Расчет трубы: как рассчитать вес, массу и объем трубы

Формула расчета веса круглой трубы – Трубы и сантехника

Перед покупкой часто необходимо рассчитать, сколько весит труба стальная. На то есть две причины:

• необходимо определить прочность будущей конструкции;
• труба продается именно по весу.

В любом ГОСТ-е есть таблица весов труб стальных, в которой указана стандартная масса одного метра. Но реальные значения могут отличаться от стандартного, даже в том случае, когда показатели диаметра и толщины стенки не отличаются. Ведь в процессе производства используются разрешенные ГОСТ-ом допуски. Их следует учитывать и при расчетах.

Независимо от метода вычисления, необходимо знать следующие параметры:

• наружный диаметр;
• толщина стенки;
• сечение (круглая, прямоугольная, квадратная);
• марка стали.

Расчет для круглой трубы, исходя из объема

Для того, чтобы определить удельный вес трубы стальной, необходимо вспомнить, что для этого необходимо умножить объем материала на его плотность.

Плотность является постоянной величиной, а объем вещества, то есть, стали, нужно вычислить.

Для этого можно использовать два метода: вычислить объем листа, который образует трубу, или вычислить объемы внешнего и внутреннего цилиндра и определить разность.

Обратите внимание

Чтобы вычислить вес материала 159 со стенкой в 5 мм по первому методу, следует сначала установить длину окружности – умножить диаметр на число пи:

0,159*3,142 = 0,499578 м.

Следующий шаг – расчет площади наружной поверхности. Для этого нужно умножить длину окружности на длину трубы. Так как рассчитывается размер для одного метра, то длина и будет один метр, а площадь:

Теперь можно вычислить объем стали, использованной для производства одного метра материала. Для этого следует умножить площадь на толщину стенки:

Последний шаг — вычисление веса. Для этого необходимо выяснить (из специальной таблицы) плотность стали – 7850 кг/м³. Далее объем стали умножается на плотность:

0,002498*7850 = 19,484 кг (вес одного метра трубы стальной 159).

Расчет веса трубы стальной по второму методу подразумевает вычисление объема двух цилиндров – внешнего и внутреннего. Первый шаг – расчет внешней и внутренней площади:

0,159*3,142 = 0,499578 м² (внешняя площадь)

Для расчета внутренней площади определяется внутренний диаметр:

0,159 – 0.010 = 0,149 м

И умножается на пи:

0,149*3.142 = 0,468158 м².

Теперь можно вычислить объем внешнего и внутреннего цилиндра:

0,499578*1 = 0,499578 м³(объем внешнего цилиндра)

0,468158*1 = 0,468158 м³ (объем внутреннего цилиндра)

0,499578-0,468158 = 0,003142 м³.

Остается умножить на плотность:

0,03142*7850 = 24,6647 кг (вес погонного метра).

Результаты не совпадают. Если выяснять в соответствующем ГОСТ –е, то таблица покажет совсем другое значение, так как производители используют разрешенные этим документом погрешности.

Расчет при помощи простой формулы

Еще один метод – применение простой формулы:

Вес = * (D – e) * e * r, где

В этом случае получается:

3,142*(0.159 – 0,005)*0,005*7850 = 18,3752 кг,

А, например, вес трубы стальной 273 с толщиной стенки 7 мм будет:

3,142*(0,273 – 0,007)*0,007*7850 = 45,93 кг.

При вычислении значение имеет вид стали и метод производства. Например, вес трубы стальной электросварной не будет такой же, как бесшовной или водопроводной, даже если у них одинаковый внешний диаметр и толщина стенки. Ведь каждый вид материала производится из стали определенного состава, со своим индивидуальным значением плотности.

При покупке оцинкованного изделия следует учитывать, что вес оцинкованной трубы на 3% больше неоцинкованной с такими же параметрами.

Расчет профильной

Стальные трубы имеют не только круглое, но так же и прямоугольное и квадратное сечение. Чтобы произвести расчеты для профильной ( квадратной) трубы, нужно применить соответствующие формулы. Вычисления проводятся следующим образом:

Вес = (А — т) * т * 0,0316, где:

• А – размер стороны;
• т – толщина стенки;
• 0,0316 – постоянный коэффициент.

Расчет веса, массы, диаметра, объема трубы – формулы для вычисления

Данные для расчета веса трубы

Сертификата, товарной накладной или карточки складского учета, в которых содержится нужная информация о параметрах труб.

ГОСТа стальных труб.

Таблиц теоретического веса.

ГОСТа «Трубы напорные из полиэтилена» в том случае, если вам необходимы полиэтиленовые трубы.

Как рассчитывается масса трубы

Необходимо выяснить все информационные данные о трубе, масса которой вас интересует. Это требует изучения товарной накладной или сертификата. Нужно определиться с типом трубы, наружным диаметром и толщиной стенок. После этого измеряется длина одной трубы в метрах и подсчитывается общее количество заказанных труб.

Воспользовавшись справочником теоретических весов, найдите расчетную массу погонного метра трубы, имеющей соответствующий ГОСТу, имеющей нужный диаметр и необходимую толщину стенок. Узнав эти цифры, несложно подсчитать массу одной трубы. Для этого умножьте длину трубы на массу погонного метра. После этого рассчитайте вес всех труб, для чего умножьте вес одной трубы на количество труб.

Аналогично, по типу, диаметру и толщине стенок, можно рассчитать и вес полиэтиленовых труб. Для этого пользуются данными ГОСТа по полиэтиленовым трубам. Вначале определяют, сколько весит один погонный метр.

Для этого необходимо ознакомиться со стандартным размерным отношением (SDR), которое вычисляется не сложно: разделите диаметр трубы на толщину стенок.

Важно

Узнав параметр этой величины, по справочнику нужно найти расчетную массу 1 метра трубы, имеющей определенный диаметр, которая потом умножается на длину отрезка или всей трубы.

