Om beregning av stålvekt
Denne kalkulatoren for stålvekt beregner den teoretiske massen til stålprofiler ut fra tverrsnittsmål, lengde og materialtetthet. Du kan beregne vekt på armering, rundstål, rør, I-bjelker, U-profiler, vinkelstål, stålplater, T-profiler og rektangulære eller kvadratiske hulprofiler.
For I-bjelker og U-profiler kan kalkulatoren også bruke tabellverdier for massen til europeiske standardprofiler i seriene IPE, HEA, HEB, UPN og UPE. Resultatene viser massen per meter, massen til ett enkelt emne og den samlede massen til flere identiske emner. Dette er nyttig ved innkjøp av stål, produksjon av metallkomponenter og planlegging av transport.
Veiledende verdier og anbefalinger
Generelt prinsipp for masseberegning
Beregning ut fra geometri. Først bestemmes metallets tverrsnittsareal S i mm2 ved hjelp av tverrsnittsmålene i millimeter. Arealet omregnes til m2 og multipliseres med materialets tetthet ρ i kg/m3. Resultatet er massen per løpemeter i kg/m.
M1 = S × ρ / 106
Faktoren 106 brukes til å omregne tverrsnittsarealet fra mm2 til m2. Massen per meter multipliseres deretter med lengden L i meter, og massen til ett emne multipliseres med antallet N.
Mstk = M1 × L
Mtotal = Mstk × N
Ståltetthet. Standardverdien er 7850 kg/m3, som er en vanlig beregningsverdi for tettheten til konstruksjonsstål av karbonstål. Når tettheten endres, endres den beregnede massen proporsjonalt. En økning i tettheten på 2 % gir en økning i massen på 2 % dersom geometrien er uendret.
For eksempel har en rund stålstang med diameter 16 mm og tetthet 7850 kg/m3 en teoretisk masse på omtrent 1,578 kg/m. Ved en lengde på 2 m er massen til én stang cirka 3,157 kg.
Rundstål og armeringsstål
Arealet av et sirkulært tverrsnitt. Arealet beregnes ut fra diameteren d i millimeter. Den matematiske konstanten π ≈ 3,141592653589793 brukes uten forhåndsavrunding til 3,14.
S = π × d2 / 4
For armeringsstål beregnes arealet ved hjelp av den nominelle diameteren til et sirkulært tverrsnitt. Det brukes ingen egne korreksjonsfaktorer for ribbene på kamstål.
Runde rør
Arealet av et ringformet tverrsnitt. Arealet av den innvendige åpningen trekkes fra arealet av den ytre sirkelen. Den innvendige diameteren er lik den utvendige diameteren d minus to ganger veggtykkelsen t.
S = π × t × (d - t)
Målene d og t oppgis i millimeter. For at røret skal ha en innvendig åpning, må veggtykkelsen være mindre enn halvparten av den utvendige diameteren: 2t < d. Formelen tar hensyn til hulrommet i røret uten ytterligere korreksjonsfaktorer.
I-bjelker, U-profiler og T-profiler med egendefinerte mål
Sammensatt tverrsnitt. Arealet beregnes ved å summere arealene til profilens rektangulære deler. Områder der steget og flensene overlapper, regnes bare med én gang. Overgangsradier og skrå flensflater modelleres ikke i disse formlene.
I-bjelke. Arealet av to flenser med bredde b og tykkelse h1 legges til arealet av det sentrale steget med tykkelse t. Steghøyden mellom flensene er h − 2h1.
S = (h - 2h1) × t + 2 × b × h1
U-profil. Arealet av steget, med tykkelse s og høyde h − 2t, legges til arealet av to flenser med bredde b og tykkelse t.
S = (h - 2t) × s + 2 × b × t
T-profil. Arealet av én flens med bredde b og tykkelse h1 legges til arealet av steget med tykkelse t som ligger under denne flensen.
S = b × h1 + (h - h1) × t
For I-bjelker og U-profiler må den samlede tykkelsen av de to flensene være mindre enn profilens totale høyde. For T-profiler må flenstykkelsen være mindre enn totalhøyden. Stegtykkelsen må ikke overstige flensbredden. Hvis disse geometriske betingelsene ikke er oppfylt, beregnes ikke massen.
Vinkelstål, plater og hulprofiler
Vinkelprofil. Arealet er lik summen av arealene til to vinkelrette ben minus det kvadratiske området der de overlapper. Den samme formelen gjelder for både likebente og ulikebente vinkelprofiler.
S = t × (a + b - t)
Her er a og b benlengdene, mens t er den felles tykkelsen. Tykkelsen må være mindre enn lengden på hvert av bena. Innvendige og utvendige hjørneradier tas ikke med i beregningen.
Stålplate eller flatstål. Arealet av det rektangulære tverrsnittet beregnes ved å multiplisere bredden b med tykkelsen t.
S = b × t
Rektangulært hulprofil. Arealet beregnes som forskjellen mellom arealet av det ytre rektangelet og den innvendige åpningen. For høyde h, bredde b og jevn veggtykkelse t brukes følgende formel:
S = 2 × t × (h + b - 2t)
Veggtykkelsen må være mindre enn halvparten av det minste utvendige målet: 2t < min(h, b). Beregningen forutsetter rette hjørner uten hjørneradier. Det brukes ingen ekstra reduksjonsfaktor for hjørnene på hulprofilet.
Europeiske standardprofiler i stål
Tabellbasert masse. For standard I-bjelker i seriene IPE, HEA og HEB og U-profiler i seriene UPN og UPE hentes massen per løpemeter direkte fra den innebygde tabellen over profilstørrelser. Tverrsnittsarealet beregnes ikke på nytt. Den valgte tabellverdien i kg/m brukes som utgangspunkt for å beregne massen ut fra lengden.
For eksempel angir tabellen 22,4 kg/m for IPE 200 og 25,3 kg/m for UPN 200. For en IPE 200-bjelke med lengde 2,5 m er massen til ett emne 22,4 × 2,5 = 56 kg, mens tre identiske emner har en samlet masse på 168 kg.
Forutsatt tetthet. Tabellmassene for standardprofiler tilsvarer en nominell ståltetthet på 7850 kg/m3. Det foretas ingen separat tetthetsjustering av disse verdiene. I motsetning til beregninger basert på forenklede rektangulære tverrsnitt tar tabellmassen hensyn til egenskapene ved den nominelle geometrien til valsede stålprofiler.
Valg av beregningsmetode. For et standardprofil bestemmes sluttresultatet ut fra tabellmassen. For et profil med egendefinerte mål brukes det geometriske tverrsnittsarealet og den angitte tettheten. Resultatene fra de to metodene gjennomsnittsberegnes ikke, og det legges ikke til prosentvise korreksjonsfaktorer.
Nøyaktighet og avrunding
Mellomberegninger. Tverrsnittsarealet og massen per meter beregnes uten mellomliggende avrunding. Avrunding utføres når resultatene vises. For masser på 10 kg eller mer vises opptil to desimaler. Fra 0,01 kg til under 10 kg brukes tre desimaler, mens mindre verdier vises med fire desimaler. Verdier under 0,0001 kg vises i vitenskapelig notasjon.
Total masse. Den totale massen beregnes ved å multiplisere den avrundede massen til ett emne med antallet emner, som må være et heltall. Deretter avrundes også resultatet for visning. Dermed samsvarer den viste totalmassen med den viste massen til ett emne innenfor visningsnøyaktigheten.
Relevante europeiske standarder
I-bjelker og U-profiler. EN 10365 «Varmvalsede U-, I- og H-profiler av stål - Dimensjoner og masser» angir de nominelle egenskapene til valsede stålprofiler, inkludert seriene IPE, HE, UPN og UPE. Toleranser for dimensjoner og form behandles også i EN 10034 «I- og H-profiler av konstruksjonsstål - Toleranser for form og dimensjoner» og EN 10279 «Varmvalsede U-profiler av stål - Toleranser for form, dimensjoner og masse».
Vinkelprofiler. EN 10056-1 «Likebente og ulikebente vinkelprofiler av konstruksjonsstål - Del 1: Dimensjoner» angir nominelle dimensjoner og egenskaper for varmvalsede vinkelprofiler. Toleranser for form og dimensjoner er definert i EN 10056-2 «Del 2: Toleranser for form og dimensjoner».
Konstruksjonshulprofiler. EN 10219-2 «Kaldformede sveisede hulprofiler av ulegert og finkornet konstruksjonsstål - Del 2: Toleranser, dimensjoner og tverrsnittsegenskaper» og EN 10210-2 «Varmferdige hulprofiler av ulegert og finkornet konstruksjonsstål - Del 2: Toleranser, dimensjoner og tverrsnittsegenskaper» gir referansedata for å sammenligne beregnet masse av rør og hulprofiler med egenskapene til standardiserte stålprodukter.
Armeringsstål. EN 10080 «Stål for armering av betong - Sveisbart armeringsstål - Generelt» fastsetter generelle krav til armeringsstålprodukter. Når masse beregnet ut fra nominell diameter sammenlignes med leverandørdata, bør egenskapene til det aktuelle armeringsproduktet tas i betraktning.
Nominelle verdier fra standarder og kataloger kan avvike fra den faktiske massen til et produkt innenfor produksjonstoleransene. Ved beregning av massen til et bestemt parti stålprodukter brukes vanligvis massen per meter fra produsentens spesifikasjoner og de faktiske lengdene på de leverte emnene.
FAQs
Hvorfor er massen til en standard I-bjelke forskjellig fra resultatet beregnet ut fra målene?
I tabeller for standardiserte stålprofiler oppgis massen per meter som en verdi som tar hensyn til den nominelle formen på det valsede tverrsnittet. Når en I-bjelke beregnes ut fra målene, fremstilles steget og flensene som rektangler uten avrundinger og overgangsområder. Derfor kan verdiene være forskjellige selv om hovedmålene er identiske.
Hvilken ståltetthet bør brukes ved beregning av vekt?
For vanlig konstruksjonsstål brukes ofte en beregningstetthet på 7850 kg/m3. Hvis tettheten til et bestemt materiale er kjent, kan den brukes ved beregninger basert på geometri. Den beregnede massen endres direkte proporsjonalt med forholdet mellom den nye tettheten og den opprinnelige verdien.
Hvorfor kan armeringsstål ha en annen masse enn en glatt rundstang med samme diameter?
Kalkulatoren bestemmer den teoretiske massen ut fra arealet av et sirkulært tverrsnitt og den nominelle diameteren. Kamstål har ribber og fordypninger, mens den nominelle massen bestemmes av egenskapene til det aktuelle produktet. For standard armeringsstål kan tabellmassen per meter gi en mer nøyaktig referanseverdi.
Hvordan beregnes den totale vekten av flere identiske stålemner?
Først bestemmes massen per meter av tverrsnittet, deretter massen til ett emne med den angitte lengden. Denne verdien multipliseres med antallet identiske emner. Det forutsettes at alle emnene i partiet har samme mål, lengde og materialtetthet.
Hvilken metode er mest nøyaktig for en I-bjelke eller et U-profil: standard profildata eller egendefinerte mål?
Hvis stålprofilet tilsvarer en standardserie som IPE, HEA, HEB, UPN eller UPE, er det best å bruke tabellmassen for den valgte profilstørrelsen. For et ikke-standardisert tverrsnitt beregnes massen ut fra de angitte målene og ståltettheten. Forskjellen mellom metodene skyldes hovedsakelig hvordan den nominelle geometrien til det valsede profilet tas med i beregningen.