8 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что прочнее профильная труба или труба

Обучение и техническая поддержка для проектировщика

выбор труб для забора

профильная или круглая труба

Профильная или круглая труба для забора. Что выбрать ?

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 трубе

ГОСТ 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, 200х100

Большим 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)

– Монтажные работы, как наружного, так и внутреннего типа

– Металлоконструкции широкого профиля

– Производство товаров народного потребления

Схема установки трубчатого каркасного забора

Профильную трубу, используемую для стоек, нужно разворачивать широкой стороной перпендикулярно облицовке. Это максимально увеличит жесткость столбов по отношению к ветру, стремящемуся согнуть широкий «парус» забора.

В отличие от сплошного ограждения из профлиста, установка каркаса из труб для забора из стальной сетки рабицы менее отвественная. Этой конструкции не страшен даже ураганный ветер, ведь сетка не создает большого аэродинамического сопротивления.

Здесь главной задачей является обеспечение стабильности основания, поэтому достаточное заглубление в грунт и бетонирование столбов – обязательные условия устойчивости всей конструкции.

В качестве столбов рекомендовал бы использовать квадратный профиль, а для лаг (горизонтальные прогоны) профиль прямоугольного сечения, ссылка «Статический расчет стального каркаса»

Что прочнее труба круглая или профильная труба

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:

  • электросварные и бесшовные;
  • горячедеформированные, теплодеформированные, холоднодеформированные и холоднотянутые;
  • водогазопроводные и магистральные;
  • универсальные и специального назначения.

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:

  • 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.

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:

  • 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.

Первые два пункта списка формируют сортамент продукции. Прочность круглых труб регламентирует ГОСТ 8731-74, согласно которому проводят испытания изделий по таким видам воздействий:

  • сопротивлению на разрыв;
  • способности труб выдерживать гидравлическое давление;
  • на сплющивание, бортование, раздачу, загиб.

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:

  • характеристик стали, из которой изготовлены трубы;
  • вида профиля и размера поперечного сечения изделия;
  • толщины стенок;
  • общей длины конструктивного элемента и т. д.

Однако разумнее всего воспользоваться помощью специалистов в сфере сопротивления материалов. Они разрешат дилемму – что крепче, круглая труба или профильная, – с точными числами.

Читать еще:  Способы применения биостимулятора Эпин для комнатных цветов

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:

Сравнение параметров прочности квадратных и круглых труб

Для монтажа различных металлических конструкций широко применяются трубы. Как правило, это круглые или квадратные изделия. Для того, чтобы сделать правильный расчёт нагрузок на элементы конструкции, необходимо знать, что прочнее – обычная круглая труба, или профильная труба квадратного сечения. Зная максимальную нагрузку на элемент конструкции, можно очень точно определить, какой профиль более уместен для использования в процессе монтажа.

Показатели прочности круглого и квадратного профилей

ГОСТы для квадратных и круглых труб регламентируют самые разные процессы:

  • физические свойства поверхностей.
  • механические характеристики соединений.
  • порядок осуществления трансформации (изгиба, кручения, вытяжки, и т.д.).

Условия изгиба профиля могут быть различными. Также отличаются и данные о наружном диаметре нержавеющих и углеродистых труб.

Если гибка осуществляется методами нагрева или наполнения полого пространства сыпучим материалом, наружный диаметр должен составлять не менее 3,5DN (номинальных диаметров). Для трубогибочных станков эта величина составляет 4DN. Отступление от требований ГОСТов 494/90 и 617/90 допускается в случае, если уменьшение толщины изгибаемой стенки составляет не более 15%. В этом случае можно уменьшать номинальные данные для расчёта изгибной прочности профиля.

Таблица моментов инерции для различных типов сечений

Сравнить уровень прочности полого квадрата и круга из стали помогает часть технической механики, изучающая сопротивление различных материалов. При расчёте показателя прочности на изгиб используются две формулы:

  1. Вычисление длины изгибаемой детали.

r – радиус изгиба профиля, мм.

α – искомый угол изгиба, о .

I – расстояние 100/300 для оборудования, удерживающего заготовку.

  1. Расчёт величины изгибаемого участка.

α – угол изгиба, о .

r – радиус изгиба, мм.

DH – внешний диаметр.

Расчёт профильной трубы завершается после определения величины напряжения, исчисляемой в соответствии с законом Гука:

Μ – степень изгиба по оси воздействия силы.

