Calcul de la charge verticale sur un tuyau circulaire. Comment calculer une taille de tuyau rectangulaire suffisante pour la charge

Le tube profilé est un meuble populaire et élément de construction, à l'aide desquels des structures assez solides sont construites. C'est peut-être une révélation pour de nombreux lecteurs, mais le tuyau peut être fait non seulement d'acier, mais aussi de bois et de béton. Au moins, cela se reflète dans les calculs typiques, nous parlons de colonnes faites de ce matériau.

Calcul du rack à partir de tuyau en forme par rapport à la charge qu'il peut supporter, il prend en compte la section du profilé, la résistance du matériau, sa souplesse, sa contrainte, son inertie en X et Y, et la longueur calculée. Les valeurs sont substituées dans la formule, la solution est la charge totale. Pour les tâches pratiques, un schéma simplifié est utilisé.

Tube profilé et méthodes d'utilisation

Le profilé peut être utilisé dans l'assemblage de presque toutes les structures, industrielles, commerciales et domestiques. Dans la vie de tous les jours, il est souvent utilisé pour assembler des systèmes de rangement, comme support d'aquarium, pour des auvents sur un balcon ou une véranda. Le profilé peut recevoir des meubles : table, comptoir de bar, meuble TV, mains courantes pour les cours. Le profilé est souvent utilisé dans la construction commerciale, des escaliers, diverses structures légères pour terrasses, auvents, podiums et scènes sont assemblés à partir de celui-ci.

La liste est longue, le profilé convient à diverses solutions, il attire donc souvent les artisans qui l'utilisent dans la construction et la conception. Le plus souvent, un support pour un comptoir de bar, des supports pour une armoire coulissante ou un support d'aquarium est fabriqué à partir d'un tuyau. Le plus scrupuleux sur le support pour l'aquarium et prend en compte la charge constante. En fonction de ce paramètre, un matériau pour la fabrication est sélectionné.

Conception du cadre et recherche de l'optimum

Pour commencer, vous pouvez recommander de faire un dessin, à partir duquel vous pouvez vous baser sur les calculs. S'il y a un cadre supérieur et plusieurs supports sur lesquels la contrainte sera répartie, selon la forme, la force peut être répartie sur plusieurs crémaillères. Il convient de noter qu'avec une hauteur de structure plus élevée, la capacité de charge d'un support de profilé individuel diminuera en raison du couple. S'il est nécessaire d'obtenir une structure métallique plus élevée, plusieurs supports sont ajoutés, qui sont reliés à des raidisseurs qui répartissent uniformément les contraintes.

Par exemple, c'est ainsi que les supports de verrière sont fabriqués à partir d'un tuyau profilé reposant sur le mur de la maison. En présence d'un mur porteur, vous ne pouvez pas attacher les guides du cadre métallique, mais calculer l'épaulement qui repose contre le mur. Gardez à l'esprit que GOST traite des cas standard de calcul de structures métalliques.

Le support d'aquarium du profil, basé sur ce qui précède, devrait être un support avec 3-4 pieds. Dans ce cas, vous pouvez vous arrêter à un support et à des points de pivot qui répartissent la charge. Pour calculer la tension, la masse constante d'eau dans l'aquarium et le verre est prise en compte. La durée de vie d'un aquarium ou d'une colonne de support de barre particulière doit être estimée à l'aide d'une formule.

Pour commencer, faites un calcul de la structure métallique en indiquant les dimensions exactes, puis effectuez les calculs en tenant compte de la contrainte totale. Le projet peut être préparé dans le programme SketchUP.

Paiement

Déterminons la section optimale de la colonne :

où F est la section, N est la contrainte au centre de gravité et l'action des forces combinées sur l'élément, Ry est la résistance du matériau choisi (valeur constante, déterminée à partir du tableau).

Cette formule ne peut être utilisée que pour obtenir des données approximatives, et il est impératif de choisir une section avec une marge, car la contrainte sera dirigée non seulement de manière centrale, mais également distribuée. A cet égard, divers supports peuvent être réalisés qui compensent le moment angulaire de force résultant de l'action de la contrainte répartie.

Un autre paramètre important est le flambement, sa prise en compte vous permettra de déterminer plus précisément la section du poteau :

où est le coefficient de flambement, pris égal à 0,5–0,8.

Les calculs sont généralement effectués avec une marge du double. Dans ce cas, les artisans utilisent la valeur = 0,25 pour obtenir une section de 1 à 5 colonnes de la structure.

Attaches et caractéristiques de répartition des contraintes

Des supports métalliques pour un auvent constitués d'un tube profilé reposent sur la fondation et l'un des murs. Dans ce cas, le support peut être réalisé avec différentes articulations articulées. Un tel support peut supporter un poids assez important avec une résistance matérielle suffisante. Vous pouvez régler le volume total à l'aide des types de fixations, droites ou inclinées.

Les fixations de colonnes standard sont fabriquées comme suit :

• à la fondation, côté supérieur;
• à la fondation, fixations latérales inférieures;
• à la fondation, côté supérieur et inférieur;
• inférieur à la fondation, supérieur au plafond;
• bas plus côté au mur.

