Расчет трубы: формулы расчета + трубный калькулятор для веса, массы, объема, диаметра, изгиба и прочности стальной трубы

Зачем нужно рассчитывать трубы

В большинстве моментов есть потребность в том, чтобы заранее рассчитывать размеры и пропорции труб. Это может понадобиться для хорошего коммуницирования с остальными системами.

Строителям важно ориентироваться на это:

Насколько проходимы;
Потеря тепла;
Сколько утеплителей;
Сколько материалов противокоррозийных;
Насколько шероховаты трубы.

Расчет размеров труб

Чтобы точно и безошибочно всё рассчитать важно прежде всего измерить эти показатели:

Из чего сделаны трубы;
Какое сечение;
Чему равны диаметры;
Насколько толсты стенки;
Какой длины.

Некоторые из этих данных написаны на сертификационном документе труб, в справочных материалах или ГОСТе.

Расчет диаметра с объемом

Формулы для расчета простые и изучаются уже в школе. Для того, чтобы узнать диаметр трубы, нужно в первую очередь высчитать окружность. На помощь придет сантиметровая линейка.

Если её нет, можно обернуть трубу обычной ниткой и потом, используя линейку, измерить длину.

Формула длины окружности:

L=п*D,
L — знак длины окружности;
п — знак постоянного числа ПИ (3,1415);
D — знак диаметра окружности.

Изменив немного формулу можно рассчитать диаметр трубопровода:

D=L/п

После измерения толщины труб, можно запросто выяснить внутренний диаметр. Нужно всего лишь у числа диметра внешней стороны отнять толщину, умноженную на два.

Расчет сечении труб

Перед выяснением, надо узнать площадь окружности. Но важно учитывать разницу диаметра снаружи и толщины стенки.

Формула для расчета площади:

S=п*R²,
S — знак площади;
п — знак ПИ (3,1415);
R — знак радиуса.

Если для расчета используются значения диаметра снаружи, толщина, стоит взять эту формулу:

S=п*(D/2-T)²,
S — знак площади сечения;
п — знак ПИ (3,1415);
D — знак диаметра снаружи;
T — знак толщины.

Если же величина диаметра снаружи трубы равна 3 метрам, толщина 15 миллиметров. В первую очередь нужно всё согласовать, то есть миллиметр преобразовать в метр. Получается, что толщина равна 0,015 метрам.

Дальше нужно применить формулу для расчета:

S=3,141*(3/2-0,015м)²=4,66м²
Получается, что сечение труб равняется 4,66 м2.

То, насколько точными будут вычисления, зависит от числа «пи». Но в процессе строительстве нет нужды рассчитывать все точно. Число «пи» можно принять как 3,141. А конечное число нужно сократить до двух цифр после запятой.

Общие сведения о профильной трубе

В крупнотоннажном производстве, изготовление труб круглого сечения требует гораздо меньше затрат как по времени, так и по вовлекаемому в процесс оборудованию, по сравнению с аналогами нестандартного профиля. Но у профильной трубы есть чрезвычайно веское преимущество, благодаря которому она востребована не только в строительстве, но и в производстве разнообразных изделий – повышенная площадь касания.

Легче всего этот параметр представить, если приложить одну к другой две трубы, одинакового диаметра. Для труб круглого сечения, грань соприкосновения точечная (линейная). Профильная труба соприкасается с прилагаемым элементом всей плоскостью. Такой контакт облегчает фиксацию, и делает её гораздо прочнее. Это же преимущество делает транспортировку профильной трубы более эффективной, ведь будучи плотно уложенными, между ними не остаётся просвета, они не рассыпаются и при одинаковых размерах имеют меньший вес (по сравнению с аналогами круглого сечения).

Ещё одно весомое преимущество в расчёте нагрузки на профильную трубу и прогиба в онлайн калькуляторе, ведь у них более высокая прочность на излом. Особенно этот аспект учитывается при выборе между профилями разного сечения и объема.

Расчет внутреннего объема

Для данного вида расчета необходимо знать площадь окружности, исходя из внешнего диаметра.

Находится эта площадь по следующей формуле:

S=п*R² или же S=п*(D/2)²,
S — знак площади;
п — знак ПИ (3,1415);
D — знак наружного диаметра.

