Вес стальной трубы: формулы и способы расчета

Как определить вес трубы с помощью рулетки и калькулятора

Узнать точный вес погонного метра трубы можно из многочисленных ГОСТов, спецификаций и сортаментов.

Можно также воспользоваться специальной программой, которую легко установить на мобильный телефон, если телефон подходящий.

Но часто на практике бывает так, что никаких справочных материалов и программ под рукой нет, зато есть труба из неизвестного металла или пластика и острая необходимость определить, сколько она весит.

Например, при покупке или получении партии вовремя заметить подмену.

Если труба тяжелее заказанной, ее, во-первых, может не хватить, а во-вторых, конструкция из нее добавит нагрузку на опоры, что приведет к разрушениям, чреватым ужасными неприятностями.

Если труба легче проектной, ее, конечно, хватит с избытком, но при эксплуатации она раньше срока выйдет из строя, что опять же приведет к аварии. Грамотно аргументированный отказ можно составить, произведя небольшой расчет.

Формулы расчета для труб круглого сечения

Вычислить вес отрезка трубы m — значит вычислить вес полого цилиндра, который имеет в основании кольцо с внешним диаметром d и шириной кольца s (толщина стенки).

1. Площадь кольца составит О = 3,14 s (d . s ).
2. Объем цилиндра v зависит от площади его основания О и длины h: v = О h.
3. А вес — от объема v и плотности ρ материала: m = v ρ.
4. Окончательная формула для трубы круглого сечения выглядит так: m = 3,14 h ρ s (d . s ).

Пример из практики. Перед нами труба стальная водогазопроводная. Требуется узнать, сколько она весит. Диаметр, толщину стенки и длину легко измерить с помощью рулетки, которая всегда есть в кармане строителя. Замеры показали

• d = 60мм = 6 см, s = 4,5 мм = 0,45 см, h = 3м = 300 см;

Поскольку марка стали неизвестна, возьмем для расчета среднюю плотность стали ρ = 7,85 г/см³. (В ГОСТ 9941-81 даны точные значения для некоторых марок).

Для подсчета веса подставим данные в формулу:

• m = 3,14 h ρ s (d . s ) = 3,14 х 300 х 7,85 х 0,45 х (6 — 0,45) = 18 468,26 г = 18,468 кг;

(считаем с помощью калькулятора)

Обратите внимание: если плотность берется в г/см³,то размеры нужно тоже перевести в сантиметры, если же плотность дана в кг/м³, то все размеры должны быть переведены в метры. В нашем примереd = 60 мм = 6 см или 0,06 м, s = 4,5 мм = 0,45 см или 0,0045 м, ρ = 7,85 г/см³ = 7850 кг/м³. Произведем расчет с этими данными:

• m = 3,14 х 3 х 7850 х 0,0045 х (0,06 — 0,0045) = 18,468 кг.

Результат тот же.

Измерения диаметра для расчетов

При вычислении веса одного погонного метра подставляем в формулу значение h = 100 см или 1 м соответственно.

Если труба непривычного сечения, например, квадратного или прямоугольного, определение ее веса остается тем же:

• для квадрата стороной d и толщиной стенки s с площадью основания 4 s (d — s) формула m = 4 h ρ s (d . s);
• а для прямоугольника со сторонами a иb, толщиной стенки s с площадью основанияs (a + b . s) — такая : m = h ρ s (a + b . s)

Формула расчета веса трубы

Если же необходимо «взвесить» трубу какого-либо необычного сечения, достаточно найти площадь этого сечения Х и подставить в формулу m = h ρ Х. Запишите ее — пригодится для любого проката. Получаешь вагон проката, выбрал несколько единиц, измерил, подсчитал, и сразу понятно, то ли это, что было заказано. Кстати, по этой формуле считается даже метраж, если известен вес партии: h= m / (ρ . Х).

Еще для справки средние плотности (в г/см³) некоторых материалов труб, применяемых в строительстве: алюминий 2,7, медь 8,94, полиэтилен ПЭ 0,95, полихлорвинил ПВХ 1,410.

Точность определения веса по этому расчету составляет ±10% и зависит от степени коррозии металла, состава стали или другого материала, однородности толщины стенок, температуры окружающей среды и даже от влажности воздуха.

Поэтому для получения более точного значения веса следует хотя бы уточнить марку стали или пластика и плотность именно этого материала применить при вычислениях.

Замеры также желательно производить инструментом поточнее рулетки, особенно замер толщины стенки. А при проектировании объектов применять более сложные специальные расчеты. Максимально же точного результата можно добиться только взвешиванием.

Источник: https://experttrub.ru/osnovnye-operacii/raschet-vesa-truby.html

Расчет веса трубы

Прежде, чем купить, необходимо рассчитать вес трубы стальной. Обусловлено это такими факторами. Во-первых, продаётся подобная продукция именно по весу.

И, во-вторых, полученные данные позволят определить прочность создаваемой конструкции. Любой соответствующий ГОСТ содержит таблицу веса стальной трубы с указанием стандартной массы 1 м погонного.

Важно

Однако реальные значения могут разниться от стандартных, даже если толщина стенки и диаметр не отличаются.

Вес трубы — это важный параметр, который необходимо учитывать при проектировании конструкций из таких изделий

Преимущества и недостатки

Тот факт, что продукция стального трубного проката занимает в любом магазине стройматериалов существенную часть стеллажей, говорит о наличии у неё определённых достоинств по сравнению со своими конкурентами. Кратко остановимся на них.

• механическая прочность. Стальной трубопрокат, прежде всего, может применяться в местах, где водопровод подвергается немалым внешним механическим воздействиям. Кроме того, данные изделия – лучший выбор для организации транспортировки воды под весьма высоким давлением;
• относительная дешевизна. Назвать трубу стальную самым дешевым материалом, конечно же, нельзя. А вот то, что она одно из самых дешёвых подобных изделий – это точно. При этом весу трубы отводится не главная роль;
• широкий выбор арматуры. Если фитинг необходимой формы, например, для того же полипропиленового водопровода иногда придётся ещё и поискать, то обычные тройники или уголки чугунные в обилии присутствуют на полках любого строительного магазина;
• небольшой коэффициент линейного расширения. Данное свойство очень важно, когда магистраль водопровода (неважно какого, стального или из другого материала) штукатурится или утапливается в стяжку. То есть, при нагреве стального трубопровода трещины в таком покрытии не появятся.

К основным недостаткам металлических трубных изделий помимо трудоёмкости монтажа и разборки, эксперты относят подверженность коррозии и уменьшение со временем полезного просвета.

Что же касается веса 1м трубы стальной, то владелец будущего водопровода ощутит на себе большое значение данного параметра на всех этапах строительства.

Начиная с транспортировки партии трубной продукции, включая разгрузку и заканчивая монтажом трубопровода.

Трубы без защитного покрытия быстро начинают ржаветь, а это является серьезным недостатком

Пример расчёта веса трубы стальной круглой

Независимо от того, какой метод расчёта будет использоваться, необходимо знать численные значения следующих параметров круглого стального трубопроката:

Важно! Одной из основных характеристик при расчете веса трубы круглой является марка стали.

Из курса физики средней школы известно, что для определения удельного веса трубы стальной следует умножить объём использованного материала на его же плотность.

Последний параметр – величина постоянная, в то время как объём материала (в нашем случае это сталь) нужно вычислить. Решить такую задачу можно двумя методами.

Совет

Это — расчёт объём листа, образующего круглую трубу, или вычисление разности объёмов внешнего цилиндра и цилиндра внутреннего.

1. Для расчета веса трубы (например, диаметром 168 мм с толщиной стенки 8 мм) первым способом, сначала нужно определить длину окружности:

L = π*D — 3,14*0,168 = 0,52752 м.

Здесь: D – диаметр изделия, а — всем известная математическая трансцендентная константа.

Для расчета веса трубы измеряется ее внешний диаметр и толщина стенки

Следующий шаг – вычисление площади наружной поверхности. Выполняется такой расчёт путём умножения окружности единицы продукции круглого трубопроката на её же длину. При вычислении веса метра трубы стальной в нашем случае формула принимает следующий вид:

S = 0,52752*1 = 0,52752 м²,

где S – площадь поверхности 1 м круглой трубы.

На очередном этапе расчёта веса 1 метра трубы круглой вычисляется объём использованной для производства данного изделия стали. Делается это умножением площади на толщину стенки:

V = S*W = 0,52752*0,008 = 0,00422 м²

На последнем шаге вычисления веса 1 метра трубы стальной круглой выясняется плотность стали. В специальной таблице значение данного параметра указано такое – 7850 кг/м³. Затем плотность стали умножается на объём:

Р = 7850*0,00422 = 33,127 кг.

В таблице №1 приведены результаты расчета для трубной продукции самых ходовых типоразмеров. Необходимо подчеркнуть, что это – теоретическое значение веса одного погонного метра трубы.

2. Расчёт веса одного погонного метра трубы вторым методом предполагает вычисление объёмов внутреннего и внешнего цилиндров. Первый шаг – расчёт площадей внешней и внутренней поверхностей.

Внешняя площадь равна:

Sнар. = π*D — 3,14*0,168 = 0,5278 м².

Обратите внимание

Чтобы рассчитать внутреннюю площадь, сначала необходимо узнать диаметр внутреннего цилиндра. Он такой: 0,168-0,016=0,152 мм. А внутренняя площадь равна 0,152×3,14=0,4773

Далее уже можно вычислять объёмы. С учётом того, что эта методика касается расчёта веса метра трубы стальной круглой, формулы выглядят очень просто.

Объём внешнего цилиндра будет равен 0,5278×1= 0,5278, а внутреннего 0,4773×1=0,4773.

Разность объёмов составляет: 0,5278-0,4773=0,00505.

Чтобы окончательно рассчитать вес трубы из стали, осталось только умножить объём на плотность:

При проверке труб на соответствие стандартам производства допускается наличие небольших погрешностей в размерах, поэтому результаты расчетов по формулам могут не совпадать с таблицами ГОСТов

Как мы видим, результаты не совпали. Но разница в разумных пределах.

Важно! Если обратиться к соответствующему ГОСТу, то в таблице вы увидите совсем другое значение веса трубы круглой стальной. Обусловлено это тем, что производители используют допустимые этим документом погрешности.

Как подсчитывается вес трубы круглой простейшим способом

Хоть выше приведённые методики назвать сложными нельзя, существует ещё более простой способ расчёта веса трубы по диаметру, а также толщине стенки. Выглядит формула так:

Здесь: D – внешний диаметр; Sст. – толщина стенки; T – плотность (удельный вес).

В нашем случае получается:

Р = 3,14*(0,168 — 0,008)*0,008*7850 = 31,55 кг.

Таким способом можно узнать, сколько завесит труба любого размера. Например, 1м изделия с внешним диаметром 75,5 мм и толщиной стенки 4,5 мм весит:

Р = 3,14*(0,0755 — 0,0045)*0,0045*7850=7,82 кг.

Ну а для того, чтобы узнать всю массу трубы стальной, нужно полученное число умножить на количество метров используемой трубной продукции.

Важно

На конечный результат влияет не только марка стали, но и способ производства. Так, например, вес бесшовного изделия не будет таким же, как стального электросварного.

даже если их внешние диаметры и толщины стенок одинаковы.

Ведь для производства каждого вида материала используется сырье (имеется в виду сталь) определённого состава, характеризующееся индивидуальным значением плотности.

И ещё один момент. Вес оцинкованного изделия трубного проката на 3 процента больше, чем неоцинкованного, имеющего аналогичные размеры.

Оцинкованные трубы будут тяжелее точно таких же обычных на 3%

Пример расчета веса стальной трубы профильной

На рынке присутствуют стальные изделия не только круглые, но и с квадратным, а также прямоугольным сечением. Сначала поговорим о том, как узнаётся вес трубы квадратного профиля.

Формула для расчёта выглядит так:

Здесь: P вес одного метра стального трубного проката; L – размер стороны; Sст. – толщина стенки; 0,0316 – это постоянный коэффициент, найденный эмпирическим путём.