À l'aide de ce schéma, vous pouvez vous assurer que les supports les plus stables sont ceux avec la fixation supérieure au plafond et la fixation inférieure à la fondation. La colonne suivante la plus stable est une colonne en métal avec une fondation inférieure et deux fixations latérales. D'autres types sont utilisés pour la fixation du verre. Si la hauteur totale de la structure est suffisamment importante, plusieurs fixations latérales sont placées pour répartir uniformément la charge sur la paroi latérale.

Ainsi, le comptoir de bar fait de tuyau profilé et de verre sera solidement fixé lorsqu'il est fixé au sol et au dessus de la table. Avec assez construction massive Nous vous recommandons d'ajouter des raidisseurs latéraux pour ajouter un peu de vernis industriel de type loft. Leur réglage fin rendra l'utilisation plus ergonomique.

Pose de structures métalliques

L'installation du cadre s'effectue dans l'ordre suivant :

• des guides verticaux sont installés et fixés à la fondation;
• le montage des attaches est effectué - en haut ou sur le côté;
• l'ajustement est effectué ;
• pour les structures autoportantes, le sommet est en cours d'installation, reliant les colonnes verticales.

S'il y a un projet et une idée précise de quel type de charge on parle, l'installation se fait en quelques heures. Un profilé en fibre de verre peut être utilisé pour fixer le verre horizontalement, verticalement et en biais.

Calculs et solutions types

Pour éviter des calculs fastidieux qui, sans connaissance de la physique et l'utilisation d'une calculatrice, peuvent contenir des erreurs par conséquent, nous recommandons d'utiliser des solutions étalons avec une charge minimale sur la colonne. En outre, pour obtenir ce que vous voulez, vous aiderez des articulations pivotantes mobiles fiables, pour un montage à un angle et une répartition du moment angulaire. Dans ce cas, il est important de calculer combien un tel support résistera.

Cette approche permet de calculer divers meubles avec supports en acier, se fixant dans l'armoire, tout en étant confiant dans leur fiabilité et leur durabilité. L'ajustement vous permet généralement de renforcer de manière fiable la structure. Choisissez de l'acier de haute qualité d'un fabricant russe réputé, afin d'éviter d'acheter des produits de mauvaise qualité.

Comment savoir combien pèse un mètre carré ou tuyau rectangulaire? Comment calculer la charge sur un tube profilé d'une taille connue ? Essayons de trouver les réponses les plus simples à ces questions.

Pourquoi est-il nécessaire

Pourquoi connaître la masse d'un mètre courant d'un produit profilé ?

Il y a deux motifs principaux.

1. Lors de la construction des structures métalliques, certains éléments appuient sur d'autres avec leur propre poids, ainsi que la charge utile. Disons un cadre de partition dans bâtiment industriel charge les poutres, la ferme du pont charge les colonnes, et ainsi de suite. Cette charge doit être prise en compte lors du calcul de la résistance des structures.
2. De plus, le métal laminé dans les dépôts de métaux n'est pas vendu au mètre, mais au poids, et son prix est indiqué par tonne.... Pour recalculer les moulures, calculées lors de la création du projet, dans les tonnes convoitées, il faut savoir combien pèse un mètre pour une section et une épaisseur de paroi données.

Précisons : le poids exact dépend aussi, bien entendu, de la nuance d'acier ; cependant, la différence entre les différentes marques est si petite que le GOST actuel la néglige.
La densité de l'acier est prise à 7,85 t/m3.

Quand avez-vous besoin d'un calcul de flèche ? Essayons d'expliquer avec un exemple.

Imaginez que vous vouliez construire un balcon avec une charpente faite d'un tuyau professionnel dans votre chalet. Le départ du balcon vous est connu, la charge estimée est également connue. Afin de sélectionner la section optimale d'un tuyau professionnel pour le rôle de poutres porteuses, vous devez connaître la méthode de calcul de la résistance à la flexion.

Poids

La méthode de calcul la plus simple consiste à utiliser Internet : une calculatrice pour calculer le poids d'un tube profilé, en fonction de sa section et de l'épaisseur de sa paroi, est facile à trouver sur les sites Web de nombreux fabricants et vendeurs.

Cependant, nous ne chercherons pas de moyens faciles et essaierons de trouver des moyens alternatifs de faire des calculs de nos propres mains. En fait, il y en a deux.

Règlements

Les données dont nous avons besoin sont contenues dans les normes nationales :

1. GOST 8645-68 contient un assortiment.
2. Pour une section carrée, l'assortiment se trouve dans GOST 8639-82.

Les tableaux complets sont trop longs pour un petit article, nous ne donnerons donc que quelques valeurs à titre d'exemple.

Calcul de la densité

Avec quelques erreurs, le calcul du poids du tube profilé peut être effectué sans les tableaux d'assortiment. Il suffit de connaître toutes les dimensions principales du produit et la densité de l'acier, qui, comme nous l'avons déjà découvert, dans les calculs est prise égale à 7850 kg / m3, soit 7,85 g / cm3.

Les instructions de calcul ne causeront pas de difficultés à toute personne qui se souvient des bases de la géométrie.

1. Nous calculons la surface d'un mètre courant d'un tuyau professionnel. Il est égal au produit du périmètre (la somme des quatre côtés) et un.

Attention : afin d'obtenir le résultat en tonnes sans recalculs compliqués, il est préférable de convertir immédiatement les dimensions en mètres.

1. Nous multiplions la surface par l'épaisseur de la paroi et obtenons le volume du métal dans compteur courant.
2. En multipliant le volume par la densité de l'acier, on obtient la masse d'un mètre courant.

Faisons, à titre d'exemple, un calcul pour une section rectangulaire 180x150 avec une épaisseur de paroi de 12,0 mm.

1. La superficie sera (0,15 + 0,15 + 0,18 + 0,18) x 1 = 0,66 m2.
2. Volume - 0,66 m2 x 0,012 m = 0,00792 m3.
3. Poids - 0,00792x7850 = 62,172 kg.

Le résultat est quelque peu différent de celui prescrit dans GOST (55,71 kg) en raison du fait que lors du dépliage d'un véritable tuyau professionnel en une pièce plate, nous obtiendrons un amincissement notable là où se trouvaient ses bords longitudinaux. L'erreur sera d'autant plus petite, plus les parois sont fines et plus grande taille section.

Résistance à la flexion

Comment la résistance à la flexion d'un tube profilé est-elle calculée ?

Pour notre cas, deux formules sont pertinentes :

1. M = F * L, où M est le moment de flexion, F est la force appliquée au profilé, mesurée en kilogrammes (kgf), et L est le bras de levier en centimètres. Par exemple, pour le fameux balcon de 1 mètre de large avec trois personnes debout sur son bord avec un poids total de 250 kg, le moment de flexion sera de 250 kgf x 100 cm = 25000 kgf * cm.

1. M / W = R, où R est la résistance de la nuance d'acier, et W est le moment de résistance de la section.

Evidemment, les paramètres R et W sont des constantes qu'il faudra chercher quelque part. Essayons de simplifier la tâche du lecteur :

Le deuxième paramètre - le moment de résistance - se trouve dans les mêmes tableaux d'assortiment dans GOST 8645-68 et 8639-82. Ainsi, pour un tuyau d'une section de 180x150 avec une épaisseur de paroi de 12 mm le long de l'axe A (le long du côté le plus large), il sera de 346,0 cm3 et le long de l'axe B - 310,8 cm3.

Essayons de choisir la taille du tuyau pour notre balcon avec une charge de 250 kg et un porte-à-faux de 1 mètre, en fonction des conditions suivantes :

• La charge tombe sur un seul des tuyaux professionnels de support (trois personnes sont positionnées de manière à ce que leur poids ne soit pas réparti sur les poutres adjacentes).
• Le matériau utilisé dans la fabrication du support est l'acier St4.

Alors, passons aux calculs.

1. 25000 kgf * cm / W = 2100 kgf / cm2 / W. Le moment résistant ne doit donc pas être inférieur à 25 000 kgf * cm / 2 100 kgf / cm2 = 11,9 cm3.
2. Il ne reste plus qu'à sélectionner un tuyau avec la valeur W correspondante dans le tableau d'assortiment. A section carrée, cette condition est satisfaite notamment par les dimensions 50x6 et 60x3,5.

Remarque : nous avons trouvé dimensions minimales auquel la poutre résistera à la charge correspondante; en même temps, la marge de sécurité a été négligée (par exemple, dans le cas où l'un des hypothétiques visiteurs du balcon saute), le propre poids du balcon et l'usure de la charpente par la corrosion.
En pratique, ces facteurs sont nivelés d'au moins une marge du triple au moment de la résistance.

Conclusion

Nous espérons que nous n'avons pas fatigué le lecteur avec une abondance de nombres secs et de problèmes de calcul. Comme d'habitude, vous pouvez trouver plus d'informations dans la vidéo de cet article. Bonne chance!

04-03-2013: Sergueï

Bonjour Docteur Scrap !
Avait besoin conseils pratiques comment renforcer le support horizontal.
Je donne une description : j'ai construit une maison à la datcha, un auvent s'est avéré au-dessus de l'entrée. Il semble que tout a été facilement et simplement bloqué,
mais la poutre dans le rôle de laquelle est un tuyau à profil carré 100 * 100, l'épaisseur de la paroi est de 4 mm. a donné une déviation petite mais notable!
Ce que je veux réparer !
Pour être honnête, j'étais plus inquiet pour les poutres de sangle longitudinales en tube 80 * 60, et elles sont de longueurs différentes, donc tout est en ordre avec elles !
Désolé de vous contacter, mais je sens que vous seul pouvez m'aider!
Je n'ai pas calculé toute la structure, je l'ai fait par intuition. Je n'ai pas étudié la résistance des matériaux, j'ai étudié la TOE une matière similaire pour les ingénieurs électriciens.
Bien sûr, il était possible de faire un cavalier à partir d'une poutre en I ou de canaux appariés, à partir desquels le même profil carré aurait été obtenu (ce que je regrette), le but était magnifique apparence, puisque la conception ne prévoit pas de finition supplémentaire !
J'espérais que le tube carré profilé devrait résister !
Bien sûr, tu peux tout revoir, mais tu veux t'en sortir avec un peu de sang
Mes pensées : ouvrir l'extrémité du tuyau, qui est étouffée, et à l'intérieur du tuyau, d'abord le soulever et, en le redressant, enfoncer une sorte de raidisseur !
Qui?
Je vois deux options, soit positionner la bande 100 verticalement, et régler la hauteur... l'épaisseur de la bande et combien de pièces ???
Soit poussez le canal du mûrier en ajustant la hauteur avec des entretoises ou, encore, faites un tuyau hors du canal en compensant les interstices ???
Je vous demande des conseils sur ce qu'il faut me faire ??? Comment as-tu fait pour toi ??? J'attends une réponse.... J'ai envoyé une photo de la construction par mail, pour que ce soit plus clair.
Merci Sergey

04-03-2013: Dr Lom

À en juger par les photographies, la portée d'un tuyau coudé est d'environ 4 m.Avec une telle portée et des charges existantes, le renforcement interne avec un profil (par exemple, un canal) avec le même moment d'inertie que celui du tuyau renforcé réduira la déviation de moitié, pas plus. Si vous renforcez avec des bandes, plus il y a de bandes, moins la déflexion sera finalement, mais le poids de la poutre augmentera également de manière significative.

A mon avis le plus la meilleure façon- changer le tuyau pour un autre avec une hauteur plus élevée que plus de hauteur, plus il y a de rigidité et moins de débattement, mais je comprends que cela puisse être problématique.
Un autre de options possibles- faire une bouffée. Le tuyau est creux à l'intérieur et une tige de presque n'importe quel diamètre peut être placée à l'intérieur. Bien sûr, tout doit être compté, mais donc, à l'œil, si vous soulevez le tuyau pour qu'il se plie un peu, puis fixez cette position avec un serrage d'un diamètre de 20-24 mm, alors vous obtiendrez une arche avec un serrage. L'inconvénient de cette méthode est que le coude doit être aussi grand que possible, sinon, sous l'action de charges, le tuyau peut d'abord se déformer en une forme rectiligne, puis se plier à nouveau, mais beaucoup plus fort, car le serrage augmentera le pliez. De plus, la flexion du tuyau horizontal sera empêchée par des montants soudés - tuyaux.

02-09-2013: Hovhannes

Pour les poutres horizontales, ne pas utiliser tuyaux carrés, et les poutres en I. Dans les poutres en I, le moment d'inertie est beaucoup plus grand et, par conséquent, la déflexion est beaucoup plus faible. Avec la même consommation de métal.

24-07-2014: Svetlana

Bon après-midi. J'ai vraiment besoin d'aide, tk. Je ne comprends rien. Il est nécessaire de calculer la déviation du quad. tuyaux 100 * 100 * 5 sur 2 supports dont la distance entre les deux est de 3 m. La charge sur le tuyau est de 200 kg par 1 m. Merci.

24-07-2014: Dr Lom

Il vous suffit de prendre la valeur du moment d'inertie (I) de votre tuyau dans le tableau correspondant et de substituer cette valeur, ainsi que les valeurs de la portée (l) et de la charge (q), dans la détermination de la flèche formule. La formule dépend de la fixation aux supports et de la nature de la charge. Vous pouvez choisir la formule souhaitée à l'aide de l'article "Schémas de conception des poutres". La valeur du module d'élasticité peut être trouvée dans l'article "Résistances de calcul et modules d'élasticité pour divers matériaux de construction"ou dans le SNiP actuel.

03-09-2014: élève

Doc, j'ai regardé ces GOST, ils ont passé plusieurs changements, d'ailleurs critiques. S'il y a où, je peux le jeter.
Où puis-je, le pauvre, prendre les données calculées pour le tuyau à joint profilé 40x20x2,8 ?

04-09-2014: Dr Lom

Vous pouvez déterminer vous-même toutes ces données avec plus ou moins de précision. Par exemple, en première approximation (sans tenir compte des rayons de l'arrondi extérieur des coins) Iz = 2x4 ^ 3/12 - 1,44x3,44 ^ 3/12 cm ^ 4. La valeur réelle du moment d'inertie sera de 7 à 15 % inférieure (en tenant compte du rayon de courbure). Etc.

01-06-2015: Alexeï

Bon après-midi. J'ai vraiment besoin d'aide, tk. Je ne comprends rien. Je veux élever un réservoir d'eau en plastique cube de 3 à 4 m sur un tuyau professionnel (4 pièces), mais je ne comprends pas sur lequel je peux compter, aidez-moi s'il vous plaît.

02-06-2015: Dr Lom

Malheureusement, je ne peux guère vous aider non plus, mais il existe un article "Calcul des colonnes métalliques", peut-être qu'il vous aidera ? Regardez ici s'il vous plaît.

27-06-2015: vladimir

Bonjour, Dr Lom. J'ai vraiment besoin de ton aide. Je souhaite construire devant la maison un appentis d'été recouvert de carton ondulé mesurant 6 m sur 4. Je souhaite qu'il n'y ait pas de piliers de support à l'intérieur de la verrière. Aidez-moi à calculer le nombre, l'épaisseur des piliers de support et treillis de chevrons, de sorte qu'il n'y a pas de déviation.

28-06-2015: Dr Lom

Tout ce que je peux faire, c'est vous dire où regarder des exemples de calculs. Consultez l'article "Calcul des poteaux métalliques", ainsi que la rubrique "Calcul d'un auvent à fermes cintrées". Et il y aura toujours une déviation des structures.

24-07-2015: Victor

Bonne journée!
Dis-moi s'il te plaît:
Est-il possible d'utiliser un tuyau professionnel 25x25x2mm comme poteaux de support (4 pièces) dans la construction d'une table de travail pour une machine à bois pesant 55 kg ?!?!
Merci.

25-07-2015: Dr Lom

Tout ici dépendra de la conception du bureau. Et la capacité portante du tube profilé n'est pas du tout un indicateur ici. Lors du travail du bois, il est conseillé d'éviter diverses vibrations et vibrations, et donc plus la table est solide, mieux c'est, c'est-à-dire. les déformations en particulier des pieds de table doivent être minimes.

20-08-2015: Anton

Bonne journée! Dites-moi où et comment vous pouvez trouver les caractéristiques ci-dessus des tuyaux qui ne sont pas inclus dans ce tableau. Par exemple, un tuyau 50x50x1.5 ou 30x30x1.5, 10x10x1.4 ??? Je ne l'ai pas trouvé chez Gosty...

20-08-2015: Dr Lom

Dans ce cas, vous pouvez contacter le fabricant ou calculer vous-même ces caractéristiques. Un exemple de la façon dont cela est fait est donné dans l'article "Calcul de la résistance d'un profilé de plafond pour cloisons sèches".

21-09-2015: Viatcheslav

Salut! Dans le garage, des tuyaux traversent le plafond section ronde diamètre 140 mm, épaisseur de paroi 6 mm, longueur de tuyau presque 6 m. dalle de route... Le tuyau se plie légèrement sous son propre poids. Comment le renforcer (donner de la rigidité), si possible par le côté, pour ne pas abaisser le plafond. Il y avait une idée de souder un tube profilé sur toute la longueur ou une bande d'acier des deux côtés juste en dessous de l'axe longitudinal.

22-09-2015: Dr Lom

Si vous soudez un tube profilé ou une bande d'acier en bas tuyau rond, et non de côté, vous obtiendrez ainsi un gain maximal. Voir l'article "Types de poutres".

06-10-2015: Evgeniy

Cher Docteur Lom !
Tout d'abord, je tiens à vous remercier pour votre travail pédagogique. En lisant vos articles, je me suis souvenu de mes conférences sur le sopromat) Mais, en fin de compte, presque tout a été effacé de ma mémoire, alors je me tourne vers vous pour obtenir des conseils. Il est nécessaire de déterminer si la capacité portante d'un tube carré 30x30x3 (acier inoxydable, AISI304) sera suffisante pour l'utiliser comme élément formant périmètre table à manger la taille de 1600x900. Le plateau sera formé de lattes de bois étroites, j'ai décidé de négliger leur capacité portante dans les calculs. Pour simplifier, j'ai décidé de considérer ce tuyau comme une poutre de 1600 mm de long, située sur des supports articulés, mais je n'arrive toujours pas à me prononcer sur le type d'application de charge. Lors de l'utilisation de la table aux fins prévues, la charge peut évidemment être considérée comme répartie et prendre la valeur, probablement, d'environ 50 kg. Mais rappelant que certains ont pour habitude de s'asseoir sur le bord de la table, j'ai pensé que la charge peut être concentrée approximativement au milieu de la travée, et dans les cas critiques être d'environ 90 kg... Merci de me dire quelle formule peut être utilisé pour calculer dans de telles conditions (poutre sur appuis articulés, charge au centre de la travée). J'ai pris connaissance de l'article "Types de supports, quel schéma de conception choisir", mais je n'arrivais pas à déterminer quelle formule je pouvais utiliser et, de plus, je ne comprenais pas quelle était la valeur de "E" et où l'obtenir à partir de. J'ai supposé que le moment d'inertie I peut être tiré de votre table, en supposant qu'ils soient relativement proches pour les aciers inoxydables et au carbone. Merci!

06-10-2015: Dr Lom

Eugène, dans ton cas bon choix le schéma de calcul dépendra de l'emplacement exact des lattes de bois et de l'emplacement des pieds de la table. Si les lattes mesurent environ 90 cm de long, vous devez vraiment vous fier à la résistance et à la déviation des longs tuyaux, et si les lattes mesurent environ 160 cm de long (ce dont je doute), la charge principale se fera sur des tuyaux courts.
Si les pieds de la table ne sont pas aux coins de la table (et cela se fait généralement), alors votre tuyau sera une poutre en porte-à-faux sur deux supports (les pieds de la table seront ces supports). Cependant, lors du calcul d'une charge concentrée, cela n'est pas d'une importance fondamentale. Pour calculer la charge concentrée appliquée au milieu de la poutre, vous pouvez utiliser le modèle de conception approprié de l'article "Modèles de conception pour poutres". Cependant, vous devez toujours tenir compte de la charge uniformément répartie du propre poids de la table. Cependant, vous pouvez convertir une charge concentrée en une charge équivalente uniformément répartie pour simplifier les calculs à l'aide de l'article Conversion d'une charge concentrée en une charge équivalente uniformément répartie.
Vous pouvez en effet prendre le moment d'inertie de votre canalisation dans le tableau correspondant, ainsi que le module d'élasticité du métal E, à l'aide de l'article "Résistances de calcul et modules d'élasticité pour divers matériaux de construction".

06-10-2015: Evgeniy

20-10-2015: Alexandre

Bonjour cher Dr Lom. Je ne comprends rien aux formules, alors je demande de l'aide. Dites-moi, pzhl, à quel type de charge horizontale répartie 4 tuyaux de forme carrée 100 * 100, épaisseur 4 mm résisteront (je les ai posés en chevauchement entre le premier et le deuxième étage, la longueur de la portée est de 4,3 m, des bûches de bois tomberont dessus le profil, puis le sol du deuxième étage) ... Merci d'avance pour votre aide.

20-10-2015: Dr Lom

En général, j'essaie de présenter le matériel de manière à ce que les formules soient compréhensibles même pour une personne ayant 3-4 niveaux d'éducation, c'est-à-dire. Je simplifie tout au minimum, pas d'intégrales-différentielles, seulement des additions, soustractions, multiplications et divisions.
Néanmoins, vous avez de la chance, au sujet de votre question, j'ai écrit un article " Capacité portante d'une poutre métallique ", regardez parmi les nouveaux sur page d'accueil... Il vous suffit de substituer vos données dans les formules données dans l'article.

Lors du choix d'un tube profilé, il est nécessaire Attention particulière payez à ses paramètres et tenez compte de la charge que le tuyau profilé supportera.

Ces tuyaux sont utilisés comme cadres pour diverses structures, il est donc nécessaire de sélectionner les produits de la manière la plus responsable possible.

Les avantages des tubes profilés sont :

• légèreté;
• fiabilité;
• facilité d'installation.

Charge agissant sur un tube profilé

Si vous envisagez de faire un belvédère ou une serre, vous ne devriez pas penser sérieusement aux charges, car ces structures ne sont pas soumises à des forces sérieuses. Mais si un auvent, une visière, un cadre sont conçus pour une structure plus sérieuse, des calculs détaillés sont simplement nécessaires ici.

Les tubes profilés résistent à la déformation, mais ils ont aussi une limite. Si la charge correspond à la norme, le produit, sous l'influence de la charge, par exemple de la neige mouillée, peut se plier. Si la neige est enlevée, le tuyau reprendra sa forme initiale. Dans le cas où charge admissible dépassé, le tuyau ne reprendra pas sa forme. C'est dedans meilleur cas, au pire - il va juste éclater.

Lors du choix d'un tuyau profilé, il est donc nécessaire de prendre en compte:
tailles;

• section. Typiquement, des tubes rectangulaires et carrés sont utilisés;
• contrainte du cadre tubulaire ;
• résistance matérielle;
• charges probables pouvant survenir pendant le fonctionnement.

Classement des charges

L'un des critères de classification est le temps d'exposition aux charges. Les types de telles charges sont établis par SP 20.13330.2011. Et ils sont les suivants :

• permanent. C'est-à-dire que ni le poids, ni un indicateur tel que la pression, ne changent pendant assez longtemps. Un exemple de charge constante : poids et pression des éléments de construction ;
• temporaire, mais à long terme. Par exemple, le poids des cloisons en aggloméré ;
• court terme. C'est exactement ce qui a été discuté ci-dessus : à propos de la neige, du vent et d'autres phénomènes naturels ;
• spécial. Par exemple, les charges provenant d'explosions et de frappes de machines.

Ainsi, si un cabanon est en cours de construction sur le territoire du ménage, alors un certain nombre de charges doivent être prises en compte :

• de la neige et du vent ;
• d'éventuelles collisions avec une voiture.

Dans les zones où il y a des tremblements de terre périodiques, ce facteur ne peut être ignoré. Dans de telles zones, les structures doivent être aussi solides que possible.

Schémas de calcul

Les schémas de conception prennent en compte non seulement les types de charges, mais également la manière dont la charge est répartie sur la structure. Par exemple, les supports peuvent être soumis à des charges plus sévères et les éléments supplémentaires transversaux sont de petite taille.

Charges maximales

Pour comprendre les charges maximales des tuyaux, reportez-vous aux tableaux suivants.

Tableau 1. Charge pour tube carré

Tableau 2. Charge pour tuyau de forme rectangulaire (calculée pour le côté le plus large)

Les charges maximales indiquées ne provoqueront pas la rupture du tuyau. L'élément structurel se pliera et, à l'avenir, ne reprendra pas sa forme d'origine. Si la charge maximale sur le tube profilé est dépassée, une rupture se produira déjà.

Méthodes de calcul de charge

Les méthodes suivantes sont utilisées :

• utiliser les tableaux développés ;
• l'utilisation de formules physiques ;
• calcul à l'aide d'une calculatrice spéciale.

Pour calculer la charge à l'aide de tableaux, il est nécessaire de compiler les caractéristiques du tuyau réellement existant avec les caractéristiques figurant dans le tableau.
Si le calcul de la charge sur un tuyau profilé est effectué à l'aide de formules, la formule suivante est essentiellement utilisée: Pwr = M / W. Le moment fléchissant est divisé par la résistance.

Il existe également des calculatrices spéciales développées par des experts. Cependant, de tels calculateurs ne peuvent être utilisés que s'ils sont publiés sur des sites Web fiables ou fournis à l'intention de personnes compétentes connaissant bien les charges sur les tuyaux profilés.

Il faut le souligner : vous ne devez pas faire les calculs vous-même. Tout d'abord, pour un calcul correct, vous devez connaître les GOST et les matériaux de résistance. Deuxièmement, la moindre erreur de calcul peut entraîner de graves conséquences.

Par conséquent, le calcul de la charge sur les tuyaux est une procédure très importante. Le négliger peut avoir de graves conséquences :

• destruction de structures, bâtiments;
• la présence de victimes et de victimes.

Dans les nouvelles, parfois, vous pouvez voir des histoires sur l'effondrement du toit d'un bâtiment ou de ses autres éléments. De telles situations, le plus souvent, se développent en raison du fait que des erreurs ont été commises dans les calculs.

Pour effectuer le tour du pipeline, des raccords spéciaux sont utilisés - des angles et des tés. Cependant, il existe parfois des situations où il est nécessaire de plier le tuyau. En règle générale, si un débutant entreprend ce travail, le tuyau se froisse ou même se casse au coude, alors je vais vous présenter quelques-uns des secrets des artisans populaires qui vous permettront de réussir cette tâche à la maison.

Méthodes de cintrage de tuyaux

Le besoin de plier des tuyaux peut survenir dans un certain nombre de cas, par exemple, lors de l'installation d'un pipeline, si vous devez "contourner" un obstacle. Aussi, il est souvent nécessaire de recourir à cette opération dans le processus de fabrication de diverses structures métalliques, telles que cabanons, serres, gazebos, etc.

Il convient de noter que lorsqu'il s'agit de cintrer des tuyaux, nous entendons les types suivants:

Métal rond

Le processus de pliage des pièces métalliques à section circulaire est assez compliqué, car ils se déforment facilement et parfois se déchirent. Par conséquent, lorsque le pliage est effectué en conditions industrielles, surtout si un petit rayon est requis, avant d'effectuer cette opération, un calcul de flexion du tuyau est effectué.

À la maison, bien sûr, vous n'aurez pas besoin d'une formule exacte pour calculer un tuyau à plier. La seule chose que vous devez déterminer est le rayon minimum autorisé. Sa signification dépend en grande partie de la manière dont cette opération est réalisée :

• lors du chauffage d'une pièce remplie de sable- R = 3,5xDH ;
• à l'aide d'une cintreuse(pliage à froid) - R = 4xDH ;
• pliage pour obtenir des plis ondulés(pliage à chaud) - R = 2,5хDH.

Vous pouvez obtenir un rayon minimum égal à deux diamètres par emboutissage ou emboutissage à chaud. Cependant, il est impossible de faire un tel virage à la maison.

Ces formules utilisent les valeurs suivantes :

Je dois dire qu'il existe un calcul plus universel - le rayon doit être d'au moins cinq diamètres de tuyau.

Donc, nous avons un peu compris la théorie, passons maintenant à la pratique. Comme mentionné ci-dessus, il existe plusieurs façons de résoudre ce problème. Le plus simple d'entre eux est l'utilisation d'une machine spéciale - une cintreuse.

Certes, le prix d'un tel outil est assez élevé - le coût d'une machine hydraulique, qui permet de plier des pièces jusqu'à quatre pouces de diamètre, commence à 15 000-16 000 roubles. Le coût d'une cintreuse manuelle, qui vous permet de travailler avec des pièces d'un diamètre allant jusqu'à un pouce, est de 4 700 à 5 000 roubles.

Si vous devez souvent faire face à une telle opération, mais que vous ne voulez pas débourser beaucoup d'argent pour une cintreuse, vous pouvez le faire vous-même. Sur notre portail, vous trouverez des informations détaillées sur la façon de fabriquer vous-même une machine pour cintrer des tubes profilés.

Cependant, la cintreuse de tuyaux n'est pas toujours à portée de main. De plus, si vous devez effectuer cette opération une fois, il n'est certainement pas judicieux d'acheter un outil pour cela. Dans ce cas, vous pouvez effectuer un pliage avec des chevilles.

Cela se fait comme suit:

1. tout d'abord, vous devez dessiner un rayon de courbure sur un site approprié;
2. puis des tiges métalliques sont creusées le long du contour. Il est souhaitable de les placer le plus près possible les uns des autres. Pour plus de fiabilité, les tiges peuvent être bétonnées.

À côté de la tige extrême, vous devez en insérer une autre pour que la partie courbée puisse s'insérer entre elles. Cela est nécessaire pour le réparer ;

1. Ensuite, vous devez verser du sel ou du sable dans le tuyau coudé. Dans ce cas, les bouchons doivent être enfoncés dans les trous des deux côtés ;
2. après cela, la pièce est fixée entre les deux premières tiges puis se plie autour des tiges restantes, comme indiqué sur le schéma ci-dessus.

Une alternative à cette option consiste à utiliser des crochets qui sont attachés à un morceau de contreplaqué et forment le rayon requis, comme sur la photo ci-dessus. Si vous souhaitez obtenir un diamètre plus petit, un disque ou un rouleau large doit être utilisé comme gabarit.

Je dois dire que les deux méthodes conviennent aux pièces d'un diamètre ne dépassant pas 16-20 mm. Si vous voulez plier la pièce plus grand diamètre, l'endroit du pli doit être bien réchauffé.

Si vous devez façonner des ébauches de métaux non ferreux qui ont une résistance à la flexion nettement inférieure à celle de leurs homologues en acier, vous pouvez utiliser un ressort. Ce dernier doit correspondre strictement au diamètre intérieur, tel qu'il est inséré dans le tube. Bien sûr, vous pouvez mettre le ressort à l'extérieur, mais dans ce cas, il est gênant de plier.

Protégeant le tube avec un ressort, il se plie de ses propres mains. Le travail doit être fait avec soin pour atteindre le rayon souhaité sans endommager la pièce.

Profil

Les tubes profilés sont beaucoup plus difficiles à plier, car en raison de leur forme, ils ont une résistance accrue. Les produits de petite section peuvent être pliés en utilisant les méthodes décrites ci-dessus.

Il existe également une autre façon de plier un tuyau profilé, ce qui vous permet de travailler avec des pièces de section suffisamment grande. Son principe est le suivant :

1. du sable ou du sel doit être versé dans la pièce, puis boucher de manière fiable les extrémités avec des bouchons;
2. en outre, la pièce doit être solidement serrée dans un étau ;
3. puis la zone de pliage doit être réchauffée au rouge;
4. après cela, la pièce doit être taillée avec un maillet jusqu'à ce que le rayon souhaité soit obtenu.

Si tu as Machine de soudage et une meuleuse, alors vous pouvez plier des pièces de même le plus grand diamètre sans efforts particuliers... Cela se fait comme suit:

1. tout d'abord, le rayon de courbure est marqué sur la pièce;
2. plus loin sur tout le rayon, vous devez marquer les bandes sur trois côtés de l'ébauche de profil. Plus le rayon est petit, plus le pas entre les rayures doit être petit ;
3. puis le broyeur effectue des coupes sur trois côtés de la pièce selon les marquages ​​effectués ;
4. maintenant la pièce se plie sans aucun problème;
5. Après avoir reçu angle désiré, les coupes doivent être soudées ;
6. à la fin des travaux, vous devez nettoyer les coutures et meuler.

De cette façon, les pièces peuvent être produites même forme complexe, tandis que la précision de pliage est très élevée. Cependant, une expérience avec une meuleuse et une machine à souder est requise.

Plastique renforcé

D'une part, les tuyaux en métal-plastique se plient très facilement, mais d'autre part, ils se cassent facilement. Par conséquent, le travail doit être fait avec beaucoup de soin. Il ne faut pas oublier que le rayon de courbure minimum d'un tuyau métal-plastique est similaire au rayon des ébauches métalliques, c'est-à-dire doit être d'au moins cinq diamètres.

Si le diamètre du tuyau est de 16 mm, il peut être plié sans aucun dispositif spécial. Cela se fait comme suit:

• prendre la pièce avec les deux mains d'en haut. Dans ce cas, placez vos pouces sous le tuyau, parallèlement à celui-ci, et rapprochés, comme indiqué sur la photo ci-dessus ;
• puis pliez le tuyau avec les deux mains et assurez-vous de fournir un support avec vos pouces;
• pliez le tuyau au rayon requis, déplacez-le dans les paumes vers la gauche ou la droite, puis répétez la procédure;
• de cette façon, pliez la pièce et déplacez-la jusqu'à obtenir l'angle souhaité.

Pour mettre la main dessus, entraînez-vous à faire cette procédure sur les tuyaux, car il est probable qu'au début vos pièces se cassent.

Il est beaucoup plus difficile de plier un tuyau d'un diamètre de 20 mm autour des doigts. Par conséquent, toute autre surface appropriée peut être utilisée comme butée. Cependant, il est plus pratique d'effectuer ce travail à l'aide d'un conducteur à ressort, qui peut être à la fois externe et interne, c'est-à-dire qui est inséré à l'intérieur de la pièce.

Pour faire un coude avec un gabarit intérieur au milieu d'une longue pièce, attachez-la à une corde puis poussez-la à la profondeur souhaitée. Après avoir terminé le virage, tirez sur le ressort en tirant sur la corde.

Conclusion

Comme nous l'avons découvert, il existe plusieurs manières folkloriques plier les tuyaux. Avec un peu de pratique, vous pouvez atteindre bons résultats... Cependant, il ne faut pas oublier que la qualité du pliage effectué sur du matériel professionnel sera toujours supérieure.

La vidéo de cet article fournit plus d'informations sur la façon de plier tuyaux en métal-plastique... Si dans le processus d'effectuer cette opération vous rencontrez des difficultés, posez des questions dans les commentaires, et j'essaierai certainement de vous aider.

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