Полученное число необходимо умножить на длину отрезка. Таким образом находится объем, который выражают метрами в кубе.

Формула расчета же выглядит вот таким образом:

V=S*H:
V — знак объема;
S — знак площади;
H — знак длины отрезка.

Если есть труба, внешний диаметр которого равен 55 сантиметрам, а длина 3 метрам, можно легко измерить объем. Сначала необходимо привести все значения к одной единице измерения, то есть в метры. 55 сантиметров превращаются в 0,55 метров.

Теперь осталось подставить имеющиеся значения в данную формулу и вычислить, используя калькулятор:

S=п*(D/2)² = 3,141*(0,55/2)²=0,075‬м²

Осталось использовать вторую формулу:

V=S*H = 0,075*3=0,226м³

Как это делается

Рассчитать расход краски помогут несколько геометрических формул. Они будут отличаться в зависимости от вида трубы.

Цилиндрические

Площадь цилиндрического изделия рассчитывается по такой формуле: S = 2 * π * R * L. Обозначенные в ней величины:

π – число «пи»,
R – внешний радиус трубы в миллиметрах,
L – длина в метрах.

К примеру, если длина трубы – 10 м, а ее диаметр – 60 мм, площадь поверхности будет 1.88 м2. Расчеты по часто используемым диаметрам труб можно найти в соответствующих таблицах или воспользоваться нашим калькулятором.

Зная площадь поверхности для окраски и свойства той или иной краски, можно легко определить ее расход.

Цилиндрические канализационные

Площадь таких изделий высчитывается по вышеприведенной формуле. Единственное отличие – большие размеры. За основу вычислений берется высота 90 см. Именно такие кольца используются для обустройства канализации чаще всего. Внешний диаметр может меняться от 70 до 200 см. Вот несколько примеров:

При диаметре 70 см площадь будет 1.99 м2.
Если диаметр равен одному метру, площадь будет составлять 2.83 м2.
Для самых больших изделий (диаметр – два метра) площадь поверхности под окраску будет равна 5.65 м2.

Профильные

Чтобы определить необходимую для окраски площадь профильной трубы, нужно знать такие ее размеры:

H – высота одной стороны,
W – высота другой стороны,
L – длина.

Для расчетов используется такая формула: S = 2 * H * L + 2 * W * L. Если длина изделия равна все тем же 10 метрам, а ее стороны – 5 и 10 см, общая площадь будет три квадратных метра.

В форме конуса

В большинстве своем такие конструкции представляют собой усеченный конус. Площадь его боковой поверхности можно рассчитать по такой формуле: S = π * (R11+ R2) * L. Она состоит из таких величин:

R1 – радиус меньшего круга,
R2 – радиус большего круга,
L – образующая усеченного конуса: длина стенки от узкой до широкой части трубы.

При размерах конструкции десять метров, три и шесть сантиметров в диаметре, площадь окрашивания составит почти полтора квадратных метра.

Гофрированные

Посчитать площадь окраски гофрированной трубы сложнее всего. Все значения, получаемые в процессе работы, специалисты рекомендуют заносить в таблицу.

Итак, для начала необходимо определиться с такими размерами:

радиус скругления – А,
проекции прямых участков на длину и диаметр (B и D),
шаг гофрированной части – C,
угол скоса ровной части – Е,
высота гофрированного участка – F,
линия, по которой изделие может вытянуться, – G.

По сути, гофрированная труба – это тот же цилиндр, который можно вытянуть по линии G.

Расчеты выглядят приблизительно так.

Допустим, что величина A равна 3 мм. Скругленная часть вычисляется по формуле 2 x π x A. В данном случае она составит 18.84 мм.
Величину D необходимо удвоить. Пусть она будет равна 20 мм.
Если учесть вышеуказанные данные, можно определить, что гофра в растянутом виде будет равна 38.84 мм.
Если убрать угол скоса, можно вычислить величину E. Она равна удвоенному диаметру, или 12 мм.
Как и в предыдущих случаях, длина изделия равна 10 м. Зная это, можно подсчитать количество складок. Для этого длину необходимо разделить на шаг. Получается 866 шт.
Зная все эти размеры, можно посчитать длину изделия в растянутом виде. Для этого 866 необходимо умножить на 38.84 мм. Получается, что длина растянутой гофры будет 33.64 м.
Если диаметр гофры в растянутом виде будет равен, к примеру, 52 мм, площадь под покраску будет равна 54.92 м2.