W – сопротивление изгибу по оси.

При проведении расчётов необходимо обязательно учитывать меру инертности тела при вращении – момент инерции. При одинаковой толщине стенок полых труб разных сечений и удельной тяжёсти изгибное усилие для квадрата в 1,181 раза больше, чем для круга. Но радиус инерции круглой трубы больше, чем квадратной. Поэтому она является менее прочной.

Круг или квадрат

Полые металлические (стальные или алюминиевые) стержни квадратного и круглого сечений широко применяются в строительстве и производстве металлоконструкций. Полый профиль имеет гораздо меньший, в сравнении с брусом, вес. Как несущий элемент металлической конструкции квадрат более удобен, нежели круг. Он легче монтируется. Два мерных отрезка квадратного профиля можно соединить при помощи сварки, в отличие от круга. Плоская поверхность квадратного профиля обеспечивает лучший контакт с различными навесными элементами (поликарбонатом, ДВП различными видами прессованного утеплителя, и пр.).

А наличие рёбер жёсткости позволяет успешно использовать квадрат в местах, где отмечаются максимальные нагрузки. Если изгибающее усилие направлено под углом 90 о к грани профиля, сопротивление изгибу одинаково в любом месте трубы. Изгибная нагрузка наиболее сильна по краям профиля. Центральная же его часть значительно более устойчива. Замкнутое поперечное сечение также даёт высокую прочность профиля на кручение. Это позволяет использовать квадратные трубы при монтаже различных сложных конструкций:

  • сводов арочного типа.
  • кровель с крутыми уклонами.
  • ребристых куполов.

Расчёт профильной трубы показывает, что надёжность конструкции прямо пропорциональна материалу, из которого она изготовлена. Бетон гораздо надёжнее дерева, но значительно уступает стали. Дело в том, что при его применении очень трудно крепить прогоны. Просверленные в бетоне отверстия для анкеров не смогут обеспечить необходимой прочности. У металлического профиля в сравнении с другими материалами масса преимуществ. А у квадрата – столько же преимуществ перед кругом.

Металлоконструкции из квадратного профиля

Например, при устройстве ограничительных конструкций (заборов) оптимальный шаг стоек – 2,5 м. При частых порывистых ветрах его следует уменьшить до 2 м. При высоте конструкции до 1,5-2,0 м оптимальный размер квадрата с толщиной стенки 2 мм – 40х40 или 60х60 мм. Применяемый материал – труба профильная для металлоконструкций из углеродистой или низколегированной стали (ГОСТ Р 54157-2010). При монтаже более масштабных конструкций могут применяться трубы размеров от 50х50 до 200х200 мм.

Область использования квадратных труб гораздо шире, нежели круглых. Это связано с тем, что у них выше степень взаимодействия с плоскостями, имеющими симметричную поверхность. Чётко определены отрасли, в которых трубы подобного сечения не применяются:

  • изготовление каркасных конструкций.
  • транспортировка газообразных веществ.
  • водоснабжение и канализация.

Профилированная труба не годится для трубопровода по причине того, что рассчитана, в отличие от круглой, на сопротивление значительным несущим нагрузкам. Из за наличия углов скорость прокачки газов и жидкостей внутри квадратной трубы намного меньше, чем внутри круглой.

Изготовление квадратного профиля

В теории, чтобы изготовить квадратную трубу, достаточно вальцовочного станка с возможностью формования профиля необходимых размеров. Круг вальцуется с целью получения квадрата. Но с точки зрения качества продукции данная технология совершенно неприемлема, так как механические характеристики полученных труб значительно отличаются от требуемых по ГОСТ в худшую сторону. Для выпуска профиля в промышленных масштабах необходим комплекс сложного технологического оборудования.

Трубы, которые в дальнейшем планируется использовать для монтажа металлоконструкций, должны быть значительно крепче, и поэтому изготавливаться по полному технологическому циклу. Он включает пять последовательных операций:

  1. Обработка стальной ленты (штрипса).
  2. Сварка заготовки круглого сечения.
  3. Профилирование.
  4. Контроль качества готовой продукции.
  5. Термообработка.

Современное производство металлических профилей

Нарезка штрипса осуществляется на специальной установке. Лента наматывается на вращающийся барабан. Непрерывный прокат профиля осуществляется для того, чтобы намоточный станок не простаивал. После сварки, прохождения формовочного стана и эмульсионной обработки заготовка принимает нормальную круглую форму.

