Как рассчитать массу трубы формула

Содержание

Как определить вес стальных труб: определение по ГОСТ, таблицам и расчет по формулам

Как рассчитать массу трубы формула

Любая технология металлопроката имеет одну из таких главных характеристик, как удельный вес. Для стальной трубы длиной один метр массу можно вычислить вне зависимости от типа поперечного сечения по соответствующим расчетным формулам или таблицам.

Что это такое удельный вес трубы?

Такой показатель, как удельная масса стальной трубы имеет числовое значение веса одного погонного метра этого изделия. Данный показатель очень удобен тем, что, вне зависимости от объема стальной металлопродукции, дает возможность быстро рассчитать ее общую массу. Для этого нужно просто измерить или знать в метрах длину общего количества предполагаемой или имеющихся партии труб. Также будут необходимы данные о размерах стальных труб:

  • длины сторон – для профильного трубопроката (прямоугольного, квадратного);
  • диаметр наружного сечения для круглой трубной продукции;
  • марка стали (для более точного вычисления);
  • толщина стенки изделия.

Эту информацию можно найти в сопроводительных документах на металлопрокат или замерить своими руками. Любому типоразмеру трубы соответствует своя конкретная удельная масса. Данную величину можно определить одним из возможных способов и после умножения на общую длину трубопроката получают необходимый суммарный вес трубы (одной или общего количества этой металлопродукции).

Зачем нужно знать удельный вес?

Общая масса стальных труб – это важная и необходимая количественная информация в любой сфере, где данный прокат используется.

На заводе, который изготавливает трубы, необходимо знать, какое количество сырья нужно для выполнения заказа для производства партии определенной продукции. В этом случае не обойтись без информации об общем весе поставки готового трубопровода потребителю.

Финансово-отчетные, бухгалтерские, дорожно-транспортные, складские и иные документы отображают перемещение и учет металлопродукции в килограммах и тоннах.

Вес трубопроката нужно знать, чтобы выбрать вариант его транспортировки до пункта назначения и подобрать необходимый вид транспорта. Данным показателем оперируют во время покупки и реализации, а также при финансовом расчете за трубную продукцию.

Масса стальных труб — это неотъемлемый показатель расчетов прочности, надежности, веса изготавливаемых металлоконструкций и вносится в соответствующую техническую документацию.

И в любом случае ее можно быстро определить, зная общие размерные данные и длину используемого проката, при помощи соответствующего удельного веса одного погонного метра трубы.

Способы расчета удельного веса

Вес любой трубы будет зависеть от удельной плотности состава, из которого сделана труба, и ее геометрических показателей:

  • длины;
  • высоты, ширины или диаметра;
  • толщины стенок.

Поэтому указывается как масса объема (в м. кв.) профильной или цилиндрической формы, наполненной однородной сталью с необходимой плотностью (в кг/м. куб.). Длина трубы при определении ее удельной массы равняется один метр. Для стального трубопроката, при любых расчетах, плотность состава, из которого он сделан, постоянно принимается за величину 7850кг/м. куб. Чтобы определить вес одного метра стальной трубы (удельный вес) выбирают один из таких способов:

  • по расчетным формулам;
  • при помощи таблиц, где искомые данные указаны для стандартных размеров трубного проката.

В любом случае полученные данные являются только теоретическим расчетом. Это объясняется следующими причинами:

  • при расчетах часто приходится округлять рассчитанные значения;
  • при расчетах форма трубы подразумевается геометрически правильной, то есть, не учитываются наплывы металла на сварочном стыке, закругления в углах (для профильного проката), уменьшение или превышение размеров относительно типовых в пределах допустимых ГОСТ;
  • плотность разных марок стали отличается от 7850 кг/м. куб. и для многих сплавов разница довольно значительна при определении веса большого количества трубной продукции.

При помощи специальных таблиц определяют максимально приближенный теоретический показатель удельного веса трубопроката, так как при их составлении использовались сложные математические формулы, которые максимально учитывали технологию производства и геометрию изделий. Чтобы воспользоваться данным вариантом расчета, вначале по имеющимся данным о трубопрокате определяют его тип. После находят в справочной литературе соответствующую этому металлопрокату таблицу или ГОСТ на этот сортамент.

Так, например, для стальных профилированных труб квадратного сечения нужно использовать ГОСТ 8639-82, а для круглых прямошовных – ГОСТ 10704-91. Дальнейший этап в определении удельной массы: по имеющимся показателям о размерах трубопроката отыскать в таблице необходимое значение. В случае когда замеренные габариты продукции или толщина стенки не соответствуют какому-то табличному значению, то подбирают показатель удельной массы для наиболее близко находящихся по значению типовых размеров.

Табличный вариант расчета хорош тем, что он не требует выполнения каких-то расчетов, что исключает при вычислениях вероятность допущения математической ошибки. Но этот способ подразумевает наличия специальной литературы. Наиболее универсальный вариант – это использование математических формул. Этот способ можно применять в любых условиях, даже, так сказать «полевых», вдали от возможностей и благ цивилизации.

Определение удельного веса трубы по формулам

Как уже выше говорилось, в основе расчета находится определение объема сырья, израсходованного для производства одного метра трубопроката. Затем данную величину нужно умножить на плотность состава (в случае со сталью на 7850кг/м3). Искомый объем определяют таким способом:

  • Рассчитывают объем части трубы длиной в один метр по ее внешним размерам. Для чего определяют площадь сечения трубы, которую умножают на длину, в нашем случае на 1 метр.
  • Рассчитывают объем полой части трубы длиной 1 метр. Для чего вначале определяют размеры полости (для круглого изделия внутренний диаметр рассчитывают, вычитая от внешнего диаметра двойную толщину стенки, а для профильного трубопроката – определяют высоту и ширину внутреннего диаметра, вычитая двойную толщину от внешних размеров). После, по полученным результатам делают расчет, аналогичный указанному в первом пункте.
  • В конце, от первого результата вычитают второй, это и является объемом трубы.

Все подсчеты делаются только после перевода исходных показателей в килограммы и метры. Определение объема круглого и цилиндрического сечения труб происходит по такой формуле:

V = RхRх3,14хL, где:

  • V – объем;
  • R – радиус;
  • L – длина.

Еще одна несложная формула, но уже для стальных круглых труб:

Вес =3.14х(D – T)хTхLхP, где:

  • D – внешний диаметр;
  • T – толщина стенки;
  • L – длина;
  • P – плотность стали.

Существуют еще две формулы, но для стальной профильной трубы. Исходные данные нужно перевести в миллиметры, ответ будет в килограммах. Формула – для квадратной трубы:

Удельный вес = (A–T)хTх0.0316

Для прямоугольных труб:

Удельный вес = (A+B–2хT)хTх0.0158

То есть, чтобы определить точный вес материала можно использовать специальные таблицы, где указана масса труб с учетом сечения, диаметра и иных показателей. Если под рукой нет этой таблицы, то всегда можно использовать специальный калькулятор, где для расчета искомых величин достаточно только ввести необходимые данные, такие как толщину стенок и тип сечения конструкции. Каким образом определять удельную массу каждый выбирает сам.

  • Виталий Данилович Орлов
  • Распечатать

Источник: http://stanok.guru/stal/kak-uznat-ves-stalnyh-trub-tablica-i-raschet-po-formulam.html

Как рассчитать параметры труб

При строительстве и обустройстве дома трубы не всегда используются для транспортировки жидкостей или газов. Часто они выступают как строительный материал — для создания каркаса различных построек, опор для навесов и т.д. При определении параметров систем и сооружений необходимо высчитать разные характеристики ее составляющих. В данном случае сам процесс называют расчет трубы, а включает он в себя как измерения, так и вычисления. 

Для чего нужны расчеты параметров труб

В современном строительстве используются не только стальные или оцинкованные трубы. Выбор уже довольно широк — ПВХ,  полиэтилен (ПНД и ПВД), полипропилен, металлопластк, гофрированная нержавейка. Они хороши тем, что имеют не такую большую массу, как стальные аналоги. Тем не менее, при транспортировке полимерных изделий в больших объемах знать их массу желательно — чтобы понять, какая машина нужна. Вес металлических труб еще важнее — доставку считают по тоннажу. Так что этот параметр желательно контролировать.

То, что нельзя измерить, можно рассчитать

Знать площадь наружной поверхности трубы надо для закупки краски и теплоизоляционных материалов. Красят только стальные изделия, ведь они подвержены коррозии в отличие от полимерных. Вот и приходится защищать поверхность от воздействия агрессивных сред.

Используют их чаще для строительства заборов, каркасов для хозпостроек (гаражей, сараев, беседок, бытовок), так что условия эксплуатации — тяжелы, защита необходима, потому все каркасы требуют окраски.

Вот тут и потребуется площадь окрашиваемой поверхности — наружная площадь трубы.

Читайте также  Как рассчитать диаметр трубы для печки

При сооружении системы водоснабжения частного дома или дачи, трубы прокладывают от источника воды (колодца или скважины) до дома — под землей. И все равно, чтобы они не замерзли, требуется утепление. Рассчитать количество утеплителя можно зная площадь наружной поверхности трубопровода. Только в этом случае надо брать материал с солидным запасом — стыки должны перекрываться с солидным запасом.

Сечение трубы необходимо для определения пропускной способности — сможет ли данное изделие провести требуемое количество жидкости или газа. Этот же параметр часто нужен при выборе диаметра труб для отопления и водопровода, расчета производительности насоса и т.д.

Внутренний и наружный диаметр, толщина стенки, радиус

Трубы — специфический продукт. Они имеют внутренний и наружный диаметр, так как стенка у них толстая, ее толщина зависит от типа трубы и материала из которого она изготовлена. В технических характеристиках чаще указывают наружный диаметр и толщину стенки.

Внутренний и наружный диаметр трубы, толщина стенки

Имея эти два значения, легко высчитать внутренний диаметр — от наружного отнять удвоенную толщину стенки: d = D — 2*S. Если у вас наружный диаметр 32 мм, толщина стенки 3 мм, то внутренний диаметр будет: 32 мм — 2 * 3 мм = 26 мм.

Если же наоборот, имеется внутренний диаметр и толщина стенки, а нужен наружный — к имеющемуся значению добавляем удвоенную толщину стеки.

С радиусами (обозначаются буквой R) еще проще — это половина от диаметра: R = 1/2 D. Например, найдем радиус трубы диаметром 32 мм. Просто 32 делим на два, получаем 16 мм.

Измерения штангенциркулем более точные

Что делать, если технических данных трубы нет? Измерять. Если особая точность не нужна, подойдет и обычная линейка, для более точных измерений лучше использовать штангенциркуль.

Расчет площади поверхности трубы

Труба представляет собой очень длинный цилиндр, и площадь поверхность трубы рассчитывается как площадь цилиндра. Для вычислений потребуется радиус (внутренний или наружный — зависит от того, какую поверхность вам надо рассчитать) и длина отрезка, который вам необходим.

Формула расчета боковой поверхности трубы

Чтобы найти боковую площадь цилиндра, перемножаем радиус и длину, полученное значение умножаем на два, а потом — на число «Пи», получаем искомую величину. При желании можно рассчитать поверхность одного метра, ее потом можно умножать на нужную длину.

Для примера рассчитаем наружную поверхность куска трубы длиной 5 метров, с диаметром 12 см. Для начала высчитаем диаметр: делим диаметр на 2, получаем 6 см. Теперь все величины надо привести к одним единицам измерения. Так как площадь считается в квадратных метрах, то сантиметры переводим в метры. 6 см = 0,06 м. Дальше подставляем все в формулу: S = 2 * 3,14 * 0,06 * 5 = 1,884 м2. Если округлить, получится 1,9 м2.

Расчет веса

С расчетом веса трубы все просто: надо знать, сколько весит погонный метр, затем эту величину умножить на длину в метрах. Вес круглых стальных труб есть в справочниках, так как этот вид металлопроката стандартизован. Масса одного погонного метра зависит от диаметра и толщины стенки. Один момент: стандартный вес дан для стали плотностью 7,85 г/см2 — это тот вид, который рекомендован ГОСТом.

Таблица веса круглых стальных труб

В таблице Д — наружный диаметр, условный проход — внутренний диаметр, И еще один важный момент: указана масса обычных стального проката, оцинкованные на 3% тяжелее.

Таблица веса профилированной трубы квадратного сечения

Как высчитать площадь поперечного сечения

Формула нахождения площади сечения круглой трубы

Если труба круглая, площадь сечения считать надо по формуле площади круга: S = π*R2. Где R — радиус (внутренний), π — 3,14. Итого, надо возвести радиус в квадрат и умножить его на 3,14.

Например, площадь сечения трубы диаметром 90 мм. Находим радиус — 90 мм / 2 = 45 мм. В сантиметрах это 4,5 см. Возводим в квадрат: 4,5 * 4,5 = 2,025 см2, подставляем в формулу S = 2 * 20,25 см2 = 40,5 см2.

Площадь сечения профилированной трубы считается по формуле площади прямоугольника: S = a * b, где  a и b — длины сторон прямоугольника. Если считать сечение профиля 40 х 50 мм, получим S = 40 мм * 50 мм = 2000 мм2 или 20 см2 или 0,002 м2.

Как рассчитать объем воды в трубопроводе

При организации системы отопления бывает нужен такой параметр, как объем воды, которая поместится в трубе. Это необходимо при расчете количества теплоносителя в системе. Для данного случая нужна формула объема цилиндра.

Формула расчета объема воды в трубе

Тут есть два пути: сначала высчитать площадь сечения (описано выше) и ее умножить на длину трубопровода. Если считать все по формуле, нужен будет внутренний радиус и общая длинна трубопровода. Рассчитаем сколько воды поместится в системе из 32 миллиметровых труб длиной 30 метров.

Сначала переведем миллиметры в метры: 32 мм = 0,032 м, находим радиус (делим пополам) — 0,016 м. Подставляем в формулу V = 3,14 * 0,0162 * 30 м = 0,0241 м3. Получилось = чуть больше двух сотых кубометра. Но мы привыкли объем системы измерять литрами. Чтобы кубометры перевести в литры, надо умножить полученную цифру на 1000. Получается 24,1 литра.

Источник: http://stroychik.ru/strojmaterialy-i-tehnologii/raschet-parametrov-trub

Руководство по расчету массы трубы своими силами

В любом строительном процессе, где используются пластиковые или металлические трубы, возникает этап, когда необходимо произвести максимально точные и правильные замеры. К подобным замерам также можно отнести вес. Данная статья поможет выполнить расчет массы трубы, с использованием различных методов, а также математических формул, которые сделают подсчеты очень простыми, доступными и точными.

Если в процессе работы появилась необходимость определить вес изделия или какие-то другие характеристики в физическом или техническом отношении, то для этого существует специальная таблица, которая поможет найти нужные величины, используя только имеющиеся размеры.

Профильная деталь – это предмет, который немного отличается от изделий стандартного образца. Отличительная особенность – это квадратное, а также прямоугольное сечение, в том время, у обычной трубы оно круглое. Эти два вида обычно бывают следующих параметров:

  • Квадратные – 20х20 мм
  • Прямоугольные – 60х40 мм

Трубы в упаковках

В большинстве случаев такая деталь употребляется с той целью, чтобы изготовить отдельные части одной конструкции или механизма. Хочется заметить тот интересный факт, что формула для вычисления веса чаще всего используется не для того, чтобы провести какие-то практичные действия, а для того, чтобы заполнить официальные документы и бланки.

Также параметры желательно знать для того, чтобы не попасться на уловки мошенников. Некоторые продавцы строительных материалов экономят на металле и продают некачественный товар. Но если знать все параметры изделия, то легко можно определить все недостатки и недоработки.

Расчет с помощью интернет-калькуляторов

Расчет массы трубы можно провести с помощью несложных математических операций, которые можно осуществить с помощью обычного калькулятора. Такие калькуляторы и вычислительные программы можно найти в интернете и воспользоваться ими в режиме онлайн. Все действия очень просты. Требуется всего лишь внести в программу те параметры, которые уже являются известными, а именно:

  • Длина предмета;
  • Толщина сторон профиля, а также боковых стенок;
  • Марка стали.

После того, как все эти данные были занесены в калькулятор, можно производить математические расчеты. Может быть такое, что программа выдаст результат, допуская определенный уровень погрешности, который также следует учитывать. Таким же образом, только в обратном порядке можно самостоятельно вычислить длину, если буде известно другое значение.

Калькулятор массы труб

Определение с помощью уравнения

Существует определенная особенность, которая заключается в том, что те показания, которые получаются при использовании специального геометрического уравнения, могут немного отличаться от тех, которые официально зафиксированы в документации.

Если все расчеты были произведены правильно, то это говорит о том, что при изготовлении предмета была допущена ошибка. Такие ошибки и недоработки могут совершаться случайно, а также намеренно.

Или такие противоречия могут возникать в том случае, если предмет имеет неправильную геометрическую форму.

Если планируется вычисление достаточно большого количества деталей, то в такой ситуации желательно употреблять калькулятор, так как подсчеты, произведенные своими руками, могут дать не совсем правильные показания.

Этапы процесса

Данный математический процесс делиться на несколько определенных шагов. Для того, чтобы в точности следовать данным этапам, необходимо вспомнить азы геометрии. Для того, чтобы сделать все правильно и не допустить ни малейшей ошибки, требуется делать все именно так, как говорит специально разработанная пошаговая инструкция:

  1. Для начала требуется высчитать длину того периметра, которым обладает сечение предмета. Для того чтобы узнать это значение, нужно параметры стены произвести на четыре.

    Принцип подсчёта по формуле

  2. На следующем этапе следует определить площадь изделия, измеренную в погонных метрах. Для этого предыдущее число умножается на один метр. Значение останется таким же, но измеряться уже будет не в погонных метрах, а как полагается для площади, в квадратных.
  3. Далее находится объем вещества, который содержится в одном погонном метре. Для этого, найденную площадь нужно умножить на толщину боковой стенки.
  4. Полученный результат следует умножить на плотность стали, которая составляет 7857кг/м3
  5. В конце, если умножить вес 1 метра на весь метраж в целом, то получится значение всего изделия.

Таким вот не очень затруднительным способом проводится расчет массы стальной трубы.

Альтернативные варианты

Если нет желания производить всякие расчеты и пользоваться формулами или программами, то есть один метод, который является еще проще. Дело в том, что таблица со всеми необходимыми параметрами находится абсолютно в каждом стандарте, по которому производится изделие. Если, например, диаметр части, у которой нет шва, составляет сто восемь миллиметров, а боковые стенки пять, то для того, чтобы узнать характеристики, требуется просмотреть ГОСТ 8732-78. Именно по этому стандарту производят данную деталь.

Так как таблица с весом изделий, которые сделаны из стали, находится на первых страницах стандартов, то ее будет очень легко заметить. Если вернуться к тому примеру, который мы рассматривали, то вес предмета, рассчитанный на погонный метр, составляет 12,7 килограмм. Такая своеобразная технология помогает любому человеку за достаточно короткий отрезок времени отыскать именно то значение, которое его интересует.

Читайте также  Диаметры газовых труб таблица

Чугунная труба

Очень часто на производствах и в бытовой жизни, для установки различных трубопроводов, систем и механизмов, использую предметы, которые сделаны из прочного и надежного чугуна. Для того чтобы произвести правильную и качественную установку, также требуется знать весовое значение детали и, желательно, некоторые остальные данные.

Все чугунные составляющие, в том числе и те, с помощью которых делают канализационные системы, должны изготовляться в соответствии с ГОСТом 6942-98. Этому же стандарту должны полностью соответствовать все соединительные и дополнительные детали, без которых не обходится установка подобной системы. Согласно стандарту, если длина составляет два метра, то может существовать различные весовые категории. В зависимости от диаметра.

Если диаметр составляет пять сантиметров, то масса будет ровняться одиннадцати килограммам. При диаметре в десять сантиметров, она составит двадцать пять килограмм. Максимальное значение диаметра может составлять пятнадцать сантиметров, при весе 40 кг. Таким образом, можно провести расчет массы трубы по длине.

Если длина предмета составляет всего лишь метр, то для вычислений следует руководствоваться только толщиной стенки, а также объемом, как внутренним, так и внешним. Пользуясь данными соотношениями, можно легко вычислить интересующую величину.

Если наружный диаметр детали, которая предназначена для канализационного водопровода, составляет восемьдесят миллиметров, а боковая стенка всего восемь миллиметров, то масса одного метра будет составлять тринадцать килограмм. Из этого следует, что для того, чтобы получилась одна тонна чугунных частей, их общая длина должна составлять семьдесят пять метров.

Чугунные трубы

При диаметре сто семьдесят миллиметров и стенках десять миллиметров, деталь будет весить тридцать шесть килограмм. Соответственно длина одной тонны составит двадцать семь метров.

Составляющие из чугуна, диаметр которых составляет более тысячи миллиметров, а также со стенками, более чем двадцать семь миллиметров, могут иметь вес не менее шестисот двадцати килограмм.

При установке или соединении различных коммуникационных систем, требуется учитывать массу вместе со всеми деталями, которые прилагаются. Это нужно для того, чтобы определить действительные характеристики для метра.

В зависимости от показателя давления, которое может выдержать предмет, различают раструбные соединения трех основных видов:

В свою очередь, уровень максимального давления напрямую зависит от того, какой толщиной стенки обладает фрагмент. Следует заметить тот факт, что если величина наружного диаметра у двух изделий будет одинаковой, например, восемьдесят один миллиметр, а толщина стенок разной, допустим у одного предмета 7,4 миллиметра, а у другого восемь миллиметров, то их вес будет совершенно разным.

Покупать предметы с довольно большой толщиной стенок не обязательно только в том случае, если уровень давления, который будет на них воздействовать, не будет чрезмерным. К тому же, чем меньше толщина, тем меньше финансовых средств придется платить за транспортировку и доставку.

