Čo je silnejšie štvorcové alebo okrúhle potrubie. Porovnanie štvorcových a kruhových rúr z hľadiska pevnosti v ohybe

Čo je lepšie použiť ako plotové stĺpiky z vlnitej lepenky? 99% odpovie na túto otázku jednoznačne - kovová rúra. A úplne správne. oceľová rúra je najhospodárnejší a najodolnejší materiál s dostatočnou pevnosťou na ohybové (predovšetkým) zaťaženie.

Ďalšou otázkou je: ktoré potrubie je lepšie použiť - okrúhle alebo štvorcové? Všetko tu nie je také jasné. Názory sú rozdelené zhruba rovnomerne. V tomto článku predstavujeme našu víziu tejto problematiky. Otázky estetiky a dizajnu nechávame mimo zátvoriek – „Neexistujú súdruhovia pre vkus a farbu,“ ako sa hovorí... Problematika pevnostného výpočtu plotových stĺpikov je podrobne rozobratá v inom článku.

Štvorcová rúrka má teda nepochybne veľkú pevnosť v ohybe. Jeho moment odporu je približne 1,7-krát väčší ako u kruhového potrubia s podobnými parametrami (vonkajší priemer a hrúbka steny). To je, ak postavíte tyč rovnobežne s rovinou plotu, ako to robí 99% vývojárov. (Mimochodom, ak stĺpiky umiestnite diagonálne - pod uhlom k rovine plotu, zvýšenie momentu odporu bude iba 1,2-násobné v porovnaní s okrúhlym potrubím.)

Tento spôsob inštalácie má však dosť významnú nevýhodu: V mieste, kde je guľatina pripevnená k stĺpu, sa nevyhnutne vytvorí korózny stred, ktorý je takmer nemožné zastaviť alebo zabrániť. Faktom je, že v mieste, kde sa potrubia prekrývajú, sa vytvorí vetruodolná dutina, kde je neustále prítomná vlhkosť (po daždi) a výborný prístup kyslíku. A to sú dve podmienky, pri ktorých kov extrémne rýchlo koroduje. Prítomnosť zvaru len zhoršuje problém. O pár rokov je zvarový spoj úplne zničený a plot je potrebné opraviť alebo vymeniť. Najnepríjemnejšie je, že toto miesto sa nedá ubrániť alebo aspoň spomaliť rýchlosť ničenia. Kov zvnútra koroduje!

Mnoho ľudí sa zo situácie dostane tak, že odreže plotové lagy na násobok kroku plotových stĺpikov a privarí ich od konca po koniec ku každému stĺpiku. Okrem výrazne vyšších nákladov na prácu (a nákladov na takúto inštaláciu) sa však prudko znižuje tuhosť nosnej konštrukcie v rovine plotu a jej pevnosť. Hlavným zaťaženým prvkom takéhoto dizajnu sú práve zvary, čo je z inžinierskeho hľadiska nesprávne. V zime môžu sily mrazu zdvihnúť niektoré stĺpy. Zvarové spoje sú zničené a fungujú ako pánty (nefungujú). Okrem iného je potrebná vysoká kvalita zváračských prác, pretože je potrebné zabezpečiť utesnený zvar, aby sa predišlo problémom s koróziou už vo vnútri trámovej rúry.

Mnohí sa mylne domnievajú, že vlnitý plech dodáva dodatočnú štrukturálnu tuhosť. Žiaľ, nie je to tak. Keď je plot skosený, list sa jednoducho roztrhne v upevňovacích bodoch.

Okrem vyššie uvedenej hlavnej nevýhody štvorcových stĺpov je potrebné poznamenať aj ďalšie:

• Zložitosť inštalácie sa zvyšuje: okrem zabezpečenia zvislosti je potrebné zabezpečiť, aby jedna strana štvorca bola v rovnakej rovine ako línia plotu.
• Vysoké náklady na štvorcovú rúrku - rúrka váži o 30% viac ako podobná okrúhla rúrka a stojí asi o 35% viac
• Prítomnosť zvaru. Rúry štvorcového (obdĺžnikového) prierezu sa vyrábajú len zváranou technológiou. Na jednej strane je zváraný šev po celej dĺžke potrubia. Potrubie začína aktívne korodovať a sfarbenie prakticky nezabráni vzniku korózie pozdĺž zvaru.

Polená k takýmto stĺpom sú prekryté dvoma krátkymi švami v hornej a dolnej časti guľatiny. Spojenie sa ukáže ako vyčistené, ľahko chránené pred koróziou farbou a slúži mnoho rokov a desaťročí. Zvarový šev má dostatočnú pevnosť v ťahu (viac ako 1,5 tony na poleno). To je 15-násobok zaťaženia spôsobeného búrkovým vetrom (25 m/s, pre 2 m vysoký plot s rozstupom stĺpikov 2,5 m). Vďaka tomu, že polená nie sú rezané, je nosná konštrukcia plotu maximálne tuhá a zabraňuje trčaniu jediného stĺpa zo zeme. Stĺp je v skutočnosti chránený pred vydutím dvoma susednými.

Najoptimálnejším, možno dokonca najlepším riešením je použitie rúrkových plotových stĺpikov. Je hrubostenná a bezšvová, vyrobená z vysokopevnostnej ocele (medza klzu dosahuje 116 kgf/mm2, čo je 5,5-krát viac ako u bežných rúr). Vzhľadom na vysokú pevnosť ocele sú takéto stožiare oveľa pevnejšie ako zodpovedajúce štvorcové a stoja asi 2-krát lacnejšie. Ploty vysoké 4 metre alebo viac je možné inštalovať na stožiare z potrubia!

Ceny trubkových tyčí a iných materiálov na stavbu plotu:

Najlepším základom sú kovové rúry pre plot - odolné, ľahko inštalovateľné a odolné. Na kovový rám ľahko pripevníte akýkoľvek obkladový materiál - drevo, profilovaný oceľový plech, sieťovinu, komôrkový polykarbonát, azbest alebo cementové hobliny.

Vývojárov rozpočtu často zastaví vysoká cena kovu. Pri porovnaní životnosti kovového plotu s dreveným však uvidíte opak.

Kovové tyče a žily vydržia najmenej 50 rokov, zatiaľ čo drevený rám plotu počas tohto obdobia budete musieť vymeniť 3-4 krát so všetkými z toho vyplývajúcimi nákladmi.

Z hľadiska vedy, ktorá študuje odolnosť materiálov (sopromat), je najvýhodnejší kruhový prierez potrubia. S minimom materiálu poskytuje maximálnu tuhosť.

Ak vezmeme do úvahy jednoduchosť inštalácie, potom sú okrúhle rúry nižšie ako profilové. Obdĺžnikové regály a nosníky sú vhodnejšie na rezanie a spojenie zváraním. Plochý kontaktný povrch vám umožňuje upevniť všetky prvky plotu pevnejšie a pevnejšie ako kruhový.

Ako sme už povedali, okrúhla rúrka s rovnakou hmotnosťou je pevnejšia ako profilová rúrka na ohýbanie. Preto, ak sa rozhodnete pre kúpu regálov s kruhovým prierezom na plot, ušetríte peniaze znížením hmotnosti kovu. Okrem toho je vhodnejšie inštalovať okrúhlu rúrku do mäkkej pôdy zaskrutkovaním pomocou goliera.

Spoľahlivosť celej konštrukcie plotu priamo závisí od materiálu nosného rámu.

Dajte drevené stĺpiky a plot na vašom webe nebude trvať dlhšie ako 10 rokov. Drevo, dokonca aj antiseptické, je náchylné na rozklad.

Spoľahlivejšou možnosťou je betón. Pri inštalácii takéhoto dizajnu však vznikajú ťažkosti s upevnením výbehov.

Vŕtanie vystuženej tyče nie je jednoduché a nie všetci developeri do nej vedia kvalitne namontovať hypotéky.

Veľký význam má rozteč plotových stĺpikov. Optimálne - 2,5 metra. V oblasti so silným nárazovým vetrom by sa mala znížiť na 2 metre.

Pre nízke ploty (menej ako 1,5 metra) je možné použiť štvorcovú rúrku 40x40x2 mm alebo 60x60x2 mm so žilami s prierezom 30x20x2 mm alebo 40x20x2 mm.

Trochu o obdĺžnikovom potrubí

GOST R 54157-2010 „Oceľové profilové rúry pre kovové konštrukcie“, táto norma platí pre okrúhle, štvorcové, obdĺžnikové, oválne a plocho-oválne rúry pre kovové konštrukcie vyrobené z uhlíkovej a nízkolegovanej ocele.

Rozmery rúr s pravouhlým profilom:

– 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

Veľkou výhodou oceľových obdĺžnikových rúr je efektívna schopnosť interakcie s rovinami symetrického povrchu, čo môže výrazne rozšíriť rozsah použitia vo všeobecnosti. Obdĺžnikový prierez rúrok zväčšuje rozsah funkčnej orientácie produktu finálnej suroviny, ale stojí za to okamžite vylúčiť tie oblasti, v ktorých sa rúry s podobným prierezom nepoužívajú, a to je predovšetkým doprava. plynných látok, vodovodných a iných systémov.

Hlavné oblasti a aplikácie:

– Drobné stavby (menej často – veľké)

- Mechanické inžinierstvo

– Inštalačné práce vonkajšieho aj vnútorného typu

– Oceľové konštrukcie širokého profilu

– Výroba spotrebného tovaru

Schéma inštalácie rúrkového rámového plotu

Profilová rúrka používaná pre regály musí byť otočená širokou stranou kolmo na obklad. Tým sa maximalizuje tuhosť stĺpikov vzhľadom na vietor, ktorý má tendenciu ohýbať širokú "plachtu" plotu.

Na rozdiel od pevného plotu vyrobeného z profilovaného plechu je inštalácia rámu z rúrok pre plot z oceľového pletiva menej zodpovedná. Ani hurikánový vietor nie je pre tento dizajn strašný, pretože sieťovina nevytvára veľký aerodynamický odpor.

Tu je hlavnou úlohou zabezpečiť stabilitu podkladu, preto dostatočný prienik do terénu a betonáž pilierov sú nevyhnutnými podmienkami pre stabilitu celej konštrukcie.

Profilové rúry používané ako konštrukčné diely a stavebné prvky sú vyrobené vo forme dutých tyčí so štvorcovým alebo obdĺžnikovým prierezom. Profilová rúrka je svojimi kvalitami podobná kovovému nosníku, no pre nižšiu hmotnosť a štyri výstuhy má širšie využitie. Pri ohýbaní pôsobí hlavné zaťaženie na krajné časti výrobku a jadro nosníka nie je vystavené výrazným deformáciám, takže pevnosť v ohybe profilovej rúry sa nelíši od pevnosti v ohybe pevného výrobku tej istej časti.

Profilové rúry vyrábané so štvorcovým prierezom majú rovnakú odolnosť voči ohybovej sile, ktorá smeruje kolmo na ktorúkoľvek z plôch. Obdĺžnikové rúry sú odolnejšie voči ohýbaniu pozdĺž širokej strany.

Uzatvorenosť prierezu zvyšuje odolnosť tohto typu profilu voči krúteniu, čo umožňuje použitie profilových rúr pri vytváraní oblúkových klenieb, strmých striech a rebrových kupol.

Porovnanie indikátorov pevnosti kruhových a štvorcových rúr

Profilové rúry majú množstvo výhod oproti okrúhlym, keď sa používajú ako nosný prvok konštrukcií. Použitie štvorcových rúr umožňuje zmenšiť povrch konštrukcie a znížiť hmotnosť výrobku, čo zabezpečuje ich efektívne využitie ako súčasti spojovacích a rámových častí budov a umožňuje vytvárať zložitejšie inžinierske konštrukcie s minimálne náklady na materiál.

Stanovenie indexu pevnosti v ohybe sa vykonáva s prihliadnutím na priečny moment zotrvačnosti. Vďaka rovnomernému rozloženiu kovu po obvode profilu sa štvorcové rúry vyznačujú vysokými polomermi otáčania vzhľadom na ich prierezovú plochu, čo zaisťuje efektívnosť ich použitia na výrobu lisovaných-ohýbaných a lisovaných tyčí.

Pri rovnakých ukazovateľoch plochy prierezu, priemerov a hrúbky steny je potrebné väčšie úsilie na ohýbanie štvorcovej rúry. Za podmienky rovnakej pevnosti materiálov a rovnakej špecifickej hmotnosti výrobkov na bežný meter majú ukazovatele pevnosti v ohybe prierezu štvorcových a kruhových rúr porovnateľné hodnoty, pričom polomer otáčania kruhového prierezu tento ukazovateľ prekračuje štvorcový prierez.