Минутка сопромата: прочность трубы и прутка

[alex-avr2.livejournal.com]

Еще обучаясь в университете приходилось слышать байку о том, что якобы прочность трубы на изгиб больше, чем прочность прутка такого же диаметра. Слышал потом еще пару раз это утверждение, от совершенно разных людей. Решил поискать в интернете и выяснилось, что это действительно довольно распространенный миф.

Чтобы убедиться в мифичности данного утверждения взглянем на формулы расчета момента сопротивления для трубы и прутка:


Очевидно, что при любом не нулевом внутреннем диаметре трубы ее момент сопротивления будет меньше, чем у прутка такого же внешнего диаметра. В общем-то это и без формул понятно интуитивно.

Вероятно основой для этого мифа послужил тот факт, что при одинаковой площади сечения труба действительно прочнее прутка. Удивляет то, насколько он распространен, причем зачастую среди людей тем или иным образом связанных с темой.

Comments

[ardelfi.livejournal.com]

Я чего спросил -- на глаз такая труба может быть самоподдерживающейся в горизонтальном положении, как балка крана, оставаясь при этом трубой. Интересно насколько длиннее может быть такая труба (между опорами) по сравнению с круглой.

[termistcom.livejournal.com]

Во, первых, я прошу прощение за грамматику, если что. Во-вторых, высказываю чисто личное мнение, поскольку конструктором не являюсь.
То, что Вы показали, это гнутые профиля. По-моему, они не используются в расчетных конструкциях. Там нужен горячекатаный фасонный прокат- уголок, швеллер, труба (причем бесшовная). А гнутые профиля дают бОльшую вариабельность, и, как следствие, необходимость задавать бОльший запас прочности. В общем, сойдут для кабины, ящиков, настилов, ну, пожалуй в качестве "коробочек" для того, чтобы в них проводку тянуть.

Вот ещё... Тут неоднократно писали, что главное преимущество трубы, это одинаковое сопротивление во всех направлениях. Важное свойство, например, для фонарного столба, когда неизвестно, с какой стороны на него ветер подует. А для фермы все более-менее предсказуемо. Поэтому лучше всего подойдет балка. Швеллер хужее будет, но дешевле. А уголок- хуже швеллера, но и опять-таки дешевле.

[ardelfi.livejournal.com]

Производитель настаивает, что делает именно трубу треугольного сечения. Это всё что я о них знаю, теперь вы о них знаете столько же. :) Относительно использования, я подумал что треугольная труба в горизонтальном положении может работать на том же принципе, что треугольная стрела крана (как на фото). Основная нагрузка при этом вертикальная -- собственный вес трубы плюс вес её содержимого. Возник вопрос даст ли это существенное преимущество перед круглой в требуемом количестве опор (или точек подвеса).

[termistcom.livejournal.com]

Что-то у меня не получилось обосновать свою мысль с первого раза. То, что Вы привели на фотах называется "гнутые профиля". Их получают на гибочных станах из листа. И эти самые гнутые профиля в серьезных конструкциях не используют. Более подробно обосновать- почему, я не могу. Думаю, что жесткость у них все-таки ниже, чем у тех профилей, которые специально катаются на требуемую геометрию.
Да, стрела с треугольным сечением из сплошного листа может и будет иметь ту же жесткость, что и ферма из уголков и швеллеров. Но стоит всего слегка эту стрелу где-нибудь деформировать, и она моментально потеряет устойчивость и сложится. Ферма из горячекатаных профилей тоже сложится, но для потери ее устойчивости нужны бОльшие деформации.