Когда производится расчет массы профильной трубы, то не следует забывать, что предположительный вес, который был рассчитан на метр, может немного отличаться от настоящего показателя.

Реальная цифра может изменяться, в зависимости от некоторых внешних факторов, которые на нее воздействуют. Например, уровень влажности в атмосферной среде. Дождь может увеличить весовые показатели любой детали, которая изготовлена из чугуна, практически на пять процентов.

Формулы, калькуляторы, а также таблицы из ГОСТов могут предоставить лишь приблизительные данные.

Как видим, существует, по меньшей мере, три способа, с помощью которых можно определить параметры строительных материалов и частей, которые могут быть сделаны из разных веществ. Советы и руководства, предоставленные в данной статье, помогут быстро и максимально оптимально определить все необходимые характеристики.

Источник: http://aqua-sovet.ru/truby/raschet-massy-truby.html

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.

Здесь вы не найдете онлайн-калькулятора для расчета веса, лишь формулы, запомнив, которые 1 раз Вам больше не придется пользоваться специальными калькуляторами.

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.

Читайте также  Теплоотдача медной трубы таблица

https://www.youtube.com/watch?v=Dr-9zVWNmyQ

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/

Масса стальной трубы: как правильно рассчитать

  • 1 Зачем это нужно?
    • 1.1 Расчет металлоконструкций
    • 1.2 Расчет количества труб при закупке
  • 2 Вспоминаем геометрию
    • 2.1 Расчет массы круглой трубы
    • 2.2 Расчет массы квадратной трубы
    • 2.

      3 Расчет массы прямоугольной трубы

  • 3 Пользуемся формулами
    • 3.1 Круглая труба
    • 3.2 Квадратная труба
    • 3.

      3 Прямоугольная труба

  • 4 Лезем в стандарты
  • 5 Выводы

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

Эти трубы не отмеряют рулеткой. Их взвешивают

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

Расчет массы круглой трубы

  • Рассчитываем длину окружности трубы. Она равна произведению наружного диаметра трубы на число пи.
  • Рассчитываем площадь поверхности погонного метра трубы. Она равна произведению длины окружности на… тот самый один метр.
  • Рассчитываем объем вещества в погонном метре трубы. С достаточной точностью его можно считать равным произведению площади на толщину стенки.

  • 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.
  • 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.

  • 0,1*3,14159265=0,314159265 м.
  • 0,314159265*1=0,314159265 м2. Честно говоря, эту операцию можно было и пропустить
  • 0,314159265*0,004=0,00125663706 м3.
  • 0,00125663706*7850=9,864600921 кг.
  • 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.

  • Рассчитываем длину периметра сечения трубы. Она равна произведению размера стенки квадратной трубы на четыре.
  • 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.
  • Рассчитываем объем вещества трубы в погонном метре, опять-таки умножая площадь поверхности погонного метра трубы на толщину стенки.
  • Умножаем этот объем на плотность стали (7850кг/м3, помните?).
  • 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.

  • 0,1*4=0,4 м.
  • 0,4*1=0,4м2.
  • 0,4*0,004=0,0016 м3.
  • 0,0016*7850=12,56 кг.
  • 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:

  • Периметр сечения трубы рассчитывается как удвоенная сумма ее сторон;
  • Площадь поверхности погонного метра так же получается умножением периметра трубы на единицу;
  • Объем вещества в погонном метре трубы по-прежнему равен произведению площади его поверхности на толщину стенки (приблизительно, разумеется);
  • Массу погонного метра получаем умножением объема из предыдущего пункта на 7850;
  • 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.

  • (0,180+0,145)*2=0,65 м.
  • 0,65*1=0,65 м2.
  • 0,65*0,02=0,013 м3.
  • 0,013*7850=102,05 кг. Однако, метр такой трубы сможет оторвать от пола не всякий.
  • 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:

    1200*(100-4)*4*0,0316=14561,28.

    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.

    Удачи!

    Приложение

    ga_verh();

    В разделе ремонт отопления, можете подробно ознакомиться с нашими услугами. Что мы делаем:

    • работаем круглосуточно;

    • собственная аварийная служба;

    • большое количество офисов по Москве и Московской области;

    • используем только профессиональный инструмент;

    • гарантия на выполненные работы;

    • сервисное обслуживание систем отопления.

    Надежный помощник по ремонту отопления.

    Источник: http://resant.ru/massa-stalnoy-trubyi-kak-pravilno-rasschitat.html

    Понравилась статья? Поделить с друзьями: