подставляют значения для нужного профиля. Дальше формула уточняется и дополняется, исходя из характеристик стали для профильной трубы, нагрузки и т.д.

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.

Поэтому, не зная физики и Сопромата, лучше доверить расчеты ответственных конструкций (кровля, каркас) профессионалам. Они помогут провести точные расчеты при меньших затратах.

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 %.

Стоит отметить, что изнутри изгиба, где происходит деформация сжатия, могут появляться складки. Данный факт, как правило, отрицательно сказывается на корректной работе системы, так как складки снижают проходимость труб, увеличивают величину гидравлического сопротивления и уровень засорения.

Способы изгиба труб

Потребность в изгибе труб может возникнуть в ряде случаев, к примеру, в процессе монтажа трубопровода, если нужно «обойти» какое-либо препятствие. Также нередко приходится прибегать к этой операции в процессе изготовления различных металлоконструкций, таких как навесы, теплицы, беседки и т.д.

Следует отметить, что если речь заходит об изгибе труб, то имеются в виду следующие их виды:
Подходящие для изгибания виды труб
Далее я расскажу, как согнуть в домашних условиях все вышеперечисленные виду труб.

Пределы радиусов изгиба труб

Руководствуясь госстандартами, трубы должны иметь минимальный радиус изгиба (детальнее: «Какой радиус гиба труб можно получить при помощи разных типов трубогибов»). При осуществлении сгибания при помощи нагрева трубы, заполненной песком, внешнее сечение трубы должно быть как минимум 3,5 DN. При изменении формы трубы на трубогибочной установке без использования нагрева – более 4DN.

При прогреве газовой горелкой или в печи, чтобы складки образовывались наполовину, величина должна равняться 2,5 DN. В случае потребности в получении сильного сгиба, например для систем с согнутыми канализационными отводами, которые изготавливаются способом горячей протяжки или штамповкой – более 1 DN.

Труба может иметь и меньшую величину сгиба. Тем не менее, допускать это можно лишь в том случае, если трубы изготавливались при технологии, когда их стенки утончаются на 15 % от всей толщины.

Все расчеты на прочность трубы при изгибе должны осуществляться с максимальной ответственностью.

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.

Максимальная нагрузка на профильную трубу: способы расчета

Профильные трубы, которые широко используются в монтаже различных конструкций и прокладке коммуникаций, представляют собой полый продолговатый металлический брусок с сечением квадратной или прямоугольной формы.
Материалом для изготовления профильных изделий является высокоуглеродистая сталь различных марок.
Профилированная стальная труба служит материалом для сооружения каркасов различный конструкций:

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

Также стальная труба может использоваться в качестве перекрытия или балки.

Симисторные и тиристорные стабилизаторы: что выбрать?

Зачем нужны расчеты

Стальные профили, собранные в конструкцию, испытывают нагрузку других материалов или веществ, а также испытывают напряжение в металле при изгибе. Превышение максимально допустимой нагрузки влечет деформацию трубопрокатных изделий или их разрыв.

Неверно рассчитанная нагрузка повлечет за собой неустойчивость конструкции, невозможность сборки или разрушение в последующем. Это чревато лишними финансовыми затратами на ремонт, приобретение материалов и восстановление конструкции.

В процессе эксплуатации труб под нагрузкой происходит ряд изменений в структуре металла, которые необходимо учесть при подборе изделий. При внешнем воздействии на изделие или его изгибе в металле возникает напряжение, т.

е происходит неравномерная деформация, при которой отмечается сжатие внутренних связей между молекулами и одновременное растяжение наружного слоя.

При этом внутренние части металла увеличиваются в плотности, а наружные уменьшаются за счет уплотнения в месте воздействия.

Рекомендуем ознакомиться: Разновидности и применение оцинкованных профильных труб

Какие параметры нужны для расчета нагрузки

При подборе трубных профилей для строительства конструкций необходимо получить информацию о состоянии трубопрокатных профилей для анализа условий и возможностей изделия в процессе эксплуатации.

Данные, которые необходимы для этого:

размеры профиля, мм;
форма сечения;
параметры напряжения конструкции;
показатели прочности материала;
вид нагрузки на профиль.

Таким образом, принимаются в расчет точки сопротивления для каждого вида материала. При этом учитываются предельно максимальные и минимальные значения:

Минимум показателей предполагают нулевую нагрузку.
Максимальные – с изгибом изделия до состояния разрыва в металле. Учет данных значений позволит правильно рассчитать устойчивость и подобрать трубы соответствующих параметров, чтобы увеличить срок эксплуатации конструкции.

Расчет балок из труб на изгиб и прогиб — онлайн калькулятор

Калькулятор предусматривает расчёт балок из труб на изгиб и прогиб для различных схем их крепления и нагрузки. Нагрузка балок может быть распределённой (“q” на схемах 3,4,5,9,15 и др.) или сосредоточенной (“P” на схемах 1,2,6,7,8 и др.).

