Profilové trubky jsou široce používány v soukromé i průmyslové výstavbě. Z nich vytvářejí altány, skleníky, garáže, přístavby, billboardy. Vzory jsou nejen klasické obdélníkové, ale mohou mít také nejrůznější konfiguraci. Proto je velmi důležité správně vypočítat maximální přípustný ohyb potrubí. To poskytne budově pevnost, odolnost a umožní zachovat její původní tvar.
Při výrobě konstrukcí z profilových trubek se nesmí ohýbat „okem“ - měly by být provedeny příslušné výpočty
Obsah
Vlastnosti a vlastnosti tvarovaných trubkových výrobků
Obvykle se trubky označují jako trubky, jejichž průřez se liší od zaoblení. Nejběžnějšími možnostmi jsou čtvercové a obdélníkové produkty. Obzvláště jsou oblíbené díky skutečnosti, že výsledný design vytvořený na jejich základě má relativně nízkou hmotnost. Navíc! Díky svému specifickému tvaru je upevnění trubkových prvků k různým povrchům ak sobě navzájem značně zjednodušeno.
Tyto stavební výrobky jsou vyráběny z široké škály slitin a kovů. Nejčastěji se však používají profilové trubky z nízkouhlíkové a uhlíkové oceli. Každý kov je charakterizován tak přirozenou kvalitou jako bod odporu. Může to být maximální i minimální. První způsobuje zejména deformaci konstruovaných struktur, vede k excesům, které mohou vést k zalomení.
Při ohýbání je důležité vzít v úvahu takové vlastnosti, jako je typ výrobku a jeho hustota, průřez, velikost, jakož i pružnost materiálu a jeho tuhost. Znát všechny tyto vlastnosti kovu, bude dodavatel schopen pochopit, jak se bude struktura chovat během provozu.
Kromě toho je třeba si uvědomit, že když je produkt ohnutý, jeho vnitřní části jsou stlačeny, což vede ke zvýšení jejich hustoty a ke zmenšení velikosti. Délka vnější vrstvy se podle toho zvětšuje, stává se nataženým, ale méně hustým. Navíc i na konci procesu jsou zachovány počáteční vlastnosti středních sekcí.
Při ohýbání potrubí je třeba vzít v úvahu vlastnosti materiálu, ze kterého je vyrobena, jeho rozměry a tloušťka stěny
Důležité! Napětí během ohýbání profilu trubky se nutně objeví i v segmentech produktu co nejdále od neutrální zóny. Obzvláště vysoký tlak zažije vrstvy umístěné v bezprostřední blízkosti výše neutrální zóny.
Jak ovlivňuje pevnost materiálu přípustné poloměry ohybu?
GOSTs působící na území naší země dostatečně podrobně regulují vlastnosti a vlastnosti prvků použitých při výpočtu ohybové pevnosti potrubí. Nejprve v této souvislosti uvažujeme minimální poloměr, o který je dovoleno ohýbat tvarovaný trubicový produkt. Závisí to na podmínkách ohybu. Pokud se tento postup provádí zahříváním nebo vyplněním dutiny potrubí pískem, začíná hodnota vnějšího průměru 3,5 DN (DN znamená podmíněný průchod).
V případě, že dodavatel může použít speciální zařízení (například ohýbačka trubek), které vám umožní provádět řadu nezbytných operací bez zahřívání nebo jiných dodatečných opatření, pak je minimální průměr 4 DN.
Pokud je nutné provést dostatečně ostrý ohyb, měl by být průměr alespoň 10 DN, protože tento postup bude proveden jinými metodami, zejména při vysokých teplotách.
Hodnoty poskytované státními normami mohou být samozřejmě mírně sníženy, ale pak je nutné pro ohýbání profilů velmi pečlivě vypočítat. Odchylky od GOST jsou možné, pokud je při použité metodě ohybu zaručena změna tloušťky stěny z původního o 15%. Teprve pak si můžete být jisti, že ohyb menšími hodnotami nebude mít v budoucnu významný vliv na pevnost konstrukce.
