Over de berekening van gewicht van staal
Deze calculator bepaalt het gewicht van staal in verschillende productvormen op basis van de afmetingen van de doorsnede, de lengte en de materiaaldichtheid. Hij is geschikt voor een snelle schatting van het gewicht van wapeningsstaal, ronde buis, I-profiel, U-profiel, hoekprofiel, platstaal, T-profiel en rechthoekig kokerprofiel bij inkoop, zagen, transport en een voorlopige controle van belastingen.
De berekening is gebaseerd op de theoretische geometrie van de doorsnede. Voor de meeste toepassingen is dat voldoende om een duidelijke richtwaarde te krijgen voor het gewicht van één onderdeel of een partij identieke elementen voordat dit wordt vergeleken met profieltabellen, de catalogus van de fabrikant of de leveringsspecificatie.
Richtwaarden en aanbevelingen
Algemeen rekenprincipe
Rekenvolgorde. Eerst wordt de doorsnede-oppervlakte bepaald op basis van de ingevoerde afmetingen in millimeters. Daarna wordt de oppervlakte omgerekend naar vierkante meters, vermenigvuldigd met de lengte van het element in meters en met de materiaaldichtheid in kg/m3. Het resultaat is het gewicht in kilogram.
Gewicht = Doorsnede-oppervlakte × Lengte × Dichtheid
Meeteenheden. De afmetingen van de doorsnede worden ingevoerd in mm, de lengte in m en de dichtheid in kg/m3. Daardoor blijft de berekening consistent voor alle profielvormen, terwijl alleen de methode voor het bepalen van de doorsnede-oppervlakte verandert.
Dichtheid. De standaardwaarde wordt voor gewoon constructiestaal meestal genomen als 7850 kg/m3. Als de gebruiker een andere dichtheidswaarde invoert, wordt het eindgewicht evenredig herberekend. Daardoor kan de calculator ook worden gebruikt voor staalsoorten met een iets andere werkelijke dichtheid.
Ronde staf en wapeningsstaal
Geometrie van de cirkel. Voor een ronde staf wordt de doorsnede-oppervlakte bepaald op basis van de buitendiameter d. Daarbij wordt de formule van de cirkel gebruikt met de rekenwaarde π = 3.14.
S = 3.14 × d2 / 4
Betekenis van het resultaat. Na omzetting van de oppervlakte van mm2 naar m2 wordt het volume over de volledige lengte berekend en daarna omgerekend naar gewicht. Bij wapeningsstaal is dit het theoretische gewicht op basis van de geometrie van de staaf, en niet de getabelleerde massa van een specifiek productgamma van een fabrikant.
Ronde buis
Holle doorsnede. Voor een ronde buis wordt eerst de oppervlakte van de buitenste cirkel berekend en daarna de oppervlakte van de binnenste holte afgetrokken. De binnendiameter wordt genomen als d - 2t, waarbij d de buitendiameter is en t de wanddikte.
S = 3.14 × (d2 - (d - 2t)2) / 4
Praktische betekenis. Deze berekening laat zien hoeveel metaal in de doorsnede overblijft na aftrek van het holle deel. Het gewicht wordt vervolgens bepaald met de algemene formule op basis van lengte en dichtheid.
I-profiel, U-profiel en T-profiel
Samengestelde doorsnede. Deze profielen behandelt de calculator als een combinatie van eenvoudige rechthoeken. De doorsnede-oppervlakte wordt bepaald door de oppervlakten van lijf en flenzen op te tellen, zonder ingewikkelde modellering van afrondingen, schuine vlakken en productietransities.
I-profiel. Bij een I-profiel wordt de oppervlakte van het lijf met hoogte h - 2h1 en dikte t genomen, waarna de oppervlakten van twee flenzen met breedte b en hoogte h1 worden opgeteld.
S = (h - 2h1) × t + 2 × b × h1
U-profiel. Voor een U-profiel wordt dezelfde optellogica gebruikt. De oppervlakte van het lijf en de oppervlakten van twee flenzen worden bij elkaar opgeteld.
S = (h - 2t) × s + 2 × b × t
T-profiel. Voor een T-profiel wordt de doorsnede-oppervlakte verkregen als de som van de flensoppervlakte en de oppervlakte van het lijf onder de flens.
S = b × h1 + (h - h1) × t
Toeslag voor afrondingen. Voor I-profielen, U-profielen en T-profielen toont de calculator ook een verhoogde gewichtswaarde met een indicatieve toeslag tot 1.5%. Dit gebeurt omdat bij echte gewalste profielen de inwendige overgangen en aansluitingen meestal niet perfect rechthoekig zijn en de werkelijke metaaloppervlakte iets kunnen vergroten.
Hoekprofiel
Doorsnede uit twee benen. De oppervlakte van het hoekprofiel wordt bepaald als de som van de oppervlakten van twee benen, waarbij rekening wordt gehouden met het feit dat de overlapzone niet dubbel mag worden geteld. Zo wordt op basis van de ingevoerde afmetingen de theoretische oppervlakte van een gelijkzijdig of ongelijkzijdig hoekprofiel verkregen.
S = a × t + (b - t) × t
Toeslag voor de binnenradius. Er wordt ook een aanvullende richtwaarde getoond met een verhoging tot 1%. Dit komt doordat een echt warmgewalst hoekprofiel meestal een binnenradius in de hoek heeft, waardoor de doorsnede-oppervlakte iets groter is dan bij het vereenvoudigde rechthoekige model.
Platstaal
De meest directe berekening. Bij platstaal is de doorsnede-oppervlakte gelijk aan breedte maal dikte. Daarna wordt uit de lengte het volume bepaald en uit de dichtheid het eindgewicht.
S = h × t
Wanneer deze berekening vooral nuttig is. Deze methode wordt vaak gebruikt voor strips, dekplaten, ingestorte onderdelen en andere elementen met een constante rechthoekige doorsnede waarbij de geometrie geen extra toeslagen vereist.
Rechthoekig kokerprofiel
Vereenvoudigd wandmodel. Voor een rechthoekig of vierkant kokerprofiel wordt de oppervlakte berekend als de som van de oppervlakten van twee horizontale en twee verticale wanden. Tegelijk wordt van de hoogte tweemaal de wanddikte afgetrokken, zodat de inwendige holle ruimte niet in de metaalberekening wordt meegenomen.
S = 2 × b × t + 2 × (h - 2t) × t
Keuze van de eindwaarde. Het hoofdresultaat is het berekende gewicht op basis van het ingevoerde rechthoekige model. De calculator toont ook een aanvullende richtwaarde die tot 5% lager ligt dan het basisresultaat, omdat de werkelijke hoeken van een rechthoekig kokerprofiel afgerond zijn en de metaaloppervlakte meestal iets kleiner is dan bij een ideale rechthoekige contour.
Afronding van het resultaat
Weergavenauwkeurigheid. Het eindgewicht wordt afgerond weergegeven op 0.001 kg. Dat is praktisch voor kleine onderdelen en korte lengtes, maar voor grote partijen moet het totale leveringsgewicht nog steeds worden gecontroleerd aan de hand van profieltabellen, de leverbon of het certificaat van de fabrikant.
Gerelateerde Europese normen
Profieltabellen en afmetingen. Voor controle van de geometrie en de getabelleerde massa van gewalste constructieprofielen wordt gewoonlijk EN 10365 « Warmgewalste stalen U-profielen en I- en H-profielen. Afmetingen en massa’s » gebruikt. Dergelijke documenten worden gebruikt om te vergelijken of de berekening op basis van de ingevoerde afmetingen overeenkomt met een standaardprofiel.
Hoekprofielen. Voor gelijkzijdige en ongelijkzijdige hoekprofielen worden ჩვეულlijk EN 10056-1 « Gelijkzijdige en ongelijkzijdige hoekprofielen van constructiestaal. Deel 1. Afmetingen » en EN 10056-2 « Gelijkzijdige en ongelijkzijdige hoekprofielen van constructiestaal. Deel 2. Toleranties voor vorm en afmetingen » gebruikt.
Holle profielen. Voor ronde, vierkante en rechthoekige holle profielen worden gewoonlijk EN 10219-2 « Koudgevormde gelaste constructieve holle profielen. Deel 2. Toleranties, afmetingen en doorsnede-eigenschappen » en EN 10210-2 « Warmvervaardigde constructieve holle profielen. Deel 2. Toleranties, afmetingen en doorsnede-eigenschappen » gebruikt.
Wapeningsstaal. Voor wapeningsstaal is EN 10080 « Staal voor de wapening van beton. Lasbaar wapeningsstaal. Algemeen » een belangrijke referentie. Deze norm is nuttig wanneer het berekende gewicht wordt vergeleken met de eigenschappen van een specifiek product van wapeningsstaal.
Hoe normen samen met de calculator te gebruiken. De calculator geeft eerst het theoretische gewicht op basis van geometrie en dichtheid. Als een leveringswaarde of normatieve referentiewaarde nodig is, moet het resultaat daarna worden vergeleken met de getabelleerde massa van het standaardprofiel volgens de relevante Europese norm.
FAQs
Waarom kan het gewicht van de calculator verschillen van het gewicht in de catalogus?
De calculator bepaalt het theoretische gewicht op basis van de ingevoerde afmetingen en de dichtheid. Een catalogus of profieltabel houdt meestal rekening met de werkelijke profielvorm, afrondingen, productiemethode en toleranties, waardoor de eindwaarden iets kunnen verschillen.
Kan deze berekening ook worden gebruikt voor roestvast staal of een ander metaal?
Ja, als de overeenkomstige materiaaldichtheid in kg/m3 wordt ingevoerd. De rekenlogica blijft hetzelfde, omdat de calculator eerst het metaalvolume bepaalt en dit daarna via de dichtheid omzet in gewicht.
Welke waarde moet als hoofdresultaat worden beschouwd als de calculator twee waarden toont?
Het hoofdresultaat moet de basisberekening zijn op basis van de ingevoerde geometrie. De extra waarde dient als praktische richtwaarde wanneer de vorm van het werkelijke profiel door afgeronde hoeken en overgangen iets kan afwijken van het vereenvoudigde rekenmodel.
Is deze berekening geschikt voor transportplanning en belastinginschatting?
Voor een voorlopige schatting van het staalgewicht is deze berekening goed bruikbaar. Voor definitieve logistieke beslissingen, de keuze van hijscapaciteit en constructieve controles is het beter het staalgewicht te bevestigen met de specificatie van de leverancier en de projectgegevens.
Wat is nauwkeuriger bij inkoop, berekening op basis van afmetingen of getabelleerde massa?
Voor een niet-standaard onderdeel dat uit plaat wordt gesneden of volgens opgegeven afmetingen wordt gemaakt, is de geometrische berekening nuttiger. Voor standaard gewalste staalprofielen uit een productassortiment is het meestal nauwkeuriger om uit te gaan van de getabelleerde massa volgens de relevante Europese norm of de catalogus van de fabrikant.