Крепление балок может быть:

консольным с жесткой заделкой одного из концов (например, схемы 1,2,3 и другие);
“заделка – заделка”, когда оба конца балки из трубы жестко защемлены (заделаны), схемы 6, 7, 8, 9;
“шарнир – шарнир”, (схемы 12, 13, 14, 15 и другие), причём левый шарнир неподвижный, а правый подвижный;
“заделка – шарнир” (схемы 9, 10, 11 другие).

Жесткая заделка предотвращает поворот балки из трубы и перемещение её в любом направлении. Неподвижный шарнир допускает только поворот трубы в месте крепления в вертикальной плоскости.

Подвижный шарнир допускает поворот трубы в месте крепления в вертикальной плоскости и перемещение вдоль её собственной оси. Эти перемещения весьма незначительны и являются следствием деформации трубы под нагрузкой.

Жесткая заделка трубы предотвращает ее поворот и перемещение в любом направлении. Неподвижный шарнир допускает только поворот трубы в месте крепления в вертикальной плоскости.

Подвижный шарнир допускает поворот в месте крепления в вертикальной плоскости и перемещение вдоль её собственной оси. Эти перемещения весьма незначительны и являются следствием деформации балки из трубы под нагрузкой.

Переделка шуруповерта на питание от розеточной сети

Основным видом этой деформации является её прогиб, величина которого наряду с приложенной нагрузкой зависит также от ее длины, размеров её поперечного сечения и физических характеристик материала, в данном случае от его модуля упругости (“E”). Модуль упругости углеродистой стали равен (2-2.1) * 10 5 MПа; легировнной (2.1 – 2.2) * 10 5 MПа; поэтому в калькуляторе принято среднее значение 2.1 * 10 5 MПа, что составляет 2142000 кг.см2.

Из размерных характеристик поперечного сечения трубы для расчёта прогиба используется момент инерции сечения (“I”); величина прогиба зависит также от положения проверяемой точки трубы относительно опор.
Допустимая величина прогиба балок определяется их назначением и местом в строительных конструкциях и регламентируется соответствующим СНиП; в легких случаях она не должна превышать 1/120 – 1/250 длины трубы.
Поэтому настоятельно рекомендуется проверять результаты расчета на допустимость.

Предназначение калькулятора для определения изгиба

Для создания каркасов различных строений самое большое распространение получила древесина. Из нее, как из пластилина, можно сотворить конструкцию любой сложности. Однако далеко не последнее место занимает и такой конструкционный материал как различные металлические профили.

Похоже, двух мнений быть не может. А любая балка из трубы в конструкции должна быть просчитана. Это необходимо по двум причинам:

Получить объект с достаточным запасом прочности под воздействием собственного веса, а также ветровых и снеговых нагрузок.
Подобрать минимально допустимый для строения профиль с целью минимизировать расходы на материалы.

При этом необходимо учитывать следующие обстоятельства:

Размеры и сечение: (профильная или круглая). Для профильной прямоугольной трубы расчет производится с учетом направления воздействия. При расчете балок из квадратной трубы этот фактор одинаков для любого направления воздействия.
Прочностные характеристики материала с учетом толщины стенок и марки материала. Это особенно актуально при использовании балок из круглой трубы, расчет которой в значительной степени зависит от указанных характеристик ввиду многообразия применяемых материалов.

Как рассчитать нагрузку с помощью таблиц

С учетом различных параметров произведены общепринятые математические расчеты, которые сведены в единые таблицы.

Каждый желающий по стандартам и правилам может произвести расчет допустимой нагрузки по справочным общедоступным таблицам и выбрать вид металлического профиля.

Обратите внимание! Значения в справочных материалах получены учеными и расчетными бюро при использовании теории сопротивлений материалов и законов физики.

Методика расчета нагрузок на металлопрофиль по утвержденным таблицам более точна в связи с учетом в них:

вида опор;
наличия креплений;
типа нагрузок.

В проектах используют данные справочных таблиц из документа СП 20.13330.2011.

В случаях, когда конструкция не имеет нагрузки, берутся значения из таблицы 1 утвержденного стандарта.

Элементы электрической схемы сварочных инверторов

Например, для перильных или декоративных конструкций. Таблицы 2 и 3 содержат показатели максимальной нагрузки на трубный профиль, когда материал может деформироваться, но без разрыва и при прекращении воздействия металлический элемент примет исходную форму и состояние.

При увеличении максимальной нагрузки конструкция может сломаться или разрушиться.

Это важно! Рекомендуется приобретать стальные профили с запасом прочности минимум в 2 раза больше предельно допустимого.

Какую нагрузку способны выдержать профильные трубы

Согласно утвержденным стандартам нагрузка по времени воздействия классифицируется на четыре группы:

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.

Обратите внимание! Во время расчета нагрузки на металлический профиль для возведения навеса важно помнить, что изделие является несущей конструкцией.

