Co je silnější: profilová trubka nebo kulatá trubka?

Porovnání čtvercových a kruhových trubek z hlediska pevnosti v ohybu

Profilové trubky používané jako konstrukční díly a stavební prvky jsou vyráběny ve formě dutých tyčí se čtvercovým nebo obdélníkovým průřezem. Profilová trubka má podobné vlastnosti jako kovové nosníky, ale díky své nižší hmotnosti a čtyřem výztužným žebrům má širší využití. Při ohýbání působí hlavní zatížení na vnější části výrobku a jádro nosníku nepodléhá výrazné deformaci, proto se pevnost v ohybu profilové trubky neliší od pevnosti v ohybu u plného výrobku stejného příčného průřezu. sekce.

Profilové trubky vyrobené se čtvercovým průřezem poskytují stejnou odolnost vůči ohybové síle, která je směrována kolmo na kteroukoli z čel. Obdélníkové trubky jsou odolnější vůči ohybu podél široké strany.

Uzavřený průřez napomáhá ke zvýšení odolnosti tohoto typu profilu proti kroucení, což umožňuje použití profilových trubek při vytváření obloukových kleneb, strmě šikmých střech a žebrových kopulí.

Porovnání pevnostních ukazatelů kruhových a hranatých trubek

Profilové trubky mají při použití jako nosný prvek konstrukcí řadu výhod oproti kruhovým trubkám. Použití čtvercových trubek umožňuje zmenšit povrchovou plochu konstrukce a snížit hmotnost výrobku, což zajišťuje jejich efektivní využití jako součásti spojovacích a rámových částí budov a umožňuje vytvářet složitější inženýrství konstrukce s minimálními náklady na materiál.

Stanovení indexu pevnosti v ohybu se provádí s přihlédnutím k příčnému momentu setrvačnosti. Díky rovnoměrnému rozložení kovu po obvodu profilu se čtvercové trubky vyznačují vysokými poloměry otáčení v poměru k ploše jejich průřezu, což zajišťuje efektivitu jejich použití pro výrobu lisovaných-ohýbaných a lisovaných tyčí.

Při stejných průřezových plochách, průměrech a tloušťkách stěn je k ohýbání čtvercové trubky zapotřebí větší síly. Za předpokladu, že materiály mají stejnou pevnost a měrná hmotnost výrobků na běžný metr je stejná, mají ukazatele pevnosti v ohybu profilů čtvercových a kruhových trubek srovnatelné hodnoty, zatímco poloměr otáčení kruhového průřezu tento ukazatel překračuje. čtvercový úsek.

Co je silnější – profilová trubka nebo kulatá trubka?

Patří mezi nejúspornější typy válcovaného kovu a mají zvýšenou pevnost proti ohybovému zatížení. Před nákupem produktů má však mnoho lidí otázku: co je silnější – kulatá nebo profilová trubka, jejíž rozměry jsou ekvivalentní?

Z hlediska odolnosti proti ohybu jsou z pohledu Sopromatu nejvýhodnější kruhové trubky. S minimálním množstvím materiálu poskytují maximální konstrukční tuhost a zároveň se snadno ohýbají, což umožňuje vytvářet zakřivené výrobky. Pro ohýbání profilové trubky je zapotřebí větší síly. K jeho ohýbání se navíc obvykle používá speciální zařízení.

Je třeba poznamenat, že oba typy výrobků mohou být vyrobeny ze stejných jakostí oceli (obvykle AISI 304 nebo AISI 316), avšak pevnost profilových trubek do značné míry závisí na jejich typu průřezu. Zejména obdélníkové jsou odolnější vůči ohybu podél své široké hrany, zatímco čtvercové mají stejný odpor podél kterékoli ze svých stran.

Pokud uvažujeme ekvivalentní materiály čtvercového a kulatého tvaru, pak při stejné hmotnosti na běžný metr mají jejich pevnostní parametry srovnatelné hodnoty. Pokud jde o poloměr otáčení, u válcových výrobků výrazně převyšuje poloměr čtvercových trubek. Mezi další rozdíly, které stojí za zmínku, patří:

• Kruhová trubka snese vyšší tlak, proto se hranaté výrobky používají pouze v potrubních systémech s lehkým zatížením.
• Při stejné hmotnosti profilové trubky a válcové trubky se tato vyznačuje lepší manévrovatelností, protože má velký vnitřní objem.
• Výrobky se čtvercovým nebo obdélníkovým průřezem jsou vyráběny pouze svařovací technologií a mají takovou zranitelnost jako svarový šev. Časem začne korodovat, což negativně ovlivňuje tuhost celé konstrukce.
• Profil je složitější na výrobu, proto je dražší než podobný kulatý. Průměrná cena profilové trubky je přibližně o 30 % vyšší než u trubky válcové.

Čtvercové a obdélníkové výrobky mají přitom při použití jako nosný díl řadu výhod. S jejich pomocí je možné minimalizovat povrchovou plochu celé konstrukce, takže jsou efektivnější při konstrukci rámů a spojovacích prvků konstrukce.