Расчет массы трубы

Данные о массе позволят узнать то, сколько средств понадобится вложить на перевозку труб. Масса находится в случае умножения объема на плотность вещества, из которого он изготовлен.

Чтобы провести все необходимые вычисления, нужно знать о нескольких важных данных о трубе:

Из какого материала сделан;
Чему равны внешний и внутренний диаметры;
Насколько толстые стенки.

В начале вычисляется масса 1 погонного метра. А, чтобы узнать всю массу, полученное число умножают на общее кол-во погонных метров.

Собрав все нужные данные, стоит воспользоваться специальным калькулятором.

Когда это может пригодиться?

Начать следует с определения случаев, когда подобные расчеты могут пригодиться:

Они могут быть полезны при необходимости рассчитать теплоотдачу через трубопровод. Всё это считается на основе площади поверхности, которая отдает окружающей среде тепловую энергию от теплоносителя. Часто необходимо определить потери тепловой энергии по пути к прибору отопления. Все это позволит определить необходимые число и габариты радиаторов. Для этого необходимо знать, сколько калорий находится в нашем распоряжении. Расчет производится также на основе площади соответствующей поверхности трубопровода, по которому теплоноситель транспортируется от узла элеватора.

С целью определить требуемый объем теплоизоляционного материала, следует также определить площадь внешней поверхности. В таком случае, чем точнее расчет, тем выше экономия средств на приобретение материала. Так как длина теплотрассы может быть равна нескольким километрам, то такая экономия может составить большую сумму.

Также расчет будет полезен при определении затрат, связанных с приобретением окрашивающего материала. Определение площади трубопровода под покраску наряду с расчётом расходования краски на один кв. м. позволяют точно получить величину суммарных затрат.

Определение площади внутренней поверхности трубопровода окажется полезным при расчете её максимальной проходимости. Это позволит избежать превышения произведенных затрат на приобретение труб над требуемыми. При проектировании больших сетей коммуникаций это позволит снизить сумму затрачиваемых средств.

Рекомендуем: Особенности изделий, используемых для монтажа трубопровода

Расчет площади поверхности снаружи

Иногда при строительстве нужно дополнительно утеплить трубы. Чтобы не ошибиться с размером теплоизолирующего материала, стоит провести вычисления, и узнать площадь поверхности труб.

На помощь придет данная формула:

S=п*D*H, в котором:
S — знак площади;
П — знак постоянного числа ПИ (3,1415);
D — знак диаметра;
H — знак длины.

Пример — труба диаметром 36 сантиметров, а длина 6 метров. Как обычно, сначала нужно уравнять данные единицы измерения. 36 сантиметров становятся 0,36 метрами.

Осталось подставить в формулу данные, которые есть, и всё вычислить:

S=п*D*H = 3,141*0,35*6=6,7кв.м.

Допуски при расчетах

Допуски в таком виде расчетов, как расход материала – это достаточно солидные величины. На расход кроме очевидных факторов, таких как площадь и количество слоев, влияют еще и менее заметные, но не менее значимые:

количество поворотов и загибов;
наличие сварных, фланцевых и болтовых соединений;
конфигурация: на прямые отдельно стоящие трубы расходуется меньше краски, чем на участок со скученными трубами;
расход густой краски намного больше, чем жидкой;
на окрашивание гофрированной трубы уходит больше времени и материала.

Окрашенные водопроводные трубы в подвале дома
Существует такое понятие, как превышение расхода – это всевозможные потеки, капли и так далее. Традиционно на это закладывается 5 – 7% от расчетного количества. Если объем работ небольшой, то погрешность в целом в процентном отношении будет выше. При работе с большими объемами потери обычно ниже.

Важно! При подсчете расхода материалов на трубы малого диаметра (до 10 см) погрешности всегда выше. Еще один момент – при покраске с использованием валика расход меньше примерно на 10%, поэтому большие круглые трубы и конструкции из профильных изделий лучше красить именно так. Минимальный расход дают распылители, но они применимы только на больших площадях.