Profilerte rør blir et stadig mer populært byggemateriale. Det brukes til å konstruere strukturelle elementer som gulv, bærende rammer og bjelker. Denne utbredte bruken skyldes først og fremst hvor enkelt det er å bygge, drifte og vedlikeholde konstruksjonene, samt den lette vekten på selve produktene.
Det er imidlertid viktig å huske at profilrøret må ha økt bøyestyrke, og hvordan man beregner det vil bli diskutert senere i artikkelen.
Vi foreslår at du benytter deg av det En online kalkulator for å beregne bøyestyrken til bjelker med forskjellige tverrsnitt laget av rør.
Funksjoner og egenskaper ved profilprodukter
Profilrør er rør med et annet tverrsnitt enn sirkulært. De vanligste alternativene er rektangulære og firkantede. Som nevnt tidligere skyldes den spesielle populariteten til denne typen en av dens viktigste fordeler: den lette konstruksjonen.
Dessuten forenkler deres unike form festing både til hverandre og til andre overflater betydelig. Denne typen byggevare er, i henhold til GOST-standarder, produsert av et bredt spekter av metaller og legeringer. De mest brukte er imidlertid profilerte stålrør laget av karbon og lavlegert stål.
Hvert metall har en viktig naturlig egenskap – sitt motstandspunkt. Dette kan være enten minimalt eller maksimalt. Sistnevnte er for eksempel årsaken til deformasjon i oppførte konstruksjoner, noe som fører til bøying og dermed brudd.
Ved bøying er det viktig å vurdere egenskaper som størrelse, tverrsnitt, produkttype, tetthet, samt materialets stivhet og fleksibilitet. Å kjenne til alle disse generelle egenskapene til metallet hjelper oss å forstå hvordan strukturen vil fungere under bruk.
Det er viktig å huske at når du bøyer et produkt, komprimeres de indre delene av strukturen, tettheten øker, og de selv reduseres i størrelse. Det ytre laget blir følgelig lengre, mindre tett, men mer strekkbart.
Dessuten beholder de sentrale delene sine opprinnelige egenskaper selv etter at prosessen er fullført. Derfor bør man alltid huske at i Under bøyeprosessen vil det uunngåelig oppstå spenninger selv i områder som ligger så langt unna nøytralsonen som mulig.Maksimumstrykket vil være i de lagene som er svært nær denne nøytrale aksen.
Tillatte bøyeradier basert på materialstyrke
GOST-standarder regulerer i detalj både egenskapene og karakteristikkene til elementer, samt deres transformasjonsprosedyrer. Dette inkluderer minimum bøyeradius for et profilrør. Den bestemmes basert på bøyeforholdene. Ved bøying med sand pakket inn i røret eller ved oppvarming, bør den ytre diameteren være minst 3,5 DN.
Hvis mesteren har muligheten til å søke spesialutstyr (for eksempel en rørbøyemaskin), som tillater at nødvendige operasjoner utføres uten oppvarming eller andre tilleggshandlinger, bør diameteren i dette tilfellet være minst 4DN.
Hvis du vil lage en bøy som er ganske bratt, for eksempel for å lage en bøyd kloakkgren eller rørledning, bør diameteren i dette tilfellet være minst 1DN, siden bøyingen vil bli gjort med andre metoder, hovedsakelig ved bruk av høye temperaturer.
Verdiene som er fastsatt i statlige standarder kan selvfølgelig reduseres noe, men i dette tilfellet må rørets bøyestyrke beregnes svært nøye. Hvis bøyemetoden tillater en viss reduksjon i veggtykkelsen på 15 % av den opprinnelige, er avvik fra GOST-standarden mulige, og selve bøyingen kan utføres under de spesifiserte verdiene, noe som ikke vil påvirke den påfølgende styrken vesentlig.
Formler og tabeller brukt
For å kunne beregne et rørs nedbøyning uten uventede komplikasjoner, må du bestemme lengden på delen. Denne verdien beregnes ved hjelp av en enkel formel:
L = 0,0175 × r × α + I
I dette uttrykket er hovedindikatorene representert av følgende bokstavuttrykk:
- r – bøyeradiusen til profilrøret (mm);
- α - tilsvarer vinkelen du til slutt ønsker å oppnå;
- I – avstand på 100/300 som brukes ved arbeid med spesialutstyr for å holde arbeidsstykket.
Når man beregner avbøyningen av et rør, er et viktig trinn i arbeidet beregningen av bøyningselementet.
Se videoen
Når vi foretar et estimat, må vi anslå størrelsen på seksjonen som må bøyes. Formelen for dette er ekstremt enkel og ser slik ut:
U = π × α / 180 (r + DH / 2)
Her kan elementene som er inkludert i formelen representeres som følger:
- π i dette tilfellet tas til å være lik 3,14;
- α – representerer bøyningsvinkelen, uttrykt i grader;
- r – bøyeradius (mm);
- DH – ytre diameter.
For mesteren og for maksimal sikkerhet under arbeid, samt under drift av oppførte konstruksjoner laget av kobber og messing, inneholder GOST-er minimumsverdiene for hovedegenskapene som brukes til å beregne bøyestyrken til et profilrør.
For enkelhets skyld presenteres de viktigste egenskapene som kreves for å bestemme bøyestyrken til et profilrør i tabellen.
Tabell 1.
Mens den forrige tabellen hovedsakelig inneholdt faste verdier for kobber- og messingelementer, vil den neste dekke data for stålelementer. Denne tabellen lar deg estimere bøyningsbelastningen til et profilrør (GOST nr. 3262/75).
Tabell 2.
Som nevnt tidligere spiller veggtykkelse en nøkkelrolle i beregningen av bøyestyrken til et firkantet rør (så vel som et rundt rør). Derfor tillater tabellen nedenfor at både veggtykkelse og diameter tas i betraktning i beregningene.
Tabell 3.
Bøyeprosessteknologi
Som allerede med rette er nevnt, forårsaker enhver deformasjon av en metallkonstruksjon ytterligere belastning på konstruksjonens vegger. På det indre laget skyldes dette en økning i metallets tetthet på grunn av kompresjon, mens på det ytre laget er det motsatte tilfellet: spenning, som reduserer metallets tetthet.
Under bøying endres tverrsnittsformen som forventet. Dette gjelder runde, rektangulære og firkantede rør. For de to sistnevnte er disse endringene ikke veldig uttalte, noe som ikke er tilfelle for runde rør.
Slik blir ringprofilen oval. Det er verdt å merke seg at den største formendringen kan observeres direkte ved bøyen, og jo lenger unna den, desto nærmere vil tverrsnittet forbli sin opprinnelige form.
Se videoen
Det er imidlertid viktig å vurdere støtkraften og graden av rørdeformasjon nøyaktig for å unngå unødvendige brudd og forvrengninger. For en del med en diameter på opptil 20 mm bør graden av oval deformasjon ikke være mer enn 15 %.
Etter hvert som profilen øker, synker verdien ytterligere og når bare 12,5 %. En annen viktig faktor er tilstedeværelsen av folder (tynnveggede produkter er spesielt utsatt for dette). Denne faktoren er spesielt viktig hvis bøyestrukturen skal fungere som en rørledning.
De resulterende foldene reduserer strømningen, øker motstanden mot væskestrømning og øker tilstopping. Derfor må man nøye vurdere valg av veggtykkelse når man bruker et bøyelig rør til disse formålene.
Hvilken last virker på profilrør?
Å beregne et rørs bøyestyrke koker ned til å ganske enkelt bestemme den maksimale spenningen på et gitt punkt i konstruksjonen. Det er viktig å forstå materialet profilen er laget av, ettersom hvert materiale har sin egen spenningsklassifisering.
For å beregne riktig må du bruke riktig formel. I dette tilfellet gjelder Hookes lov, som sier at den elastiske kraften er direkte proporsjonal med deformasjonen. Beregningsuttrykket er som følger:
SPENNING = M / W, hvor:
- M er verdien av bøyningsgraden langs aksen som kraften virker langs;
- W er bøyningsmotstandsverdien tatt langs samme akse.
Hvordan kan jeg vite om beregningene mine er riktige?
Som nevnt tidligere har hvert metall eller hver legering sine egne normalspenningsverdier. Å bestemme disse verdiene er en av hovedoppgavene du står overfor når du bestemmer deg for å bygge en konstruksjon ved hjelp av profiler.
For å være sikker på at resultatene er riktige, må du kjenne til flere viktige regler og selvfølgelig følge dem.
- Utfør alle beregninger nøyaktig, nøye og uten å forhaste deg. Følg de relevante formlene i hvert trinn, uten å prøve å justere verdiene slik at de passer dine egne behov.
- Etter å ha beregnet bøyningsstyrken til et profilrør, bør man sørge for at de oppnådde verdiene ikke overstiger de etablerte maksimumsverdiene.
- Ta hensyn til materialet som profilen er laget av, tykkelsen på veggene, for å forhindre ødeleggelse eller deformasjon, noe som vil hindre strukturens funksjon i fremtiden.
- Før du utfører beregninger, er det nødvendig å tegne en skjematisk fremstilling av det fremtidige elementet. Denne tekniske tegningen vil muliggjøre mer nøyaktige beregninger og forhindre feil forbundet med misforståelser av konstruksjonens form.
Se videoen
Ved å følge alle nødvendige regler og sikkerhetstiltak, kan selv en ikke-profesjonell være trygg på at alle beregninger av rørbøyestyrke vil være nøyaktige og at resultatet vil bli vellykket. Å kontinuerlig sjekke beregningene dine og overvåke hvert trinn i arbeidet er nøkkelen til et vellykket resultat.
