Виды профильных труб: квадратные и прямоугольные
Профильные трубы — замкнутые гнутосварные профили квадратного или прямоугольного сечения. По сравнению с открытыми профилями (уголки, швеллеры) обладают принципиально лучшей устойчивостью при сжатии и кручении. Основной стандарт для строительных конструкций — ГОСТ 30245-2003.
Квадратные трубы
Квадратное сечение — равные моменты инерции по обеим осям (Ix = Iy). Это даёт одинаковую устойчивость в обоих направлениях, что критично для колонн, стоек и сжатых элементов ферм. Диапазон по ГОСТ 30245-2003: от 60×60×3 до 300×300×12 мм. По ГОСТ 8639-82 доступны и меньшие размеры от 10×10×1 мм — для нестроительных целей.
Прямоугольные трубы
Прямоугольное сечение — разные моменты инерции (Ix > Iy при h > b). Эффективны для балок и ригелей: большая сторона ориентируется вдоль изгибающего момента. Соотношение сторон обычно 1,5:1 или 2:1. Диапазон: от 60×40×3 до 400×200×12 мм.
Способы производства
- Электросварные гнутые (основной объём) — лист формуют на профилегибочном стане, шов заваривают ТВЧ или дугой
- Электросварные прямошовные — сварка продольным швом
- Бесшовные горячедеформированные — для ответственных конструкций и агрессивных сред
- Горячекатаные бесшовные — максимальная прочность шва, толщина стенки до 16 мм
Сортамент и таблицы характеристик
Полные таблицы по всем размерам — в сортаменте профильных труб. Ниже — наиболее востребованные сечения для строительства.
| Размер a×a, мм | Стенка t, мм | Масса, кг/м | I, см⁴ | W, см³ | i, см |
|---|---|---|---|---|---|
| 60×60 | 3 | 5,36 | 25,5 | 8,49 | 2,31 |
| 80×80 | 3 | 7,22 | 63,5 | 15,9 | 3,10 |
| 80×80 | 4 | 9,41 | 80,6 | 20,2 | 3,03 |
| 100×100 | 4 | 11,8 | 161 | 32,3 | 3,81 |
| 100×100 | 5 | 14,6 | 195 | 38,9 | 3,74 |
| 120×120 | 4 | 14,6 | 289 | 48,1 | 4,59 |
| 120×120 | 5 | 18,0 | 349 | 58,2 | 4,52 |
| 140×140 | 5 | 21,5 | 569 | 81,2 | 5,30 |
| 160×160 | 5 | 24,7 | 859 | 107 | 6,07 |
| 180×180 | 6 | 32,1 | 1 390 | 154 | 6,79 |
| 200×200 | 6 | 35,8 | 1 940 | 194 | 7,56 |
| 250×250 | 8 | 59,4 | 4 480 | 358 | 9,36 |
| 300×300 | 10 | 89,7 | 9 340 | 623 | 11,1 |
| Размер h×b, мм | t, мм | Масса, кг/м | Ix, см⁴ | Iy, см⁴ | Wx, см³ |
|---|---|---|---|---|---|
| 80×40 | 3 | 5,36 | 39,3 | 14,1 | 9,82 |
| 100×50 | 4 | 8,82 | 95,8 | 33,6 | 19,2 |
| 120×60 | 4 | 10,8 | 171 | 57,5 | 28,6 |
| 120×80 | 4 | 11,8 | 198 | 106 | 33,0 |
| 160×80 | 5 | 17,8 | 469 | 155 | 58,6 |
| 200×100 | 5 | 22,6 | 981 | 307 | 98,1 |
| 200×100 | 6 | 26,8 | 1 140 | 358 | 114 |
| 250×150 | 6 | 36,6 | 2 590 | 1 120 | 207 |
| 300×200 | 8 | 60,5 | 5 870 | 3 080 | 391 |
Преимущества замкнутого сечения
Профильные трубы имеют ряд принципиальных преимуществ перед открытыми профилями:
- Устойчивость при сжатии. Радиус инерции трубы 100×100×4 составляет 3,81 см — на 95% больше, чем у уголка L 100×8 (imin = 1,96 см) при близкой массе (11,8 vs 12,2 кг/м). Это позволяет использовать трубу при вдвое большей расчётной длине.
- Крутильная жёсткость. Замкнутое сечение обладает крутильной жёсткостью в десятки раз большей, чем открытое. Это исключает крутильно-изгибную форму потери устойчивости.