Например, если L=33,5 мм, Sст. = 4 мм, то:

Теперь о том, как узнаётся вес трубы с прямоугольным сечением. Для этого используется следующая формула:

где L1 и L2 – размеры сторон; Sст. – толщина стенки; 0,0158 — это тоже постоянный коэффициент, определяемый эмпирическим путём.

Например, если L1= 40 мм, L2= 20 мм, Sст. =2 мм, вес 1 метра трубы стальной прямоугольной будет равен:

Р = (40+20-2*2)*2*0,0158≈1,77 кг.

Как рассчитывается вес трубы с необычным сечением

Иногда в строительстве используется продукция трубного проката не только с прямоугольным, квадратным и круглым сечением. Например, из изделий с овальным сечением изготавливаются разнообразные ограждения и перила. А в машиностроении они нашли широкое применение при создании радиаторов охлаждения и разнообразных гидравлических систем.

Читайте также:  Как спрятать трубы на кухне: обзор различных способов маскировки коммуникаций на кухне

Для просчета веса труб с сечением необычной формы нужно знать марку стали, из которой они произведены

Для расчета веса трубы с необычным сечением, необходимо воспользоваться следующей формулой:

Совет

где P масса изделия; ρ — плотность материала; X – площадь сечения; L – длина единицы трубного проката.

Эта формула пригодится для изделий с любым сечением. Чтобы понять, соответствует ли указанным в заказе требованиям полученная продукция, достаточно выбрать из партии проката несколько образцов, измерить и подсчитать.

Совет! Если вам известен вес партии, воспользовавшись этой формулой можно узнать, сколько метров трубного проката вам было поставлено: L = P/ρ*X.

Точность расчёта массы труб стальных этим способом составляет процентов. Конечный результат зависит от многих факторов, в числе которых состав стали, степень коррозии металла, однородность толщины стенок, даже влажность воздуха, не говоря уже температуре окружающей среды.

Поэтому, чтобы получить более точное значение веса металлической трубы, по крайней мере, необходимо уточнить марку стали и при проведении вычислений в формулу подставлять именно её плотность (удельный вес).

Для измерений рекомендуется использовать инструмент поточнее рулетки, особенно при замере толщины стенки.

Альтернативный расчёт веса 1 м трубы стальной

Для выяснения веса круглой трубы заниматься сложными расчётами совсем не обязательно. Выход в интернет позволит без труда найти и воспользоваться онлайн-калькулятором массы для расчёта материалов обоих видов – и круглого, и профильного.

Вместе с тем, чтобы узнать вес трубы, можно поступить следующим образом: просто ознакомиться с таблицей, размещённой в соответствующем стандарте. Опять же, делать это можно через интернет. Например, при необходимости приобрести водопроводную трубу в поисковую строку Яндекса или Гугла вбейте фразу «ГОСТ 3262 75». В ответ вы получите порядка миллиона вариантов.

Кликните на наиболее подходящий и на первой странице этого нормативного документа вы увидите таблицу веса стальной трубы. Вам останется только отыскать строку и столбец, в которых отображены размеры вашей трубной продукции. Там представлено значение теоретического веса трубы стальной круглой. Но от фактического оно мало отличается.

А максимально точную массу трубы можно узнать только взвешиванием.

Самый точный результат дает взвешивание труб, его можно провести крановыми весами про покупке трубы на металлобазе

Делаем выводы

Их, собственно, несколько.

• различные методики расчёта веса 1 м трубы дают достаточно заметный разброс результатов. Это не критично с точки зрения запаса прочности металлоконструкций: данная характеристика стали в любом случае с избытком покроет отклонения от рассчитанной массы одного метра трубного проката. Однако при закупке большой партии труб можно ошибиться по метражу в меньшую или большую сторону. А это вызовет необходимость повторной закупки либо приведёт к перерасходу бюджета;
• делая закупку труб, целесообразнее опираться на цифры, представленные в ГОСТе. Тогда при возникновении спорной ситуации ваши аргументы будут более убедительными. Например, в нормативном документе сказано, что в тонне стального трубного проката должно быть 110 метров труб, а там оказалось 120. В таком случае можно предположить, что производитель в целях экономии пренебрёг требованиями стандартов. Впрочем, здесь не исключён и человеческий фактор.

Совет! Предварительно сделанный расчёт позволит ориентировочно определить частоту установки опор наружного трубопровода, чтобы не допустить его провисания.

Если докупать трубы всё-таки придётся и эта процедура не связана с большими сложностями, из соображений экономии лучше принимать во внимание минимальное из расчётных значений веса.

Расчеты на трубном калькуляторе являются приблизительными. Наш эксперт вычислит точный вес. Задайте ему вопрос!

Формулы для расчета веса стальных труб

Расчет веса стальных труб в онлайн-калькуляторе производится по следующим формулам:

1. Квадратные трубы
   m = ro / 7850 × 0.0157 × S × (A × 2 — 2.86 × S) × L

Источник: http://studvesna73.ru/07/23/4129/

Как узнать вес стальной трубы

Сталь – это один из самых прочных и надежных материалов, которые на сегодняшний день используются для прокладывания систем газо- и водопровода, а также отопления. Несмотря на то, что на строительном рынке представлен многочисленный ряд других материалов, в некоторых случаях без стальных труб просто не обойтись. Они незаменимы благодаря своей прочности, долговечности и надежности.

Стальная (металлическая) труба может быть спаянной и цельной. Сваренные конструкции имеют швы в местах пайки и в случае некачественной сварки могут протекать.

Понятно, что цельные трубы будут более надежными, так как изготавливаются из цельных кусков материала. Они могут иметь как большой вес, так и совсем небольшую массу. Все будет зависеть от диаметра и толщины стенок трубы.

К основным преимуществам металлической конструкции можно отнести высокую прочность и теплопроводность, а также лишь небольшое расширение вследствие действия высоких температур, что делает стальные трубы пригодными для использования в системах отопления. К «минусам» материала можно отнести его достаточно большой вес, что усложняет его перевозку и установку.

Самым большим недостатком металлической конструкции является высокая предрасположенность к появлению ржавчины. Это не только является причиной ржавчины воды, но и приводит к уменьшению диаметра материала и как следствие его пропускной способности.

