Сортамент труб квадратного сечения и сферf их использования

Фигурный прокат активно используется в автомобилестроении, изготовлении конструкций из металла, строительстве и водоснабжении. Очень популярный вид конструкционного профиля из стали — квадрат. Сортамент стальных труб квадратного сечения довольно широк и разнообразен. Они намного крепче круглых. Необходимо знать свойства распространенного вида проката стали. Более того, стоит научиться правильно вычислять вес мерного отрезка продукции которая готова. Обо всём этом узнать можно из этой публикации.

Ключевые характеристики и назначение квадратного профиля

Трубы квадратного сечения делаются на металлургических заводах. Производственная технология — вальцовка рельефных заготовок (ГОСТ 8639-82). Характерные специфики:

высокая прочность;
большая устойчивость к нагрузкам на изгиб.

Важный материал для производства — углеродистые (ГОСТ 9045, 380, 1050) и низколегированные (ГОСТ 19281 – 10ХСНД, 09Г2С; ГОСТ 4543 – 30ХГСА, 10Г2) марки стали. В качестве легирующих добавок используются разные элементы химии. В стандартах содержатся потребности к квадратным готовым изделиям:

химсостав;
внешний вид;
класс правильности изготовления;
предельные нагрузки.

Условные определения размеров

Для квадрата критически важным считается соблюдение принципа равномерности при распределении нагрузок по сечению заготовки. Его характеристики прочности, не обращая внимания на пустотелую внутреннюю структуру, гораздо больше, чем у других видов проката. Квадратный профиль крепче остальных, так как у него большие показатели радиуса инерции вдоль периметра, а еще площади поперечного сечения готового изделия.

Формулы расчёта радиуса и момента инерции

Главный физический показатель, отражающий отношение изгибной жёсткости к подобному показателю при сжатии, — радиус инерции квадратного профиля. Наиболее экономны профиля с равными друг дружке наименьшим/самым большим радиусами инерции. Равноправие центральных факторов инерции — гарантия хорошего прочностного показателя.

Значительной физической характеристикой равностороннего профиля считается момент сопротивления. Его хороший расчёт поможет неошибиться во время монтажного процесса конструкции. Для широкостенных труб моментом инерции считается разница между четвёртой степенью длины внешней/внутренней стенок, разделённая на шесть длин внешней стены. Момент сопротивления тонкостенной трубы – это квадрат внешней длины, помноженный на 4/3 её толщины.

Сортамент производимой продукции

Равносторонний по длине/ширине профиль из стали бывает трёх видов:

1) Холоднодеформированный бесшовный.

Изделия, изготавливающиеся именно так из углеродистой стали, не выделяются хорошим качеством. Наиболее симпатичная характеристика подобных изделий – небольшая цена. Сортамент включает 17 типоразмеров. Размер стороны колеблется от 10 до 120 мм. Любой из типоразмеров может иметь самую разнообразную толщину стены – от 1 до 8 мм.

Стан для прокатки квадрата

2) Горячедеформированный бесшовный.

Способом температурной деформации получают готовую продукцию типоразмеров от 30 до 160 мм. Кристаллическая структура металла при нагревании не меняется, а качество значительно больше, чем при холодной деформации. Стены могут иметь толщину от 4 до 14 мм.

Стальная труба равносторонняя с прямым сварным швом, делающаяся с использованием высокочастотной автоматической электрической сварки, имеет 15 типоразмеров. Толщина стены меняется от 1 до 5 мм. Профиль как правило имеет сечение сторон от 10 до 100 мм.

Для нужд заказчиков порезка готовых изделий изготавливается на два типа:

немерная длина – от 4,0 м до 12,5 м (горячедеформированные бесшовные), от 1,5 м до 9,0 м (холоднодеформированные бесшовные и электросварные);
мерная длина – от 4,0 м до 12,5 м (горячедеформированные бесшовные), от 4,5 м до 11,0 м (холоднодеформированные бесшовные), от 5,0 м до 9,0 м (электросварные).

Все указанные выше показатели длин мерных/немерных отрезков строго регламентируются требованиями стандарта.

Согласно ГОСТ 19903-2015 готовая продукция равностороннего сечения как правило имеет следующие предельные величины отклонений:

для профиля шириной менее 100 мм — ±1,0, однако не менее ±0,5 мм.
для профиля шириной более 100 мм — ±0,8 мм.

Также используются допуски:

на радиус внешнего закругления t;
на отклонение от прямого угла 90 о .

Область использования квадратных труб

Подавляющее большинство проката стали с равными гранями применяется в строительстве. Он используются при возведении каркасных конструкций из металла разного типа:

Благодаря равным сторонам мерные отрезки достаточно удобно между собой соединяются. При крепеже можно применять муфтовые или соединения с применением болтов. Более того, пустотелый квадрат с равными гранями может использоваться в качестве усиленного крепления опалубки для застывания массы бетона.

Профиль широко используется для производства стеллажных систем

В промышленности из стального квадрата делают разные рамные конструкции. К примеру, из отрезки маленького сечения применяются для монтажа каркасов тентованых грузовиков. С возникновением большого числа разных видов фурнитуры квадрат стал активно использоваться в мебельном производстве. Профиль при этом проходит повторную обработку:

хромирование;
цинкование;
нанесение покрытия на основе полимеров.

Как высчитать вес погонажного метра трубы из квадратного профиля

Важнейшую роль для выполнения прочностных параметров конструкций играет хороший расчёт веса металлического проката. Он необходим, чтобы спроектировать затраты. Если прокат реализовывается в погонных метрах, то при математических расчётах прочности применяется исключительно характеристика веса в килограммах или тоннах. В зависимости от того, каков расчётный вес профиля, можно не прилагая больших усилий определить самый удобный способ его транспортировки.

Есть три способа расчёта веса металлопрофиля:

Все способы расчёта базируются на постоянной величине плотности готовой стали – 7850 кг/м 3 . Табличный расчёт построен на прежде произведённых и включённых в состав ГОСТ расчётах с применением постоянных величин. В действительности данные про размеры заготовки, толщине стенок и радиусе кривизны углов различаются для любого взятого отдельно образца. Благодаря этому этот вариант считается теоретическим, и не дает возможность получить информацию о точном о весе мерного отрезка.

Стереотипный внешний вид интерфейса компьютерного металлического калькулятора

Для комфорта расчёта веса конструкции из металла применяется online калькулятор. Это специализированная программа для выполнения инженерных расчётов. Отыскать её во всемирной сети достаточно легко. Она, в основном, предусматривает все тонкости. Для начала работы нужны три главных параметра мерного отрезка продукции которая готова:

Программа собственными силами рассчитывает три показателя:

радиус инерции;
момент инерции;
момент сопротивления.

Задачей расчёта считается установление веса отрезка квадрата заданной длины.

Наиболее точным с математической точки зрения считается формульный расчёт. Вес 1 метра трубы квадратной составляет:

В этой формуле

m – масса 1 метра, кг.

h – толщина стены профиля, м.

A и B – одинаковые друг дружке величины ширины и высоты, м.

q – величина плотности стали, кг/м 3 .

Таблица определения размеров и веса профильной трубы с квадратным сечением

В основном, результат формульного расчёта выделяется от данных, которые указываются в таблице. Это можно объяснить тем, что в формулу не включены радиусы искревления в середине/с наружной стороны мерного отрезка. Профиля из стали с замечательно прямыми углами не бывает. Намного точнее берут во внимание все тонкости формы и размеров при расчёте веса 1 метра таблицы ГОСТ. Особенно важно по правилам выбрать online калькулятор.

Плюсы и минусы квадратного профиля из стали

Железным конструкциям, которые устанавливаются с использованием готовых изделий квадратного сечения из низколегированных сталей, свойственны следующие рабочие качества:

механическая крепость.
долговечность.
высокая стойкость к ржавчине.
маленькая материалоёмкость.
удобство обработки и монтажного процесса.

Большой сортамент изделий, которые сделаны согластно ГОСТа 8639-82, дает возможность подобрать нужные мерные отрезки для установки самых трудных конструкций. Квадрат имеет очень неплохие показатели на сопротивление изгибу и скручиванию. Трубы квадратного сечения используются в самых разных условиях.

Минусом продукции которая готова считается высокая склонность коррозии труб, сделанных из нелегированных марок стали способом холодной деформации. Кислород оказывает неблагоприятное воздействие на равносторонние трубы профильные. Для противодействия коррозии, их следует подвергать повторной обработке.

Использование квадратного профиля значительно облегчает процесс производства. Сборка каркасных систем выполняется намного быстрее. Крепость подобных соединений находится на очень большом уровне благодаря прогрессивным способам изготовления и дальнейшей термической и термохимической обработки.