Расчет веса трубы – определяем массу круглого и прямоугольного профиля

Если вам предстоит проводить в дом холодную воду, очень важно своевременно выполнить расчет веса труб, которые станут дополнительной нагрузкой для фундамента.

1 Для чего нужен расчет веса трубы?

Вы решили заняться прокладкой труб, и точно знаете, сколько метров вам понадобится. Казалось бы, все, можно отправляться за покупками, приладив багажник на крышу своей легковой машины, или наняв грузовик с открытым кузовом. И вот тут-то и всплывает необходимость наличия точного расчета веса трубы стальной профильной, калькулятор онлайн на месте покупки без знания формул вам вряд ли поможет. Ведь нужно знать, сколько погонных метров трубы определенного диаметра можно погрузить в вашу легковую машину, у которой есть предел грузоподъемности.

Расчет веса круглой трубы
Введите наружный диаметр
Введите толщину стенки
Введите длину трубы

Точно также, нанимая грузовой автомобиль, вы должны быть уверенными, что вся партия закупленного металлопрофиля будет доставлена за одну перевозку. И это при условии, если вы оплачиваете аренду грузового транспорта по часам. А если вы оговариваете при заключении контракта еще и тоннаж, тем более, нужно заранее определить, сколько весят трубы, которые будут приобретаться. Отсюда вывод – без знаний, как выполнить расчет массы металла в круглом или квадратном профиле, вам не обойтись. Давайте рассмотрим несколько методов вычислений для разных случаев.
Расчет веса прямоугольного профиля
 
 
 
 

2 Определяем вес трубы стальной – калькулятор на коленке

Редко какой материал может сравниться по прочности со сталью, именно поэтому трубам из этого металлического сплава отдается наибольшее предпочтение. Изготавливаются и продаются они в погонных метрах, причем на складе можно найти круглые и прямоугольные профили как штучно, так и связками. Казалось бы, что еще нужно для приобретения необходимого количества труб? Однако, зачастую, очень важно знать вес покупаемого материала.

Основные причины для этого перечисленного выше, сейчас же нам нужно выяснить, как именно следует рассчитывать массу различных профилей. В ГОСТ 8732-78 предлагается общий метод для всех типов стальных труб, которые различаются между собой только диаметрами, для чего взята средняя плотность металла 7850 кг/м3. Для получения нужного результата следует воспользоваться таблицами, предлагаемыми в ГОСТ 8732-78 для определения значений диаметра и толщины стенки, а затем воспользоваться формулой M = 0.02466 . S(Dn - S).

Здесь Dn – внешний диаметр, а S – толщина стенки круглого профиля. Однако, как уже было сказано, этот метод даст лишь приблизительный расчет массы одного погонного метра трубы. Пользоваться им следует, если вы заранее не определили вес нужных профилей и теперь спешно его высчитываете. Для более точного вычисления существует другая формула, для оперирования которой нам понадобятся такие значения, как внешний и внутренний диаметр, объем, площадь сечения, плотность металла.

На фото - трубы стальные, russian.alibaba.com


Чем удобен этот метод, так это тем, что подходит как для стальных труб, так и для чугунных с медными. Сама формула выглядит так: m = pV, где p – плотность, а V – объем. Однако на этом расчеты только начинаются, нам нужно получить объем. Его мы находимся следующим образом: V = SL, здесь S – площадь сечения трубы, а L – ее длина. Причем первое значение зависит от внутреннего и внешнего диаметров. Отсюда S = π(D2 - d2)/4, где D – внешний диаметр, а d – внутренний, который далеко не всегда нам известен и определяется так: d = D - 2b, где b – толщина стенки трубы.

Однако из всех значений приведенной универсальной формулы для круглых профилей нам остается неизвестным одно, а именно – плотность металла. Можно, конечно, воспользоваться усредненным значением, как предлагалось в ГОСТ 8732-78, но тогда формула теряет всю свою универсальность. Поэтому мы пойдем дальше и воспользуемся ГОСТ 1050-88 для получения плотности стали, ГОСТ 1412-85 для серого чугуна и так далее. Выясняем, что стали 10, 20, 40 и 60 имеют плотности 7856, 7859, 7850 и 7800 кг/м3 соответственно.

