Ce este mai puternică țeavă pătrată sau rotundă. Comparația țevilor pătrate și rotunde în ceea ce privește rezistența la încovoiere

Ce este de preferat să folosiți ca stâlpi de gard ondulat? 99% vor răspunde la această întrebare fără echivoc - o țeavă metalică. Și absolut corect. țeava de oțel este cel mai economic și durabil material cu o rezistență suficientă pentru îndoirea (în primul rând) sarcinilor.

Următoarea întrebare este: ce țeavă este mai bine să folosiți - rotundă sau pătrată? Totul nu este atât de clar aici. Părerile sunt împărțite aproximativ egal. În acest articol, vă prezentăm viziunea noastră asupra acestei probleme. Lăsăm problemele de estetică și design în afara parantezei - „Nu există tovarăși pentru gust și culoare”, așa cum se spune... Problemele calculului rezistenței stâlpilor de gard sunt discutate în detaliu într-un alt articol.

Deci, o țeavă pătrată are, fără îndoială, o rezistență mare la îndoire. Momentul său de rezistență este de aproximativ 1,7 ori mai mare decât o țeavă rotundă cu parametri similari (diametrul exterior și grosimea peretelui). Asta dacă puneți stâlpul paralel cu planul gardului, așa cum fac 99% dintre dezvoltatori. (Apropo, dacă puneți stâlpii în diagonală - la un unghi față de planul gardului, creșterea momentului de rezistență va fi de numai 1,2 ori față de o țeavă rotundă.)

Cu toate acestea, această metodă de instalare are un dezavantaj destul de semnificativ: în locul în care bustenul este atașat de stâlp, se formează inevitabil un centru de coroziune, care este aproape imposibil de oprit sau prevenit. Cert este că în locul în care se suprapun țevile, se formează o cavitate rezistentă la vânt în care umiditatea este prezentă în mod constant (după ploaie) și acces excelent la oxigen. Și acestea sunt două condiții în care metalul se corodează extrem de rapid. Prezența unei suduri nu face decât să agraveze problema. În câțiva ani, îmbinarea sudată este complet distrusă, iar gardul trebuie reparat sau înlocuit. Cel mai enervant este că acest loc nu poate fi apărat sau măcar încetinește rata distrugerii. Metalul se corodează din interior!

Mulți oameni ies din situație prin tăierea întârzierilor de gard la un multiplu din treapta stâlpilor de gard și sudându-le cap la cap la fiecare stâlp. Cu toate acestea, pe lângă costurile semnificativ mai mari ale forței de muncă (și costul unei astfel de instalări), rigiditatea structurii portante în planul gardului și rezistența acesteia sunt reduse drastic. Principalele elemente încărcate ale unui astfel de design sunt doar suduri, iar acest lucru este greșit din punct de vedere ingineresc. Iarna, forțele de îngheț pot ridica unii dintre stâlpi. Îmbinările sudate sunt distruse și funcționează ca balamale (nu funcționează). Printre altele, este necesară o înaltă calitate a lucrărilor de sudare, deoarece este necesar să se asigure o sudură etanșă pentru a evita problemele de coroziune deja în interiorul țevii grinzii.

Mulți cred în mod eronat că o foaie ondulată oferă o rigiditate structurală suplimentară. Din păcate, nu este așa. Când gardul este înclinat, foaia este pur și simplu ruptă în punctele de fixare.

În plus față de principalul dezavantaj de mai sus al stâlpilor pătrați, trebuie remarcați și alții:

• Complexitatea instalării crește: pe lângă asigurarea verticalității, este necesar să se asigure că o față a pătratului este în același plan cu linia gardului.
• Costul ridicat al unei țevi pătrate - o țeavă cântărește cu 30% mai mult decât o țeavă rotundă similară și costă cu aproximativ 35% mai mult
• Prezența unei suduri. Țevile cu secțiune pătrată (dreptunghiulară) sunt produse numai prin tehnologie sudată. Pe o parte există o cusătură sudată pe toată lungimea țevii. Conducta începe să se corodeze activ, iar colorarea practic nu previne apariția coroziunii de-a lungul sudurii.

