Выбирая профильную трубу для несущих конструкций самостоятельно, заказчик понимает важность точных вычислений параметров и нагрузки. В этой статье мы попробуем разобраться, стоит ли экономить на расчетах.

С приходом лета начинается строительный сезон для компаний, владельцев коттеджей, дачных участков. Кто-то строит беседку, теплицу или забор, другие люди перекрывают кровлю или возводят баню. И когда перед заказчиком возникает вопрос о несущих конструкциях, чаще выбор останавливается на профильной трубе из-за низкой стоимости и прочности на изгиб при малом весе.

Какая нагрузка действует на профильную трубу

Другой вопрос, как рассчитать размеры профильной трубы так, чтобы обойтись «малой кровью», купить подходящую по нагрузке трубу. Для изготовления перил, оградок, теплиц можно обойтись без расчетов. Но если вы строите навес, кровлю, козырек, без серьезных расчетов нагрузки не обойтись.

Важно! Каждый материал сопротивляется воздействию внешних нагрузок, и сталь – не исключение. Когда нагрузка на профильную трубу не превышает допустимых значений, то конструкция согнется, но выдержит нагрузку. Если вес груза убрать, профиль примет исходное положение. В случае превышения допустимых значений нагрузки труба деформируется и остается такой навсегда, либо разрывается в месте сгиба.

Чтобы исключить негативные последствия, при расчете профильной трубы учитывайте:

размеры и сечение (квадратное или прямоугольное);
напряжение конструкции;
прочность стали;
типы возможных нагрузок.

Классификация нагрузок на профильную трубу

Согласно СП 20.13330.2011 по времени действия выделяют следующие типы нагрузок:

постоянные, вес и давление которых не меняется со временем (вес частей здания, грунта и т.д.);
временные длительные (вес лестницы, котлов в коттедже, перегородок из гипсокартона);
кратковременные (снеговые и ветровые, вес людей, мебели, транспорт и т.д.);
особые (землетрясения, взрывы, удар машины и т.д).

На заметку! К примеру, вы сооружаете навес во дворе участка и используете профильную трубу как несущую конструкцию. Тогда при расчете трубы учитывайте возможные нагрузки:

материал для навеса;
вес снега;
сильный ветер;
возможное столкновение автомобиля с опорой во время неудачной парковки во дворе.

Для этого воспользуйтесь СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». В ней есть карты и правила, необходимые для правильного расчета нагрузки профиля.

Расчетные схемы нагрузки на профильную трубу

Кроме типов и видов нагрузки на профили, при расчете трубы учитываются виды опор и характер распределения нагрузки. Калькулятор рассчитывает, используя только 6 типов расчетных схем.

Максимальные нагрузки на профильную трубу

Некоторые читатели задаются вопросом: «Зачем делать такие сложные расчеты, если мне нужно сварить перила для крыльца». В таких случаях нет необходимости в сложных расчетах с учетом нюансов, так как можно прибегнуть к готовым решениям (таб. 1, 2).

Таблица 1. Нагрузка для профильной трубы квадратного сечения
Размеры трубы, мм
Размеры трубы, мм	1 метр	2 метра	3 метра	4 метра	5 метров	6 метров
40х40х2	709	173	72	35	16	5
40х40х3	949	231	96	46	21	6
50х50х2	1165	286	120	61	31	14
50х50х3	1615	396	167	84	43	19
60х60х2	1714	422	180	93	50	26
60х60х3	2393	589	250	129	69	35
80х80х3	4492	1110	478	252	144	82
100х100х3	7473	1851	803	430	253	152
100х100х4	9217	2283	990	529	310	185
120х120х4	13726	3339	1484	801	478	296
140х140х4	19062	4736	2069	1125	679	429
Таблица 2. Нагрузка для профильной трубы прямоугольного сечения (рассчитывается по большей стороне)
Размеры трубы, мм
Размеры трубы, мм	1 метр	2 метра	3 метра	4 метра	5 метров	6 метров
50х25х2	684	167	69	34	16	6
60х40х3	1255	308	130	66	35	17
80х40х2	1911	471	202	105	58	31
80х40х3	2672	658	281	146	81	43
80х60х3	3583	884	380	199	112	62
100х50х4	5489	1357	585	309	176	101
120х80х3	7854	1947	846	455	269	164

Это интересно! Пользуясь готовыми расчетами, помните, что в таблицах 2 и 3 указана максимальная нагрузка, от воздействия которой труба согнется, но не сломается. При ликвидации нагрузки (прекращение сильного ветра) профиль вновь обретет первоначальное состояние. Превышение максимальной нагрузки даже на 1 кг ведет к деформации или разрушению конструкции, поэтому покупайте трубу с запасом прочности, в 2 – 3 раза превышающим предельное значение.

