Calcul du profilé: masse et flexion

Comment savoir combien le mètre courant d'un tuyau carré ou rectangulaire? Comment calculer la charge sur le tube profilé de taille connue? Essayons de trouver les réponses les plus simples à ces questions.

Pourquoi en as-tu besoin

Pourquoi avez-vous besoin de connaître la masse d'un mètre courant d'un produit de profil?

Il y a deux motifs principaux.

1. Dans la construction de structures métalliques, certains éléments font pression sur d'autres avec leur propre poids et leur charge utile.. Supposons que la cloison de séparation dans un bâtiment industriel sollicite les poutres, les poutres du pont sur les colonnes, etc. Cette charge doit être prise en compte lors du calcul de la résistance des structures.
2. En outre, la location chez metallobaz n'est pas vendue au mètre ni au poids et son prix est indiqué par tonne. Pour recalculer le pogonazh, calculé lors de la création du projet, vous devez connaître le poids que le compteur pèse pour une section et pour une épaisseur de paroi particulières.

Clarifions les choses: la masse exacte dépend aussi, bien sûr, de la marque; Cependant, la différence entre les différentes marques est si petite que le GOST actuel est négligé. La masse volumique de l'acier est prise égale à 7,85 t / m3.

Lorsque vous avez besoin d'un calcul sur la déviation? Essayons d'expliquer avec un exemple.

Imaginez que vous souhaitiez construire dans votre chalet un balcon avec une structure en tuyaux ondulés. Départ du balcon que vous connaissez, la charge estimée - aussi. Ici, afin de trouver la section transversale optimale de la tuyauterie pour le rôle de poutres de support, vous devez connaître la méthode de calcul de la résistance à la flexion.

Messe

La méthode de calcul la plus simple se résume à l’utilisation d’Internet: une calculatrice permettant de calculer le poids d’un tube profilé en fonction de sa section transversale et de l’épaisseur de sa paroi est facile à trouver sur les sites Web de nombreux fabricants et vendeurs.

Cependant, nous ne rechercherons pas de solution de facilité et nous essaierons de trouver d'autres moyens de faire les calculs de nos propres mains. En fait, il y en a deux.

Documents réglementaires

Les données dont nous avons besoin sont contenues dans des normes nationales:

1. GOST 8645-68 contient une gamme de tuyaux en acier rectangulaires.
2. Pour une section carrée, une jauge sera trouvée dans GOST 8639-82.

Les tables complètes sont trop grandes pour un petit article, nous ne donnerons donc que quelques valeurs à titre d'exemple.

Remarque: nous vous recommandons vivement de lire le texte intégral des documents. Comme nous le découvrirons plus loin, la version complète des tableaux sera utile pour les calculs ultérieurs.

Calcul de densité

Avec quelques erreurs, le calcul du poids du tube profilé peut être effectué sans tables de la gamme. Il suffit de connaître toutes les dimensions principales du produit et la densité de l'acier, qui, comme nous l'avons déjà appris, est supposée être égale à 7850 kg / m3, soit 7,85 g / cm3 dans les calculs.

Les instructions de calcul ne créeront aucune difficulté pour les personnes qui se souviennent des bases de la géométrie.

1. Calculez la surface du mètre proftruby. Il est égal au produit du périmètre (la somme des quatre côtés) et de l'unité.

Attention: pour obtenir le résultat en tonnes sans recalcul compliqué, il est préférable de convertir immédiatement les dimensions en mètres.

1. Multipliez la surface par l'épaisseur de la paroi et obtenez le volume du métal dans le mètre courant.
2. En multipliant le volume par la densité de l'acier, nous obtenons la masse du mètre.

À titre d’exemple, effectuons le calcul pour une section rectangulaire de 180x150 avec une épaisseur de paroi de 12,0 mm.

1. La surface sera égale (0,15 + 0,15 + 0,18 + 0,18) x 1 = 0,66 m2.
2. Le volume est de 0,66 m2 x 0,012 m = 0,00792 m3.
3. Poids - 0,00792х7850 = 62,172 kg.

Le résultat est quelque peu différent de celui prescrit dans GOST (55,71 kg) en raison du fait que lorsque vous déployez un véritable tuyau d’échange en une billette plate, nous obtenons un amincissement notable à la place de ses bords longitudinaux. L'erreur sera plus petite, plus le mur sera mince et plus la taille de la section sera grande.

Résistance à la flexion

Comment calcule-t-on la résistance d'un tube coudé?

Pour notre cas, deux formules sont pertinentes:

1. M = F * L, où M est le moment de flexion, F la force appliquée au profilé, mesurée en kilogrammes (kgf), et L le bras de levier en centimètres. Par exemple, pour le fameux balcon de 1 mètre de large avec trois personnes debout sur le bord et pesant 250 kg au total, le moment de flexion sera égal à 250 kgf x 100 cm = 25 000 kgf * cm.

1. M / W = R, où R est la résistance de la nuance d'acier et W le moment de résistance de la section.

Bien évidemment, les paramètres R et W sont des constantes qu'il faut trouver quelque part. Nous allons essayer de simplifier la tâche du lecteur:

Le deuxième paramètre - le moment de résistance - se trouve dans les mêmes tableaux de la gamme GOST 8645-68 et 8639-82. Ainsi, pour un tuyau de 180x150 avec une épaisseur de paroi de 12 mm le long de l’axe A (le plus large des côtés), il sera de 346,0 cm3 et le long de l’axe B de 310,8 cm3.

Essayons de choisir une taille de tuyau pour notre balcon avec une charge de 250 kg et un départ de 1 mètre, en fonction des conditions suivantes:

• La charge ne tombe que sur l'un des tubes porteurs professionnels (trois personnes sont placées de manière à ce que leur poids ne soit pas réparti sur les poutres voisines).
• Le matériau utilisé dans la fabrication du cadre porteur du balcon des tuyaux - acier St4.

Alors, passons aux calculs.

1. 25 000 kgf * cm / W = 2100 kgf / cm2 / W. Le moment de résistance ne doit donc pas être inférieur à 25 000 kgf * cm / 2100 kgf / cm2 = 11,9 cm3.
2. Il ne reste plus maintenant qu’à choisir un tuyau avec la valeur correspondante de W dans le tableau de la gamme. Avec une section carrée, cette condition est remplie en particulier pour les tailles 50x6 et 60x3,5.

Remarque: nous avons trouvé les dimensions minimales auxquelles la poutre peut résister à la charge appropriée. dans le même temps, ils ont négligé la marge de sécurité (par exemple, au cas où quelqu'un des visiteurs hypothétiques du balcon saute), le poids propre du balcon et l'usure du cadre par corrosion. En pratique, ces facteurs sont au moins triplés au moment de la résistance.

Conclusion

Nous espérons qu'ils n'ont pas fatigué le lecteur d'une profusion de chiffres secs et de tâches calculées. Comme d’habitude, vous trouverez des informations supplémentaires dans la vidéo de cet article. Des succès!