Для вычисления силы воздействия на каркас из металлопрофиля следует учесть следующие типы нагрузок:

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

Рекомендуем ознакомиться: Вакуумный клапан для систем канализации

Методы и формулы для вычисления

Чтобы рассчитать прочность трубы профильной на изгиб необходимо определить максимальное напряжение на ту либо иную точку конструкции. Каждый вид материала, из которого изготавливается прокатная продукция, обладает индивидуальным показателем напряжения и точкой сопротивления.

При давлении на поперечную часть профтрубы напряжение создается даже в точках, которые удалены от нейтральной оси.

Получить данные можно разными способами:

Берутся готовые показатели из строительных справочников и подставляются в формулу. Такие действия предусматривают выбор трубного проката в соответствии с указанными характеристиками, что позволяет делать самые точные подсчеты прогиба. ГОСТ 8639-82 (для изделий квадратного сечения) и ГОСТ 8645-68 (прямоугольного) регламентированы: момент инерции трубы (I), длину пролета (L), нагрузку (Q), модуль упругости в соответствии СНиП. Схемы вычислений индивидуальные и для каждого случая подбирается формула.
Самостоятельно рассчитывается прочность на изгиб. В данном случае применим Закон Гука, который выражается формулой: Pизг = M/W, где Pизг — величина прочностного предела, M — изгибающий момент; W — сопротивление. Такие вычисления требуют дополнений: учитываются характеристики исходного материала, давления и т.д.
При помощи калькулятора. В специальную расчетную таблицу вносятся исходные данные — длина пролета, нормативная и расчетная нагрузка, Fmax,количество изделий, расчетное сопротивление, параметры. После нажатия на клавишу «Рассчитать» выдается готовый результат.

Проще применить один из калькуляторов для расчета нагрузки на профильную трубу:

Также полезно будет просмотреть видео:

Профильные трубы для высокой нагрузки

Другие виды расчетов

Существуют другие методы расчета нагрузки на конструкции:

по формуле расчета напряжения изгиба металлической трубы: расчет напряжения при изгибе = изгибающий момент силы / сопротивление

В этой формуле используется закон Гука о пропорциональности силы упругости к показателю деформации.

с помощью специальных готовых калькуляторов.

Обратите внимание! Следует помнить, что использование собственных расчетов по разработанным формулам может быть чревато ошибками и погрешностями. Будьте внимательны при учете всех показателей.

Как самостоятельно согнуть трубу

В случае возникновения необходимости в сгибе трубы своими руками, можно при расчете воспользоваться универсальной формулой (пять диаметров трубы).

Для примера рассчитаем изгиб для трубы диаметром 1,6 мм:

Сначала нужно точно представить, какую окружность нужно получить в итоге (для точного сгиба требуется ¼ окружности).
Далее нужно узнать радиус. Для этого 16 умножается на 5 – получается 80 мм.
Теперь высчитываются стартовые точки для изгиба. В данном случае нужно воспользоваться формулой C=2π∙R:4. Здесь С – тот отрезок трубы, который будет участвовать в работе. Применяется два π и величина внешнего радиуса трубы.
На последнем этапе величины замещаются известными показателями: 2∙3,14∙80:4. В итоге получается 125 мм, что равняется продолжительности отрезка, на котором минимально допустимый радиус изгиба будет равняться 80 мм.

Небольшой обзор небольшого паяльника и немного теории.

Если по приведенным формулам у вас расчеты получить не выходит, их можно провести при помощи программы-калькулятора, которых достаточно в сети Интернет.

Определив нагрузку на круглую трубу и проведя все расчеты, можно начинать работы по гибке, для чего лучше воспользоваться специальным ручным трубогибом, который в значительной степени упростит монтаж.

Таких инструментов существует несколько разновидностей. Сегментное устройство позволит проводить работу, ориентируясь на специальные шаблоны, форма которых подбирается под определенное сечение и форму труб.

Возможен сгиб трубы до 180˚.

У дорнового трубогиба есть подвижный элемент внутри, который не допускает образования деформаций.

Независимо от используемого инструмента, помните, что для получения точного и качественного изгиба, проведите изначальные точные перепроверенные расчеты.

В промышленном и частном строительстве распространены профильные трубы. Из них конструируют хозяйственные постройки, гаражи, теплицы, беседки. Конструкции бывают как классически прямоугольными, так и витиеватыми. Поэтому важно правильно сделать расчет трубы на изгиб. Это позволит сохранить форму и обеспечить конструкции прочность, долговечность.

Как узнать, правильно ли рассчитана нагрузка

Расчет нагрузок для стальных профилей – это важный процесс, который требует внимательности и использование специальной литературы, ГОСТы, СНиПы и другую общепринятую документацию.
Чтобы проверить правильность собственных расчетов, можно воспользоваться стандартными справочными таблицами, а также проверить полученное значение на специальный сайтах с разработанными расчетными калькуляторами.
Если существует опасение произвести неверные расчеты, возможно обратиться к специалистам с опытом и подтвержденной квалификацией в сфере строительства.

Обратите внимание! Ошибки в расчетах влекут за собой разрушение строений и конструкций, что сопровождается финансовыми расходами, потерей времени и возможностью нанесения вреда здоровью людей.