Buștenii la astfel de stâlpi sunt suprapuse cu două cusături scurte în partea de sus și de jos a buștenului. Conexiunea se dovedește a fi purjată, ușor protejată de coroziune prin vopsea și servește mulți ani și decenii. Cusătura sudată are o rezistență suficientă la tracțiune (mai mult de 1,5 tone per buștean). Aceasta este de 15 ori sarcina cauzată de un vânt de furtună (25 m/s, pentru un gard de 2 m înălțime cu o distanță între stâlpi de 2,5 m). Datorită faptului că buștenii nu sunt tăiați, structura portantă a gardului este cât se poate de rigidă și împiedică o singură coloană să iasă din pământ. Stâlpul, de fapt, este împiedicat să se bombeze de către doi vecini.

Cea mai optimă, poate chiar cea mai bună soluție este utilizarea stâlpilor de gard pentru țevi. Are pereți groși și fără sudură, fabricat din oțel de înaltă rezistență (limita de curgere ajunge la 116 kgf/mm2, care este de 5,5 ori mai mare decât țevile convenționale). Datorită rezistenței mari a oțelului, astfel de stâlpi sunt mult mai puternici decât unul pătrat proporțional și costă de aproximativ 2 ori mai ieftin. Garduri de 4 metri înălțime sau mai mult pot fi instalate pe stâlpii de tuburi!

Prețuri pentru stâlpi de tuburi și alte materiale pentru construcția gardului:

Cea mai bună bază sunt țevile metalice pentru gard - durabile, ușor de instalat și durabile. Pe un cadru metalic, puteți fixa cu ușurință orice material de închidere - lemn, tablă de oțel profilată, plasă, policarbonat celular, azbest sau foi de ras de ciment.

Dezvoltatorii de buget sunt adesea opriți de prețul ridicat al metalului. Cu toate acestea, comparând viața unui gard metalic cu unul din lemn, veți vedea contrariul.

Stâlpii și nervurile metalice vor rezista cel puțin 50 de ani, în timp ce cadrul de lemn al gardului în această perioadă va trebui să înlocuiți de 3-4 ori cu toate costurile aferente.

Din punct de vedere al științei care studiază rezistența materialelor (sopromat), cea mai avantajoasă este secțiunea rotundă a țevii. Cu un minim de material, oferă rigiditate maximă.

Dacă luăm în considerare ușurința instalării, atunci țevile rotunde sunt inferioare celor profilate. Rafturile și grinzile dreptunghiulare sunt mai convenabile de tăiat și îmbinat prin sudură. O suprafață de contact plană vă permite să fixați toate elementele gardului mai strâns și mai rigid decât una rotundă.

După cum am spus deja, o țeavă rotundă cu aceeași greutate este mai puternică decât o țeavă de profil pentru îndoire. Prin urmare, dacă decideți să cumpărați rafturi cu secțiune rotundă pentru gard, veți economisi bani prin reducerea greutății metalului. În plus, este mai convenabil să instalați o țeavă rotundă în pământ moale prin înșurubarea acesteia cu un guler.

Fiabilitatea întregii structuri de gard depinde direct de materialul cadrului de susținere.

Pune stâlpi de lemn, iar gardul de pe site-ul tău nu va dura mai mult de 10 ani. Lemnul, chiar și antiseptic, este susceptibil la descompunere.

Betonul este o opțiune mai fiabilă. Dar atunci când instalați un astfel de design, apar dificultăți la fixarea pistelor.

Forarea unui stâlp armat nu este ușoară și nu toți dezvoltatorii pot instala credite ipotecare în el de înaltă calitate.

Pasul stâlpilor de gard este de mare importanță. Optimal - 2,5 metri. Într-o zonă cu rafale puternice de vânt, ar trebui redusă la 2 metri.

Pentru gardurile joase (mai puțin de 1,5 metri) se poate folosi o țeavă pătrată de 40x40x2 mm sau 60x60x2 mm cu nervuri cu secțiunea de 30x20x2 mm sau 40x20x2 mm.

Câteva despre țeava dreptunghiulară

GOST R 54157-2010 „Țevi cu profil de oțel pentru structuri metalice”, acest standard se aplică țevilor rotunde, pătrate, dreptunghiulare, ovale și plat-ovale pentru structurile metalice din oțel carbon și slab aliat.