Potrubí je možné ohýbat na maximální přípustný poloměr pouze pomocí speciálního stroje nebo zařízení
Jaké vzorce a tabulky se používají
Pro správný výpočet pevnosti trubky v ohybu je nutné zjistit délku dílu. To se provádí podle následujícího vzorce:
D = 0,0175 × P × Y + p1, kde
D je délka obrobku; P je poloměr ohybu trubky (mm); Y je požadovaný úhel ohybu; p1 je vzdálenost potřebná k upnutí obrobku při použití speciálního vybavení.
Dále vyhodnotíme velikost navrhované sekce ohybu podle tohoto vzorce:
D1 = π × Y / 180 (P + DN / 2), kde
D1 - délka ohnutého úseku; π je známá matematická konstanta; Y - úhel ohybu (stupně); DN - průměr na vnějším povrchu trubky (mm).
GOST č. 617/90 a č. 494/90 obsahují nejmenší hodnoty hlavních charakteristik, na jejichž základě se vypočítává pevnost produktu profilových trubek v ohybu.
Dobré vědět! Tento přístup - regulace minimálních hodnot - poskytuje pohodlí velitele, jakož i nejvyšší bezpečnost při provádění prací a samozřejmě při provozu konstrukcí, zejména z mosazných a měděných profilů.
Hlavní charakteristiky použité při výpočtu pevnosti v ohybu potrubí jsou uvedeny v následující tabulce.
stůl 1
| Minimální poloměr ohybu | Minimální volná délka | Vnější průměr |
| 90 | 60 | 30 |
| 72 | 55 | 24 |
| 36 | 50 | 18 |
| 30 | 45 | 15 |
| 24 | 35 | 12 |
| 20 | 30 | 10 |
| 16 | 25 | 8 |
| 12 | 18 | 6 |
| 8 | 12 | 4 |
| 6 | 10 | 3 |
Údaje v této tabulce se týkají trubkových mosazných a měděných výrobků. A výpočet ohybového zatížení profilové trubky z oceli se provádí podle níže uvedených údajů (GOST č. 3263/75).
tabulka 2
| Velikost potrubí | Volná délka (minimum) | Minimální poloměr ohybu | ||||
| Podmíněné povolení | Vnější průměr | Horký stav | Chladný stav | |||
| 100 | 114 | 230 | 340 | 680 | ||
| 80 | 88,5 | 170 | 265 | 530 | ||
| 65 | 75,5 | 150 | 225 | 450 | ||
| 50 | 60 | 120 | 180 | 360 | ||
| 40 | 48 | 100 | 150 | 290 | ||
| 32 | 42,3 | 85 | 130 | 250 | ||
| 25 | 33,5 | 70 | 100 | 200 | ||
| 20 | 26,8 | 55 | 80 | 160 | ||
| 15 | 21,3 | 50 | 65 | 130 | ||
| 10 | 17 | 45 | 50 | 100 | ||
| 8 | 13,5 | 40 | 40 | 80 | ||
Mezi hlavní parametry, které je třeba brát v úvahu při určování ohybového zatížení, patří tloušťka stěny a průměr obrobku. Korelace těchto dvou ukazatelů je uvedena v následující tabulce. Mimochodem, informace v něm obsažené mohou být použity pro výpočet zatížení na trubce kruhového průřezu.
Tabulka 3
| Průměr (mm) | Poloměr ohybu (minimum) pro tloušťku stěny | |
| Tloušťka je větší než 2 mm | Tloušťka menší než 2 mm | |
| 60/140 | 5 D | 7D |
| 35/60 | 4D | 6D |
| 20/35 | 3D | 5 D |
| 5/20 | 3D | 4D |
Je tu ještě jedna věc. Různé online kalkulačky, které jsou k dispozici na internetu, jsou povinny nahradit ruční výpočet zatížení daného typu. Pracují podle vzorců v nich stanovených a zaměřených na různé vzorky výrobků z trubek. Rozsah použití moderního online kalkulačky je velmi široký: počínaje nejjednodušším výpočtem kulaté trubky pro průhyb a končící výpočtem zatížení profilové trubky, když je ohnutá.
Deformace trubek v ohybu je někdy nevyhnutelná, ale může zhoršit výkon hotové konstrukce
Proces ohýbání
Jakákoli deformace vede ke snížení únosnosti profilové trubky a je doprovázena výskytem dlouhodobého napětí na jejích stěnách. Na vnitřní vrstvě se v důsledku stlačování kovu hustota zvyšuje a na vnější straně napětí naopak snižuje hodnotu tohoto indikátoru. Tvar průřezu se také mění podle očekávání. Kombinace těchto faktorů vede ke skutečnosti, že únosnost konstrukce v ohybu je výrazně snížena. To platí pro kulatou trubku i pro produkt obdélníkové a čtvercové trubky. Navíc u posledních dvou není tento jev tak výrazný než u trubky s kruhovým průřezem.
V každém případě je však třeba pečlivě přistupovat k posouzení míry působícího zatížení během ohýbání obrobku. Pak se na něm neobjeví zbytečné chyby a zakřivení. Z hlediska funkčního účelu se to týká především kruhových trubek, z nichž se vyrábějí ohyby pro vodovodní systémy.
Dobré vědět! Vytvořené záhyby vedou k blokování, zvyšují odolnost transportované tekutiny a snižují propustnost pracovního média.
Stupeň oválné deformace pro část s průměrem do 20 mm by proto neměl překročit 15 procent. S nárůstem průměru klesá hodnota tohoto ukazatele na úroveň 12,5 procenta. Stejná čísla se také používají pro stanovení optimálního zatížení pro vychýlení trubky s průřezem profilu a výše uvedené průměry se vztahují na obdélník (a) nebo čtverec (a) kruhu popsaného / popsaného v / kolem.
Použijte Hookeův zákon
Výpočet ohybové pevnosti trubicového výrobku je podle Hookova zákona snížen na jednoduché stanovení maximální hodnoty napětí pro sledovaný strukturální bod. V tomto případě je důležité zvážit, z jakého materiálu je profil vyroben, protože každý z nich je charakterizován vlastním indikátorem napětí.
Podle Hookova zákona je elastická síla přímo úměrná stupni deformace. Pro výpočty se obecně používá následující vzorec:
H = P / V, kde
N je napětí; P je velikost ohybu podél osy aplikované síly; V je hodnota ohybového odporu, která se bere podél výše uvedené osy.
Při ohýbání trubek je třeba mít na paměti, že zatížení obrobku by nemělo být příliš silné, jinak by potrubí jednoduše prasklo
Stanovení normální hodnoty odporu je součástí kruhu hlavních úkolů osoby, která se rozhodla postavit strukturu z profilu. A použití vzorce pro výpočet optimální úrovně síly působící na potrubí zahrnuje ověření správnosti výsledků. K tomu potřebujete znát řadu pravidel a samozřejmě je dodržovat. Jsou stručně formulovány takto:
- Před provedením výpočtů je nutné nakreslit alespoň náčrt budoucího návrhu. Budete tedy pojištěni proti chybám způsobeným nedorozuměním tvaru struktury;
- aby se zabránilo deformaci nebo zničení profilu, který brání provozu budovy, je třeba vzít v úvahu materiál její výroby a tloušťku stěny;
- Po výpočtu ohybové pevnosti trubky je nutné výsledky pečlivě prostudovat. Nesmí překročit maximální hodnoty.
Základním pravidlem je: provádět výpočty pomalu, přesně, přesně. Použijte vhodné vzorce v každé fázi, neupravujte hodnoty na ty, které jsou pro vás prospěšné.