Обычно такая проблема появляется уже на 8 год использования труб. «Плюсы» и «минусы» стальных конструкций будут в первую очередь зависеть от качества самого изделия. Так, чтобы избежать появления ржавчины металлические трубы можно покрывать цинком.

Это позволит замедлить процесс коррозии и увеличить срок эксплуатации труб до 15 лет.

Как узнать массу стальной трубы?

Рассчитать вес стальной конструкции своими силами не так уж сложно. Чтобы узнать массу 1 метра материала можно воспользоваться специальной таблицей, калькулятором, данными ГОСТ или формулами.

Стоит отметить, что обычно вес 1 метра металлической трубы измеряется в килограммах, так как материал сам по себе тяжелый.

Существует две формулы для расчета массы стальной конструкции, которые, как показывает практика, дают практически одинаковый результат.

Чтобы узнать точную массу материала можно воспользоваться специальной таблицей, в которой будет указан вес труб в зависимости от вида сечения, диаметра и других характеристик.

Если под рукой не оказалось таблицы всегда можно воспользоваться специальным калькулятором, в который для расчета необходимых величин достаточно лишь ввести необходимые параметры, такие как вид сечения и толщину стенок конструкции.

Источник: http://TrubyGid.ru/ves-stalnoj-truby

Как рассчитать вес профильной трубы?

Во время строительства дома и дачи, мастеру приходится использовать разные виды труб, в том числе и профильных.

Профильными называют трубные изделия в том случае, если они имеет не привычную круглую форму, а овальную, квадратную или прямоугольную. Важным параметром таких труб является их вес.

От веса трубы зависят затраты на приобретение и доставку, а также надежность конструкции.

Для чего важно знать вес профильной трубы

Профильные трубы изготавливаются из разных материалов. Чаще для этого используют сталь и алюминий.

Параметры труб зависят от формы и от материала, из которого она изготовлена. Алюминиевые материалы по умолчанию всегда легче стальных. Это обусловлено меньшей плотностью алюминия по сравнению со сталью. Следовательно, при прочих равных условиях стальная труба весит больше.

Обратите внимание! Стоимость профильных труб, как правило, выше, чем с круглым сечением. Это связано с тем, что на заводе сначала изготавливают круглую трубу, а затем меняют форму на прямоугольную или овальную, что увеличивает и трудозатраты, и стоимость.

Необходимость определения веса профильной трубы диктуют цели ее использования. Дело в том, что эти изделия чаще применяют в виде каркасов.

Такая несущая конструкция может применяться для чего угодно: от изготовления дивана до целого дома. Вес необходим для точных инженерных расчетов.

При ошибках в расчетах каркас может не выдержать, что приведет к разрушению всей конструкции.

Вес трубы — это не просто ее масса, это параметр, который складывается из следующих составляющих.

На вес влияют:

• Толщина и ширина стенок. Чем массивнее стенки, тем больший вес будет иметь труба. Тонкостенные изделия используют, как правило, для мебели. Изделия с толстыми стенками — как каркасы зданий. Ширина, как и длина стенки, предопределяет форму.
• Форма трубы. Чаще остальных используют квадратные и прямоугольные. Для расчета их веса достаточно знаний простых геометрических формул. С овальными трубами сложнее. Здесь большое значения имеет такой параметр, как закругленность углов.
• Размеры. Больше размеры — больше масса.
• Параметры материала, из которого изготовлено изделия, и его плотность. Последняя величина различна не только у стали и алюминия. Даже трубы из разных видов стали, при прочих равных параметрах, будут иметь разный вес.

Рекомендуем ознакомиться:  Как установить дымоход для буржуйки?

Инженеру и конструктору нет необходимости определять каждый из названных параметров отдельно. Достаточно знать, как они влияют на вес, т.е. определить оптимальную и максимальную нагрузку на каждый участок.

Сначала создается макет конструкции, определяются нагрузки, а затем для каждого участка находят соответствующую по весу профильную трубу.

Обратите внимание! Запас допустимой нагрузки позволяет создать надежную и долговечную конструкцию. Кроме того, зная вес каждой трубы и количество изделий, необходимых для монтажа, можно рассчитать общую массу конструкции, что тоже необходимо при составлении строительных проектов.

Тот факт, что вес — действительно важный параметр — сомнений не вызывает. Однако с определением его и пониманием назначения труб каждого весового класса могут возникнуть трудности.

Маркировка и виды профильных труб

Для того, чтобы рассчитать вес, необходимо знать несколько параметров:

1. Размеры изделия — ширина и высота. В случае квадратных труб, значения будут одинаковыми.
2. Толщина стенки. Далее необходимо узнать из какого материала выполнена труба. Параметры материалов легко можно найти в специальных таблицах.

Когда покупатель приходит в строительный магазин, он может не иметь представления о том, какими параметрами обладает каждая из труб. Стенды с подробной информацией в магазине, как правило, не предусмотрены. Но на самой трубе есть специальная маркировка, позволяющая узнать всю необходимую информацию о ней. Важно только правильно ее расшифровать.

Маркировка выглядит следующим образом: высота х ширина х толщина ГОСТ (номер) / маркировка материала ГОСТ материала. Например: 15х15х1 ГОСТ 8639-82/ С-245 ГОСТ 27772-88. Если опустить номера соответствующих ГОСТов, что важно исключительно для специалистов в сфере строительства и изготовления металлоконструкции, из маркировки можно получить все числовые значения для расчета веса:

• Первые три числа позволяют сказать, что труба квадратная, высота  и ширина ее равны 15 мм каждая, толщина — 1 мм.
• Изделие изготовлено и стали (в маркировке первой стоит буква “С”). Сталь с маркировкой С-245 используется для строительных конструкций. Подробные сведения о ней можно найти в соответствующем справочнике. При необходимости, о свойствах каждого изделия и материала можно узнать по ГОСТу, где даны все важные характеристики. Иногда ценники и маркировки упрощают. В этом случае на них не пишут ГОСТ и сведения о материале, а просто указывают название, высоту х вес х толщину стенки. Например: профильная труба 15х15х1.
• Длина профиля составляет от 6 м до 12 м. Длину указывают не всегда, но иногда ее можно встретить в конце маркировки: 15Х15Х1 12 м.

