В настоящее время трубки, которые предназначены для подведения к дому воды, отопления и канализации, делают из стали, металла или иных материалов.
При возведении любого дома или во время проведения ремонта возникает необходимость подведения к зданию новых трубопроводов.
При проектировании будущих работ следует использовать трубный калькулятор для расчёта веса трубы и иных показателей.
В такой ситуации пользуются следующими показателями:
- величиной проходимости трубопроводного изделия;
- величиной потери тепла;
- количеством утеплительного и антикоррозийного материала;
- степенью шероховатости внутренней поверхности трубопровода и др.
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.
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.
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.
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.
Применяя вышеперечисленную формулу, можно найти величину сечения нержавейки:
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).
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.
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.
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.
Для того чтобы найти длину такой окружности, надо её внешний диаметр умножить на число «пи»: L=πD.
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:
- размер и тип сечения;
- показатель напряжения трубопровода;
- величина прочности материала;
- тип нагрузки.
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:
- расчёт нагрузки на профильную трубу с использованием сведений из справочных таблиц;
- применение формулы напряжения при изгибе трубопроводного изделия;
- 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.
Расчёт прогиба профиля считается нелёгким делом. Если в нём допущена хоть 1 ошибка, это может привести к негативным последствиям (например, разрушение дома и др).
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.