Следующим этапом изготовления является профилирование:

  • скругление заготовки по всей дине профиля.
  • четырёхсторонняя обжимка.

Полученная заготовка подлежит разделению на мерные отрезки. В течение всего процесса механической обработки необходимо охлаждать заготовку водой.

Для обеспечения прочности сварного квадратного профиля критически важно иметь ровный и качественный сварной шов. Он должен обязательно подвергаться проверке на герметичность. Кроме того, для завершения процесса производства квадрата необходимо провести проверку по методу дефектоскопии вихревыми токами. С его помощью выявляются возможные дефекты:

  • внутренние раковины.
  • места повышенного напряжения сварного шва.

Конечным этапом проверки качества готовой продукции является визуальный осмотр. Отбраковке подлежат профили с неровностями и другими механическими повреждениями. Снижению количества дефектов способствует переборка тянущих валков.

В состав линии по производству стальных профилей входят следующие единицы:

  • консольный разматыватель для обработки металлического листа.
  • формовочный стан.
  • сварочный узел и станок для среза кромки шва.
  • участок охлаждения.
  • профилировочный стан.
  • нож для мерной порезки.

Линия по производству профилированных труб могут быть автоматическими и полуавтоматическими. Валы на стандартных линиях имеют прямоугольную форму.

Что прочнее на изгиб? СОПРОМАТ — мать механики!

#21 ВНЕ САЙТА tercuk

  • ORM
  • Регистрация: 29 Dec 2005
  • 305 сообщений
    • Авто: Тойоты
    • Имя: Леня
    • Пол: Мужчина
    • Город: Киев, Печерск

    Хорошая тема — а ще вопрос мужики — что прочнее в конструкции квадратная труба или круглая? Сделайте подсказку, надо одну вещь сварить и думаю какой трубой лучше.

    Думаю круглая будет прочнее, но квадратная удобнее в работе и эстетически лучше смотрится изделие.

    Сообщение отредактировал tercuk: 27 September 2015 — 20:07

    #22 ВНЕ САЙТА rigal

  • ORM
  • Регистрация: 14 Jan 2005
  • 145 сообщений
    • Авто: L200, Патрол GR
    • Имя: Илья
    • Пол: Мужчина
    • Город: Киев

    То что удобнее то да, а прочнее — вопрос.

    #23 ВНЕ САЙТА atak

  • Юзер
  • Регистрация: 11 Sep 2012
  • 118 сообщений
    • Авто: TLC Prado, Шкода
    • Имя: Анатолий
    • Пол: Мужчина
    • Город: Херсон

    Мне кажется круглая труба прочнее чем квадратная.

    #24 ВНЕ САЙТА Арсен

  • ORM
  • Регистрация: 17 Nov 2006
  • 1702 сообщений
    • Авто: Нива
    • Имя: Арсен
    • Пол: Мужчина
    • Город: КИЕВ ОБОЛОНЬ

    Вот что думает об этом SolidWorks

    Прикрепленные файлы

    • 1.jpg77.29К 5 Количество загрузок:
    • 2.jpg75.18К 1 Количество загрузок:
    • 3.jpg68.19К 1 Количество загрузок:

    #25 ВНЕ САЙТА победа

  • Юзер
  • Регистрация: 08 Oct 2011
  • 1218 сообщений
    • Авто: М-20,М-72,ГАЗ-24,
    • Имя: ЮрийПобеда
    • Пол: Мужчина
    • Город: Одесса

    Хорошая тема — а ще вопрос мужики — что прочнее в конструкции квадратная труба или круглая? Сделайте подсказку, надо одну вещь сварить и думаю какой трубой лучше.

    Некорректная формулировка т.к. трубы, как круглые,овальные или профильные(квадратные,прямоугольные,разносторонние и т.п.) в одном и том же изделии будут «работать» по разному.

    В разы может быть усиление любой конструкции, если трубы не важно какого профиля не сваривать прямыми кусками а гнуть,

    Читать еще:  Правила пожарной безопасности для детей

    Гнутые изделия дают возможность применить трубы с меньшей толщиной стенки,а значит облегчить конструкцию и удешевить.