Рассчитать массу можно и, воспользовавшись специальной программой, называемой калькулятором. С помощью этой программы масса легко рассчитывается по геометрическим параметрам: вводите в соответствующее поле известную величину, выбираете, что вы ищите и дожидаетесь ответа. Для того, чтобы знать плотность материала, необходимо поискать ее в специальных справочных таблицах.

Как правильно рассчитать диаметр трубы

При выборе труб, из которых будет состоять отопительная система, необходимо знать об их физических и химических свойствах. Гидродинамика системы в значительной мере зависит и от их диаметра.

Существуют оптимальные размеры, которые варьируются между ¾ дюйма и 40 мм. Необходимо знать максимально точно диаметр отопительных труб, потому что они должны выдерживать давление теплоносителей. При неправильном выборе труб (не подходящего диаметра) могут произойти неоправданные тепловые потери.

Необходимо учесть множество факторов:

1. Температуру.
2. Силу давления теплоносителя.
3. Параметр скорости течения теплоносителя.
4. Общую длину трубопровода и другие.

Наиболее касается это людей, которые занимаются установкой автономной отопительной системы собственноручно. Понятно, что каждый человек не желает тратить денежные средства на специалистов.

Но получение консультации у них просто необходимо, поскольку они помогут в правильном расчёте отопительных труб.

Диаметры труб, которые используются в системах, имеющих принудительную циркуляцию, прилично отличаются от тех, которые применяются в отопительных системах, имеющих естественную циркуляцию теплоносителей.

Специалистам не трудно осуществить расчёты диаметров труб с использованием различных таблиц, которые указывают параметры теплоносителей, схемы по разводке труб, а также основные характеристики, присущие используемым отопительным приборам.

По каким формулам рассчитывается объем трубы

Объем трубы рассчитывается значительно легче. Несложные измерения помогут определить длину окружности сечения с радиусом (R). При возможности нахождения внутреннего объема можно воспользоваться значением внутреннего радиуса, а при вычислении объема, занимаемого трубой – внешнего. При известном значении диаметра (D):
R = D/2.

Для вычисления радиуса есть и другая формула: R = L/6,28318530, где

L является длиной окружности.

Дальше необходимо вычисление площади сечения трубы (S):
S = Пи*R*R.

Если радиус измеряется в сантиметрах, но площадь будет получена в квадратных сантиметрах. Остается выполнить умножение площади сечения на длину трубы, чтобы получить правильный объем.
Необходимо придерживаться одинаковых единиц измерения для радиуса и длины трубы.

Как рассчитать теплообменник «труба в трубе»

При монтировании теплообменников этого типа используют трубы, каждая из которых помещается в трубу с большим диаметром. В результате этого одной среде предоставляется возможность протекать по внутренней трубе, а другой – по кольцевому каналу, который получился между двумя трубами.

Рассчитать теплообменник такого типа довольно сложно. Для этого необходимо решить уравнения теплопередачи и теплового баланса. Благодаря решению уравнений вычисляется расход теплоносителей, а также количества тепла, которое расходуется на тепловые процессы, и параметр поверхности теплообмена.

Таблицы и программы для расчета параметров труб

Из вышесказанного можно понять, как самостоятельно рассчитывать параметры необходимых труб. Подобные вычисления обывателям приходится осуществлять довольно редко, но знать о них должен каждый.
К примеру, рассчитывать пропускную способность трубы необходимо при работах по монтажу водопроводов, для проектирования системы орошения, и в различных других случаях.

При расчетах пользуются специальными таблицами, которые без труда позволят определить пропускную способность трубы, имеющий любой диаметр при определенных нормативах давления. Не мало существует подобных таблиц и программ, которые помогут рассчитать площадь трубы, если в этом возникнет необходимость.

Без сомнения, некоторые расчёты выполнить просто, а другие лучше всего возложить на плечи специалистов. Однако, большинство расчётов производится самостоятельно.

admin

Расчет трубы — пример вычисления веса, массы, диаметра, объема

В быту довольно часто возникает необходимость выполнить простейший расчет трубы, определить ее параметры. В данной статье мы рассмотрим, как самостоятельно выполнить расчет веса, объема и диаметра трубы, а также узнаем, как вычислить другие важные параметры.

При организации перевозки трубы часто требуется знать ее общий вес, массу. Для того, чтобы выполнить расчет веса понадобятся некоторые справочные данные. Вам потребуется:

• Сертификат, товарная накладная или карточка складского учета, содержащая нужную информацию о параметрах труб;
• ГОСТ стальных труб и таблицы теоретического веса;
• ГОСТ «Трубы напорные из полиэтилена», если вы покупаете именно их.

Как же осуществить расчет массы труб? ↑

Шаг первый. Выясняем информацию о трубе, массу которой нужно высчитать. Для этого изучаем товарную накладную или сертификат. Определяем тип трубы, наружный диаметр, толщину стенок. Затем нужно измерить длину одной трубы (м) и посчитать общее количество труб в заказе.

[include id=”5″ title=”РСЯ – в записи”]

Шаг второй. В справочнике теоретических весов нужно найти расчетную массу погонного метра трубы соответствующего ГОСТА, нужного диаметра и соответствующей толщины стенок. Затем легко высчитать массу одной трубы: достаточно умножить массу погонного метра на длину всей трубы. Далее рассчитывается общий вес всего заказа: умножается вес одной трубы на общее их количество.

Масса пластиковых труб рассчитывается аналогично массе стальных

Аналогичным образом, зная тип, диаметр и толщину стенок полиэтиленовых труб, рассчитывают и их вес. Используют для вычисления данные ГОСТа по трубам из полиэтилена.

Совет

Для начала нужно определить вес одного погонного метра, для этого нужно знать стандартное размерное отношение (SDR). Вычислить его можно поделив диаметр трубы на толщину ее стенок.

Зная эту величину, в справочнике находят расчетную массу 1 м трубы определенного диаметра, затем умножают на длину нужного отрезка или всей бухты.

Иногда расчет массы удобно выполнить с помощью специальной программы, так называемого калькулятора. Эта программа позволяет рассчитывать массу по геометрическим параметрам: достаточно в соответствующие поля ввести известные величины, затем выбрать, что необходимо найти и дождаться результата. Если требуется узнать плотность материала, то для этого существуют специальные справочные таблицы.

