Під час проєктування металоконструкцій важливо правильно вибрати тип профільної труби. Найпоширенішими є два види: квадратні та прямокутні профільні труби. Вони використовуються в будівництві, машинобудуванні, виготовленні каркасів, огорож і різних металоконструкцій. Вибір між ними залежить від безлічі факторів: навантаження, умов експлуатації, технологічності обробки та вартості. Зараз розберемо, в яких випадках краще застосовувати квадратні труби, а коли вигідніше використовувати прямокутні.
Основні відмінності квадратних і прямокутних труб
| Параметр | Квадратна труба | Прямокутна труба |
|---|---|---|
| Форма поперечного перерізу | Рівні сторони, симетричний переріз | Сторони різної довжини, витягнутий перетин |
| Жорсткість | Однакова жорсткість у всіх напрямках | Різна жорсткість по різних осях |
| Стійкість до вигину | Висока в усіх напрямках | Вище вздовж довгого боку, нижче вздовж короткого |
| Вага при однаковому перетині | Трохи більше за рахунок рівних сторін | Легше при підборі оптимальних розмірів |
| Міцність при однаковій масі | Висока | Нижче, але дає змогу оптимізувати конструкцію |
| Економічність | Дорожче за рівного перерізу | Більш економічне використання матеріалу |
| Зварювання та з’єднання | Легше зварювати, однакова жорсткість | Вимагає грамотного позиціонування для рівномірного розподілу навантаження |
| Застосування | Несучі каркаси, опори, стійки | Балки, перекриття, елементи сходів, ферми |
Розміри та стандарти профільних труб
Профільні труби виробляються за різними ГОСТами та європейськими стандартами (EN). Основні розміри для квадратних і прямокутних труб:
Розміри квадратних труб (ГОСТ 8639-82, EN 10210-2)
- 15×15 мм – 100×100 мм (товщина стінки 1,5-6 мм)
- 100×100 мм – 300×300 мм (товщина стінки 4-12 мм)
Приклади:
- 40×40×2 мм – підходить для легких конструкцій (паркани, невеликі каркаси).
- 80×80×3 мм – для опорних стовпів і каркасів ангарів.
- 120×120×5 мм – використовується в будівництві несучих конструкцій.
Розміри прямокутних труб (ГОСТ 8645-68, EN 10219-2)
- 20×10 мм – 100×50 мм (товщина стінки 1,5-5 мм)
- 100×50 мм – 300×200 мм (товщина стінки 3-12 мм)
Приклади:
- 60×30×2 мм – оптимально для сходових конструкцій.
- 100×50×3 мм – застосовується в несучих балках і перекриттях.
- 200×120×5 мм – використовується в промислових фермах і мостових конструкціях.
Де краще застосовувати квадратні та прямокутні труби?
Квадратні труби підходять для:
- Каркасів будівель і ангарів.
- Опорних стійок і колон.
- Огороджень і парканів.
- Машинобудівних каркасів.
- Конструкцій, що піддаються рівномірним навантаженням з усіх боків.
Квадратні труби є ідеальним рішенням, якщо необхідно забезпечити рівномірний розподіл навантаження і стійкість до скручування. Їхній симетричний переріз дає змогу рівномірно розподіляти навантаження в усіх напрямках, що робить їх незамінними в будівництві каркасних споруд і опорних елементів.
Прямокутні труби підходять для:
- Балок, перекриттів і настилів.
- Сходових конструкцій.
- Консольних елементів (навісів, козирків).
- Ферм і несучих рам.
- Конструкцій, де навантаження переважає в одному напрямку.
Прямокутні труби використовуються там, де потрібна максимальна жорсткість в одному напрямку і можливість оптимального розподілу ваги конструкції. Наприклад, у перекриттях і балкових системах вони дають змогу зменшити витрату матеріалу без втрати несучої здатності.
Як правильно вибрати?
- Враховуйте характер навантаження.
- Якщо навантаження діє однаково у всіх напрямках – вибирайте квадратні труби.
- Якщо навантаження спрямоване в одній площині – краще прямокутні.
- Оптимізуйте вагу і матеріал.
- Для полегшення конструкції за тих самих навантажень краще використовувати прямокутні труби.
- Якщо важлива максимальна стійкість до бічних навантажень, краще квадратні.
- Економічний фактор.
- Прямокутні труби можуть бути економічнішими за рахунок оптимального розподілу металу.
- Квадратні труби простіші у виробництві та монтажі, але важчі.
- Способи кріплення і зварювання.
- Квадратні труби зручніші в стикуванні та з’єднанні.
- Прямокутні вимагають правильного позиціонування для максимальної міцності.
- Приклади розрахунку навантажень:
- Для квадратної труби 80×80×3 мм: навантаження розподіляється рівномірно, жорсткість однакова в усіх напрямках.
- Для прямокутної труби 100×50×3 мм: більша жорсткість уздовж довгого боку, але менша стійкість до бічних навантажень.
Під час розрахунку навантаження необхідно враховувати товщину стінки, оскільки збільшення товщини може компенсувати меншу міцність прямокутного перерізу.
Вибрати між квадратною і прямокутною профільною трубою?
Вибір між квадратними і прямокутними профільними трубами залежить від технічних вимог, навантаження та економічної доцільності. Квадратні труби забезпечують рівномірну жорсткість і стійкість до бічних навантажень, тому краще підходять для каркасів, стійок і колон. Прямокутні труби дають змогу знизити вагу конструкції і розподіляти навантаження в потрібній площині, що робить їх ідеальними для балок, перекриттів і настилів.
Правильний підбір профілю дає змогу підвищити міцність конструкції, знизити витрату металу і зменшити навантаження на несучі елементи. Під час розрахунку важливо враховувати не тільки форму, а й товщину стінки, спосіб кріплення і тип навантаження. Помилковий підбір профілю може призвести до зниження довговічності конструкції і збільшення витрат на її посилення в майбутньому.