Методы расчета нагрузок на профильную трубу

Для расчета нагрузок на профили используются методы:

расчет нагрузки при помощи справочных таблиц;
использование формулы напряжения при изгибе трубы;
определение нагрузки при помощи специального калькулятора.

Как рассчитать нагрузку с помощью справочных таблиц

Этот метод точен и учитывает виды опор, закрепление профиля на опорах и характер нагрузки. Для расчета прогиба профильной трубы с помощью справочных таблиц необходимы следующие данные:

значение момента инерции трубы (I) из таблиц ГОСТ 8639-82 (для квадратных труб) и ГОСТ 8645-68 (для прямоугольных труб);
значение длины пролета (L);
значение нагрузки на трубу (Q);
значение модуля упругости из действующего СНиП.

Эти значения подставляют в нужную формулу, которая зависит от закрепления на опорах и распределения нагрузки. Для каждой расчетной схемы нагрузки формулы прогиба меняются.

Расчет по формуле максимального напряжения при изгибе профильной трубы

Расчет напряжения при изгибе вычисляется при помощи формулы:

где M – изгибающий момент силы, а W – сопротивление.

Согласно закону Гука сила упругости прямо пропорциональна величине деформации. Теперь подставляют значения для нужного профиля. Дальше формула уточняется и дополняется, исходя из характеристик стали для профильной трубы, нагрузки и т.д.

Вам будет интересно:

Компания «Мастград» изготовливает металлоконструкции: Ангары и быстровозводимые конструкции Навесы из поликарбоната и профнастила Решетки классические и кованные, раздвижные решетки типа...
Шуба для дачи Экологичная теплоизоляция Обустройство Старый каменный дом не слишком хорошо удерживал тепло и нуждался в утеплении. Хозяева решили...
Компания «Мастград» изготовливает раздвижные решетки...
От правильного выбора и качества исполнения фундамента зависит благополучие, возведенного на нем здания. Фундамент должен быть устойчивым, долговечным, что достигается...

Профилированная труба становится все более популярным строительным материалом. Она применяется для возведения таких строительных элементов, как перекрытие, несущий каркас, балка.

Такое широкое применение связано в первую очередь с простотой строительства, эксплуатации, обслуживания конструкций, а также небольшим весом самих изделий. Однако важно помнить, что, профильная труба должна иметь повышенную прочность на изгиб, а как ее рассчитать пойдет речь далее в статье.

Профильными называются трубы, имеющие в разрезе отличное от круглого сечение. Наиболее распространенными вариантами являются, прямоугольные и квадратные изделия. Как уже говорилось, особенная популярность этого вида связана с одним из его ключевых преимуществ – конструкция будет обладать небольшим весом.

Более того, специфическая форма значительно упрощает крепление как друг к другу, так к иным поверхностям. Данный тип строительных изделий, согласно ГОСТу, производится из широкого набора металлов и сплавов. Однако наиболее часто используемыми являются стальные профилированные трубы из углеродистой и низколегированной стали.

Каждый металл обладает важным природным качеством – точкой сопротивления. Она может быть как минимальная, так и максимальная. Последняя, например, является причиной деформации возведенных сооружений, ведет к перегибам и, как следствие, к изломам.

При выполнении загиба важно оценивать такие характеристики, как размер, сечение, вид изделия, его плотность, а также жесткость материала и его гибкость. Зная все эти общие свойства металла можно понять, как в процессе эксплуатации поведет себя конструкция.

Важно помнить, что когда вы будете сгибать изделие, внутренние части конструкции подвергаются сжатию, их плотность увеличивается, а сами они уменьшаются в размерах. Наружный слой, соответственно, становится длиннее, менее плотным, но более растянутым.

При этом срединные участки сохраняют свои изначальные характеристики даже после завершения процесса. Отсюда следует всегда помнить, что в процессе сгибания напряжение обязательно будет возникать даже в областях, максимально далеко расположенных от нейтральной зоны . Максимальное же давление будет в тех слоях, которые очень близко расположены к этой самой нейтральной оси.

Допустимые радиусы сгиба исходя из прочности материала

ГОСТы очень подробно регулируют как свойства и характеристики элементов, так и процедуру из трансформирования. К этому относится минимальный радиус изгиба профильной трубы. Он определяется в зависимости от условий, при которых осуществляется загиб. При сгибании с использованием песка, которым она набивается, или через нагревание наружный диаметр должен начинаться от 3,5DN.

Если у мастера есть возможность применять , которое позволяет осуществлять необходимые операции без нагревания или иных дополнительных действий, то в этом случае диаметр должен минимально составлять 4DN.

Если вы хотите выполнить сгиб, который бы был достаточно крутым, например для того, чтобы выполнить согнутый отвод канализации или трубопровод, то в этом случае диаметр должен составлять минимум 1DN, так как изгибание будет иными способами, преимущественно с применение высоких температур.

Разумеется, значения, предусмотренные государственными стандартами можно и немного уменьшать, тогда нужно очень внимательно производить расчет прочности трубы на изгиб. Если способ сгибания позволят быть уверенным, что толщина стенки уменьшится на 15% от изначальной, то в этом случае возможны отступления от ГОСТа, а само сгибание можно осуществлять меньше указанных величин, что не окажет существенного влияния на прочность в дальнейшем.

Применяемые формулы и таблицы

Для того чтобы успешно, без непредвиденных осложнений выполнить расчет трубы на прогиб, нужно вычислить размер детали в длину. Данная величина рассчитывается по несложной формуле, которая имеет вид:

L = 0.0175 × r × α + I

В этом выражении основные показатели представлены следующими буквенными выражениями:

r – радиус изгиба профильной трубы (мм);
α – соответствует углу, который вы в конечном итоге хотите получить;
I – расстояние в 100/300, используемое при работе со специальным оборудованием для удержания заготовки.

При осуществлении расчета трубы на прогиб важным этапом работы является вычисление сгибаемого элемента.

Смотреть видео

Осуществляя оценку, мы должны оценивать величину участка, которые необходимо изогнуть. Формула для этого чрезвычайно проста, она имеет следующий вид:

U = π × α / 180 (r + DH / 2)

Здесь входящие в формулу элементы можно представить следующим образом:

π в этом случае принимается равным 3,14;
α – представляет собой угол изгиба, выраженный в градусах;
r – радиус изгиба (мм);
DH – внешний диаметр.

Для удобства мастера и для наибольшей безопасности при проведении работ, а также при эксплуатации возведенных конструкций из меди и латуни ГОСТы содержат наименьшие показатели для основных характеристик, используемых для вычисления прочности профильной трубы на изгиб. Данная информация содержится в ГОСТах №494/90, №617/90.

Для вашего удобства основные характеристики, необходимые для определения прочности профильной трубы на изгиб – в таблице.

Таблица 1.

Если предыдущая таблица в основном содержала фиксированные значения для элементов из меди и латуни, то следующая будет содержать данные для стальных элементов. Эта таблица позволяет оценить нагрузку на изгиб профильной трубы (ГОСТ № 3262/75).

Таблица 2.

Как уже говорилось, важную роль в расчете прочности квадратной трубы на изгиб (равно как и круглой) играет толщина стенок. Именно поэтому следующая таблица позволяет при расчетах одновременно учитывать как толщину стенок, так и диаметр.

Таблица 3.

Технологический процесс изгиба

Как уже справедливо отмечалось, любая деформация металлической конструкции является причиной дополнительного напряжения на стенках конструкции. На внутреннем слое это связано с увеличением плотности металла из-за сжатия, а не внешнем участке причиной становится, наоборот, растяжение, уменьшающее плотность металла.

Во время сгибания ожидаемо меняется форма сечения. Это актуально для круглых, прямоугольных и труб имеющих форму квадрата. Для двух последних эти изменения не являются сильно выраженными, чего не скажешь о круглых.

Так кольцевой профиль становится овальным. Примечательно, что наибольшее изменение формы можно наблюдать непосредственно в месте сгиба, а чем дальше от него, тем более близкой к изначальной форме будет оставаться сечение.

Смотреть видео

Однако важно правильно оценивать силу воздействия, степень деформации трубы, чтобы избежать ненужных разломов, искривлений. Для детали, диаметр которой составляет до 20 мм, степень овальной деформации должна быть не выше 15%.

С увеличением профиля значение еще больше уменьшается и составляет всего 12,5%. Еще одним важным элементом является наличие складок (особенно этому подвержены изделия с тонкими стенками). Данный фактор очень важен, если изгибаемая конструкция будет служить трубопроводом.

Образуемые складки снижают проходимость, повышают сопротивление проходящей жидкости, увеличивают степень засорения. Так что при использовании изгибаемой трубы именно в этих целях, необходимо тщательно подходить к выбору толщины стенок изделия.

Какая нагрузка действует на профильный трубопрокат

Расчет прочности трубы на изгиб сводится к простому определению максимального напряжения на ту или иную точку конструкции. Важно понимать, из какого материала произведена профиль, так как каждый из них обладает своим показателем напряжения.

Для правильных вычислений нужно применять нужную формулу. В данном случае применяются положения закона Гука, которые гласят, что сила упругости прямо пропорциональна деформации. Выражение для расчетов имеет следующий вид:

НАПРЯЖЕНИЕ = M / W , где:

M – значение степени изгиба по оси, вдоль которой воздействует сила;
W – значение сопротивления сгиба, берущееся по той же оси.

Как узнать правильность расчетов?

Как уже говорилось, каждый металл или сплав имеет свои собственные нормальные значения напряжения. Именно определение этих величин является одной из основных задач, которые стоят перед вами, когда вы решили возвести постройку из профиля.

Для того чтобы быть уверенным в правильности результатов, нужно знать несколько важных правил и, разумеется, следовать им.

Все вычисления выполнять точно, аккуратно, не торопясь. На каждом этапе, следует руководствоваться соответствующими формулами, не стараясь подгонять значения под удобные для себя самого.
Рассчитав прочность профильной трубы на изгиб, следует следить за тем, чтобы полученные показатели не были больше установленных максимальных значений.
Принимать во внимание материал, из которого изготовлен профиль, толщину стенок, чтобы не допустить его разрушения или деформации, затрудняющей в будущем функционирование конструкции.
Перед выполнением вычислений необходимо схематично изобразить будущий элемент. На основании этого технического рисунка можно производить более точные расчеты, которые будут застрахованы от ошибок, связанный с неправильным пониманием формы конструкции.

Смотреть видео

Следуя всем необходимым правилам, а также технике безопасности, даже непрофессионал может быть уверен, что все его результаты по расчету прочности трубы на изгиб окажутся верными и результат будет успешным. Постоянная же проверка своих вычислений и контроль на каждом этапе выполнения работ является ключом к удачному завершению дела.

Добавить в закладки

Как правильно производить расчет профильной трубы на прогиб?

Роман Геннадьевич, Омск задаёт вопрос:

Добрый день! Возник такой вопрос: как произвести расчет профильной трубы на прогиб? То есть я хотел бы знать, какую максимальную нагрузку может выдержать профильная труба того или иного размера, чтобы с этим размером и определиться. Сам в этом не разбираюсь, поэтому прошу говорить понятными выражениями и пояснять все обозначения в формулах. Суть в том, что у меня есть некоторые идеи по устройству летнего навеса, хотел бы сделать его из стального профиля, вот и нужно точно знать, каких размеров его покупать, чтобы потом не пришлось переделывать. Заранее спасибо за ответы.

Эксперт отвечает:

Доброго времени суток! Расчет профильных труб на прогиб проводится с использованием простой формулы: M/W, где М - это изгибающий момент силы, а W - это сопротивление. Суть его проведения проста. В данном случае действует закон Гука: сила упругости имеет прямопропорциональную зависимость от деформации. Поэтому, зная степень деформации и максимальное значение напряжения для данного материала, можно подобрать нужный вам параметр.

Рисунок 1. Расчетные сопротивления основного металла строительных конструкций.

Итак, М=FL, где F - деформация, выраженная в килограммах, а L - это плечо силы, выраженное в сантиметрах. Плечо - это расстояние от точки крепления до точки приложения силы.

Также необходимо определить максимальную прочность (R), например, для стали Ст3 она равна 2100 кг/квадратный сантиметр.

Теперь для дальнейшего расчета преобразуем выражение и получим: R=FL/W, еще раз преобразуем и получим: FL=RW, откуда F=RW/L. Поскольку нам известны параметры, кроме W, то только его и остается найти. Для этого необходимы параметры профильной трубы, то есть а - это внешняя ширина, а1 - внутренняя, в - внешняя высота, в1 - внутренняя, а также правильно подставить их в равенства для нахождения неизвестного значения для разных осей: Wx = (ва^3 - в1(а1)^3)/6а, Wy = (aв^3- a1(в1)^3)/6в.

Если же изделие имеет квадратное сечение, то формула становится еще проще, так как теперь показатель W в обоих направлениях (по горизонтали и вертикали) будет одинаковым, да и само равенство упростится, так как длина и ширина профиля тоже одинаковы.

По данным равенствам расчеты можно сделать, используя обычный калькулятор. Значения для максимальных нагрузок являются справочным материалом, поэтому найти их в интернете не составит труда. На рис. 1 представлена небольшая такая таблица. В ней вы найдете необходимые цифры для разных видов стали на прогиб, растяжение и сжатие - может пригодиться.

22 Июль, 2016
Специализация: отделка фасадов, внутренняя отделка, строительство дач, гаражей. Опыт любителя-огородника и садовода. Также имеется опыт ремонта автомобилей и мотоциклов. Хобби: игра ни гитаре и много чего еще, на что не хватает времени:)

Для выполнения поворота трубопровода используются специальные фитинги – уголки и тройники. Однако, иногда возникают ситуации, когда необходимо выполнить изгиб трубы. Как правило, если за эту работу берется новичок, труба в месте изгиба сминается или даже ломается, поэтому далее я ознакомлю вас с некоторыми секретами народных умельцев, которые позволят вам успешно справиться с этой задачей в домашних условиях.

Способы изгиба труб

Потребность в изгибе труб может возникнуть в ряде случаев, к примеру, в процессе монтажа трубопровода, если нужно «обойти» какое-либо препятствие. Также нередко приходится прибегать к этой операции в процессе изготовления различных металлоконструкций, таких как навесы, теплицы, беседки и т.д.

Следует отметить, что если речь заходит об изгибе труб, то имеются в виду следующие их виды:

Металлические круглого сечения

Процесс изгиба металлических заготовок круглого сечение достаточно сложный, так как они легко деформируются, а иногда и рвутся. Поэтому когда изгибом занимаются в промышленных условиях, особенно если требуется маленький радиус, перед тем как осуществить эту операцию выполняют расчет трубы на изгиб.

В домашних условиях, конечно, точная формула расчета трубы на изгиб вам не понадобится. Единственное, нужно определить минимальный допустимый радиус. Его значение во многом зависит от способа, которым выполняется эта операция:

при нагреве набитой песком детали – R= 3.5хDH;
с использованием трубогибочного станка (изгибание холодным способом) – R=4хDH;
изгиб с получением рифленых складок (гнутье горячим способом) — R= 2.5хDH.

Получить минимальный радиус, равный двум диаметрам, можно методом горячей протяжки или штамповки. Однако, в домашних условиях осуществить такой изгиб невозможно.

В этих формулах используются следующие значения:

Надо сказать, что существует более универсальный расчет – радиус должен составлять не менее пяти диаметров трубы.

Итак, с теорией мы немного разобрались, теперь перейдем к практике. Как уже было сказано выше, существует несколько способов решения этой задачи. Наиболее простой из них – это использование специального станка – трубогиба.

Правда, цена подобного инструмента довольно высокая – стоимость гидравлического станка, который позволяет загибать заготовки диаметром до четырех дюймов, начинается 15000-16000 рублей. Стоимость ручного трубогиба, который позволяет работать с деталями диаметром до одного дюйма, составляет 4 700- 5 000 рублей.

Если вам придется часто заниматься подобной операцией, но при этом нет желания платить большие деньги за трубогиб, его можно сделать самостоятельно. На нашем портале вы можете найти подробную информацию о том, как сделать станок для изгиба профильных труб своими руками.

Однако, не всегда трубогиб имеется под рукой, к тому же, если вам нужно выполнить эту операцию единоразово, то приобретать ради этого инструмент, конечно же, не имеет смысла. В таком случае можно выполнить изгиб при помощи колышков.

Делается это следующим образом:

прежде всего нужно начертить радиус изгиба на подходящей площадке;
затем по контуру вкапываются металлические прутья. Располагать их желательно как можно ближе друг к другу. Для надежности прутья можно забетонировать.

Рядом с крайним прутом нужно вставить еще один, чтобы загибаемая деталь могла поместиться между ними. Это необходимо для ее фиксации;

далее надо засыпать в сгибаемую трубу соль или песок. При этом в отверстия с двух сторон следует забить пробки;
после этого деталь фиксируется между двумя первыми прутьями и затем загибается вокруг остальных прутьев, как показано на схеме выше.

Альтернативой этому варианту является использование крючков, которые крепятся к куску фанеры и образуют необходимый радиус, как на фото выше. Если же нужно получить меньший диаметр, в качестве шаблона следует использовать широкий диск или валик.

Надо сказать, что оба способа подходят для деталей диаметром не более 16-20 мм. Если же вы хотите загнуть заготовку большего диаметра, место сгиба следует хорошо разогреть.

Если вам нужно придать форму заготовкам из цветных металлов, прочность на изгиб которых значительно меньше, чем у стальных аналогов, можно воспользоваться пружиной. Последняя должна строго соответствовать внутреннему диаметру, так как вставляется внутрь трубки. Конечно, можно надеть пружину и снаружи, но в таком случае неудобно совершать изгиб.

Защитив трубку пружиной, она сгибается своими руками. Работу следует выполнять аккуратно, чтобы добиться нужного радиуса и при этом не повредить деталь.

Профильные

Профильные трубы гораздо сложней гнуться, так как благодаря своей форме имеют повышенную прочность. Изделия малого сечения можно загнуть описанными выше способами.

Также существует еще один способ изгиба профильной трубы, который позволяет работать с заготовками достаточно большого сечения. Принцип его следующий:

в заготовку нужно засыпать песок или соль, после чего надежно заткнуть торцы пробками;
далее деталь надо надежно зажать в тисках;
затем участок сгиба следует прогреть докрасна;
после этого заготовку надо править киянкой до получения нужного радиуса.

Если у вас имеется сварочный аппарат и болгарка, то вы сможете загнуть заготовки даже самого большого диаметра без особых усилий. Делается это следующим образом:

прежде всего на заготовке размечается радиус изгиба;
далее по всему радиусу нужно разметить полоски с трех сторон профильной заготовки. Чем меньше радиус, тем меньше должен быть шаг между полосками;
затем болгаркой выполняются пропилы с трех сторон детали по выполненной разметке;
теперь заготовка изгибается без каких-либо проблем;
после получения нужного угла, пропилы следует заварить;
в завершение работы нужно зачистить швы и зашлифовать.

Таким способом можно изготавливать детали даже сложной формы, при этом точность изгиба получается очень высокой. Однако, необходимо опыт работы с болгаркой и сварочным аппаратом.

Металлопластиковые

Металлопластиковые трубы с одной стороны гнутся очень просто, но с другой – легко ломаются. Поэтому выполнять работу нужно очень аккуратно. При этом следует помнить, что минимальный радиус изгиба металлопластиковой трубы аналогичен радиусу металлических заготовок, т.е. должен составлять не менее пяти диаметров.

Если диаметр трубы 16 мм, то загнуть ее можно без каких-либо специальных приспособлений. Делается это следующим образом:

возьмите деталь двумя руками сверху. При этом большие пальцы расположите под трубой, параллельно ей, и сомкните друг с другом, как показано на фото выше;
затем двумя руками сгибайте трубу и обязательно обеспечьте упор большими пальцами;
согнув трубу до необходимого радиуса, сместите ее в ладонях влево или вправо, и затем повторите процедуру;
таким образом изгибайте заготовку и перемещайте ее до тех пор, пока не получите нужный угол.

Чтобы «набить руку», потренируйтесь выполнять данную процедуру на труб, так как вполне вероятно, что поначалу заготовки у вас будут ломаться.

Трубу диаметром 20 мм согнуть вокруг пальцев гораздо сложней. Поэтому в качестве упора можно использовать любую другую подходящую поверхность. Однако, удобней всего выполнять эту работу с использованием пружинного кондуктора, который может быть как наружным, так и внутренним, т.е. который вставляется внутрь заготовки.

Чтобы выполнить изгиб внутренним кондуктором посередине длинной заготовки, привяжите его к веревке и затем протолкните на нужную глубину. После выполнения изгиба, вытяните пружину, потянув за веревку.

Вывод

Как мы выяснили, существует довольно много народных способов изгиба труб. Немного потренировавшись, вы сможете добиться хороших результатов. Однако, следует помнить, что качество изгиба, выполненного на профессиональном оборудовании, будет всегда выше.

Видео в этой статье содержит дополнительную информацию о том, как изгибать металлопластиковые трубы. Если в процессе выполнения этой операции у вас возникли какие-либо сложности, задавайте вопросы в комментариях, и я обязательно постараюсь вам помочь.

22 июля 2016г.

Если вы хотите выразить благодарность, добавить уточнение или возражение, что-то спросить у автора - добавьте комментарий или скажите спасибо!

В промышленном и частном строительстве распространены профильные трубы. Из них конструируют хозяйственные постройки, гаражи, теплицы, беседки. Конструкции бывают как классически прямоугольными, так и витиеватыми. Поэтому важно правильно сделать расчет трубы на изгиб. Это позволит сохранить форму и обеспечить конструкции прочность, долговечность.

Свойства сгибаемого металла

Металл имеет свою точку сопротивления, как максимальную, так и минимальную.

Максимальная нагрузка на конструкцию приводит к деформациям, ненужным изгибам и даже изломам. При расчетах обращаем внимание на вид трубы, сечение, размеры, плотность, общие характеристики. Благодаря этим данным известно, как поведет себя материал под воздействием факторов окружающей среды.

Учитываем, что при давлении на поперечную часть трубы напряжение возникает даже в точках, удаленных от нейтральной оси. Зоной наиболее касательного напряжения будет та, которая располагается вблизи нейтральной оси.

Во время сгибания внутренние слои в согнутых углах сжимаются, уменьшаются в размерах, а наружные слои растягиваются, удлиняются, но средние слои сохраняют и после окончания процесса первоначальные размеры.

Трубы с изгибом широко применяются в повседневной жизни

Как сделать правильные расчеты

Расчет профильной трубы на прогиб – это определение степени максимального напряжения на конкретную точку трубы.

У каждого материала существуют показатели нормального напряжения. Они не влияют на само изделие. Чтобы правильно сделать расчеты, следует применить специальную формулу. Нужно следить за тем, чтобы показатели не превышали максимально допустимые значения. По закону Гука возникающая сила упругости прямо пропорциональна деформации.

При расчете изгиба необходимо также применять и формулу напряжения, которая выглядит как М/W, где М – показатель изгиба по оси, на которую и приходится усилие, а вот W – это показатель сопротивления изгиба по этой же оси.

Изгиб трубы должен быть правильным и точным

Технологический процесс изгиба

Гнутье создает в стенках металла определенную степень напряжения. На наружном участке получается растягивающее напряжение, а на внутреннем – сжимающее. Благодаря этим воздействиям изменяется наклон оси.

В процессе изгиба на согнутом месте меняется форма поперечного сечения. В результате кольцевой профиль приобретает овальную форму. Более четкая форма овала просматривается на середине прогиба, а вот к концу и к началу деформация понижается.

Для труб с сечением до 20 мм овальность в деформированном месте не должна превышать 15 %. Для труб с сечением 20 и больше – 12,5%.

Обратить внимание следует на то, что на вогнутом месте у тонкостенной продукции могут возникнуть складки. Они, в свою очередь, негативно сказываются на функционировании системы (снижают проходимость рабочей среды, повышают уровень гидравлического сопротивления, степень засорения).

Изогнутые трубы используются в промышленности и в частном строительстве

Допустимые радиусы сгиба трубы

Согласно государственным стандартам трубы имеют минимальный радиус изгиба.

Если сгибание осуществляется путем нагревания и набивкой песком, наружный диаметр трубы составляет не менее 3,5DN.

Формирование трубы на трубогибочном станке (без нагрева) – не менее 4DN.

Сгиб при нагреве газовой горелкой или в печи для получения наполовину рифленых складок возможен при показателе в 2,5DN.

Если сгиб предусматривается крутой (для согнутых канализационных отводов, изготовленных путем горячей протяжки или же способом штамповки) – не меньше 1DN.

Сгиб трубы может быть меньше указанных показателей. Однако это возможно в том случае, если метод производства гарантирует, что стенки трубы утончатся на 15% от общей толщины.

Расчет на прочность при изгибе трубы выполняем ответственно.

Изгиб трубы различного диаметра

Формулы и таблицы

Чтобы сделать расчет трубы на прогиб, определяем длину детали. Она высчитывается по данной формуле:

L=0.0175∙R∙α+l

R – это радиус изгиба в мм;

α – величина угла;

І – прямой участок в 100/300, необходимый для захвата изделия (в работе с инструментом).

Осуществляя расчет на изгиб профильной трубы, учитываем размер сгибаемого элемента. Он определяется по следующей формуле:

А=π∙α/180(R+DH/2)

Значение числа π = 3,14;

α – угол изгиба в градусах;

R – величина радиуса (значение в расчет берется в мм);

DH – диаметр по внешней стороне трубы.

Минимальные радиусы сгиба для медных и латунных изделий поданы в таблице. Данные соответствуют Гостам №494/90 и №617/90. Кроме того, здесь также поданы величины по внешнему диаметру, минимальная длина статично свободной части.

Гибка профильных труб может выполняться на специальных станках

Схема изгиба трубы

Сделать расчет круглой трубы на изгиб поможет следующая таблица. Она включает данные, относящиеся к стальным аналогам (показатели соответствуют ГоСТ № 3262/75).

Размеры трубы		Минимальный радиус сгиба		Минимальная длина свободной части
Условный проход	Внешний	В горячем состоянии	В холодном состоянии	Минимальная длина свободной части
8	13,5	40	80	40
10	17	50	100	45
15	21.3	65	130	50
20	26.8	80	160	55
25	33.5	100	200	70
32	42.3	130	250	85
40	48	150	290	100
50	60	180	360	120
65	75.5	225	450	150
80	88.5	265	530	170
100	114	340	680	230

Чтобы не ошибиться в расчетах, следует также учесть диаметр, толщину стенок труб.

Ручной гидравлический трубогиб

Сгиб трубы своими руками

Если осуществляется сгиб своими руками, поможет расчет трубы на изгиб, формула которого проста и универсальна (это 5 диаметров трубы).

Рассчитаем изгиб на детали с сечением в 1,6 см.

1-ый шаг: нужно четко представлять, какая окружность получится в результате (для правильного изгиба нужна одна четвертая окружности).

2-ой шаг: определяем радиус – 16 умножаем на 5. Результат – 80 мм.

3-ий шаг: вычисление начальных точек для изгиба. Для этого используется формула C=2π∙R:4. Величина С – это та длина трубы, которая будет использоваться в работе. Используется два числа пи, а также показатель наружного радиуса трубы.

4-ый шаг: величины заменяются известными данными: 2∙14∙80:4. В результате получим 125 мм. Это и будет длина участка, на котором минимальный радиус изгиба составит 80 мм.

Если с формулами работать не получается, делаем расчет профильной трубы на прогиб, используя калькулятор (специальную программу несложно найти в Интернете).

Различают несколько видов такого инструмента. Сегментное приспособление для изгиба предусматривает работу по основаниям особых шаблонов. Их форма уже рассчитана под определенный диаметр и форму сгиба. Инструмент помогает видоизменять трубы до 180˚.

Дорновое оборудование имеет сегмент, который перемещается внутри будущего изделия. Благодаря этому предотвращается деформация, открывается доступ сразу к нескольким участкам.

Какой бы вид инструмента не использовался, помним, что залогом успешного монтажа являются точные, неоднократно проверенные расчеты.