Делаем правильный расчет диаметра труб ↑

Выбирая трубы для отопительной системы, обращают внимание не только на их физико-химические свойства, но и на их диаметр, который значительно влияет на гидродинамику системы.

Оптимальный размер находится в промежутке от ¾ дюйма до 40 мм.

Более точный расчет диаметра труб для отопления необходим для того, чтобы определить, выдержат ли они давление теплоносителя в системе и не приведет ли выбор труб того или иного диаметра к неоправданным теплопотерям.

Расчет диаметра трубы необходим, поскольку он значительно влияет на гидродинамику любой системы

При этом учитывается масса факторов: температура, давление теплоносителя, скорость его течения, длина системы и т.д. Особенно актуален этот вопрос для тех, кто задумал сделать автономную систему отопления собственными руками.

Как бы ни хотелось сэкономить на специалистах, необходимо получить хотя бы консультацию, которая поможет правильно выполнить расчет труб отопления.

Ведь диаметр труб, применяемых для системы с принудительной циркуляцией, будет отличаться от системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя.

[include id=”6″ title=”РСЯ – в записи”]

Специалисты осуществляют расчет диаметра по различным таблицам, в которых указаны и параметры теплоносителей, и схема разводки труб, и характеристики используемых отопительных приборов. Самостоятельно выполнить расчет правильно достаточно трудно.

Формулы расчета объема труб ↑

Гораздо проще выполняется расчет объема трубы. Для этого путем несложных измерений определяют длину окружности сечения и радиус (R). Если находят внутренний объем, то берут внутренний радиус, если вычисляют объем, занимаемый трубой – внешний. Если диаметр (D) известен, то R=D/2.

Можно найти радиус и по другой формуле: R=L/6,28318530, здесь L – длина окружности. Далее находят площадь (S) сечения трубы: S=Пи*R*R. Если значение радиуса будет представлено в сантиметрах, то значение площади тоже получим в квадратных сантиметрах. Осталось умножить площадь сечения на длину трубы и вычислить объем.

При этом важно, чтобы радиус и длина трубы выражались в одинаковых единицах измерения.

Некоторые формулы расчета трубы

Расчет теплообменника «труба в трубе» ↑

Теплообменники данного типа монтируют из труб, каждая из которых находится в трубе несколько большего диаметра. Одна среда течет по внутренней трубе, а другая – по получившемуся кольцевому каналу.

Расчет теплообменника труба в трубе нельзя назвать простым.

Он основан на решении уравнений теплопередачи и теплового баланса, которые позволяют найти расход теплоносителей и количество тепла, расходуемого на тепловой процесс, а также поверхность теплообмена.

Использование специальных таблиц и программ ↑

В данной статье мы рассмотрели, как самостоятельно выполнить расчет трубы. Хотя с подобными вычислениями простой обыватель сталкивается не часто, но знания лишними не бывают. Например, расчет пропускной способности трубы необходим и при монтаже водопровода, и при проектировании систем орошения, и в других случаях.

Во время подобных расчетов используют специальные таблицы, позволяющие определять пропускную способность труб любого диаметра при определенном давлении. Существуют подобные таблицы и программы, позволяющие выполнить расчет площади трубы, в случае необходимости.

Конечно, не все расчеты являются простыми, некоторые из них будет правильно доверить специалистам, но многие можно выполнить самостоятельно.

Вы узнаете, как провести расчёт различных параметров труб

Автор Оксана Кнопа Дата Янв 31, 2016

В такой ситуации пользуются следующими показателями:

При применении вышеперечисленных показателей определяют точное количество трубок и их технические характеристики.

Проведение предварительного расчёта трубопроводных изделий избавляет от несения расходов, связанных с покупкой и перемещением этих строительных материалов.

Обратите внимание

В итоге различные среды, которые находятся в нержавейке (вода, газ, воздух), перемещаются с заранее рассчитанной скоростью, в результате чего повышается эффективность использования системы.

Ниже представлена таблица стальных труб, на которой отражены их основные характеристики. Зная определённые размеры стальных труб, можно выбрать оптимальную конструкцию, которая нужна для возведения трубопровода.

Характеристики разного вида труб, с помощью которых будет легко выбрать подходящую конструкцию

Расчёты различных параметров трубы

Для того чтобы сделать правильный расчёт необходимых показателей нержавейки, необходимо использовать следующие параметры:

• вид материала — из чего сделано трубопроводное изделие;
• тип сечения нержавейки;
• показатели толщины трубной стенки;
• длина нержавейки и др.

Применяя вышеперечисленные сведения, можно сделать расчёт объёма трубы, а затем – расчёт массы трубы или наоборот.

Некоторые сведения можно получить при измерении самой конструкции нержавейки.

Также определённую информацию (размеры металлических труб и др.) можно найти в различных сертификатах, справочных таблицах и ГОСТах.

Как узнать диаметры и объёмы

Если нужно определить диаметр стальной трубы, надо провести расчёт показателей её окружности.

В таком случае можно использовать ленту, которой пользуются швеи.

Также можно обернуть нержавейку любой лентой, а потом линейкой  измерить диаметр трубы.

Затем надо воспользоваться формулой, по которой рассчитывается длина окружности:

L=πD, где:

D — диаметр круга;

π — 3,14.

Стоит потратить немного усилий, чтобы найти диаметр окружности:

D=L/π.

Внутренний диаметр — это разница между наружным диаметром и толщиной трубы

После проведения вычисления толщины трубных стенок необходимо найти внутренний диаметр нержавейки. В таком случае надо из показателя внешнего диаметра нержавейки вычесть удвоенную величину толщины трубных стенок.

Как вычислить объем воды в трубке

Подобный вопрос может возникнуть, например, при проектировании будущей системы отопления.

Объем воды в трубе равен произведению объёма воды, который приходится на 1 м трубопроводного изделия, на длину нержавейки.

Расчёт сечения

Для того чтобы сечение стальной трубы, необходимо посчитать площадь круга. При проведении такого расчёта необходимо учитывать разницу, которая возникает между величиной диаметра (поперечины) трубопроводного изделия и показателями толщины его стенок.

Внутренний диаметр трубки можно найти, если из величины наружной поперечины вычесть толщину нержавейки.

Площадь круга можно найти по следующей формуле:

S=πR², где:

S — площадь круга;

R — радиус круга;

π — число «пи».

Если использовать в расчётах данные о наружном диаметре нержавейки и толщине её стенок, то формула вычисления площади круга будет выглядеть таким образом:

S=π(D/2-T)², где:

S — площадь сечения;

D — наружный диаметр трубопроводного изделия;

π — число «пи»;

T — толщина трубных стенок.

Например, в наличии есть стальная труба, размер внешней поперечины которой равен 1 м, а толщина стенки — 0,01 м.

S=3,14 * (1 м/2–0,01 м)²=0,75 м²

Как рассчитать объёмы

Для того чтобы посчитать объем трубы в м3, сначала следует найти площадь поверхности трубы, используя следующую формулу:

S=π(D/2)², S=πR² где

R – радиус;

D – диаметр трубопроводного изделия (внешний).

Для определения объема необходимо знать радиус сеченияи длину трубы

Далее, для того чтобы рассчитать объём трубы, нужно площадь трубной окружности помножить на длину куска трубки.

В таком случае необходимо использовать следующую формулу вычисления объёма нержавейки:

V=HS где

H — длина куска трубопроводного изделия, м.;

S — площадь сечения (внешнего), кв. м.

Например, в наличии имеется стальная трубка, диаметр которой равен 0,5 м, а длина — 2. В таком случае надо вставить величину внешней поперечины нержавейки в формулу, по которой рассчитывается площадь круга:

S=π(D/2)²=3,14 * (0,5/2)²=0,0625 м² — трубная площадь.

В итоге формула объёма трубы будет выглядеть таким образом:

V=HS= 2 * 0,0625=0,125 м³.

Также при определении объема нержавейки на данный момент используется формула объёма цилиндра:

V= πR²H где

R – радиус цилиндра;

Н – длина куска трубы;

π= 3,14

Как рассчитать массу

При проведении расчёта массы трубопроводных изделий, применяют такой параметр, как вес стальной трубы.

Для того чтобы найти массу нержавеющей трубки, надо ее объем помножить на плотность стали. Соответственно, если известна масса стальной трубы и плотность стали, то можно с лёгкостью найти объем через массу трубы, которую нужно разделить на показатель плотности.

Важно

В то же время строители не производят расчёт массы конкретного трубного отрезка. В таком случае они используют трубный калькулятор, на котором рабочие определяют вес погонного метра трубы и вес металлопроката.

В таблице представлены данные о весе труб разного вида с учетом их размера и особенностей производства

Используя сведения из сортамента прокатной стали ГОСТа, можно произвести расчёт массы трубы из нержавеющей стали. В таком случае надо использовать следующие сведения:

• о том, из какого материала сделана трубка;
• о параметрах трубных стенок и др.

Нужно отметить, что вес погонного метра трубопроводного изделия считается важным показателем, без которого нельзя сделать точный расчет несущий конструкций при разработке проекта по монтажу нержавеек.

Если взвесить 1 погонный метр и умножить величину полученного веса на количество метров трубки, то можно вычислить массу нержавейки.

Для того чтобы найти вес профильной трубы, надо объем стали в трубке помножить на площадь трубного покрытия.

Чтобы сделать расчёт площади трубного покрытия, надо диаметр трубки умножить на её длину, а затем — на  толщину трубной стенки, и полученный результат умножить на 3,14 (π).

Например, можно взять трубку из стали диаметром в 10 см, толщиной 1 мм, длиной 10 м.

В таком случае вес нержавеющей трубы можно вычислить таким образом: взять показатель удельной плотности – 7900, и умножить его на величину поперечины – 0,1, затем — на на длину – 10 м, толщину стенки – 0,001 и величину «π» — 3,1415.

В итоге вес = 24,81 кг.

Нержавейки целесообразнее покупать с запасом, учитывая возможный брак, обрезку  и иные факторы.

Как определить площадь внешней поверхности трубы

При установке нержавеек в отдельных случаях делают утепление водопровода.

Чтобы сделать подсчёт конкретного количества теплоизолирующих и других материалов, надо сделать измерение площади трубного покрытия.

В этом случае в расчёт берётся условная прямоугольная труба. Каждое трубопроводное изделие можно представляет собой прямоугольник, свёрнутый в трубку.

Для того чтобы вычислить площадь полученного прямоугольника, надо его длину помножить на ширину. При этом длина прямоугольника равна длине нержавейки, а ширина — длине внешней окружности трубки.

Совет

Для того чтобы найти длину такой окружности, надо её внешний диаметр умножить на число «пи»: L=πD.

Чтобы знать необходимое количество материала для утепления трубы, необходимо вычислить площадь наружной поверхности.

Площадь трубного покрытия равна:

St=πDH, где:

D — диаметр трубопроводного изделия (внешний), м;

H — длина куска трубки, м.

π = 3,14;

Так, если в наличии есть трубка, диаметр которой равен 30 см, а длина — 5 м, то площадь трубного покрытия составляет:

St=πDH=3,14 * 0,3 * 5=4,71 кв. м.

Применяя вышеперечисленные формулы, можно вычислить площадь и объем трубного покрытия.

Классификация нагрузок на профильную трубу

Каждый строительный материал оказывает определённое сопротивление внешней нагрузке, и сталь не является исключением.

Если нагрузка на профиль находится в пределах нормы, то стальная труба может согнуться, но она справиться с нагрузкой.

Если груз убрать, то конструкция из стали вернётся в прежнее положение.

Однако если произошло превышение нормы нагрузки, начинается деформация трубопроводного изделия, в результате чего происходит разрыв профиля в месте сгиба.

Чтобы избежать возникновения в будущем неприятных ситуаций, следует сделать расчёт нагрузки на профильную трубу.

При вычислении нагрузки на профиль необходимо учитывать следующие параметры:

Согласно своду правил (СП) нагрузка на профиль может быть:

• постоянной. При этом показатели её веса и давления остаются неизменны (вес элементов здания, грунта и др.);
• временной (вес лестничного проёма, котельной в частном доме и др.);
• краткосрочной (снег и ветер, вес человека и др.);
• особой (автоавария и др.).

Например, при возведении навеса во дворе частного дома профиль используют в качестве несущей конструкции. В этом случае при вычислении нагрузки следует учитывать такие параметры:

• материал для навеса;
• вес снежного покрова;
• скорость ветра и др.

Для этого необходимо воспользоваться сводом правил СП «Воздействия и нагрузки». В нём имеется несколько карт и правила, которые следует использовать при вычислении нагрузки профильной трубки.

При вычислении нагрузки на профильную трубку применяются такие методы:

1. расчёт нагрузки на профильную трубу с использованием сведений из справочных таблиц;
2. применение формулы напряжения при изгибе трубопроводного изделия;
3. расчёт нагрузки с использованием специального калькулятора.

Для вычисления прогиба профиля нужно использовать такие сведения:

• величину момента трубной инерции (I);
• длину пролёта (L);
• величину нагрузки на трубопроводное изделие (Q);
• величину модуля упругости, взятую из СНиП.

Такие значения надо вставить в определённую формулу прогиба. Для каждого метода определения нагрузки составляется своя формула прогиба.

В итоге не обладая базовыми правилами из физики и не видя в глаза Сопромат, следует заказать расчёт нагрузки на определённые конструкции (кровля, каркас) и трубопроводные изделия специалисту в этом деле.

Вес стальной трубы: формулы и способы расчета

Прежде, чем купить, необходимо рассчитать вес трубы стальной. Обусловлено это такими факторами. Во-первых, продаётся подобная продукция именно по весу.

И, во-вторых, полученные данные позволят определить прочность создаваемой конструкции. Любой соответствующий ГОСТ содержит таблицу веса стальной трубы с указанием стандартной массы 1 м погонного.

Обратите внимание

Однако реальные значения могут разниться от стандартных, даже если толщина стенки и диаметр не отличаются.

Вес трубы — это важный параметр, который необходимо учитывать при проектировании конструкций из таких изделий

Преимущества и недостатки

Тот факт, что продукция стального трубного проката занимает в любом магазине стройматериалов существенную часть стеллажей, говорит о наличии у неё определённых достоинств по сравнению со своими конкурентами. Кратко остановимся на них.

• механическая прочность. Стальной трубопрокат, прежде всего, может применяться в местах, где водопровод подвергается немалым внешним механическим воздействиям. Кроме того, данные изделия – лучший выбор для организации транспортировки воды под весьма высоким давлением;
• относительная дешевизна. Назвать трубу стальную самым дешевым материалом, конечно же, нельзя. А вот то, что она одно из самых дешёвых подобных изделий – это точно. При этом весу трубы отводится не главная роль;
• широкий выбор арматуры. Если фитинг необходимой формы, например, для того же полипропиленового водопровода иногда придётся ещё и поискать, то обычные тройники или уголки чугунные в обилии присутствуют на полках любого строительного магазина;
• небольшой коэффициент линейного расширения. Данное свойство очень важно, когда магистраль водопровода (неважно какого, стального или из другого материала) штукатурится или утапливается в стяжку. То есть, при нагреве стального трубопровода трещины в таком покрытии не появятся.

К основным недостаткам металлических трубных изделий помимо трудоёмкости монтажа и разборки, эксперты относят подверженность коррозии и уменьшение со временем полезного просвета.

Что же касается веса 1м трубы стальной, то владелец будущего водопровода ощутит на себе большое значение данного параметра на всех этапах строительства.

Начиная с транспортировки партии трубной продукции, включая разгрузку и заканчивая монтажом трубопровода.

Трубы без защитного покрытия быстро начинают ржаветь, а это является серьезным недостатком

Пример расчёта веса трубы стальной круглой

Независимо от того, какой метод расчёта будет использоваться, необходимо знать численные значения следующих параметров круглого стального трубопроката:

• толщина стенки;
• наружный диаметр.

Из курса физики средней школы известно, что для определения удельного веса трубы стальной следует умножить объём использованного материала на его же плотность.

Последний параметр – величина постоянная, в то время как объём материала (в нашем случае это сталь) нужно вычислить. Решить такую задачу можно двумя методами.

Это — расчёт объём листа, образующего круглую трубу, или вычисление разности объёмов внешнего цилиндра и цилиндра внутреннего.

Важно

1. Для расчета веса трубы (например, диаметром 168 мм с толщиной стенки 8 мм) первым способом, сначала нужно определить длину окружности:

          L = π*D — 3,14*0,168 = 0,52752  м.

Здесь: D – диаметр изделия, а — всем известная математическая трансцендентная константа.

Для расчета веса трубы измеряется ее внешний диаметр и толщина стенки

Следующий шаг – вычисление площади наружной поверхности. Выполняется такой расчёт путём умножения окружности единицы продукции круглого трубопроката на её же длину. При вычислении веса метра трубы стальной в нашем случае формула принимает следующий вид:

                          S = 0,52752*1 = 0,52752 м²,

где S – площадь поверхности 1 м круглой трубы.

На очередном этапе расчёта веса 1 метра трубы круглой вычисляется объём использованной для производства данного изделия стали. Делается это умножением площади на толщину стенки:

V = S*W = 0,52752*0,008 = 0,00422 м²

На последнем шаге вычисления веса 1 метра трубы стальной круглой выясняется плотность стали. В специальной таблице значение данного параметра указано такое – 7850 кг/м³. Затем плотность стали умножается на объём:

Р = 7850*0,00422 = 33,127 кг.

В таблице №1 приведены результаты расчета для трубной продукции самых ходовых типоразмеров. Необходимо подчеркнуть, что это – теоретическое  значение веса одного погонного метра трубы.

Таблица 1

2. Расчёт веса одного погонного метра трубы вторым методом предполагает вычисление объёмов внутреннего и внешнего цилиндров. Первый шаг – расчёт площадей внешней и внутренней поверхностей.

Внешняя площадь равна:

Sнар. = π*D — 3,14*0,168 = 0,5278  м².

Чтобы рассчитать внутреннюю площадь, сначала необходимо узнать диаметр внутреннего цилиндра. Он такой: 0,168-0,016=0,152 мм. А внутренняя площадь равна 0,152×3,14=0,4773

Далее уже можно вычислять объёмы. С учётом того, что эта методика касается расчёта веса метра трубы стальной круглой, формулы выглядят очень просто.

Объём внешнего цилиндра будет равен 0,5278×1= 0,5278, а внутреннего 0,4773×1=0,4773.

Разность объёмов составляет: 0,5278-0,4773=0,00505.

Чтобы окончательно рассчитать вес трубы из стали, осталось только умножить объём на плотность:

                        0,00505×7850=39,64 кг.

При проверке труб на соответствие стандартам производства допускается наличие небольших погрешностей в размерах, поэтому результаты расчетов по формулам могут не совпадать с таблицами ГОСТов

Как мы видим, результаты не совпали. Но разница в разумных пределах.

Как подсчитывается вес трубы круглой простейшим способом

Хоть выше приведённые методики назвать сложными нельзя, существует ещё более простой способ расчёта веса трубы по диаметру, а также толщине стенки. Выглядит формула так:

P = π*(D — Sст)*Sст*Т.

Здесь: D – внешний диаметр; Sст. – толщина стенки; T – плотность (удельный вес).

В нашем случае получается:

                 Р = 3,14*(0,168 — 0,008)*0,008*7850 = 31,55 кг.

Таким способом можно узнать, сколько завесит труба любого размера. Например, 1м изделия с внешним диаметром 75,5 мм и толщиной стенки 4,5 мм весит:

              Р = 3,14*(0,0755 — 0,0045)*0,0045*7850=7,82 кг.

Ну а для того, чтобы узнать всю массу трубы стальной, нужно полученное число умножить на количество метров используемой трубной продукции.

На конечный результат влияет не только марка стали, но и способ производства.

Совет

Так, например, вес бесшовного изделия не будет таким же, как стального электросварного, даже если их внешние диаметры и толщины стенок одинаковы.

Ведь для производства каждого вида материала используется сырье (имеется в виду сталь) определённого состава, характеризующееся индивидуальным значением плотности.

И ещё один момент. Вес оцинкованного изделия трубного проката на 3 процента больше, чем неоцинкованного, имеющего аналогичные размеры.

Оцинкованные трубы будут тяжелее точно таких же обычных на 3%

Пример расчета веса стальной трубы профильной

На рынке присутствуют стальные изделия не только круглые, но и с квадратным, а также прямоугольным сечением. Сначала поговорим о том, как узнаётся вес трубы  квадратного профиля.

Формула для расчёта выглядит так:

P = (L — Sст)*Sст*0,0316.

Здесь: P вес одного метра стального трубного проката; L – размер стороны; Sст. – толщина стенки; 0,0316 – это постоянный коэффициент, найденный эмпирическим путём.

Например, если L=33,5 мм, Sст. = 4 мм, то:

                  (33,5-4)×4×0,03163,73 кг.

Теперь о том, как узнаётся вес трубы с прямоугольным сечением. Для этого используется следующая формула:

            P = (L1 — L2 — Sст)*Sст*0,0158,

где L1 и L2 – размеры сторон; Sст. – толщина стенки; 0,0158 — это тоже постоянный коэффициент, определяемый эмпирическим путём.

Например, если L1= 40 мм, L2= 20 мм, Sст. =2 мм, вес 1 метра трубы стальной прямоугольной будет равен:

Р = (40+20-2*2)*2*0,0158≈1,77 кг.

Как рассчитывается вес трубы с необычным сечением

Иногда в строительстве используется продукция трубного проката не только с прямоугольным, квадратным и круглым сечением. Например, из изделий с овальным сечением изготавливаются разнообразные ограждения и перила. А в машиностроении они нашли широкое применение при создании радиаторов охлаждения и разнообразных гидравлических систем.

Для просчета веса труб с сечением необычной формы нужно знать марку стали, из которой они произведены

Для расчета веса трубы с необычным сечением, необходимо воспользоваться следующей формулой:

             P = ρ*X*L,

где P масса изделия; ρ — плотность материала; X – площадь сечения; L – длина единицы трубного проката.

Эта формула пригодится для изделий с любым сечением. Чтобы понять, соответствует ли указанным в заказе требованиям полученная продукция, достаточно выбрать из партии проката несколько образцов, измерить и подсчитать.

Точность расчёта массы труб стальных этим способом составляет  процентов. Конечный результат зависит от многих факторов, в числе которых состав стали, степень коррозии металла, однородность толщины стенок, даже влажность воздуха, не говоря уже температуре окружающей среды.

Поэтому, чтобы получить более точное значение веса металлической трубы, по крайней мере, необходимо уточнить марку стали и при проведении вычислений в формулу подставлять именно её плотность (удельный вес).

Для измерений рекомендуется использовать инструмент поточнее рулетки, особенно при замере толщины стенки.

Альтернативный расчёт веса 1 м трубы стальной

Для выяснения веса круглой трубы заниматься сложными расчётами совсем не обязательно. Выход в интернет позволит без труда найти и воспользоваться онлайн-калькулятором массы для расчёта материалов обоих видов – и круглого, и профильного.

Вместе с тем, чтобы узнать вес трубы, можно поступить следующим образом: просто ознакомиться с таблицей, размещённой в соответствующем стандарте. Опять же, делать это можно через интернет. Например, при необходимости приобрести водопроводную трубу в поисковую строку Яндекса или Гугла вбейте фразу «ГОСТ 3262 75». В ответ вы получите порядка миллиона вариантов.

Кликните на наиболее подходящий и на первой странице этого нормативного документа вы увидите таблицу веса стальной трубы. Вам останется только отыскать строку и столбец, в которых отображены размеры вашей трубной продукции. Там представлено значение теоретического веса трубы стальной круглой. Но от фактического оно мало отличается.

Обратите внимание

А максимально точную массу трубы можно узнать только взвешиванием.

Самый точный результат дает взвешивание труб, его можно провести крановыми весами про покупке трубы на металлобазе

Делаем выводы

Их, собственно, несколько.

• различные методики расчёта веса 1 м трубы дают достаточно заметный разброс результатов. Это не критично с точки зрения запаса прочности металлоконструкций: данная характеристика стали в любом случае с избытком покроет отклонения от рассчитанной массы одного метра трубного проката. Однако при закупке большой партии труб можно ошибиться по метражу в меньшую или большую сторону. А это вызовет необходимость повторной закупки либо приведёт к перерасходу бюджета;
• делая закупку труб, целесообразнее опираться на цифры, представленные в ГОСТе. Тогда при возникновении спорной ситуации ваши аргументы будут более убедительными. Например, в нормативном документе сказано, что в тонне стального трубного проката должно быть 110 метров труб, а там оказалось 120. В таком случае можно предположить, что производитель в целях экономии пренебрёг требованиями стандартов. Впрочем, здесь не исключён и человеческий фактор.

Если докупать трубы всё-таки придётся и эта процедура не связана с большими сложностями, из соображений экономии лучше принимать во внимание минимальное из расчётных значений веса.

Расчет веса, массы, объема трубы (и других параметров): формулы и примеры

Водопроводные, отопительные, канализационные, дымоходные, обсадные, медные, стальные, пластиковые, металлопластиковые, узкие, широкие — трубы разного назначения из различных материалов окружают нас повсюду.

Необходимость проложить новые коммуникации или заменить старые возникает и во время строительства дома, и при текущем ремонте.

Составляя проект предстоящих работ, не помешает вооружиться калькулятором, чтобы провести расчет веса трубы, ее массы, объема и прочих параметров.

Зачем нужно рассчитывать параметры труб?

Предварительный расчет параметров труб необходим во многих случаях. Например, для правильной коммуникации трубопровода с другими элементами системы. Проектировщики и монтажники при работе с трубами используют такие показатели, как:

• проходимость трубопровода;
• потери тепла;
• количество утеплителя;
• количество материала для защиты от коррозии;
• шероховатость внутренней поверхности трубы и т. п.

В результате можно определить точное количество труб, необходимых для конкретной системы, а также их оптимальные характеристики. Правильные расчеты избавляют от избыточных расходов на приобретение и транспортировку материала, позволяют веществам, которые находятся в трубопроводе, перемещаться с заданной скоростью для максимально эффективного использования системы.

В этой таблице приведены некоторые полезные сведения о характеристиках труб разного вида, которые помогут выбрать подходящие конструкции, необходимые для создания трубопровода

В отопительных системах диаметр труб существенно зависит от допустимой скорости.

Расчеты различных параметров трубы

Для того, чтобы правильно рассчитать основные параметры труб, следует определить следующие показатели:

• материал, из которого изготовлена труба;
• тип сечения трубы;
• внутренний и внешний диаметр;
• толщина стенок;
• длина трубы и т. п.

Часть данных можно получить, просто измерив конструкцию. Множество полезных сведений содержится в сертификационных документах, а также в различных справочниках и ГОСТах.

Как узнать диаметр и объем трубы?

Некоторые формулы расчетов знакомы каждому школьнику. Например, если нужно уточнить диаметр конкретной трубы, следует измерить ее окружность. Для этого можно воспользоваться сантиметровой лентой, которой пользуются швеи. Или же следует обернуть трубу другой подходящей лентой, а затем измерить полученный отрезок с помощью линейки.

Далее используем формулу длины окружности:

L=πD, где:

• L — длина окружности круга;
• π – постоянное число «пи», равное примерно 3,14;
• D — диаметр окружности круга.

Достаточно проделать несложное преобразование, чтобы вычислить с помощью этой формулы внешний диаметр трубы:

D=L/π.

Измерив толщину стенок трубы, легко рассчитать также внутренний диаметр круга. Для этого от значения внешнего диаметра трубы следует отнять удвоенное значение толщины стенок трубы.

Расчет сечения трубы

Чтобы рассчитать сечение трубы, следует вычислить площадь круга. При этом учитывается разница между наружным диаметром трубы и толщиной ее стенок, проще говоря — внутренний диаметр трубы.

На этом рисунке наглядно представлены такие показатели как наружный диаметр трубы и толщина ее стенки. Разница между наружным диаметром и толщиной позволяет вычислить внутренний диаметр трубы

Формула площади круга выглядит так:

S=πR², где:

• S — площадь круга;
• π – число «пи»;
• R — радиус круга, рассчитывается как половина диаметра.

Если используются сведения о наружном диаметре и толщине стенок трубы, то формула может выглядеть следующим образом:

S=π(D/2-T)², где:

• S — площадь сечения;
• π – число «пи»;
• D — наружный диаметр трубы;
• T — толщина стенок трубы.

Допустим, имеется труба, внешний диаметр которой составляет 1 метр, а толщина стенок равна 10 мм. Для начала следует согласовать все единицы измерения. Толщина стенок составит 0,01 метра. Согласно приведенной выше формуле рассчитаем сечение такой трубы:

S=3,14Х(1м/2-0,01м)²=0,75м²

Таким образом, сечение трубы с указанными параметрами будет равно 0,75 кв. м.

Как известно, точность вычислений с числом «пи» зависит от количества знаков после запятой, которые используются при применении этой константы. Однако в строительстве обычно нет нужды в сверхточных расчетах, и число «пи» принимается равным 3,14. Конечный результат также имеет смысл округлять до двух знаков после запятой.

Как рассчитать объем трубы?

