O výpočtu hmotnosti oceli
Tato kalkulačka určuje hmotnost oceli a ocelových výrobků podle rozměrů průřezu, délky a hustoty materiálu. Je vhodná pro rychlý odhad hmotnosti výztuže, kruhové trubky, I-nosníku, U-profilu, úhelníku, ploché oceli, T-profilu a obdélníkového dutého profilu při nákupu, řezání, dopravě a předběžném ověření zatížení.
Výpočet vychází z teoretické geometrie průřezu. Pro většinu úloh to stačí k získání srozumitelné orientační hodnoty hmotnosti jednoho kusu nebo dávky stejných prvků před kontrolou podle tabulek profilů, katalogu výrobce nebo dodací specifikace.
Orientační hodnoty a doporučení
Obecný princip výpočtu
Postup výpočtu. Nejprve se zadaných rozměrů v milimetrech určí plocha průřezu. Poté se plocha převede na metry čtvereční, vynásobí délkou prvku v metrech a hustotou materiálu v kg/m3. Výsledkem je hmotnost v kilogramech.
Hmotnost = Plocha průřezu × Délka × Hustota
Jednotky měření. Rozměry průřezu se zadávají v mm, délka v m a hustota v kg/m3. Tento přístup zachovává jednotný způsob výpočtu pro všechny tvary profilů, mění se pouze metoda určení plochy průřezu.
Hustota. Výchozí hodnota se obvykle bere jako 7850 kg/m3 pro běžnou konstrukční ocel. Pokud uživatel zadá jinou hodnotu hustoty, konečná hmotnost se přepočítá úměrně, takže kalkulačku lze použít i pro oceli s mírně odlišnou skutečnou hustotou.
Kulatina a výztuž
Geometrie kruhu. U kulatiny se plocha průřezu určuje z vnějšího průměru d. Používá se vzorec pro kruh s výpočetní hodnotou π = 3.14.
S = 3.14 × d2 / 4
Význam výsledku. Po převodu plochy z mm2 na m2 se vypočítá objem celé délky a následně hmotnost. U výztuže jde o teoretickou hmotnost podle geometrie prutu, nikoli o tabulkovou hmotnost konkrétního sortimentu výrobce.
Kruhová trubka
Dutý průřez. U kruhové trubky se nejprve vypočítá plocha vnějšího kruhu a poté se odečte plocha vnitřní dutiny. Vnitřní průměr se bere jako d - 2t, kde d je vnější průměr a t je tloušťka stěny.
S = 3.14 × (d2 - (d - 2t)2) / 4
Praktický význam. Tento výpočet ukazuje, kolik kovu v průřezu zůstává po odečtení dutiny. Hmotnost se poté určí obecným vzorcem pomocí délky a hustoty.
I-nosník, U-profil a T-profil
Složený průřez. Tyto profily kalkulačka považuje za soustavu jednoduchých obdélníků. Plocha průřezu se získá součtem ploch stojiny a pásnic bez složitého modelování rádiusů, zkosených ploch a výrobních přechodů.
I-nosník. U I-nosníku se vezme plocha stojiny o výšce h - 2h1 a tloušťce t, poté se přičtou plochy dvou pásnic o šířce b a výšce h1.
S = (h - 2h1) × t + 2 × b × h1
U-profil. U U-profilu se používá stejná logika sčítání ploch. Sečte se plocha stojiny a plochy dvou pásnic.
S = (h - 2t) × s + 2 × b × t
T-profil. U T-profilu se plocha průřezu získá jako součet plochy pásnice a plochy stojiny pod pásnicí.
S = b × h1 + (h - h1) × t
Přirážka na zaoblení. U I-nosníků, U-profilů a T-profilů kalkulačka také zobrazuje zvýšenou hodnotu hmotnosti s orientační přirážkou až 1.5%. Je to proto, že u skutečných válcovaných profilů nejsou vnitřní přechody a spojení obvykle dokonale pravoúhlé a mohou skutečnou plochu kovu mírně zvětšit.
Úhelník
Průřez ze dvou ramen. Plocha úhelníku se určuje jako součet ploch dvou ramen s ohledem na to, že překrývající se oblast se nesmí započítat dvakrát. Výsledkem je teoretická plocha rovnostranného nebo nerovnostranného úhelníku podle zadaných rozměrů.
S = a × t + (b - t) × t
Přirážka na kořen úhelníku. Zobrazuje se také doplňková orientační hodnota se zvýšením až o 1%. Je to proto, že skutečný válcovaný úhelník má obvykle v kořeni rádius, který plochu průřezu mírně zvětšuje oproti zjednodušenému obdélníkovému modelu.
Plochá ocel
Nejpřímější výpočet. U ploché oceli se plocha průřezu rovná součinu šířky a tloušťky. Poté se z délky určí objem a z hustoty konečná hmotnost.
