12.06.2019

Kvadratinių ir apvalių vamzdžių palyginimas pagal stiprumą lenkiant. Apskritimas ar kvadratas? Tvoros stulpų pasirinkimas Kas stipriau lenkiant vamzdį ar kvadratą


Geriausias pagrindas yra metaliniai vamzdžiai tvorai – patvarūs, lengvai montuojami ir ilgaamžiai. Ant metalinio rėmo galite lengvai pritvirtinti bet kokią apgaubiančią medžiagą - medieną, profiliuotą plieno lakštą, tinklelį, korinį polikarbonatą, asbesto ar cemento skutimosi lakštus.

Biudžeto kūrėjus dažnai stabdo aukšta metalo kaina. Tačiau palyginę metalinės tvoros tarnavimo laiką su medine, pamatysite priešingai.

Metaliniai stulpai ir gyslos tarnaus mažiausiai 50 metų, o medinį tvoros karkasą per šį laikotarpį teks keisti 3-4 kartus su visomis iš to išeinančiomis išlaidomis.

Mokslo, tiriančio medžiagų atsparumą (sopromatas), požiūriu, naudingiausia yra apvali vamzdžio dalis. Su minimaliu medžiagos kiekiu jis užtikrina maksimalų tvirtumą.

Jei atsižvelgsime į montavimo paprastumą, apvalūs vamzdžiai yra prastesni už profilinius. Stačiakampius stelažus ir sijas patogiau pjauti ir sujungti suvirinant. Plokščias kontaktinis paviršius leidžia tvirtiau ir griežčiau pritvirtinti visus tvoros elementus nei apvalią.

Kaip jau minėjome, tokio paties svorio apvalus vamzdis yra stipresnis nei profilinis vamzdis lenkimui. Todėl nusprendę tvorai įsigyti apvalaus profilio stelažus, sumažindami metalo svorį sutaupysite pinigų. Be to, apvalų vamzdį patogiau montuoti į minkštą dirvą, įsukant jį antkakliu.

Visos tvoros konstrukcijos patikimumas tiesiogiai priklauso nuo atraminio rėmo medžiagos.

Įstatykite medinius stulpelius, o tvora jūsų svetainėje tarnaus ne ilgiau kaip 10 metų. Mediena, net ir antiseptinė, yra jautri irimui.

Betonas yra patikimesnis pasirinkimas. Tačiau montuojant tokią konstrukciją kyla sunkumų tvirtinant bėgius.

Gręžti armuotą stulpą nėra lengva, be to, ne visi kūrėjai gali jame kokybiškai įrengti hipotekas.

Didelę reikšmę turi tvoros stulpų žingsnis. Optimalus - 2,5 metro. Vietovėje, kurioje pučia stiprus gūsingas vėjas, jis turėtų būti sumažintas iki 2 metrų.

Žemoms tvoroms (mažiau nei 1,5 metro) galima naudoti kvadratinį 40x40x2 mm arba 60x60x2 mm vamzdį su gyslomis, kurių pjūvis yra 30x20x2 mm arba 40x20x2 mm.

Šiek tiek apie stačiakampį vamzdį

GOST R 54157-2010 „Plieniniai profiliniai vamzdžiai metalinėms konstrukcijoms“, šis standartas taikomas apvaliems, kvadratiniams, stačiakampiams, ovaliems ir plokščio-ovaliems vamzdžiams, skirtiems metalo konstrukcijoms, pagamintoms iš anglies ir mažai legiruoto plieno.

Stačiakampio profilio vamzdžių matmenys:

– 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

Didelis plieninių stačiakampių vamzdžių pliusas yra efektyvi galimybė sąveikauti su simetriško paviršiaus plokštumomis, o tai gali žymiai išplėsti naudojimo sritį apskritai. Stačiakampio formos vamzdžių atkarpa padidina galutinio žaliavos gaminio funkcinės orientacijos diapazoną, tačiau verta nedelsiant išskirti tas sritis, kuriose nenaudojami vamzdžiai su panašia sekcija, o tai, visų pirma, transportavimas. dujinių medžiagų, vandentiekio ir kitų sistemų.

Pagrindinės sritys ir pritaikymas:

- Mažos apimties statyba (rečiau - didelės apimties)

- Mechaninė inžinerija

– Montavimo darbai, tiek išoriniai, tiek vidiniai

– Plataus profilio plieninės konstrukcijos

– Vartojimo prekių gamyba

Vamzdinės karkasinės tvoros įrengimo schema

Stelažams naudojamas profilinis vamzdis turi būti pasuktas plačiąja puse statmenai apkalai. Tai padidins stulpų tvirtumą vėjo, linkusio sulenkti plačią tvoros „burę“, atžvilgiu.

Skirtingai nuo vientisos tvoros iš profiliuoto lakšto, plieninės tinklinės tvoros karkaso iš vamzdžių montavimas yra mažiau atsakingas. Net uraganinis vėjas šiam dizainui nėra baisus, nes tinklelis nesukuria didelio aerodinaminio pasipriešinimo.

Čia pagrindinis uždavinys – užtikrinti pagrindo stabilumą, todėl pakankamas įsiskverbimas į žemę ir stulpų betonavimas yra būtina visos konstrukcijos stabilumo sąlyga.

Profiliniai vamzdžiai, naudojami kaip konstrukcinės dalys ir statybiniai elementai, yra pagaminti iš tuščiavidurių strypų su kvadratine arba stačiakampe sekcija. Profilinis vamzdis savo savybėmis panašus į metalinę siją, tačiau dėl mažesnio svorio ir keturių standiklių yra plačiau naudojamas. Lenkiant pagrindinė apkrova veikia kraštutines gaminio dalis, o sijos šerdis nepatiria didelių deformacijų, todėl profilinio vamzdžio stipris lenkti nesiskiria nuo tos pačios sekcijos vientiso gaminio.

Profiliniai vamzdžiai, pagaminti su kvadratine sekcija, turi tokį patį atsparumą lenkimo jėgai, kuri nukreipta statmenai bet kuriam paviršiui. Stačiakampiai vamzdžiai yra atsparesni lenkimui išilgai plačios pusės.

Dėl skerspjūvio uždarumo padidėja šio tipo profilio atsparumas sukimui, todėl galima naudoti profilinius vamzdžius kuriant arkinius skliautus, stačius stogus ir briaunuotus kupolus.

Apvalių ir kvadratinių vamzdžių stiprumo rodiklių palyginimas

Profiliniai vamzdžiai turi daug privalumų, palyginti su apvaliais, kai naudojami kaip laikantysis konstrukcijų elementas. Kvadratinių vamzdžių naudojimas leidžia sumažinti konstrukcijos paviršiaus plotą ir sumažinti gaminio svorį, o tai užtikrina efektyvų jų naudojimą kaip jungiamųjų ir karkasinių pastatų dalių dalį ir leidžia sukurti sudėtingesnes inžinerines konstrukcijas su minimalios medžiagų sąnaudos.

Lenkimo stiprio indeksas nustatomas atsižvelgiant į skersinį inercijos momentą. Dėl vienodo metalo pasiskirstymo profilio perimetru, kvadratiniams vamzdžiams būdingi dideli sukimosi spinduliai, palyginti su jų skerspjūvio plotu, o tai užtikrina jų panaudojimo efektyvumą presuotų-lenktų ir presuotų strypų gamybai.

Esant vienodiems skerspjūvio ploto, skersmenų ir sienelių storio rodikliams, kvadratiniam vamzdžiui sulenkti reikia daugiau pastangų. Esant vienodo stiprumo medžiagoms ir vienodam gaminių savitajam sunkiui tiesiniam metrui, kvadratinių ir apvalių vamzdžių skerspjūvio stiprumo lenkimui rodikliai turi panašias vertes, o apskrito skerspjūvio sukimosi spindulys viršija šį rodiklį. kvadratinis skerspjūvis.

Ką geriau naudoti kaip gofruotus tvoros stulpus? 99% į šį klausimą atsakys vienareikšmiškai – metalinis vamzdis. Ir visiškai teisingai. Plieninis vamzdis yra ekonomiškiausia ir patvariausia medžiaga, turinti pakankamai stiprumo lenkimo (pirmiausia) apkrovoms.

Kitas klausimas: kurį vamzdį geriau naudoti – apvalų ar kvadratinį? Čia ne viskas taip aišku. Nuomonės pasiskirsto maždaug po lygiai. Šiame straipsnyje pristatome savo viziją šiuo klausimu. Estetikos ir dizaino klausimus paliekame už skliausteliuose – „Skoniui ir spalvai bendražygių nėra“, kaip sakoma... Tvoros stulpų stiprumo skaičiavimo klausimai išsamiai aptariami kitame straipsnyje.

Taigi, kvadratinis vamzdis, be jokios abejonės, turi didelį lenkimo stiprumą. Jo atsparumo momentas yra maždaug 1,7 karto didesnis nei apvalaus vamzdžio su panašiais parametrais (išorinis skersmuo ir sienelės storis). Taip yra, jei statote stulpą lygiagrečiai tvoros plokštumai, kaip tai daro 99% kūrėjų. (Beje, jei statysite stulpus įstrižai - kampu į tvoros plokštumą, pasipriešinimo momentas padidės tik 1,2 karto, palyginti su apvaliu vamzdžiu.)

Tačiau šis montavimo būdas turi gana reikšmingą trūkumą: rąsto pritvirtinimo prie stulpo vietoje neišvengiamai susidaro korozijos centras, kurio sustabdyti ar užkirsti kelią beveik neįmanoma. Faktas yra tas, kad toje vietoje, kur vamzdžiai persidengia, susidaro vėjui atspari ertmė, kurioje nuolat yra drėgmės (po lietaus) ir puiki deguonies prieiga. Ir tai yra dvi sąlygos, kurioms esant metalas itin greitai rūdija. Suvirinimo siūlės buvimas tik padidina problemą. Per kelerius metus suvirintoji jungtis visiškai suardoma ir tvorą reikia taisyti arba pakeisti. Labiausiai erzina tai, kad šios vietos negalima apginti ar bent jau sulėtinti naikinimo tempą. Metalas rūdija iš vidaus!

Daugelis žmonių išeina iš padėties nupjaudami tvoros stulpelius iki kelių tvoros stulpų pakopų ir suvirindami juos nuo galo iki galo prie kiekvieno stulpelio. Tačiau be ženkliai didesnių darbo sąnaudų (ir tokio įrengimo sąnaudų), stipriai sumažėja tvoros plokštumoje esančios laikančiosios konstrukcijos standumas ir stiprumas. Pagrindiniai apkrauti tokio dizaino elementai yra tik suvirinimo siūlės, ir tai neteisinga inžineriniu požiūriu. Žiemą šerkšno jėgos gali pakelti kai kuriuos stulpus. Suvirintos jungtys suardomos ir veikia kaip vyriai (neveikia). Be kita ko, reikalinga aukšta suvirinimo darbų kokybė, nes būtina užtikrinti sandarią suvirinimo siūlę, kad būtų išvengta korozijos problemų jau sijos vamzdžio viduje.

Daugelis klaidingai mano, kad gofruotas lakštas suteikia papildomo konstrukcijos tvirtumo. Deja, taip nėra. Kai tvora pasvirusi, paklodė tiesiog suplyšta tvirtinimo taškuose.

Be aukščiau nurodyto pagrindinio kvadratinių stulpų trūkumo, reikėtų atkreipti dėmesį į kitus:

  • Padidėja įrengimo sudėtingumas: be vertikalumo užtikrinimo, būtina užtikrinti, kad vienas aikštės paviršius būtų toje pačioje plokštumoje su tvoros linija.
  • Didelė kvadratinio vamzdžio kaina - vamzdis sveria 30% daugiau nei panašus apvalus vamzdis ir kainuoja apie 35% daugiau
  • Suvirinimo siūlės buvimas. Kvadratinės (stačiakampės) skerspjūvio vamzdžiai gaminami tik suvirinimo technologija. Vienoje pusėje yra suvirinta siūlė per visą vamzdžio ilgį. Vamzdis pradeda aktyviai rūdyti, o dažymas praktiškai neapsaugo nuo korozijos atsiradimo išilgai suvirinimo.

Rąstai prie tokių stulpų perdengiami dviem trumpomis siūlėmis rąsto viršuje ir apačioje. Jungtis yra išvalyta, lengvai apsaugota nuo korozijos dažais ir tarnauja daugelį metų ir dešimtmečių. Suvirintos siūlės atsparumas tempimui yra pakankamas (daugiau nei 1,5 tonos vienam rąstui). Tai 15 kartų didesnė už audros vėjo sukeltą apkrovą (25 m/s, 2 m aukščio tvorai su 2,5 m atstumu tarp stulpų). Dėl to, kad rąstai nėra pjaunami, tvoros laikančioji konstrukcija yra kuo standesnė ir neleidžia iš žemės kyšoti vienai kolonai. Tiesą sakant, stulpą nuo išsipūtimo saugo du kaimyniniai.

Optimaliausias, galbūt net geriausias sprendimas – vamzdžių vamzdžių tvoros stulpai. Jis yra storasienis ir besiūlis, pagamintas iš itin tvirto plieno (takumo stipris siekia 116 kgf/mm2, o tai 5,5 karto didesnis nei įprastų vamzdžių). Dėl didelio plieno stiprumo tokie stulpai yra daug tvirtesni už proporcingą kvadratinį ir kainuoja apie 2 kartus pigiau. Ant vamzdžių stulpų galima montuoti 4 metrų ar aukštesnes tvoras!

Vamzdžių stulpų ir kitų medžiagų tvoros statybai kainos: