Продажа черного и нержавеющего металлопроката в Санкт-Петербурге и Ленинградской области
Мы работаем: Пн - Пт с 9:00 до 18:00
Написать нам: info@mssz.spb.ru
+7 (812) 905-83-88
Заказать звонок
Связаться с нами

Что выбрать для своего проекта: прямоугольную фасонную трубу, швеллер или двутавр?

Дата: 03.11.2022

Трубы профильные прямоугольные — промышленное изделие с замкнутым контуром сечения. Прочность конструкции придают четыре ребра жесткости. Толщина стенок во всех точках одинаковая.

Длинные и короткие стороны сечения расположены под прямым углом. Места соприкосновения двух плоскостей скруглены. Внешний и внутренний радиус зависит от технологии изготовления.

Сортамент стальных прямоугольных труб перечислен в ГОСТ 8645-68. Максимальный размер стороны — 180 мм, минимальный параметр — 10 мм.

Все размеры профильной трубы взаимосвязаны, чтобы обеспечить жесткость и прочность конструкции. Большему сечению соответствует более толстая стенка.

Чем объясняется востребованность прямоугольных профильных труб?

Потребители ценят продукцию за оптимальное соотношение функциональности и стоимости. Наиболее востребованные качества: жесткость, прочность и масса.

Прямоугольные профильные трубы используют на участках, где действуют продольные нагрузки и изгибающие моменты. Как показывают расчеты, в некоторых случаях соотношение «прочность/цена» лучше, чем у двутавра, арматуры, швеллера и железобетонных опор.

Как посчитать прочность прямоугольной профильной трубы?

Жесткость — способность балки сопротивляться деформированию. Прочность связана с сохранением целостности под действием нагрузки. В строительной механике для измерения характеристик используют два термина: «момент сопротивления» и «крутящий момент».

Устойчивость любой конструкции зависит от расположения центра тяжести. Балка, как физическое тело, имеет массу, форму сечения, длину. При действии продольных нагрузок опора сопротивляется сжатию или растяжению. Усилие не должно смещать центр приложения сил в точку, где конструкция теряет устойчивость.

Для расчета момента сопротивления (W) однородного тела, например, из стали, используют формулу: W ≥ М / R (149:4.8). Буквой R обозначают расчетное сопротивление (из справочника), М — максимальный изгибающий момент, который рассчитывают после построения эпюры.

Для профильных труб прямоугольного сечения формула выглядит так: Wz = b · h2 / 6 (149:4.6). Символы b и h — ширина и высота конструкции. При уточненных расчетах используют дополнительные данные: радиусы скругления, плоскости приложения сил, отличия в свойствах материала при действии сжимающих и растягивающих усилий.

При неоднородной структуре, как у железобетонной опоры, применяют другие формулы.

Коротко о крутящем моменте. В спокойном состоянии физическое тело инертно: сохраняет массу, размеры, форму. На закрепленную балку действуют внешние силы, которые могут изменяться со временем. В месте приложения нагрузки возникает крутящий момент.

Чем больше вес, размеры или площадь сечения, тем сложнее преодолеть инертность профильной трубы квадратного сечения. Если понятнее, согнуть или сломать изделие. Согласно третьему закону Ньютона, физическая масса опоры противодействует внешним силам. Момент вращения и инерции равны и направлены в разные стороны. Чтобы вычислить искомый параметр, используют несколько формул.

Проще и быстрее воспользоваться готовыми решениями, которые предлагают разработчики стандартов. В зависимости от типа конструкции и сечения, специалисты подобрали группы, в формулы подставили размеры и получили численные значения. В таблицах ГОСТа указан статический момент инерции (Ix Iy) и сопротивления (Wx Wy) вдоль осей «Х» и «У».

Ниже представлены основные параметры профильной прямоугольной трубы, балочного нормального двутавра. Для сравнения выбраны типы проката с примерно одинаковыми параметрами: массой, площадью сечения, размерами. Материал — сталь 3.

Поперечное сечение

Масса одного метра проката, кг

Момент сопротивления, см4

Момент инерции, см4

Стоимость единицы продукции, руб.

Ширина, мм

Высота, мм

Толщина стенки, мм

Площадь, см2

Wx

Wy

Ix

Iy

тонны

метр

Прямоугольная профильная труба

 

100,0

50,0

4,0

11,08

8,70

18,30

27,50

45,75

137,5

55 600

477,6

140, 0

60,0

5,0

18,57

14,58

37,65

62,31

112,9

436,2

57 890

824,93

180,0

100,0

8,0

41,14

32,29

132,8

187,4

664,1

1686,0

82 000

2 577,76

Балочный нормальный двутавр: 14Б1, 14Б2, 18Б1

 

100,0

55,0

4,1

10,32

8,10

34,20

5,79

171,01

15,92

94 300

761,40

157,0

82,0

4,0

16,18

12,70

87,80

13,27

689,28

54,43

85 000

892,5

177,0

91,0

4,3

19,59

15,40

120,10

18,00

1062,74

81,89

80 500

1 239,7

Швеллер с параллельными гранями полок: 10П, 12П, 18П

100,0

46,0

4,5

10,90

8,59

34,9

7,37

175,0

22,60

76 300

655,42

140,0

58,0

4,9

15,60

12,30

70.4

12.90

493.0

51.50

78 500

965,55

180,0

70,0

5,1

20,70

16,30

121,0

20,6

1090,0

100,0

74 800

1 219,24

Как следует из таблицы, в некоторых случаях разные типы профиля выдерживают одинаковые усилия сопротивления продольным нагрузкам и моменту кручения. По сравнению с другими типами, цена одной тонны прямоугольной трубы меньше на 70%.