- Меньшая площадь поверхности. При равной несущей способности площадь окраски трубы на 20–35% меньше, чем у двутавра. Экономия на антикоррозийной защите.
- Эстетика. Трубчатые конструкции выглядят легче и элегантнее. Применяются в фасадных элементах, навесах, выставочных павильонах.
- Бесфасоночные узлы. В фермах из труб раскосы примыкают непосредственно к поясу. Это снижает трудоёмкость изготовления и улучшает внешний вид.
Нужен расчёт стоимости? Оставьте заявку — ответим за 2 часа.
Применение в строительных конструкциях
Колонны и стойки
Квадратные трубы — оптимальное решение для колонн одноэтажных зданий при высоте до 8–10 м. Типовые сечения: 120×120×5 при нагрузке до 30 т, 160×160×6 до 60 т, 200×200×8 до 100 т. По сравнению с колонным двутавром экономия металла составляет 15–25% за счёт лучшего распределения материала.
Фермы из профильных труб
Трубчатые фермы — стандарт для пролётов 12–36 м. Пояса из прямоугольных труб (больший размер — в плоскости фермы), раскосы из квадратных. Типовые решения:
- Пролёт 18 м, нагрузка 3 кН/м: пояса 120×80×4, раскосы 60×60×3
- Пролёт 24 м, нагрузка 5 кН/м: пояса 200×100×5, раскосы 80×80×4
- Пролёт 30 м, нагрузка 5 кН/м: пояса 250×150×6, раскосы 100×100×4
Навесы и козырьки
Для балочных конструкций навесов применяют прямоугольные трубы. Ригели — 120×60×4 – 200×100×5 в зависимости от пролёта и снеговой нагрузки. Стойки — квадратные 80×80×4 – 120×120×5. Прогоны — 60×40×3 – 80×40×3.
Каркасы быстровозводимых зданий
Профильные трубы — основа каркасов быстровозводимых зданий. Рамная конструкция из труб 200×200 – 300×300 с шагом рам 6 м перекрывает пролёты до 24–30 м. Все узлы сварные, изготовление ведётся на заводе с контролем геометрии.
Расчёт элементов из профильных труб
Проверка местной устойчивости стенки
При сжатии тонкостенной трубы стенка может потерять местную устойчивость до достижения общей устойчивости. Критерий — отношение ширины стенки к толщине b/t. По СП 16.13330.2017 для сжатых элементов из стали С245: при b/t ≤ 33 местная устойчивость обеспечена, при b/t > 33 требуется снижение расчётного сопротивления. Для трубы 200×200×5: b/t = 200/5 = 40 — необходим учёт.
Расчёт бесфасоночного узла фермы
В бесфасоночных узлах раскос примыкает к поясу с обрезкой по контуру. Несущая способность узла зависит от: отношения ширины раскоса к ширине пояса (β = b₁/b₀), толщины стенки пояса, угла примыкания. При β < 0,6 возможно продавливание стенки пояса. При β > 0,85 — разрушение по сечению раскоса. Оптимум: β = 0,6–0,8.
Масса и отходы
При расчёте массы конструкций из профильных труб коэффициент отходов составляет 1,02–1,05 для основных элементов и 1,05–1,10 для мелких деталей (косынки, рёбра). Стоимость заказа — через отдел снабжения. Информация о круглых трубах — в соседнем разделе.
Частые вопросы
Чем квадратная труба лучше прямоугольной?
Квадратная труба имеет одинаковые моменты инерции по обеим осям — идеальна для колонн и сжатых стоек. Прямоугольная эффективнее для балок, где изгиб в одной плоскости: больший размер ориентируют вдоль момента.
Какой ГОСТ на профильные трубы?
Для строительных конструкций — ГОСТ 30245-2003. Квадратные общего назначения — ГОСТ 8639-82, прямоугольные — ГОСТ 8645-68.
При какой толщине стенки труба считается усиленной?
Критерий — отношение b/t. При b/t ≤ 25 стенка устойчива без снижения расчётного сопротивления. Для трубы 100×100: стандарт — 3–4 мм (b/t = 25–33), усиленная — 5–6 мм (b/t = 17–20).
Можно ли использовать профильную трубу для ферм?
Да, фермы из труб — стандартное решение для пролётов 12–36 м. Бесфасоночные узлы снижают трудоёмкость на 20–30%. Замкнутое сечение обеспечивает устойчивость сжатых раскосов.