Расчёт профильной трубы

Что такое профильная труба и как читать её размер

Профильная труба — это полый металлический прокат с квадратным или прямоугольным поперечным сечением. Плоские грани упрощают монтаж: к ним легко приварить лист, соединить фитингом или закрепить болтом.

Размер записывают в формате A × B × s, где A и B — наружные стороны сечения, s — толщина стенки. Все значения указывают в миллиметрах. Пример: 60 × 40 × 3 — прямоугольная труба высотой 60 мм, шириной 40 мм со стенкой 3 мм. Для квадратной трубы A = B.

Формула расчёта веса профильной трубы

Масса трубы равна объёму металла, умноженному на плотность. Объём находят через площадь поперечного сечения и длину.

$$m = \frac{S \times L \times \rho}{1\,000\,000}$$

где:

• $m$ — масса трубы, кг;
• $S$ — площадь металла в сечении, мм²;
• $L$ — длина трубы, м;
• $\rho$ — плотность материала, кг/м³ (сталь — 7 850, алюминий — 2 700, медь — 8 900).

Площадь металла — разница наружного и внутреннего прямоугольника:

$$S = A \times B - (A - 2s) \times (B - 2s)$$

После раскрытия скобок и упрощения:

$$S = 2s \times (A + B - 2s)$$

Для квадратной трубы ($A = B$):

$$S = 4s \times (A - s)$$

Вес одного погонного метра стальной трубы

При $\rho = 7\,850$ кг/м³ и $L = 1$ м:

$$q = 0{,}0157 \times S$$

где $q$ — вес одного метра, кг/м, а $S$ подставляют в мм².

Пример расчёта

Задача. Рассчитать вес стальной прямоугольной трубы 40 × 20 × 2 мм длиной 6 м.

1. Площадь металла: $S = 2 \times 2 \times (40 + 20 - 2 \times 2) = 4 \times 56 = 224$ мм².
2. Вес 1 м: $q = 0{,}0157 \times 224 = 3{,}507 \times 224 \div 1\,000\,000 \times 7\,850 = 1{,}758$ кг/м.
3. Вес 6 м: $m = 1{,}758 \times 6 = 10{,}55$ кг.
4. Метров в тонне: $1\,000 \div 1{,}758 \approx 569$ м.

Таблица веса стальных профильных труб

Значения рассчитаны по геометрической формуле при плотности 7 850 кг/м³ без учёта скругления углов. Для точных значений по ГОСТ сверяйтесь с паспортом партии.

Квадратные трубы

Размер A × B × s, мм	Вес 1 м, кг	Вес 6 м, кг	Метров в тонне
20 × 20 × 1,5	0,87	5,23	1 148
25 × 25 × 1,5	1,11	6,64	904
30 × 30 × 2	1,76	10,55	569
40 × 40 × 2	2,39	14,32	419
40 × 40 × 3	3,36	20,18	297
50 × 50 × 2	3,01	18,09	332
50 × 50 × 3	4,31	25,88	232
60 × 60 × 3	5,37	32,22	186
60 × 60 × 4	6,82	40,90	147
80 × 80 × 3	7,25	43,52	138
80 × 80 × 4	9,33	55,97	107
100 × 100 × 4	12,06	72,35	83
100 × 100 × 5	14,58	87,47	69
120 × 120 × 5	17,72	106,30	56
120 × 120 × 6	20,99	125,97	48

Прямоугольные трубы

Размер A × B × s, мм	Вес 1 м, кг	Вес 6 м, кг	Метров в тонне
20 × 10 × 1,5	0,64	3,82	1 573
30 × 20 × 2	1,44	8,67	692
40 × 20 × 2	1,76	10,55	569
40 × 20 × 3	2,42	14,53	413
40 × 25 × 2	1,92	11,49	522
50 × 25 × 2	2,23	13,38	449
60 × 40 × 2	3,01	18,09	332
60 × 40 × 3	4,31	25,88	232
80 × 40 × 3	5,37	32,22	186
80 × 60 × 4	8,07	48,44	124
100 × 50 × 3	6,78	40,69	147
120 × 60 × 4	10,80	64,81	93
120 × 80 × 4	12,06	72,35	83
160 × 80 × 5	17,72	106,30	56

Расчёт длины по известному весу

Обратная задача — определить метраж партии, если известна её масса:

$$L = \frac{m}{q}$$

где $m$ — общий вес, кг; $q$ — вес 1 м, кг/м.

Пример: партия трубы 40 × 20 × 2 весит 500 кг. Вес метра — 1,758 кг. Метраж: $500 \div 1{,}758 \approx 284$ м.

Профильные трубы из разных металлов

Плотность материала напрямую влияет на массу. При одних размерах алюминиевая труба легче стальной примерно в 2,9 раза, медная — тяжелее в 1,13 раза.

Материал	Плотность, кг/м³	Отношение к стали
Сталь	7 850	1,00
Нержавеющая сталь	7 900–8 000	~1,01
Алюминий	2 700	0,34
Медь	8 900	1,13
Латунь	8 500	1,08

Чтобы пересчитать вес стальной трубы на другой металл, умножьте результат на отношение плотностей из таблицы.

Почему фактический вес отличается от расчётного

Формула считает идеальный прямоугольник с прямыми углами. У реальной трубы есть несколько особенностей:

• Скругление углов. Радиусы на наружных и внутренних углах уменьшают площадь металла. Коэффициент 2,86 в уточнённой формуле частично компенсирует это, но не полностью.
• Допуски по толщине стенки. Стандарт допускает отклонения; фактическая стенка может отличаться от номинала на величину, регламентируемую ГОСТ.
• Допуски по сторонам. Наружные размеры также имеют производственные допуски.
• Плотность сплава. Марка стали влияет на плотность: легированные стали могут иметь $\rho$ от 7 750 до 8 100 кг/м³.

Расхождение обычно в пределах 1–3 %. При приёмке партии по массе сверяйтесь с документами поставщика или взвешивайте.