S = h × t
Kdy je tento výpočet zvlášť užitečný. Tento způsob se často používá pro pásy, krycí desky, zabetonované prvky a další části s konstantním obdélníkovým průřezem, kde geometrie nevyžaduje další přirážky.
Obdélníkový dutý profil
Zjednodušený model stěn. U obdélníkového nebo čtvercového dutého profilu se plocha počítá jako součet ploch dvou vodorovných a dvou svislých stěn. Současně se od výšky odečítá dvojnásobná tloušťka stěny, aby se vnitřní dutý prostor nezapočítal do výpočtu kovu.
S = 2 × b × t + 2 × (h - 2t) × t
Volba konečné hodnoty. Hlavním výsledkem je vypočtená hmotnost podle zadaného obdélníkového modelu. Kalkulačka také zobrazuje doplňkovou orientační hodnotu až o 5% nižší než základní výsledek, protože skutečné rohy obdélníkového dutého profilu jsou zaoblené a plocha kovu je obvykle o něco menší než u ideálního pravoúhlého obrysu.
Zaokrouhlení výsledku
Přesnost zobrazení. Konečná hmotnost se zobrazuje se zaokrouhlením na 0.001 kg. To je praktické pro malé díly a krátké délky, ale u velkých dodávek je vhodné celkovou hmotnost stále ověřit podle tabulek profilů, dodacího listu nebo certifikátu výrobce.
Související evropské normy
Tabulky profilů a rozměry. Pro kontrolu geometrie a tabulkové hmotnosti válcovaných konstrukčních profilů se běžně používá EN 10365 „Válcované ocelové U-profily, I-profily a H-profily za tepla. Rozměry a hmotnosti“. Takové dokumenty slouží k ověření, zda výpočet ze zadaných rozměrů odpovídá standardnímu profilu.
Úhelníky. Pro rovnostranné a nerovnostranné úhelníky se obvykle používají EN 10056-1 „Konstrukční ocelové rovnostranné a nerovnostranné úhelníky. Část 1. Rozměry“ a EN 10056-2 „Konstrukční ocelové rovnostranné a nerovnostranné úhelníky. Část 2. Tolerance tvaru a rozměrů“.
Duté profily. Pro kruhové, čtvercové a obdélníkové duté profily se obvykle používají EN 10219-2 „Za studena tvářené svařované duté konstrukční profily. Část 2. Tolerance, rozměry a průřezové charakteristiky“ a EN 10210-2 „Za tepla dokončované duté konstrukční profily. Část 2. Tolerance, rozměry a průřezové charakteristiky“.
Betonářská výztuž. Pro výztuž je důležitou referencí EN 10080 „Ocel pro výztuž do betonu. Svařitelná betonářská výztuž. Obecně“. Tato norma je užitečná při porovnání vypočtené hmotnosti s vlastnostmi konkrétního výrobku z betonářské oceli.
Jak používat normy společně s kalkulačkou. Kalkulačka nejprve poskytne teoretickou hmotnost podle geometrie a hustoty. Pokud je potřeba dodací nebo normová orientační hodnota, je vhodné výsledek následně porovnat s tabulkovou hmotností standardního profilu podle příslušné evropské normy.
FAQs
Proč se může hmotnost z kalkulačky lišit od hmotnosti v katalogu?
Kalkulačka určuje teoretickou hmotnost ze zadaných rozměrů a hustoty. Katalog nebo tabulka profilů obvykle zohledňuje skutečný tvar profilu, rádiusy, způsob výroby a tolerance, takže konečné hodnoty se mohou mírně lišit.
Lze tento výpočet použít pro nerezovou ocel nebo jiný kov?
Ano, pokud zadáte odpovídající hustotu materiálu v kg/m3. Logika výpočtu zůstává stejná, protože kalkulačka nejprve určí objem kovu a poté jej převede na hmotnost pomocí hustoty.
Který výsledek považovat za hlavní, když kalkulačka zobrazuje dvě hodnoty?
Za hlavní je vhodné považovat základní výpočet podle zadané geometrie. Doplňková hodnota slouží jako praktická orientace, když se tvar skutečného profilu může mírně lišit od zjednodušeného výpočtového modelu kvůli zaobleným rohům a přechodům.
Je tento výpočet vhodný pro objednání dopravy a odhad zatížení?
Pro předběžný odhad hmotnosti oceli je tento výpočet vhodný. Pro konečná logistická rozhodnutí, volbu zdvihací kapacity a statické ověření je lepší potvrdit hmotnost oceli podle specifikace dodavatele a projektových podkladů.
Co je při nákupu přesnější, výpočet podle rozměrů nebo tabulková hmotnost?
Pro nestandardní díl vyřezaný z plechu nebo vyrobený podle zadaných rozměrů je užitečnější geometrický výpočet. U standardních válcovaných ocelových profilů ze sortimentu je obvykle přesnější vycházet z tabulkové hmotnosti podle příslušné evropské normy nebo katalogu výrobce.