На этой схеме наглядно отражено использование таких данных как радиус сечения трубы и ее длина для определения объема трубы

Выполнить расчет объема конкретного отрезка трубы также не сложно. Для этого нужно сначала найти площадь окружности трубы по ее внешнему диаметру по формуле, приведенной выше:

S=π(D/2)² или S=πR²

В этом случае D — это внешний диаметр трубы, а R – внешний радиус, т. е. половина диаметра. После этого полученное значение нужно умножить на длину отрезка трубы, получив объем, который выражается в кубических метрах. Формула расчета объема трубы может выглядеть так:

V=SH, где

• V — объем трубы, куб. м.
• S — площадь внешнего сечения, кв.м.;
• H — длина отрезка трубы, м.

Допустим, имеется труба с внешним диаметром 50 см и длиной 2 метра. Сначала следует согласовать все единицы измерения. D=50 см=0,5 м. Подставим это значение в формулу площади круга:

S=π(D/2)²=3,14(0,5/2)²=0,0625 м²

Теперь можно вычислить объем:

V=SH=0,0625Х2=0,125 м³.

Все эти расчеты можно легко проделать с помощью обычного калькулятора.

Как рассчитать массу трубы?

Информация о весе конкретного количества труб необходима, чтобы спрогнозировать расходы на их транспортировку. Если используется большая конструкция, ее вес не помешает соотнести с несущей способностью фундамента знания.

В этой таблице указаны справочные данные о весе стальных труб различного вида с учетом их размеров и особенностей технологии производства

Ученикам средних классов хорошо известно, что найти массу объекта можно путем умножения его объема на плотность вещества, из которого этот объект состоит.

Строители избавлены от утомительных вычислений массы конкретного отрезка трубы, поскольку в различных строительных справочниках содержится информация о весе погонного метра самых различных видов труб.

Проще всего выполнить расчет массы трубы с помощью соответствующих ГОСТов, используя информацию о:

• материале, из которого изготовлена труба;
• ее внешнем диаметре;
• толщине стенок;
• внутреннем диаметре и т. п.

Выяснив вес одного погонного метра трубы, следует умножить полученное значение на общее количество погонных метров. Сложность задачи соответствует уровню четвертого-пятого класса общеобразовательной школы.

Как определить площадь внешней поверхности трубы?

При монтаже самых различных систем может потребоваться утепление трубопровода. Чтобы максимально точно определить необходимое количество теплоизолирующего материала или другого необходимого покрытия (антикоррозионного, гидроизоляционного и т.п.), рекомендуется вычислить площадь внешней поверхности трубы.

Чтобы правильно рассчитать количество материала, необходимого для утепления трубы, следует вычислить площадь ее наружной поверхности. Для этого длину окружности наружного сечения следует умножить на длину трубы

Любую трубу круглого сечения можно мысленно представить как прямоугольник, который свернули в трубочку. Площадь прямоугольника определяется как произведение его длины и ширины. В случае с трубой длине прямоугольника будет соответствовать длина трубы, а его ширине — длина ее внешней окружности.

Важно

Формула длины окружности уже упоминалась в начале, она выглядит как L=∏D. Обозначим длину отрезка трубы как H. Тогда площадь наружной поверхности трубы будет равна:

St=πDH, где:

• St — площадь внешней поверхности трубы, кв.м.;
• π – постоянное число «пи», равное 3,14;
• D — внешний диаметр трубы, м;
• H — длина трубы, м.

Например, если имеется труба диаметром 30 см и длиной 5 метров, площадь ее поверхности будет равна:

St=πDH=3,14Х0,3Х5=4,71 кв.м.

Используя приведенные выше формулы, можно без труда сделать расчет объема внутреннего пространства трубы и площадь ее внутренней поверхности. Для этого в расчетах достаточно заменить значение внешнего диаметра трубы на величину ее внутреннего диаметра.

А если сечение трубы не круглое?

Все формулы и расчеты, описанные ранее, рассматривают исключительно трубы с круглым сечением. Действительно, в современном строительстве чаще всего используются именно такие конструкции. Однако существуют трубопроводы с:

• прямоугольным;
• овальным;
• трапециевидным сечением и т. п.

Для расчета таких нестандартных труб рекомендуется использовать ряд простых формул. Так, площадь квадратного или прямоугольного сечения определяется как произведение длины и ширины.

Умножив площадь на длину отрезка трубы, можно вычислить объем трубы. Чтобы найти площадь поверхности трубы прямоугольного сечения, следует перемножить длину отрезка трубы и периметр сечения.

Периметр, как известно, это сумма всех сторон прямоугольника.

Трубы с прямоугольным или трапециевидным сечением чаще всего применяются при создании дымоходов и канализационных систем. Для расчета основных параметров таких труб используют несколько простых формул

Периметр трапеции также вычисляется как сумма всех ее сторон. Умножаем эти данные на длину отрезка трубы и получаем площадь поверхности трубы. Чтобы рассчитать объем трубы с трапециевидным сечением, нужно сначала найти площадь трапеции. Она рассчитывается как произведение полусуммы ее оснований и высоты:

S=0,5(A+B)H, где:

• А и В — длина оснований трапеции, т. е. ее параллельных сторон;
• Н — высота трапеции, т. е. перпендикуляр, проведенный от одного основания к другому.

Умножив площадь трапециевидного сечения на длину отрезка трубы, получаем ее объем.

Чтобы рассчитать параметры трубы с овальным сечением, действуют примерно так же. Вычисляют длину окружности овала, а также его площадь. Умножив длину окружности на длину отрезка трубы, получим поверхности трубы. Произведение площади овального сечения и длины отрезка трубы даст значение объема трубы.

Овал имеет две оси: большую и малую. Длина окружности овала (или эллипса) рассчитывается как произведение числа «пи» на сумму длин его полуосей:

L=πХ(А+В), где:

• ∏ — постоянное число «пи», равное 3,14;
• А и В — длина полуосей овала.

Площадь овала рассчитывается как произведение его полуосей и числа «пи»:

S=πАВ.

Чтобы избежать сложных расчетов, можно воспользоваться многочисленными он-лайн калькуляторами, которые позволяют рассчитать параметры труб самых разных конфигураций.