Profilová nebo kruhová trubka

Nejlepším základem jsou kovové trubky pro plot – pevné, snadno se instalují a odolné. Na kovový rám můžete snadno připevnit jakýkoli obvodový materiál – dřevo, profilovaný ocelový plech, pletivo, komůrkový polykarbonát, azbest nebo cementotřískové desky. Rozpočtové vývojáře často zastaví vysoká cena kovu. Když však porovnáte životnost kovového plotu s dřevěným, uvidíte opak.

Kovové sloupky a žíly vydrží minimálně 50 let, přičemž během této doby budete muset 3-4x vyměnit dřevěný plotový rám se všemi z toho plynoucími náklady. Z hlediska vědy, která studuje odpor materiálů (odpor), je nejvýhodnější kruhový průřez potrubí. S minimem materiálu poskytuje maximální tuhost. Pokud vezmeme v úvahu snadnost instalace, kulaté trubky jsou horší než profilové trubky.

Obdélníkové sloupky a vaznice je vhodnější řezat a spojovat svařováním. Plochá kontaktní plocha umožňuje upevnění všech prvků plotu pevněji a pevněji než u kulatého. Jak jsme již řekli, kruhová trubka se stejnou hmotností je pevnější než profilová trubka v ohybu. Pokud se tedy rozhodnete pro nákup kulatých plotových sloupků, ušetříte snížením hmotnosti kovu. Navíc je pohodlnější instalovat kruhovou trubku do měkké půdy zašroubováním pomocí límce.

Spolehlivost celé konstrukce plotu přímo závisí na materiálu nosného rámu. Nainstalujte dřevěné sloupky a plot na vašem webu nebude trvat déle než 10 let. Dřevo, dokonce i antiseptické, je náchylné k hnilobě. Beton je spolehlivější varianta. Při instalaci takové konstrukce však vznikají potíže s upevněním vaznic. Vrtání vyztuženého sloupu není snadné a ne všichni vývojáři do něj dokážou efektivně nainstalovat zapuštěné díly. Velký význam má rozteč plotových sloupků.

Optimální – 2,5 metru. V oblastech se silným nárazovým větrem by měla být snížena na 2 metry. Pro nízké ploty (méně než 1,5 metru) lze použít čtvercovou trubku 40x40x2 mm nebo 60x60x2 mm s žilkami o průřezu 30x20x2 mm nebo 40x20x2 mm.

Něco málo o pravoúhlém potrubí GOST R 54157-2010 „Profilové ocelové trubky pro kovové konstrukce“, tato norma platí pro kulaté, čtvercové, obdélníkové, oválné a ploché oválné trubky pro kovové konstrukce vyrobené z uhlíkové a nízkolegované oceli.

Rozměry pravoúhlých profilových trubek: – 20×10, 28×25, 30×15, 30×20, 40×25, 40×28, 50×20, 50×25, 50×30, 50×40– 60×30, 60×40, 80 40, 80×60, 100×50, 100×60– 100×80, 120×60, 120×80, 140×60, 150×100, 160×120 Velkou výhodou pravoúhlých ocelových trubek je jejich efektivní schopnost interakce se symetrickými povrchovými rovinami, což může obecně výrazně rozšířit oblasti použití.

Pravoúhlý průřez trubek zvyšuje rozsah funkční orientace konečného surovinového produktu, ale vyplatí se okamžitě vyloučit ty oblasti, ve kterých se trubky podobného průřezu nepoužívají, a to je především přeprava plynných látek, vodovodní a jiné systémy. Hlavní oblasti a oblasti použití: – Drobné stavby (méně často velké) – Strojírenství – Instalační práce, vnější i vnitřní – Kovové konstrukce širokého sortimentu – Výroba spotřebního zboží

Kulaté a profilové trubky mají různé hlavní účely. První z nich se používají pro instalaci potrubí. Profilové trubky jsou jedním z hlavních konstrukčních materiálů ve stavebnictví a průmyslové výrobě. Otázka, která trubka je pevnější – kulatá nebo profilovaná – zajímá více stavebníky, a zejména soukromé developery. Zkusme na to odpovědět z různých úhlů pohledu.

Ocelové kruhové a profilové trubky: rozdíly a vlastnosti

Vnější rozdíl mezi těmito trubkami spočívá ve tvaru jejich průřezu. Druhá skupina výrobků může mít řez ve tvaru obdélníku nebo oválu. Kulaté jsou reprezentovány takovými typy produktů, jako jsou:

• elektricky svařované a bezešvé;
• za tepla deformované, tepelně deformované, za studena deformované a tažené za studena;
• vodovodní a plynové potrubí a hlavní vedení;
• univerzální a speciální.

Lví podíl na sortimentu kruhových trubek je určen pro instalaci komunikací pro dodávku tekutých produktů a plynů. Používají se také jako konstrukční materiál při výrobě různých průmyslových výrobků a ve stavebnictví.

Profilové výrobky jsou především konstrukční materiál. Jsou prezentovány v následujících typech:

• modely s obdélníkovým nebo oválným profilem, vyrobené klasickými technologiemi výroby kovů;
• ohýbané uzavřené profily ve tvaru obdélníku podle GOST 30245-2012, které se také běžně nazývají profilové trubky.