У ковкого чугуна плотность – 7000, у высокопрочного – 7200. У серого чугуна марок СЧ10, СЧ20 и СЧ30 плотность – 6800, 7100 и 7300 соответственно, а у меди марок М0, М1, М2 и М3 общее значение – 8940 кг/м3. Чтобы получить правильный результат в килограммах, все расчеты с длинами и другими размерами обычно осуществляются в метрах, поскольку величины плотности берутся в кг/м3.

3 Вес профильной трубы – калькулятор тремя способами

Приведенный выше метод годится только для профилей круглого сечения, а как же быть, если вам нужна труба прямоугольная? Для этого существует отдельный способ, правда, он тоже выдает лишь средний результат, конечно, при условии, что вы воспользуетесь усредненным значением плотности металла, а именно – 7850 кг/м3. Однако вам ничто не мешает применить уже найденные нами для предыдущей формулы величины плотности различных сплавов и цветных металлов.

Сама же формула выглядит следующим образом: МП = b . 2(А+В) . ρ, где b – толщина стенки профиля, A и B – длины сторон, а p – плотность. Как найти толщину стенки трубы, вы уже знаете из ряда формул, приведённых выше.
Есть и другой способ, для которого нам понадобится формула вычисления массы профиля круглого сечения. Кто-то спросит: "При чем тут она, если для расчетов нужен диаметр?" Однако, вспомним, что основное определение массы выглядит, как m = pV, то есть нам нужны плотность и объем трубы из того или иного металла. Первое значение у нас имеется в избытке, можно подставлять различные величины, благодаря всевозможным ГОСТам, а второе ничего не стоит получить, и даже не одним, а тремя способами. Правда, каждый из методов слегка изменит трубный калькулятор, во всех трех случаях вес трубы не будет одинаковым.
Фото профильных труб, metaprof-vk.ru
Итак, рассмотрим первый способ получения объема. Для начала представим себе трубу в виде прутка. Иными словами, нам нужны внешние длины сторон и длина прямоугольного профиля. Перемножаем эти величины и получаем полный объем трубы, в сумме с пустотой. Теперь нам нужно вычислить объем, так сказать, "дырки от бублика", то есть внутренней полости профиля. Перемножаем длины внутренних сторон и длину. Вычитаем второй результат из первого и получаем объем металла, содержащегося в стенках трубы. Теперь, чтобы рассчитать вес трубы, в калькулятор остается подставить любое подходящее к случаю значение плотности.

Второй способ несколько сложнее, при условии, что стенка профиля имеет неодинаковую толщину по всему периметру (в горячекатаном профиле), который нам и нужно измерить. Для этого измеряем одну сторону прямоугольной трубы и умножаем полученную величину на среднюю толщину данной стенки. Подобную процедуру повторяем ещё 3 раза для остальных сторон. Таким образом, мы получаем объемы четырех граней прямоугольного профиля, сложив которые, получим общее значение. Результат вычислений и следует умножить на плотность металла, из которого сделана труба. Третий же способ – воспользоваться данными приведенной ниже таблицы, по которой можно найти массу квадратного профиля в килограммах:

Сторона A Сторона B Стенка 3 Стенка 4 Стенка 5 Стенка 6 Стенка 7 Стенка 8 Стенка 9 Стенка 10

80

80

7.1

9.47

11.84

14.21

16.58

18.94

21.31

23.68

100

100

8.88

11.84

14.8

17.76

20.72

23.68

26.64

29.6

120

120

10.66

14.21

17.76

21.31

24.86

28.42

31.97

35.52

140

140

12.43

16.58

20.72

24.86

29.01

33.15

37.3

41.44

150

150

13.32

17.76

22.2

26.64

31.08

35.52

39.96

44.4

160

160

14.21

18.94

23.68

28.42

33.15

37.89

42.62

47.36

180

180

15.98

21.31

26.64

31.97

37.3

42.62

47.95

53.28

200

200

17.76

23.68

29.6

35.52

41.44

47.36

53.28

59.2

250

250

22.20

29.6

37

44.4

51.8

59.20

66.6

74

300

300

26.64

35.52

44.4

53.28

62.16

71.04

79.92

88.8