Рекомендуем ознакомиться:  Обсадные трубы НПВХ для обустройства скважин

Классификация профильных труб

Классификация труб выглядит следующим образом:

• по материалу изготовления: алюминиевые, стальные;
• по форме сечения: квадратные, прямоугольные, овальные;
• по длине: 6 м и 12 м;
• по ширине и высоте: значения от 10 мм до 180 мм;
• по толщине стенки: значения от 1 мм до 12 мм.

Источник: https://InfoTruby.ru/material/kak-rasschitat-ves

Масса стальной трубы: как правильно рассчитать

Масса стальной трубы: методики расчета

В статье мы постараемся разобраться, в каких случаях необходим расчет массы трубы и как это делается.

Эти трубы не отмеряют рулеткой. Их взвешивают

Зачем это нужно?

Расчет металлоконструкций

Прежде, чем начать изготавливать какую-либо металлоконструкцию — нужно выполнить расчет прочности.

• Если речь идет о трубопроводе — необходимо знать, с какой частотой нужно ставить опоры, чтобы труба не провисала . Причем масса трубопровода — это не только вес транспортируемой жидкости, но и масса стальных труб, из которых он состоит.

Расчет прочности металлоконструкции должен учитывать и ее собственный вес

• Когда мы говорим о несущем каркасе офисного зданий, спортивного комплекса или выставочного зала — нам опять-таки необходим расчет веса конструкции . Ведь на фундамент и опоры будут давить своим весом не только находящиеся в здании люди.Фактически, вес стального каркаса здания из сэнвич-панелей составляет большую часть полной массы здания вместе со всем содержимым.

Обратите внимание: в качестве основы для перекрытий куда чаще трубы (чаще всего квадратной или профильной) применяется швеллер или двутавровая балка. Они обеспечивают большую прочность при том же удельном весе.

Расчет количества труб при закупке

Предположим, вы составили проект трубопровода или металлоконструкции и рассчитали, что вам необходимо закупить 1200 метров трубы с толщиной стенок 4 миллиметра и с внешним диаметром 100 миллиметров.

Однако на металлобазе вас будет ожидать сюрприз: оптовые партии труб продаются не метрами, а тоннажем. Раз так, единственный выход — пересчитать необходимое вам количество труб из метров в тонны.

Это устройство поштучно взвешивает трубы большого диаметра

Вспоминаем геометрию

Расчет массы круглой трубы

1. Рассчитываем длину окружности трубы. Она равна произведению наружного диаметра трубы на число пи.
2. Рассчитываем площадь поверхности погонного метра трубы . Она равна произведению длины окружности на… тот самый один метр.

3. Рассчитываем объем вещества в погонном метре трубы. С достаточной точностью его можно считать равным произведению площади на толщину стенки.
4. Рассчитываем массу погонного метра трубы. Сталь имеет плотность 7850 кг/м3.

   Масса погонного метра будет равна произведению этого числа на рассчитанный нами объем вещества трубы.

5. Умножаем получившуюся массу погонного метра на длину трубопровода. В метрах, разумеется. Празднуем победу.

Давайте в качестве примера рассчитаем массу тех самых тысячи двухсот метров трубы диаметром 100 мм и со стенками толщиной 4 мм.

1. 0,1*3,14159265=0,314159265 м.
2. 0,314159265*1=0,314159265 м2. Честно говоря, эту операцию можно было и пропустить
3. 0,314159265*0,004=0,00125663706 м3.
4. 0,00125663706*7850=9,864600921 кг.
5. 9,864600921*1200=11837,5211052 кг.

Итого с учетом погрешностей, отходов при обрезке и прочих несуразностей нам есть смысл закупить 12 тонн заветной трубы.

Подскажем: чем толще стенки трубы и чем меньше ее диаметр, тем большую погрешность дает эта формула

Расчет массы квадратной трубы

Здесь алгоритм расчета немного отличается.

Но именно немного.

1. Рассчитываем длину периметра сечения трубы. Она равна произведению размера стенки квадратной трубы на четыре.
2. Рассчитываем площадь погонного метра трубы. Как нетрудно догадаться, полученное на предыдущем этапе число умножается на один метр; в результате получается оно же, но уже не в погонных, а в квадратных метрах.
3. Рассчитываем объем вещества трубы в погонном метре. опять-таки умножая площадь поверхности погонного метра трубы на толщину стенки.
4. Умножаем этот объем на плотность стали (7850кг/м3, помните?).
5. Рассчитываем вес необходимой нам трубы. умножая массу одного погонного метра на метраж.

Посчитаем массу тех же самых 1200 метров трубы с той же толщиной стенок в 4 мм и размером стенки 100 мм.

Заодно мы поймем, как соотносится масса круглой и квадратной трубы при столь близких размерах.

1. 0,1*4=0,4 м.
2. 0,4*1=0,4м2.
3. 0,4*0,004=0,0016 м3.
4. 0,0016*7850=12,56 кг.
5. 12,56*1200=15072 кг, или чуть больше пятнадцати тонн.

Разумеется, никто не мешает просто измерять длину трубы и их количество в пакете и попросить погрузить определенное количество упаковок. Но их все равно взвесят

Расчет массы прямоугольной трубы

И здесь разница невелика:

1. Периметр сечения трубы рассчитывается как удвоенная сумма ее сторон;
2. Площадь поверхности погонного метра так же получается умножением периметра трубы на единицу;
3. Объем вещества в погонном метре трубы по-прежнему равен произведению площади его поверхности на толщину стенки (приблизительно, разумеется);
4. Массу погонного метра получаем умножением объема из предыдущего пункта на 7850;
5. Результат в килограммах необходимо умножить на протяженность трубопровода, чтобы получить суммарный вес трубы.

Гулять так гулять: давайте рассчитаем, какой будет масса трубы стальной прямоугольной длиной 18 километров, размерами 180х145 миллиметров и с двадцатимиллиметровыми стенками.

Такой монстр реально производится и используется в качестве несущего элемента там, где нужны высокая прочность на изгиб.