Jedním z hlavních rozdílů mezi nimi je, že pro stavbu potrubí se používají i klasické trubky, kdežto ohýbané profily nikoliv.

Závěr, který je lepší – profilová trubka nebo kulatá – by měl být vzat v úvahu jejich zamýšlený účel. Nejčastěji vzniká dilema výběru mezi nimi během stavebních prací, a to i z hlediska pevnosti těchto konstrukčních materiálů. Nyní přejdeme k argumentům pro a proti použití těchto trubek ve stavebnictví a začneme specifiky jejich výroby.

Vlastnosti výroby a použití kruhových a profilových trubek

Možnosti kruhových trubek jsou vyráběny v souladu s 13 normami GOST. Další tři regulační dokumenty upravují výrobu profilových trubek. Tyto typy výrobků kombinují klasické způsoby výroby kovů a mají společnou vlastnost – dokážou čerpat různé kapaliny a plyny.

Ohýbané uzavřené profily čtvercového a obdélníkového průřezu jsou vyráběny z pásových přířezů (pásů) na válcovacích stolicích se svařováním švu. Na rozdíl od elektricky svařovaných trubek nemusí být spoj na uzavřených profilech souvislý. Jednoduše spojuje okraje výrobků, aby profily získaly pevnost. Ohýbané obdélníkové a čtvercové profily lze v podstatě považovat za duté ocelové nosníky.

Otázka, zda zvolit čtvercovou nebo kulatou trubku, lze v podstatě odstranit, protože tyto typy výrobků mají různé hlavní účely. Pokud stavíte potrubí, nenapadlo by vás ho vyrobit ze čtvercových nebo obdélníkových trubek. Ale oni a uzavřené profily jsou ideální pro výrobu rámů a jiných konstrukcí ve stavebnictví a průmyslové výrobě.

Co je silnější – kulatá nebo profilová trubka?

Klíčové vlastnosti trubek a uzavřených profilů jsou stanoveny příslušnými GOST. Regulované parametry produktu zahrnují následující ukazatele:

• vnější průměr a boční rozměry (šířka a výška) kruhových a profilových trubek;
• Tloušťka stěny;
• teoretická hmotnost jednoho metru výrobků;
• třídy oceli, ze které lze vyrobit trubky, a další ukazatele.

První dvě položky na seznamu tvoří sortiment. Síla kulatých trubek je regulována GOST 8731-74, podle které jsou výrobky testovány na následující typy vlivů:

• pevnost v tahu;
• schopnost potrubí odolat hydraulickému tlaku;
• pro zploštění, perlení, rozprostření, ohýbání.

Zkoušky nosnosti kruhových trubek jako konstrukčního materiálu pro stavebnictví a průmyslovou výrobu se neprovádějí.

Ale pro profilové trubky a ohýbané uzavřené profily čtvercových a obdélníkových průřezů normy GOST poskytují ukazatele momentu odolnosti vůči vertikálnímu zatížení a momentu setrvačnosti podél os X a Y průřezu výrobků. Tyto parametry přímo ovlivňují pevnost a podle toho i nosnost trubek a profilů. Čím větší je moment odporu a čím menší je moment setrvačnosti, tím je válcovaný výrobek pevnější.

Neexistuje však žádná hotová odpověď na otázku, která je silnější – kulatá trubka nebo profilová trubka, v kilogramech nebo tunách zatížení v GOST. Chcete-li to provést, budete se muset vyzbrojit učebnicemi pevnosti materiálů nebo technickými referenčními knihami, abyste mohli provést výpočty pevnosti v ohybu při vertikálním zatížení nebo najít jiné způsoby, jak najít odpověď.

Porovnání pevnosti kruhových a hranatých trubek

Chcete-li odpovědět na otázku, co je silnější – potrubí nebo profil, musíte nejprve získat výsledky výpočtů těchto ukazatelů. Soubor vzorců pro výpočet jejich síly vzhledem k obrovskému množství těchto informací nebudeme nabízet. Příkladem je SP 20.13330.2011. Pokuste se projít tento dokument. Mnohem snazší je použít online kalkulačky, které výpočet nosnosti potrubí maximálně usnadní. Jeho hodnota závisí na následujících faktorech:

• vlastnosti oceli, ze které jsou trubky vyrobeny;
• typ profilu a velikost průřezu výrobku;
• tloušťka stěny;
• celková délka konstrukčního prvku atd.

Nejmoudřejší je však vzít si na pomoc specialisty v oblasti pevnosti materiálů. Dilema – co je silnější, kulatá trubka nebo profilová – vyřeší přesnými čísly.

Indikátory pevnosti kruhových a hranatých profilů

Únosnost válcovaného kovu a kovových konstrukcí z něj vyrobených se stanoví výpočtem. Zároveň je do výpočtů zahrnuta potřebná míra bezpečnosti. Obvykle to dělají projektanti a konstruktéři, kteří připravují pracovní dokumentaci. Jako příklad pevnostních indikátorů ohýbaných profilů čtvercového a obdélníkového průřezu uvedeme dvě tabulky jejich hodnot získaných pomocí výpočtů: