Co jest mocniejsze, rura czy narożnik? Porównanie rur kwadratowych i okrągłych pod względem wytrzymałości na zginanie. Porównanie wskaźników wytrzymałości rur okrągłych i kwadratowych
Co lepiej zastosować jako słupki ogrodzeniowe z tektury falistej? Odpowiedź na to pytanie jest w 99% jednoznaczna – metalowa rura. I absolutnie słuszne. Stalowa rura- najbardziej ekonomiczny i trwały materiał o wystarczającej wytrzymałości, aby wytrzymać (przede wszystkim) obciążenia zginające.
Kolejne pytanie brzmi: jakiej rury lepiej użyć - okrągłej czy kwadratowej? Tutaj nie wszystko jest takie jasne. Opinie są podzielone mniej więcej równo. Przedstawmy naszą wizję w tym artykule. ten przypadek. Kwestie estetyki i designu pozostawiamy poza nawiasami – „Nie ma towarzyszy według gustu i koloru”, jak mówią... Zagadnienia obliczeń wytrzymałościowych słupków ogrodzeniowych zostały szczegółowo omówione w innym artykule.
Zatem rura kwadratowa niewątpliwie ma większą wytrzymałość na zginanie. Jej moment oporu jest około 1,7 razy większy niż rury okrągłej o podobnych parametrach (średnica zewnętrzna i grubość ścianki). Dzieje się tak, jeśli umieścisz słupek równolegle do płaszczyzny ogrodzenia, jak robi to 99% deweloperów. (Nawiasem mówiąc, jeśli umieścisz filary ukośnie pod kątem do płaszczyzny ogrodzenia, wzrost momentu oporu będzie tylko 1,2 razy większy w porównaniu z okrągłą rurą.)
Jednak ta metoda montażu ma dość istotną wadę: w miejscu mocowania kłody do słupa nieuchronnie tworzy się ognisko korozji, którego prawie nie da się zatrzymać ani zapobiec. Faktem jest, że w miejscu zachodzenia rur tworzy się wiatroszczelna wnęka, w której stale występuje wilgoć (po deszczu) i jest doskonały dostęp do tlenu. A to są dwa warunki, w których metal koroduje niezwykle szybko. Obecność spoiny tylko pogarsza problem. W ciągu kilku lat złącze spawane ulega całkowitemu zniszczeniu, a ogrodzenie wymaga naprawy lub wymiany. Najbardziej nieprzyjemne jest to, że tego miejsca nie można chronić ani przynajmniej zmniejszyć tempa zniszczeń. Metal koroduje od środka!
Wiele osób wychodzi z tej sytuacji, przecinając belki ogrodzeniowe o wielokrotność skoku słupków ogrodzeniowych i spawając je od końca do końca do każdego słupka. Jednak oprócz znacznie wyższych kosztów pracy (i wydatków na taki montaż), znacznie zmniejsza się sztywność konstrukcji nośnej w płaszczyźnie ogrodzenia i jej wytrzymałość. Głównymi obciążonymi elementami takiej konstrukcji są spoiny, co jest nieprawidłowe z inżynierskiego punktu widzenia. Zimą siły unoszące mróz mogą unieść niektóre słupy. W takim przypadku złącza spawane ulegają zniszczeniu i działają jak zawiasy (nie działają). Wymagana jest między innymi wysoka jakość prace spawalnicze, ponieważ Konieczne jest zapewnienie szczelności spoiny, aby uniknąć problemów z korozją już wewnątrz rury z bali.
Wiele osób błędnie uważa, że blachy faliste zapewniają dodatkową sztywność konstrukcji. Niestety, tak nie jest. Kiedy ogrodzenie jest przekrzywione, arkusz po prostu pęka w punktach mocowania.
Oprócz powyższej głównej wady kwadratowych filarów, należy zwrócić uwagę na inne:
- Zwiększa się złożoność instalacji: oprócz zapewnienia pionowości należy upewnić się, że jedna strona kwadratu znajduje się w tej samej płaszczyźnie z linią ogrodzenia.
- Wysoki koszt rury kwadratowej - rura waży o 30% więcej niż podobna okrągła i kosztuje około 35% więcej
- Obecność szwu spawalniczego. Rury kwadratowe (prostokątne) produkowane są wyłącznie w technologii spawanej. Wzdłuż jednej strony znajduje się spoina na całej długości rury. Rura zaczyna aktywnie korodować, a malowanie praktycznie nie zapobiega występowaniu korozji wzdłuż spoiny.
Do takich słupków przymocowane są kłody, zachodzące na siebie dwoma krótkimi szwami u góry iu dołu kłody. Połączenie jest przedmuchane, łatwo zabezpieczone przed korozją farbą i służy długie lata i dziesięciolecia. Spoina ma wystarczającą wytrzymałość na rozciąganie (ponad 1,5 tony na legar). Jest to 15-krotność obciążenia powodowanego przez wiatr sztormowy (25 m/s, dla ogrodzenia o wysokości 2 m i rozstawie słupków 2,5 m). Dzięki temu, że bale nie są cięte, konstrukcja wytrzymałościowa ogrodzenia jest możliwie sztywna i zapobiega wystawaniu pojedynczego słupka z podłoża. W rzeczywistości filar nie wystaje dzięki dwóm sąsiednim.
Najbardziej optymalnym, a może nawet najlepszym rozwiązaniem jest zastosowanie słupki ogrodzeniowe z rury. Jest grubościenna i bezszwowa, wykonana ze stali o wysokiej wytrzymałości (granica plastyczności sięga 116 kgf/mm2, czyli 5,5 razy więcej niż w przypadku rur konwencjonalnych). Ze względu na dużą wytrzymałość stali takie słupy są znacznie mocniejsze niż porównywalne kwadratowe, a kosztują około 2 razy mniej. Na słupach rurowych można montować ogrodzenia o wysokości od 4 metrów!
Ceny słupków rurowych i innych materiałów do budowy ogrodzeń:
Rury profilowe stosowane jako elementy konstrukcyjne i elementy budowlane, produkowane są w postaci drążonych prętów o przekroju kwadratowym lub prostokątnym. Rura profilowana ma podobne właściwości do belek metalowych, ale ze względu na mniejszą wagę i cztery żebra usztywniające jest szerzej stosowana. Podczas zginania główne obciążenie działa na zewnętrzne sekcje produktu, a rdzeń belki nie ulega znaczącym odkształceniom, dlatego wytrzymałość na zginanie rury profilowej nie różni się od wytrzymałości na zginanie produktu pełnego o tym samym przekroju Sekcja.
Rury profilowe wykonane z przekrój kwadratowy, zapewniają równą wytrzymałość na siłę zginającą, która jest skierowana prostopadle do dowolnej powierzchni. Rury prostokątne są bardziej odporne na zginanie wzdłuż szerszego boku.
Zamknięcie Przekrój pomaga zwiększyć odporność tego typu profili na skręcanie, co pozwala na zastosowanie rur profilowych przy tworzeniu sklepień łukowych, stromych dachów i żebrowych kopuł.
Porównanie wskaźników wytrzymałości rur okrągłych i kwadratowych
Rury profilowe mają wiele zalet w porównaniu z rurami okrągłymi, gdy są stosowane jako element nośny konstrukcji. Aplikacja rury kwadratowe pozwala zmniejszyć powierzchnię konstrukcji i zmniejszyć wagę produktu, co zapewnia ich efektywne wykorzystanie jako część łączących i szkieletowych części budynków i umożliwia tworzenie bardziej złożonych konstrukcji inżynierskich minimalne koszty materiał.
Wyznaczanie wskaźnika wytrzymałości na zginanie odbywa się z uwzględnieniem poprzecznego momentu bezwładności. Rury kwadratowe, dzięki równomiernemu rozłożeniu metalu na obwodzie profilu, charakteryzują się dużymi promieniami bezwładności w stosunku do pola przekroju poprzecznego, co zapewnia efektywność ich wykorzystania do produkcji prętów ściskanych i ściskanych.
Przy jednakowych przekrojach, średnicach i grubościach ścianek zaginanie rury kwadratowej wymaga zastosowania więcej wysiłku. Pod warunkiem, że materiały są jednakowej wytrzymałości, a ciężar właściwy produktów jest równy metr liniowy Wskaźniki wytrzymałości na zginanie przekroju rur kwadratowych i okrągłych mają porównywalne wartości, natomiast promień bezwładności przekroju okrągłego przekracza ten wskaźnik dla przekroju kwadratowego.
Najlepsze powody to metalowe rury do ogrodzenia - trwałe, łatwe w montażu i trwałe. NA metalowa rama Z łatwością można zamocować dowolny materiał obudowy - drewno, profilowaną blachę stalową, siatkę, poliwęglan komórkowy, azbest czy blachy cementowo-spawane.
Deweloperów budżetowych często powstrzymuje wysoka cena metalu. Jednak porównując żywotność metalowego ogrodzenia z drewnianym, zobaczysz coś przeciwnego.
Słupy metalowe a żyły będą trwać co najmniej 50 lat drewniana rama W tym okresie będziesz musiał wymienić ogrodzenie 3-4 razy, co wiąże się ze wszystkimi kosztami.
Z punktu widzenia nauki badającej odporność materiałów (opór) najkorzystniejszy jest okrągły przekrój rury. Przy minimalnej ilości materiału zapewnia maksymalną sztywność.
Jeśli weźmiemy pod uwagę łatwość montażu, rury okrągłe ustępują rurom profilowanym. Prostokątne słupki i płatwie są wygodniejsze w cięciu i łączeniu poprzez spawanie. Płaska powierzchnia styku pozwala na mocniejsze i sztywniejsze mocowanie wszystkich elementów ogrodzenia niż okrągła.
Jak już powiedzieliśmy, okrągła rura przy tej samej wadze jest silniejszy niż profil przy zginaniu. Dlatego też decydując się na zakup słupków ogrodzeniowych okrągłych zaoszczędzisz zmniejszając wagę metalu. Dodatkowo wygodniej jest zamontować rurę okrągłą w miękkim podłożu poprzez wkręcenie jej za pomocą kołnierza.
Niezawodność całej konstrukcji ogrodzenia zależy bezpośrednio od materiału ramy nośnej.
Zainstaluj drewniane słupki, a ogrodzenie na Twojej stronie będzie trwać nie dłużej niż 10 lat. Drewno, nawet antyseptyczne, jest podatne na gnicie.
Beton jest bardziej niezawodną opcją. Ale podczas instalowania takiej konstrukcji pojawiają się trudności z mocowaniem płatwi.
Wiercenie wzmocnionego słupa nie jest łatwe i nie wszyscy programiści potrafią sprawnie zainstalować w nim osadzone części.
Bardzo ważne posiada rozstaw słupków ogrodzeniowych. Optymalny - 2,5 metra. Na obszarach o silnych porywistych wiatrach należy ją zmniejszyć do 2 metrów.
W przypadku niskich ogrodzeń (poniżej 1,5 metra) można zastosować rurę kwadratową 40x40x2 mm lub 60x60x2 mm z żyłami o przekroju 30x20x2 mm lub 40x20x2 mm.
Trochę o rurze prostokątnej
GOST R 54157-2010 „Rury stalowe profilowane do konstrukcji metalowych”, norma ta dotyczy rur okrągłych, kwadratowych, prostokątnych, owalnych i płasko-owalnych do konstrukcji metalowych wykonanych ze stali węglowej i niskostopowej.
Wymiary rur o profilu prostokątnym:
– 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
Dużą zaletą prostokątnych rur stalowych jest ich efektywna zdolność do interakcji z symetrycznymi płaszczyznami powierzchni, co pozwala na znacznie rozszerzone obszary zastosowań w ogóle. Prostokątny przekrój rur zwiększa zakres orientacji funkcjonalnej finalnego produktu surowcowego, warto jednak od razu wykluczyć te obszary, w których nie stosuje się rur o podobnym przekroju, a jest to przede wszystkim transport substancji gazowych, instalacje wodno-kanalizacyjne i inne.
Główne obszary i zastosowania:
– Budownictwo na małą skalę (rzadziej na dużą skalę)
- Inżynieria mechaniczna
– Roboty instalacyjne, zarówno typu zewnętrznego, jak i wewnętrznego
– Konstrukcje metalowe o szerokim profilu
– Produkcja dóbr konsumpcyjnych
Schemat montażu ogrodzenia z ramy rurowej
rura profilowa używany do stojaków, należy obrócić szeroki bok prostopadle do okładziny. Zmaksymalizuje to sztywność słupków w stosunku do wiatru, który ma tendencję do uginania szerokiego „żagla” płotu.
W przeciwieństwie do ciągłego ogrodzenia z blachy falistej, montaż ramy z rur do ogrodzenia z siatki stalowej jest mniej odpowiedzialny. Tej konstrukcji niestraszne są nawet huraganowe wiatry, gdyż siatka nie stwarza dużego oporu aerodynamicznego.
Tutaj głównym zadaniem jest zapewnienie stabilności podłoża, dlatego konieczne jest wystarczające wbicie w ziemię i zabetonowanie filarów warunki wstępne stabilność całej konstrukcji.