1. (0,180+0,145)*2=0,65 м.
2. 0,65*1=0,65 м2.
3. 0,65*0,02=0,013 м3.
4. 0,013*7850=102,05 кг. Однако, метр такой трубы сможет оторвать от пола не всякий.
5. 102,05*18000=1836900 кг, или 1836,9 тонны трубы.

Профильные трубы больших размеров часто используются в сложных несущих конструкциях. Здесь неточности расчетов могут быть фатальными. К счастью, запаса прочности не отменяли

Профильные трубы больших размеров часто используются в сложных несущих конструкциях. Здесь неточности расчетов могут быть фатальными. К счастью, запаса прочности не отменяли.

Пользуемся формулами

Разумеется, это не единственный способ расчета. У металлургов существуют специальные формулы, позволяющие с минимальными затратами времени рассчитать, какова масса труб стальных с заданными размерами.

Обратите внимание: наш геометрический способ несколько громоздок, однако он куда более универсален, чем специализированные формулы.

Подставьте вместо плотности стали плотность, скажем, полиэтилена или алюминия — и вы будете иметь возможность рассчитать массу труб из этих материалов.

Круглая труба

Формула в ее случае имеет вид:

(Д — Т) * Т * 0,025

Где Д — наружный диаметр в миллиметрах (обратите внимание, в миллиметрах!), а Т — толщина стенки.

Похоже, у нас есть прекрасная возможность сравнить разные методы расчета. Возьмем круглую трубу из нашего предыдущего примера:

1200*(100-4)*4*0,025=11520 кг. Разница с первым методом, как видите, есть, но весьма небольшая (разумеется, в процентном отношении к общей массе).

Чуть-чуть разные результаты

Квадратная труба

Для квадратной трубы масса погонного метра в килограммах рассчитывается по другой формуле:

(Ш — Т) * Т * 0,0316

Т — по-прежнему толщина стенки квадратной трубы, а Ш — ширина ее стороны. Оба значения в миллиметрах.

И снова посчитаем вес метра трубы из нашего предыдущего примера, чтобы сравнить результаты двух формул:

Разница с предыдущим методом вычислений снова есть и снова невелика.

Однако уже чуть больше

Прямоугольная труба

Для прямоугольных труб тоже своя формула:

(Ш1 + Ш2 — 2Т) * Т * 0,0158,

Где Ш1 и Ш2 — стороны трубы, а Т — толщина ее стенки.

Возьмем нашу трубу 180*145*20 мм протяженностью 18 километров:

18000*(180+145-2*20)*20*0,0158=1621080 кг или 1621,08 тонны.

В прошлый раз у нас получилось 1836,9 тонны. Разница становится достаточно весомой, чтобы озадачиться вопросом: какая формула врет?

Что-то не сходится

Лезем в стандарты

Признаться, есть способ избежать сколь-нибудь сложных расчетов в принципе. Дело в том, что масса погонного метра трубы прописана в таблице сортамента, которая, в свою очередь, является частью стандарта на каждый из видов труб .

Так, стальные прямоугольные трубы производятся по ГОСТ 8645-68. Заветная труба размерами 180х145х20 миллиметров находится в самом конце таблицы (она в приложении к статье), в разделе «специальные размеры». И что мы там видим?

Погонный метр трубы весит 84,1 кг. Соответственно, 18 километров трубы будут иметь массу 18000*84,1=1513800 кг, или 1513,8 тонны.

Налицо расхождение с обоими результатами. Рвем волосы на организме и бьемся головой об стену в отчаянии.

Он тоже посчитал массу трубы разными способами

Выводы

Их, собственно, несколько.

• Разные методики расчета дают довольно заметный разброс результатов. Если при расчете прочности металлоконструкций запас прочности в любом случае покроет с избытком отклонения от расчетного веса, то при закупке большого количества труб реальны шансы ошибиться в большую или меньшую сторону, что приведет к повторной закупке или перерасходу бюджета;
• При закупке труб разумнее опираться на цифры из ГОСТ. Исключительно потому, что в спорной ситуации ваша позиция будет более аргументированной: если согласно ГОСТ в тонне трубы должно быть 100 метров, а там оказалось 110 — значит, производитель трубы ради экономии отступил от стандартов.
• Если докупить трубу не будет большой проблемой — лучше ориентироваться на минимальное из рассчитанных значений. Просто из соображений экономии.

http://o-trubah.ru

Источник: http://legkoe-delo.ru/remont-doma/raznoe/32878-massa-stalnoj-truby-kak-pravilno-rasschitat

Как рассчитать вес металла — формулы и рекомендации

При отсутствии возможности для непосредственного взвешивания, массу металлолома можно установить и иными путями. Наиболее точный результат даст расчёт, но не следует пренебрегать и другими возможностями.

Итак, чтобы не грузить читателей лишними формулами, которые все же будут, но ниже, обозначим сразу формулы для расчета самых популярных изделий из стального проката и трубы — трубопроката.

Например, при демонтаже металлоконструкций или дымовой трубы, не всегда есть есть под рукой компьютер, интернет или справочник, а конструкции сварены все из сортового проката вот здесь и выручат наши формулы!

Формула, чтобы рассчитать вес трубы

M=(D-s)*s*0,02466

, где

• M — масса одного погонного метра трубы, кг;
• D — наружный диаметр рассчитываемой трубы, мм;
• s — толщина стенки трубы, мм;
• 0,02466 —коэффициент при плотности стали  равной 7,850 г/см3.

Эта формула очень точна. Вы можете рассчитать вес трубы и сверить расчетную массу с теоретической в любом сортаменте и значение по формуле будет точнее! Также можно вычислить

Рассчитываем вес листа металла

M=S*7,85

, где

• M — масса стального листа, кг;
• S — площадь вычисляемого листа, в метрах квадратных;
• 7,85 — вес листа толщиной 1 мм и площадью 1 метр квадратный, в килограммах

Так можно рассчитать вес листа металла любого размера, у которого Вы можете вычислить площадь. Точность расчетов по такой формуле выше, чем теоретическая масса в справочниках, т.к.