Dimensiunile țevilor cu profil dreptunghiular:

– 20x10, 28x25, 30x15, 30x20, 40x25, 40x28, 50x20, 50x25, 50x30, 50x40

– 60x30, 60x40, 80x40, 80x60, 100x50, 100x60, 100x80, 120x60, 120x80

- 140x60, 150x100, 160x120, 160x80, 180x125, 200x100

Un mare plus al țevilor dreptunghiulare din oțel este capacitatea efectivă de a interacționa cu planurile unei suprafețe simetrice, care poate extinde semnificativ domeniul de utilizare în general. Secțiunea dreptunghiulară a țevilor mărește gama de orientare funcțională a produsului materiei prime finale, dar merită să excludem imediat acele zone în care nu sunt utilizate țevi cu o secțiune similară, iar acesta este, în primul rând, transportul. de substanțe gazoase, instalații sanitare și alte sisteme.

Domenii și aplicații principale:

– Construcții la scară mică (mai rar - la scară mare)

- Inginerie Mecanică

– Lucrari de montaj, atat de tip extern cat si intern

– Structuri metalice de profil larg

– Producția de bunuri de larg consum

Schema de instalare a unui gard cu cadru tubular

Conducta de profil folosita pentru rafturi trebuie intoarsa cu latura lata perpendiculara pe placare. Acest lucru va maximiza rigiditatea stâlpilor în raport cu vântul care tinde să îndoaie „vela” largă a gardului.

Spre deosebire de un gard solid din tablă profilată, montarea unui cadru din țevi pentru un gard din plasă de oțel este mai puțin responsabilă. Nici măcar un vânt de uragan nu este groaznic pentru acest design, deoarece plasa nu creează multă rezistență aerodinamică.

Aici, sarcina principală este de a asigura stabilitatea bazei, prin urmare, pătrunderea suficientă în pământ și betonarea stâlpilor sunt condiții prealabile pentru stabilitatea întregii structuri.

Țevile de profil utilizate ca piese structurale și elemente de construcție sunt realizate sub formă de tije tubulare cu secțiune pătrată sau dreptunghiulară. Țeava de profil este similară prin calități cu o grindă metalică, dar datorită greutății sale mai mici și a celor patru rigidizări, este utilizată mai pe scară largă. La îndoire, sarcina principală acționează asupra secțiunilor extreme ale produsului, iar miezul grinzii nu este supus la deformații semnificative, astfel încât rezistența la încovoiere a țevii de profil nu diferă de cea a unui produs solid din aceeași secțiune.

Țevile profilate produse cu secțiune pătrată au aceeași rezistență la forța de încovoiere, care este îndreptată perpendicular pe oricare dintre fețe. Țevile dreptunghiulare sunt mai rezistente la îndoire de-a lungul părții late.

Închiderea secțiunii transversale crește rezistența acestui tip de profil la torsiune, ceea ce face posibilă utilizarea țevilor de profil atunci când se creează bolți arcuite, acoperișuri abrupte și cupole nervurate.

Comparația indicatorilor de rezistență ai țevilor rotunde și pătrate

Țevile profilate au o serie de avantaje față de cele rotunde atunci când sunt utilizate ca element portant al structurilor. Utilizarea țevilor pătrate permite reducerea suprafeței structurii și reducerea greutății produsului, ceea ce asigură utilizarea eficientă a acestora ca parte a părților de conectare și cadru ale clădirilor și face posibilă crearea unor structuri de inginerie mai complexe cu costuri materiale minime.

Determinarea indicelui de rezistență la încovoiere se realizează ținând cont de momentul transversal de inerție. Datorită distribuției uniforme a metalului de-a lungul perimetrului profilului, țevile pătrate se caracterizează prin raze mari de rotație în raport cu aria secțiunii lor transversale, ceea ce asigură eficiența utilizării lor pentru fabricarea tijelor comprimate-îndoite și comprimate.

Cu indicatori egali ai ariei secțiunii transversale, diametrelor și grosimii peretelui, este nevoie de mai mult efort pentru a îndoi o țeavă pătrată. În condițiile unei rezistențe egale a materialelor și a unei greutăți specifice egale a produselor pe metru liniar, indicatorii de rezistență la încovoiere ai secțiunii transversale a țevilor pătrate și rotunde au valori comparabile, în timp ce raza de rotație a unei secțiuni transversale circulare depășește acest indicator pentru o perioadă de timp. secțiune transversală pătrată.