    Сообщение отредактировал победа: 27 September 2015 — 22:22

    #26 ВНЕ САЙТА Арсен

  • ORM
  • Регистрация: 17 Nov 2006
  • 1702 сообщений
    • Авто: Нива
    • Имя: Арсен
    • Пол: Мужчина
    • Город: КИЕВ ОБОЛОНЬ

    Хорошая тема — а ще вопрос мужики — что прочнее в конструкции квадратная труба или круглая? Сделайте подсказку, надо одну вещь сварить и думаю какой трубой лучше.

    Какие условия,сечение труб?

    #27 ВНЕ САЙТА mara

  • Юзер
  • Регистрация: 12 Nov 2005
  • 880 сообщений
    • Авто: Prado, Venza
    • Имя: Леня
    • Пол: Мужчина
    • Город: КИЕВ

    #28 ВНЕ САЙТА Арсен

  • ORM
  • Регистрация: 17 Nov 2006
  • 1702 сообщений
    • Авто: Нива
    • Имя: Арсен
    • Пол: Мужчина
    • Город: КИЕВ ОБОЛОНЬ

    Сомневаюсь что круглая прочнее будит при одинаковых параметрах,если rigal даст сечения и условия,вечером сделаю расчёт.

    #29 ВНЕ САЙТА rut

  • Юзер
  • Регистрация: 31 Mar 2009
  • 5526 сообщений
    • Авто: Заяц (был), сейчас в поисках.
    • Имя: Алексей
    • Пол: Мужчина
    • Город: Киев

    Сомневаюсь что круглая прочнее будит при одинаковых параметрах,если rigal даст сечения и условия,вечером сделаю расчёт.

    Тут еще зависит, куда прилагается усилие к квадрату — к грани, или к ребру. Кругу то пофиг, а вот с квадратом прочность на изгиб неравномерная.

    Т.е. надо 3 случая сравнить — круг, квадрат-грань, квадрат-ребро. СолидВокс умеет делать такие расчеты ? Т.е. различать, как приложено усилие к квадрату ?

    #30 ВНЕ САЙТА rigal

  • ORM
  • Регистрация: 14 Jan 2005
  • 145 сообщений
    • Авто: L200, Патрол GR
    • Имя: Илья
    • Пол: Мужчина
    • Город: Киев

    Сомневаюсь что круглая прочнее будит при одинаковых параметрах,если rigal даст сечения и условия,вечером сделаю расчёт.

    Квадратная труба уже есть 15х15 так что и покупать не надо и круглая аналогичная, это будет каркас для авто. Заранее спасибо

    #31 ВНЕ САЙТА And

  • ORM
  • Регистрация: 20 Sep 2006
  • 375 сообщений
    • Авто: ТЛК. L-ка
    • Имя: Andrey
    • Пол: Мужчина
    • Город: Киевская обл

    Мне кажется круглая попрочнее будет, как Рут заметил, квадратная труба в плоскости будет послабее чем полукруг.

    #32 ВНЕ САЙТА Арсен

  • ORM
  • Регистрация: 17 Nov 2006
  • 1702 сообщений
    • Авто: Нива
    • Имя: Арсен
    • Пол: Мужчина
    • Город: КИЕВ ОБОЛОНЬ

    Квадратная труба равномернее распределяет нагрузку,и более устойчива к деформации.

    Прикрепленные файлы

    • bandicam 2015-09-28 23-44-23-552.jpg69.83К 0 Количество загрузок:
    • bandicam 2015-09-28 23-43-51-638.jpg72.97К 0 Количество загрузок:
    • bandicam 2015-09-28 23-45-27-158.jpg63К 0 Количество загрузок:

    #33 ВНЕ САЙТА Арсен

  • ORM
  • Регистрация: 17 Nov 2006
  • 1702 сообщений
    • Авто: Нива
    • Имя: Арсен
    • Пол: Мужчина
    • Город: КИЕВ ОБОЛОНЬ

    Труба 15 мм. стенка 2 мм. на 1 метр рычага не выдерживает 100 кг,боюсь для каркаса она не пригодна.

    #34 ВНЕ САЙТА milgo

  • Юзер
  • Регистрация: 04 Nov 2012
  • 113 сообщений
    • Авто: 4х4NPY61
    • Имя: Андрей
    • Пол: Мужчина
    • Город: Днепр

    Немного сложновато, но.

