Zatížení profilové trubky: tabulka pro výpočet přípustné pevnosti v ohybu pro obdélníkový a čtvercový profil

Dobrý den, milý čtenáři! Trubky se čtvercovým nebo obdélníkovým průřezem se často používají jako nosné podklady v mnoha stavebních konstrukcích. Je důležité určit, jaké zatížení v daném případě snesou. V dnešním článku se budeme zabývat tím, jak správně vypočítat zatížení profilové trubky pomocí výpočtové tabulky. Seznámíme se s různými metodami výpočtu a přípustnými rychlostmi ohybu prvku.

Jaké zatížení působí na profilovou trubku?

Na profilovanou trubku působí vnější mechanické síly: hmotnost konstrukcí, hmotnost sněhu, vlivy větru atd.

Každý výrobek má navíc maximální hodnotu odporu. Například ukazatel zatížení, které profil vydrží v ohybu. Při dosažení maximální hodnoty ztrácí konstrukce pevnost a začíná se deformovat, až se zlomí.

Tato hodnota musí být přesně stanovena ve fázi návrhu instalačních prací. Vypočítává se výpočtovými metodami s použitím referenčních informací, jejichž účelem je pomoci určit potřebné parametry profilu: průřez, tloušťku kovu. Výchozími údaji jsou v tomto případě pevnostní charakteristiky materiálu a typy nadcházejících zatížení.

Jde to obejít bez výpočtů?

Jednoduché konstrukce pro domácnost (lehké ploty) jsou vyrobeny s rezervou bezpečnosti, bez výpočtů. Náklady na takové struktury budou malé a nemá smysl se obtěžovat výpočty náročnými na práci.

Složitější konstrukce (přístřešky, terasy, skleníky), které se mohou zřítit nebo zlomit pod poryvem větru, sněhem nebo hmotností základního vybavení, však již vyžadují jednoduchou definici výpočtu.

Co se stane, když zátěž nespočítáte

Zanedbání tohoto pravidla vede v nejlepším případě ke ztrátě času a peněz na odstranění následků selhání konstrukce. Závažnější následky mohou vzniknout v důsledku zřícení střechy nebo celé kovové konstrukce, a to i při neočekávaně silném sněžení nebo větru. Svislé sloupy mohou být poškozeny náhodným mechanickým nárazem, například od parkujícího auta.

Klasifikace zatížení

Odborníci vypracovali pravidla pro určování zatížení a jejich vlivu – SP 20.13330.2011. Obsahují klasifikátor typů působení vnějších sil na konstrukce postavené člověkem.

V závislosti na době působení se zatížení dělí na trvalá a krátkodobá. Kromě toho se rozlišuje speciální kategorie vnějších sil (požáry, výbuchy, zemětřesení a další mimořádné události).

Mezi trvalé patří:

• Hmotnost konstrukcí a konstrukcí, které vyvíjejí tlak na profilové základy po celou dobu.
• Hmotnost zařízení a vyrobených výrobků umístěných v budovách.
• Hmotnost náspů a dalších vrstev půdy, hliněných a horských vyvýšenin.
• Tlak na vodní zdroje.

Krátkodobé zatížení zahrnovalo:

• Hmotnost zařízení používaného během oprav, údržby a výměn.
• Náklady z dopravních a nakládacích zařízení, osoby vykonávající dočasnou práci.
• Vliv přírodních sil (vítr, sníh, déšť, změny teplot).

Maximální zatížení

Pro výběr správné trubky pro použití potřebujete znát maximální hmotnost, kterou musí nosník nebo podpěra v daném místě unést.

Tato veličina je vyjádřena jako koncentrovaná síla působící ve středu rozpětí.

Pod tlakem zadané síly se paprsek ohne, ale po skončení dopadu se vrátí do předchozího stavu (na fotografii). Překročení nejvyšší hodnoty způsobí zlomení nosiče.

V každodenní praxi se často setkáváme s rozloženým zatížením rovnoměrně působícím po celé délce nosníku.

To naznačuje závěr, že rozpětí by neměla být příliš velká. Instalace výkonného nosníku může pokrýt jeho výhody za cenu problému a celkovou hmotnost konstrukce. Je smysluplnější instalovat další podpěry, což vám umožní zvýšit přípustnou hmotnost na podlaze.

Pro určení velikosti maximálního zatížení můžete použít různé referenční údaje na internetu.

Přípustné poloměry ohybu na základě pevnosti materiálu

Poloměr ohybu profilu závisí na vnějším průřezu DN, tloušťce materiálu, jeho hustotě a pružnosti.