Из представленных данных следует вывод. Когда по расчету нагрузка укладывается в установленные стандартом пределы, выгоднее покупать профильные прямоугольные трубы.

Уточнение. В таблице приведены значения из ГОСТ Р 57837-2017 и ГОСТ 8645-68 и 8240-97. Информация о цене взята из прайс-листа известного в Санкт-Петербурге поставщика черного и нержавеющего проката — ООО «МеталлСкалад Северо-Запад».

Кроме Ст3, на складе хранится оперативный запас проката марки 09Г2С. В наличии и под заказ прямоугольные профильные трубы всех размеров.

Компания ориентируется на комплексные решения и предлагает заказать услуги:

  • резки проката в размер;
  • гибки и вальцовки;
  • механической обработки проката на токарных, фрезерных, шлифовальных станках, а также сварочных агрегатах; 
  • нанесения защитного покрытия.

Компания принимает заказы на поставку конструкций из нержавеющей стали.

Сравнение сварных и бесшовных прямоугольных труб

Выпускают холоднотянутые, горячекатаные и сварные конструкции. К преимуществам бесшовной продукции относят привлекательный внешний вид и высокую прочность проката прямоугольного сечения.

Изделия с защищенной поверхностью (или из легированных сталей) стойкие к неблагоприятным факторам внешней среды. Основной недостаток бесшовной продукции — высокая цена, которая объясняется трудоемкостью технологического процесса. 

Для организации мелкосерийного производства тонких сварных конструкций достаточно прокатного стана размером 800х1300х1200 мм и сварочного аппарата. Потребитель не оплачивает транспортировку продукции с дальних регионов. Во многих городах есть предприятия, которые малыми партиями (или на заказ) изготавливают трубы прямоугольного сечения.

Сварной шов придает конструкциям дополнительную прочность на изгиб. По сравнению с бесшовной продукцией, цена изделий меньше.

Применение прямоугольных труб

Профильный прокат — уникальный строительный материал, который применяют в домашнем хозяйстве и во всех отраслях промышленности: авиа и авто, добывающей и перерабатывающей сфере.

Преимущества профильных прямоугольных труб:

  • высокая прочность на изгиб при небольшой массе конструкции (если сравнивать с цельнометаллической опорой);
  • меньше нагрузка на фундамент меньше;
  • быстрый монтаж;
  • способность равномерно распределять нагрузку (без деформации);
  • удобство погрузки, разгрузки и транспортировки.

Использование профильных прямоугольных труб в быту

Весь теплый сезон владельцы приусадебных участков проводят на даче. В этот период потребители покупают теплицы, парники, садовую мебель. Каркасы легковозводимых конструкций сооружают из опор (квадратных труб 40х20 мм) и перемычек (20х20 мм).

Выгоды применения профильного прямоугольного и квадратного проката:

  • доступная цена;
  • легкий демонтаж: элементы соединяют болтами, сооружение на зиму разбирают и компактно хранят в сарае;
  • прочность: каркас не складывается при ураганном ветре;
  • легковозводимая конструкция служит не один десяток лет.

Применение изделий в промышленном производстве

В строительной отрасли квадратные трубы применяют как балки или часть несущего каркаса. Если сравнить с двутавром и швеллером, жесткость одинаковая, вес меньше.

Профильные трубы размером 50х100 мм, 40х80 мм и 50х50 мм применяют при сборке каркасов дверей и окон, беседок, остановочных навесов. Из опор сооружают уличный спортинвентарь, детские аттракционы, мебель: лавки, столы, скамейки.

Конструкция технологична: легко раскроить, сварить, просверлить, придать любую форму. Изделия заказывают ремонтно-строительные фирмы для решения задач:

  • усиления бетона (вместо толстой арматуры);
  • монтажа опор, сложных перекрытий, многоярусных сооружений;
  • сборки кровельных систем;
  • прокладки кабелей.

Крупный профиль применяют при возведении АЭС, транспортных терминалов, гигантских навесов, выставочных залов. Из профильной трубы собирают строительные леса.

Конструкции применяют на предприятиях машиностроения, которые производят станки, линии, промышленные агрегаты и механизмы. Из фасонного проката квадратного или прямоугольного сечения изготавливают каркасы для транспорта: автомобилей, прицепов, велосипедов, мопедов, автопоездов, скутеров, мотороллеров.

Уточняйте актуальные цены у наших менеджеров
info@mssz.spb.ru