    Расчет для трубы. Пусть k — это отношение внешнего и внутреннего диаметров для каждой из труб. Тогда площадь квадратной трубы
    Sкв = H^2(1-k^2)
    площадь круглой трубы
    Sкр = pi*D^2(1-k^2)/4
    где pi 3.1415.
    Поскольку мы сравниваем трубы с одинаковой площадью сечения, то Sкв = Sкр, то есть
    H^2(1-k^2) = pi*D^2(1-k^2)/4
    откуда
    H = pi^(1/2)*D/2
    Осевой момент сопротивления для круглой трубы
    Wкр = pi * (D^3)/32 *(1 — k^4)
    Осевой момент сопротивления для квадратной трубы
    Wкв = (H^3)/6 * (1 — k^4)
    Вывод формулы для квадратной трубы не привожу, он достаточно простой. Тогда
    Wкв / Wкр = (H^3)/6 /(pi * (D^3)/32 ) = 16/3/pi*((H/D)^3) =
    = 16/3/pi *(pi^(1/2)/2)^3 = 2 * (pi^(1/2))/3

    Квадратная труба с одинаковой площадью сечения и с одинаковым отношением внешних и внутренних диаметров по сравнению с круглой трубой будет немного прочнее в
    2*(pi^(1/2))/3

    1.181 раза. — т.е. практически одинаково, но у круглой трубы есть недостаток, сложнее обеспечить хорошую контактную поверхность, а это большой минус.

    • Vrubel, борода и Ruzniy это нравится

    #35 ВНЕ САЙТА bruno

  • Юзер
  • Регистрация: 06 Nov 2009
  • 388 сообщений
    • Авто: Мото,Фуджик
    • Имя: Миха
    • Пол: Мужчина
    • Город: Киев

    труба квадратная vs труба круглая

    Какая труба прочнее? квадратная или круглая? При условии одинаковости толщины?
    Каким ГОСТом или чем регулируется толщина трубы? Тонкостенная, обычная, толстостенная?
    Можно в металлоконструкции использовать одновременно квадратную и круглую трубу?
    Сварные швы, их качество изменится, если сварить между собой две квадратных трубы, две круглых трубы или круглую с квадратной?

    //на мотоциклах БМВ, которые вывезли в СССР после 1945 г., для прочности конструкции на изгиб использовали овальные трубы. Велосипеды (там нагрузка меньше или трубы толстые?) используют круглые тркбы в рамах. Почему не квадратные? Почему не овальные тонкостенные?
    Трубы овальные отдельно делают или из круглых?

    Прошу мои посты заумным юристам-«библиотекарям» не читать, так сказать. игнорировать. Вумнее покажетесь.

    23.10.16 14:46 Ответ на сообщение труба квадратная vs труба круглая пользователя Sky

    Знамя Победы над Рейхстагом является официальным символом победы советского народа и его Вооружённых Сил над фашистской Германией в Великой Отечественной войне 1941—1945 годов.

    23.10.16 14:53 Ответ на сообщение Re: труба квадратная vs труба круглая пользователя Anioto

    Прошу мои посты заумным юристам-«библиотекарям» не читать, так сказать. игнорировать. Вумнее покажетесь.

    23.10.16 15:02 Ответ на сообщение Re: труба квадратная vs труба круглая пользователя Sky

    Знамя Победы над Рейхстагом является официальным символом победы советского народа и его Вооружённых Сил над фашистской Германией в Великой Отечественной войне 1941—1945 годов.

    23.10.16 16:29 Ответ на сообщение Re: труба квадратная vs труба круглая пользователя Sky

    Чтоб не случилось буду молиться я, чтоб с вами были Бог и полиция

    24.10.16 08:56 Ответ на сообщение труба квадратная vs труба круглая пользователя woddy

    24.10.16 12:37 Ответ на сообщение труба квадратная vs труба круглая пользователя Sky

    27.10.16 12:11 Ответ на сообщение Re: труба квадратная vs труба круглая пользователя Alexus

    Прошу мои посты заумным юристам-«библиотекарям» не читать, так сказать. игнорировать. Вумнее покажетесь.

    27.10.16 12:52 Ответ на сообщение Re: труба квадратная vs труба круглая пользователя Sky

    Осознать ответственность, и сделать шаг.

    27.10.16 14:02 Ответ на сообщение Re: труба квадратная vs труба круглая пользователя Sky

    Чтоб не случилось буду молиться я, чтоб с вами были Бог и полиция

    27.10.16 20:39 Ответ на сообщение Re: труба квадратная vs труба круглая пользователя woddy

    Вобщем так. В реальной конструкции трубы работают на сжатие, растяжение, кручение и изгиб. И прочность в этом смысле у круглых и квадратных труб разная. Если брать трубы одинакового погонного веса, то прочность на изгиб у квадратных будет близка к двутавру и будет значительно выше, чем у круглых. Однако, только при приложении силы, параллельной какой-нибудь паре стенок. В этом случае две из четырёх стенок трубы работают на сжатие и растяжение. Если сгибать квадратную «по диагонали», то скорее всего прочность будет меньше, чем у круглой. Точнее сказать трудно, ибо так никто не делает. В то же время у квадратных труб никакая прочность на кручение. А у круглых — прекрасная. Поэтому валы делают из круглых, а балки — из двутавра, что почти тоже, что и квадратная труба.

    Но, дьявол, как всегда, в деталях. Реальные конструкции, вроде рамы велосипеда, проектируется таким образом, чтобы трубы работали в основном на сжатие и растяжение вдоль оси. Так как в этом направлении прочность труб намного выше, чем на изгиб. Тут разница небольшая между круглыми и квадратными трубами. Однако, в любых реальных конструкциях присутствуют всякие разные усилия, в том числе и на кручение.

    Ну, короче, надо конструкцию смотреть. Фотку давайте.

    Что прочнее швеллер или профильная труба

    Что такое швеллер

    Стальной швеллер – это балка, изготовленная из черного или цветного металла, имеющая форму разреза буквой П. Производится изделие длиной от 4 до 13 метров, а также имеет ширину профиля 32-115 мм. Все данные соответствуют стандарту ГОСТ 8240-89.

    В зависимости от способа изготовления, швеллер разделяют на:

    Гнутый профиль имеет закругленную форму ребра, а горячекатаный отличаются четко выраженным ребром.

    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.

    Читать еще:  Лютики посадка и уход

    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:

    • Связующие;
    • Направляющие;
    • Возведение опор;
    • Стойки;
    • Перила;
    • Усиление конструкции.

    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:

    ПоказательШвеллер 5Труба профильная 50х30х4
    Цена (грн за тонну)2829023000
    Вес м.п.4,844,20
    Нагрузка:
    Wx
    Wy
    9,1
    2,99
    4,64
    6,42
    СвариваемостьВ зависимости от марки сталиВ 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:

    • 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.

    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:

    • Вес аквариума с учетом воды и грунта;
    • Размер максимального пролета;
    • Общую нагрузку на пролет;
    • Допустимый предел инерции балки.

    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 см 4 и рассчитывается по формуле:

    J =(P*L 3 )/(48*E*v), где

    J – момент инерции;

    P – точечная нагрузка;

    L – длина максимального пролета;

    E – модуль упругости стали (табличная величина и равняется 2100000 кгс/см 2 для стали 3);

    V – максимальный прогиб.

    Модуль упругости для других сталей равен:

    • Ст3 – 2100 кгс/см 2 ;
    • Ст4 – 2100 кгс/см 2 ;
    • Ст5 – 2300 кгс/см 2 ;
    • 14Г2 – 2900 кгс/см 2 ;
    • 15ГС – 2900 кгс/см 2 ;
    • 10Г2С – 2900 кгс/см 2 ;
    • 10Г2СД – 2900 кгс/см 2 ;
    • 15ХСНД – 2900 кгс/см 2 ;
    • 10ХСНД – 3400 кгс/см 2 .

    В итоге инерция балки для данной задачи равняется:

    J = (182*133) / (48*2100000*0,2) =21,24 см 4 .

    В итоге Вам необходима балка с моментом инерции не меньше 21 см 4 .

    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.

    НазваниеШиринаВысотаТолщинаВесМомент инерцииЦена грн/т
    (примерно)
    Швеллер 550324,44,8422,8028290
    Швеллер 6,565364,45,9048,8024900
    Швеллер 880404,57,0589,8022340
    Труба 50х30х450304,04,2015,2523000
    Труба 60х40х460404,05,7530,9923580
    Труба 80х40х480404,06,7164,7924360

    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:

    • Конструирование автомобилей (в том числе и сельскохозяйственной техники);
    • Изготовление вагонов;
    • Танкостроение;
    • Самолетостроение
    • Строительство небольших металлоконструкций (например, загородного домика или сельскохозяйственной постройки).

    Непосредственно в строительстве он дает возможность повысить уровень прочности конструкции путем:

    • Возведения стен;
    • Армирование бетона;
    • В роли несущего элемента.

    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.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector