КАК РАССЧИТАТЬ ВЕС МЕТАЛЛА — ФОРМУЛЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

При отсутствии возможности для непосредственного взвешивания, массу металлолома можно установить и иными путями. Наиболее точный результат даст расчёт, но не следует пренебрегать и другими возможностями.

Итак, чтобы не грузить читателей лишними формулами, которые все же будут, но ниже, обозначим сразу формулы для расчета самых популярных изделий из стального проката и трубы — трубопроката. Здесь вы не найдете онлайн-калькулятора для расчета веса, лишь формулы, запомнив, которые 1 раз Вам больше не придется пользоваться специальными калькуляторами. Например, при демонтаже металлоконструкций или дымовой трубы, не всегда есть есть под рукой компьютер, интернет или справочник, а конструкции сварены все из сортового проката вот здесь и выручат наши формулы!

Формула, чтобы рассчитать вес трубы

M=(D-s)*s*0,02466

, где

• M — масса одного погонного метра трубы, кг;
• D — наружный диаметр рассчитываемой трубы, мм;
• s — толщина стенки трубы, мм;
• 0,02466 —коэффициент при плотности стали равной 7,850 г/см3.

Эта формула очень точна. Вы можете рассчитать вес трубы и сверить расчетную массу с теоретической в любом сортаменте и значение по формуле будет точнее! Также можно вычислить

Геометрические параметры труб

Для определения объема трубы необходимо и достаточно знать всего два ее показателя: длину и внутренний (фактический) диаметр. Последний параметр важно не перепутать с внешним размером, который приводят для правильного подбора фитингов и соединительных элементов.

Если значение толщины стенки неизвестно, то вместо расчетного внутреннего диаметра можно использовать DN (диаметр внутреннего прохода). Они приблизительно равны, а величина DN, как правило, указана на маркировке, которую размещают на внешней стороне изделия.

Стандартная номенклатура полипропиленовых труб содержит внешний диаметр и толщину стенки в миллиметрах. По этим двум параметрам можно высчитать внутренний диаметр

Перед тем как попробовать рассчитать объем любой трубы, необходимо не допустить распространенную ошибку и привести все параметры к единой системе измерения. Дело в том, что длину обычно выражают в метрах, а диаметр – в миллиметрах. Отношение этих двух единиц следующее: 1 м = 1000 мм.

На самом деле, можно привести параметры и к промежуточным значениям – сантиметрам или дециметрам. Иногда это даже удобно, учитывая, что в этом случае количество знаков после запятой или, наоборот, нулей, будет не очень большое.

Взаимосвязь единиц измерения объема. При переводе от одной величины к другой необходимо не допустить ошибку в количестве нулей или, наоборот, знаков после запятой

Для произведенных не в России (и не для России) труб диаметр может быть выражен в дюймах. В этом случае необходимо выполнить пересчет, учитывая, что 1″ = 25.4 мм.

Рассчитываем вес листа металла

M=S*7,85

, где

• M — масса стального листа, кг;
• S — площадь вычисляемого листа, в метрах квадратных;
• 7,85 — вес листа толщиной 1 мм и площадью 1 метр квадратный, в килограммах

Так можно рассчитать вес листа металла любого размера, у которого Вы можете вычислить площадь. Точность расчетов по такой формуле выше, чем теоретическая масса в справочниках, т.к. в сортаменте при расчете массы металла программа округляет значения. Ну а как узнать площадь листа (любой формы — квадрата, прямоугольника, параллелепипеда, трапеции, ромба и т.д. ) — должен знать каждый человек, окончивший среднюю школу.

Виды металлопроката

Весь металл можно разделить на две больших группы:

1. Сортовой — простые, фасонные изделия. К ним относятся круги, уголки, квадраты, швеллера, рельсы.
2. Листовой — горячекатаные, холоднокатаные листы. К ним относятся рулоны, полосы, листовой металл разной толщины.

Сокращенный сортамент металлопроката строится на параметрах, в которых указывается как правильно изготавливать те или иные металлические изделия, сколько они должны весить, какая должна быть длина.

К самым популярным видам проката из металла относятся:

1. Профнастил — металлические листы малой толщины, которые имеют ребра жесткости. Может быть кровельным, стеновым, несущим.
2. Стальные листы — пластины из металла с различной толщиной.
3. Швеллеры — профиля, которые имеют п-образную форму. Применяются в различных направлениях промышленности.
4. Трубы — полый прокат. Их используются для изготовления трубопроводов, по которым будут пропускаться газы, разные жидкости.
5. Арматура — используется для армирования железобетонных изделий. Поверхность бывает с ребрами или гладкая.

Черный

Список сортамента черного металла:

1. Стальные круги. Мерная длина — 6 м. Размеры — от 10 до 280 мм.
2. Горячекатаная полоса. Толщина — 3–14 мм, размеры — 20–150 мм.
3. Горячекатаный шестигранник. ГОСТ 2879-88.
4. Двутавровая горячекатаная балка. Типовые размеры от 10 до 70мм.
5. Стальная катанка. ГОСТ 30136-94.
6. Горячекатаный швеллер. ГОСТ 8278-83.

Отдельными группами являются изделия, относящиеся к листовому, трубному прокату.

Цветной

Сортамент цветного металлопроката по государственным стандартам:

1. Медные прутья. ГОСТ 1535-91.
2. Латунная проволока. ГОСТ 1066-90.
3. Медно-цинковые сплавы, которые обрабатывались давлением. ГОСТ 15527-04.
4. Свинец высокой чистоты. ГОСТ 22861-93.
5. Листы из свинца. ГОСТ 9559-89.
6. Трубы из меди. ГОСТ 617-90.

В государственных документах указываются ходовые размеры изделий из цветных металлов, масса зависимо от габаритов, технологии производства.

Медные укомплектованные трубы

Как рассчитать вес арматуры и прутка

Для круга, прутка, гладкой арматуры формула для расчета массы будет такой:

M=(0,02466*D2)/4

, где

• M — масса 1 погонного метра круга/арматуры/прутка, кг;
• D — диаметр круга;
• 0,02466 —коэффициент при плотности стали равной 7,850 г/см3

Для расчета веса рифленой арматуры (А2, А3)можно и нужно использовать эту же формулу! Расхождений с теоретической массой не будет, не смотря на различные рисунки поперечных сечений.

Такую кучу металлолома, конечно, без взвешивания нереально посчитать по формулам

Сила тяжести в расчётах

Вес тела пропорционален его массе и зависит от ускорения свободного падения. Он находится по формуле: P=mg (g — сила тяжести). Единица измерения силы — это Ньютон (Н) в СИ. Эта величина, в отличие от массы, не является постоянной, присущей телу. Она зависит от местоположения тела относительно поверхности Земли. И также она будет меняться при движении предмета с ускорением (w) по формуле P=m (g-w). Кроме того, сила всегда имеет направление (векторная величина).

Соответственно, удельный вес (γ— гамма) представляет собой отношение веса к объёму: γ=P/V. Её значение также не постоянно, а единица измерения Н/м³ (в СИ). Продолжив преобразования, получается следующее: γ=mg/V=ρg. Значит, чтобы оформить удельный вес металлов в таблицу, нужно соответствующую плотность умножать на силу тяжести. А при ускоренном движении значения будут другими.

Для научной работы такие таблицы необходимы. В обычной жизни они используются крайне редко. Подмена понятий: масса — вес, плотность — удельный вес произошла во время перехода на единую систему мер и весов. С тех пор прошли десятилетия, но использование неверных выражений сохранилось.

Общие подходы или немного скучной теории

Для определения веса любого предмета достаточно умножить его объём на удельный вес. Если с удельным весом всё более-менее понятно, то объём определить труднее (если не рассматривать такие простые формы как куб). Наиболее общим принципом расчёта объёма считается принцип Гюльдена, когда площадь поперечного сечения какого-либо предмета умножают на его высоту. С высотой металлоконструкции проблем также обычно не возникает, её легко (либо почти легко) замерить непосредственно, особенно, если сечение по высоте постоянно. Так можно поступить в отношении стальных труб любого сечения и профиля, двутавров, швеллеров, уголков и т.д. Метод определения массы металлических предметов сложных и непостоянных по высоте форм рассмотрим позднее.

Зачем нужно знать удельный вес профильной трубы?

Важность такой информации велика в силу того, что у профильных труб имеются определенные отличия от стандартных водопроводных изделий. Чаще всего на рынке предлагаются трубы с сечением квадратной или прямоугольной формы. Главное достоинство таких трубных изделий заключается в их высоком качестве и прочности стали, из которой они изготовлены.
При сооружении различных конструктивных элементов широко используются именно профильные трубы. Они получили большое распространение в различных отраслях промышленности. При создании конструкций из металла возникает задача в определении веса изделия. Для этого проводятся необходимые расчеты. После их завершения полученные данные вносят при заполнении документации.

Наряду с ответственными компаниями, на рынке действуют и недобросовестные продавцы, которые предлагая продукцию, пытаются обмануть клиентов. С каждым годом все возрастает количество трубных изделий из Поднебесной, которые по своим качественным характеристикам не всегда отвечают требованиям отечественного производства.

В случае с китайскими трубами есть одна особенность, о которой многие потенциальные покупатели просто не знают. Все дело в том, что у этих изделий по краям определяется толщина труб. Именно там чаще всего и выполняют замеры. А вот на оставшихся участках трубы толщина очень маленькая. Поэтому выявить такой недостаток можно, только если определить массу изделия.

Объём усечённой пирамиды

Форму усечённой пирамиды имеют ограждающие колпаки, защитные задвижки и дверцы. В таких ситуациях используется зависимость:

, где:

• h – высота усечённой пирамиды;
• F – площадь её большего основания;
• f – площадь меньшего основания.

Если пирамидальная часть конструкции, сданной на металлолом, несколько деформирована, то недостающий объём добавляют или удаляют с каждой из сторон.

Закон Архимеда

Формула архимедовой силы:

Fa = ρ × g × V, где ρ — плотность жидкости, V — объем погруженной части тела, g — ускорение 9,8 м/с2.

Закон Архимеда помогает рассчитать, как поведет себя тело при погружении в среды разной плотности. Верны следующие утверждения:

• если плотность тела выше плотности среды, оно уйдет на дно;
• если плотность тела ниже, оно всплывет на поверхность.

Другими словами, тело поднимется на поверхность, если архимедова сила больше силы тяжести.

Объём клина и обелиска

Клин в технике часто является пятигранником, в основании которого лежит прямоугольник, а боковые грани являются равнобедренными треугольниками или трапециями. Формула для расчёта объёма клина имеет вид:

, где:

• а – сторона основания подножия клина;
• а1 – ширина верхушки клина;
• b – толщина клина;
• h — высота клина.

Обелиск — это шестигранник, основанием которого являются прямоугольники, которые расположены в параллельных плоскостях. Противоположные грани при этом симметрично наклонены к основанию обелиска. Объём данного геометрического тела:

, где:

• а и b – размеры длины и ширины большего основания обелиска;
• а а1 и b1 – меньшего основания обелиска;
• h – высота обелиска.

Давление, сила давления

Прилагая одну и ту же силу к предмету, можно получить разный результат в зависимости от того, на какую площадь эта сила распределена. Объясняют этот феномен в программе 7 класса физические термины «давление» и «сила давления».

Формула давления:

p = F / S, где F — модуль силы, S — площадь поверхности.

Единица измерения давления в СИ: паскаль (Па).

1 Па = 1 Н/м2

Понятно, что при одной и той же силе воздействия более высокое давление испытает та поверхность, площадь которой меньше.

Формулу для расчета силы давления вывести несложно:

F = p × S

В задачах по физике за 7 класс сила давления, как правило, равна весу тела.

Объёмы прокатных профилей

Чаще всего приходится определять вес тавров, двутавров, швеллеров, уголков. Для этого используются следующие зависимости:

Для тавра

,где b и b1 – соответственно ширина полки и стенки тавра; h и h1 – толщина основания и полки тавра; Н – высота таврового фрагмента лома;

Для двутавровой балки

,где Н – высота/длина двутаврового элемента; а – толщина стенки двутавра; с и с1 – толщина полки двутавра в основании и по торцу соответственно;

Для уголка

,где Н – длина уголка; l1 – толщина уголка; h1 и h2 соответственно – ширина каждой из полок.