в сортаменте при расчете массы металла программа округляет значения. Ну а как узнать площадь листа (любой формы — квадрата, прямоугольника, параллелепипеда, трапеции, ромба и т.д.

) — должен знать каждый человек, окончивший среднюю школу.

Как рассчитать вес арматуры и прутка

Для круга, прутка, гладкой арматуры формула для расчета массы будет такой:

M=(0,02466*D2)/4

, где

• M — масса 1 погонного метра круга/арматуры/прутка, кг;
• D — диаметр круга;
• 0,02466 —коэффициент при плотности стали  равной 7,850 г/см3

Для расчета веса рифленой арматуры (А2, А3) можно и нужно использовать эту же формулу! Расхождений с теоретической массой не будет, не смотря на различные рисунки поперечных сечений.

Такую кучу металлолома, конечно, без взвешивания нереально посчитать по формулам

Общие подходы или немного скучной теории

Для определения веса любого предмета достаточно умножить его объём на удельный вес. Если с удельным весом всё более-менее понятно, то объём определить труднее (если не рассматривать такие простые формы как куб).  Наиболее общим принципом расчёта объёма считается принцип Гюльдена, когда площадь поперечного сечения какого-либо предмета умножают на его высоту.

С высотой металлоконструкции проблем также обычно не возникает, её легко (либо почти легко) замерить непосредственно, особенно, если сечение по высоте постоянно. Так можно поступить в отношении стальных труб любого сечения и профиля, двутавров, швеллеров, уголков и т.д.

Метод определения массы металлических предметов сложных и непостоянных по высоте форм рассмотрим позднее.

Объём пирамиды

Пирамидальные окончания наверший стальных кованых заборов, дефлекторов и прочих частей металлоконструкций встречаются часто. Объём пирамиды легко рассчитать по формуле:

, где:

•  В – площадь основания пирамиды;
• Н – высота пирамиды.

Поскольку в технике основаниями пирамиды могут служить квадрат, прямоугольник или треугольник, то проблема решается весьма просто.

Объём усечённой пирамиды

Форму усечённой пирамиды имеют ограждающие колпаки, защитные задвижки и дверцы. В таких ситуациях используется зависимость:

, где:

• h – высота усечённой пирамиды;
• F – площадь её большего основания;
• f – площадь меньшего основания.

Если пирамидальная часть конструкции, сданной на металлолом, несколько деформирована, то недостающий объём добавляют или удаляют с каждой из сторон.

Объём клина и обелиска

Клин в технике часто является пятигранником, в основании которого лежит прямоугольник, а боковые грани являются равнобедренными треугольниками или трапециями. Формула для расчёта объёма клина имеет вид:

, где:

• а – сторона основания подножия клина;
• а1 – ширина верхушки клина;
• b – толщина клина;
• h —  высота клина.

Обелиск — это шестигранник, основанием которого являются прямоугольники, которые расположены в параллельных плоскостях. Противоположные грани при этом симметрично наклонены к основанию обелиска. Объём данного геометрического тела:

, где:

• а и b – размеры длины и ширины большего основания обелиска;
• а а1 и b1 – меньшего основания обелиска;
• h – высота обелиска.

Объём  прутка и трубы

Для расчёта всех геометрических сечений, в основе которых лежит круг, не обойтись без параметра π – 3,14 (более высокая точность для металлолома и не требуется). Тогда для цилиндра имеем:

, где:

• R – радиус прутка;
• H – длина/высота прутка.

Для трубы (полого цилиндра) объём рассчитывается по формуле:

, где

r – внутренний радиус трубы.

Объём конуса и усечённого конуса

Геометрические формы конуса и усечённого конуса широко используются при конструировании деталей механизмов и машин. Объём конуса равен:

, где

• R – радиус основания конуса;
• Н – высота конуса.

Для вычисления объёма усечённого конуса используют более сложную зависимость:

, где

R – радиус меньшего основания конуса.

Объём сферических элементов металлоконструкций

Кроме собственно сферы, в практике приходится считать также объём шарового сегмента и сектора. Используются следующие зависимости:

Объёмы прокатных профилей

Чаще всего приходится определять вес тавров, двутавров, швеллеров, уголков. Для этого используются следующие зависимости:

Для тавра

,где b и b1 – соответственно ширина полки и стенки тавра; h и  h1 – толщина основания и полки тавра; Н – высота таврового фрагмента лома;

Для двутавровой балки

,где Н – высота/длина двутаврового элемента; а – толщина стенки двутавра; с и с1 – толщина полки двутавра в основании и по торцу соответственно;

Для уголка

,где Н – длина уголка; l1 –  толщина уголка; h1 и  h2 соответственно – ширина каждой из полок.

Как установить массу конструкции особо сложной формы

Решение этой задачи возможно двумя способами.

Согласно первому из них устанавливают значение так называемого коэффициента заполнения (способ применяется для габаритных узлов, разборка которых либо затруднительна, либо вовсе невозможна).

Например, для ползунов кривошипных машин коэффициент заполнения принимают равным 0,3…0,35. Тогда считают массу узла G в предположении, что она сплошная, а затем умножают полученный результат на коэффициент заполнения.

Примерно такую же точность даёт эмпирическая формула Нистратова:

, где  Р – номинальное усилие пресса в тоннах.

Оригинально можно установить массу небольших неразъёмных конструкций по объёму вытесненной ими воды. Для этого в тарированную ёмкость наливают до краёв воду. Устанавливают ёмкость в другую со значительно большим объёмом, а затем в первую ёмкость помещают данную конструкцию. Вытесненный ею объём воды взвешивают. Этот объём и будет равен объёму конструкции.

Источник: http://xlom.ru/spravochnik/kak-rasschitat-ves-metalla-formuly-i-rekomendacii/

Как узнать вес стальных труб и калькулятор веса

Вы решили поменять у себя дома трубопровод, и точно знаете, какое количество метров труб вам будет необходимо. Казалось бы, все, можно ехать за покупками, закрепив багажник на крышу вашего легкового автомобиля, или наняв грузовую машину с открытым кузовом.