Pokyny krok za krokem, jak postavit stodolu z profilové trubky vlastníma rukama

Státní normy stanoví minimální hodnoty poloměrů ohybu pro profilované trubky. Jejich přípustná velikost je do značné míry určena způsobem ohýbání dílu.

1. Pokud je ohyb vytvořen ohřátím obrobku nebo jeho vyplněním pískem, musí být poloměr ohybu alespoň 3,5 DN.
2. Ohýbání na ohýbacím zařízení bez ohřevu je možné s minimálním poloměrem 4 DN.
3. Pokud se v technologickém procesu používá ohřev pecí, je povolena hodnota 2,5 DN.
4. Důležitou podmínkou pro ohýbání je ztenčení stěn výrobku v oblasti operace o maximálně 15 %.

Zatížení návrhových diagramů

Proces výpočtu libovolného profilu začíná výběrem konstrukčního schematického modelu.

Před zahájením výpočtů shromážděte zatížení, které bude působit na podlahu.

Poté se nakreslí diagram s ohledem na zatěžovací vzor a podpěry nosníku.

Dále se pomocí specifikovaných parametrů a informací z tabulek sortimentu uvedených v GOST provedou odpovídající výpočty.

Pro jejich jednoduchost a efektivitu můžete využít online kalkulačky, které jsou vybaveny programy s hotovými vzorci.

Metody výpočtu zatížení

K určení přípustného zatížení se používají následující metody:

• Pomocí internetové kalkulačky.
• Na základě vyhledávacích tabulek.
• Podle vzorců pro napětí při průhybu profilu.

Před provedením výpočtů se doporučuje vypracovat výkres budoucího rámu a rozhodnout o typech zatížení.

Pokud je díl připojen na jednom konci, prvek se vypočítá pro ohyb. Při montáži na podpěry se vypočítá průhyb.

Použití vyhledávacích tabulek

Možnost s tabulkami již vypočteného maximálního zatížení je nejjednodušší a nejpohodlnější pro osobu, která není obeznámena s pevnostními materiály a výpočty. Obsahují hotové výsledky výpočtů pro konkrétní typy profilových prvků.

Pro čtvercové profily

Pro obdélníkové nosníky

Uživatel okamžitě vidí mezní hodnotu, kterou může potrubí s určitými parametry vydržet při dané délce rozpětí. Dokáže nezávisle porovnávat a analyzovat data a vybrat nejlepší možnost.

Například čtvercový profil 40×40 s tloušťkou materiálu 3 mm v rozpětí 2 m unese hmotnost 231 kg. Pokud se vzdálenost mezi podpěrami zvětší na 6 m, bude přípustné zatížení pouze 6 kg.

Výpočty se provádějí s přihlédnutím k hmotnosti samotné trubky, velikost zatížení je znázorněna koncentrovanou silou působící v bodě středního rozpětí.

Pro nezávislé výpočty použijte data z referenčních tabulek GOST. Parametr momentu setrvačnosti pro čtvercový profil je tedy převzat z GOST 8639-82, pro obdélníkový průřez – z GOST 8645-68.

Výpočet pomocí vzorce pro maximální namáhání v ohybu

Chcete-li vypočítat profilovaný prvek pro ohyb, použijte vzorec

Zde M je velikost ohybového momentu síly a W je průřezový moment odporu.

Ze vzorce je zřejmé: čím větší W, tím menší napětí vznikající v řezu nosníku.

Pro získání hodnoty M je nutné znát délku rozpětí a stupeň deformace materiálu. Poslední hodnota se nachází v tabulkách sortimentu odpovídajících GOST.

Pro výpočet parametru W budou vyžadovány rozměry nosníku. Výsledné hodnoty se zadají do vzorce.

Jak zjistit, zda jsou vaše výpočty správné

Jakýkoli materiál, ze kterého je vyroben profilovaný nosník, má hodnotu normálového napětí. Jeho síly jsou umístěny kolmo k průřezu prvku. Tato hodnota se porovnává s vypočítaným nebo praktickým napětím, aniž by se dovolilo jejímu snížení.

Přesnost výpočtů lze zlepšit vytvořením epure – výkresu upevnění dílu k podpěrám, který odráží vlastnosti profilu.

Závěr

Výpočet přípustného zatížení při výstavbě důležitých objektů by neměl obsahovat chyby, které mohou stát mnoho peněz. Doufáme, že dnešní článek vám pomůže vyvodit správné závěry a učinit správná rozhodnutí. Přejeme vám úspěch ve výstavbě, přihlaste se k odběru našich článků a sdílejte získané znalosti na sociálních sítích.