И вот здесь-то и всплывает необходимость определения точного расчета массы профильной стальной трубы, и онлайн калькулятор на месте приобретения без знания формул вам, скорей всего, не поможет.

Так как необходимо знать, какое количество метров стальной профильной трубы определенного размера можно загрузить в ваш легковой автомобиль, у которой есть ограничения по весу грузоподъемности.

Точно также, арендуя грузовую машину, вы должны точно знать, что вся партия купленного профиля будет доставлена за раз. И это еще с условием, когда вы платите аренду грузовика почасово.

А если вы оговариваете при составлении договора еще и массу стальных труб, тем более, необходимо предварительно знать вес трубных профилей, которые будете покупать.

То есть – без знаний и таблиц, как произвести расчет веса трубного стального профиля в квадратном или круглом профиле, вам просто не обойтись. Поэтому рассмотрим несколько способов расчета для разных условий.

Рассчитываем вес стальной профилированной трубы

Первый способ

Не каждый материал может по прочности сравниться со сталью, именно по этой причине трубам из этого металлического профиля отдается самое большое предпочтение.

Продаются и изготавливаются эти трубы в погонных метрах, при этом на складе можно выбрать прямоугольные и круглые профили как поштучно, так и связками.

Вроде бы, что еще надо для покупки требуемого количества профильных изделий? Но, часто, важно знать вес приобретаемого материала.

В ГОСТе 8732 78 указывается общий способ для всех видов стальных профилированных труб, которые отличаются между собой только сечением, для этого взята средняя плотность стали 7850 кг./м.куб.

Для получения необходимого результата нужно использовать таблицу, которая указана в ГОСТе 8732 78 для определения значений толщины стенки и диаметра, а после рассчитать по формуле.

M=0.02466 х S(Dn-S), в которой:

• S – толщина стенки круглого профиля;
• Dn – внешний диаметр.

Но этот способ даст только приблизительный расчет веса погонного метра трубного профиля. Использовать его нужно, если вы предварительно не знаете массу необходимых профилей и теперь на месте его высчитываете с помощью калькулятора.

Второй способ

Для более точного определения есть другая формула, для вычисления которой нам будут необходимы такие данные, как внутренний и наружный диаметр, плотность металла, профильная площадь сечения, объем. В чем удобство этого способа, так это в том, что он подойдет и для медных, и для чугунных, и для стальных изделий. Непосредственно формула выглядит таким образом.

m=p х V, где:

• V – объем;
• p – плотность.

Но на этом расчеты лишь начинаются, нам необходимо знать профильный объем. Его мы рассчитываем так.

V=S х L, в которой:

• L – длина трубы;
• S – площадь профильного сечения.

При этом последнее значение будет зависеть от внутреннего и наружного диаметров. Отсюда:

S=π(D2-d2) / 4, в которой:

• D – внешний диаметр;
• d – внутренний диаметр, который не всегда известен и рассчитывается по формуле: d=D-2 х b, b – толщина стенки трубы.

Но из всех этих данных, в приведенной универсальной формуле для круглых профилей у нас остается неизвестным только одно – плотность металла.

Естественно, можно использовать среднее значение, как описано в ГОСТе 8732 78, но в этом случае формула теряет универсальность. Потому мы будем использовать ГОСТ 1412 85 для определения плотности чугуна, ГОСТ 1050 88 для стали, и т. д.

Видим, что стали 10, 20, 40 и 60 имеют плотности 7856 кг/м. куб, 7859 кг/м. куб, 7850 кг/м. куб и 7800 кг/м. куб.

, а у меди М 0, М 1, М 2 и М 3 общая плотность – 8940.

Чтобы рассчитать результат в килограммах, все подсчеты с длинами и иными размерами, как правило, происходят в метрах, так как величины плотности считаются в кг/м3.

Масса профильной трубы – расчет калькулятором

Первый способ

Вышеописанный способ подходит лишь для круглых профилей, а что делать, если необходима прямоугольная труба? Для этого есть другой способ, но он также выдает только усредненный результат, естественно, с условием, что вы будете использовать среднее показание плотности стали, а именно – 7850. Но вам никто не мешает использовать уже определенные нами для вышеописанной формулы величины плотности разных цветных металлов и их сплавов.

Непосредственно формула выглядит таким образом:

МП=b х 2(А + В) х ρ, где:

• p – плотность;
• A, B – длины сторон;
• b – толщина стенки трубы.

Как определить толщину стенки профиля, вы знаете из формулы, указанной выше.

Существует и другой метод, для которого воспользуемся формулой определения массы круглого диаметра профиля. Некоторые могут спросить: «Причем здесь она, когда для расчетов необходимо сечение?».

Но, вспомним, что формула определение массы такая, m=p х V, таким образом, нам необходим объем и плотность трубы из определенного металла.

Плотность у нас есть в избытке, можно указывать разные значения, с помощью различных ГОСТов, а объем легко получить, и даже не по одной, а по нескольким формулам. Но, каждый из способов немного изменит калькулятор труб, во всех случаях масса трубы будет разной.

Затем нам необходимо узнать объем внутренней полости трубы. Умножаем длину и длины сторон внутри. Отнимаем этот результат от первого и определяем объем металла, который находится в стенках трубы.

Затем, чтобы узнать вес трубы, в калькулятор нужно подставить любое требуемое значение плотности материала.

Второй способ

Второй метод немного сложней, с условием, что стенка изделия имеет разную толщину по всему контуру (в горячекатаном трубопрокате), которую нам и необходимо измерить.

Для этого меряем одну сторону трубы и множим данную величину на усредненную толщину этой стенки. Эту процедуру делаем еще 3 раза для всех сторон. Так, мы имеем объемы 4 граней профиля, суммировав которые, определим общее значение.

Этот результат и нужно умножить на плотность материала, из которого изготовлена труба.

Чтобы определить вес метра стальной профилированной трубы, необязательно делать сложные математические подсчеты. При наличии сети Интернет не составит сложности найти калькулятор онлайн для расчета массы как прямоугольного, так и круглого сечения трубы.

Источник

Источник: http://stroymaster-base.ru/instrumenty-i-materialy/kak-uznat-ves-stalnyh-trub-i-kalkulyator-vesa.html