Зависимость веса стального листа от вида проката металла
Из всех прокатных изделий металлургии проще всего определить вес стального листа: формула для нахождения объёма прямоугольного параллелепипеда, каковым является пластина, известна из курса начальной школы: длина, ширина, высота. Остаётся умножить полученное произведение на плотность металла, и будет получен расчётный вес. Но в некоторых случаях такая схема вычислений не срабатывает.
Зависимость веса от размеров
При закупках листового металла приходится оперировать с массой отдельных пластин, если их приобретают по количеству или общим весом стальной поверхности, которую требуется построить. Такая необходимость связана не только с установлением цены, но и с наймом подъёмной техники при выполнении погрузоразгрузочных работ. Обычно вычисления делают калькулятором в последовательности:
- устанавливают удельный вес материала листа — если это сталь, то плотность составляет 7,85 т/м3;
- определяют объём единичной пластины и умножают на их количество, или общую площадь металла — на толщину;
- конечный результат — расчётный вес стали получают по формуле Р = V *7,85 с размерностью в тоннах, если величины принимались в метрах.
Пример: сталь листовая, вес 1 м² пластины толщиной 10 мм составит 1*0,01*7,85 = 0,0785 т, или 78,5 кг. При изготовлении листового проката устанавливаются допуски на предельные отклонения габаритов от номинальных параметров. В результате получаются погрешности между расчётными значениями массы металла и фактическими, полученными в итоге взвешивания. Величина различий тем больше, чем шире поле допуска.
Другой фактор, влияющий на вес листовой стали — наличие покрытия на оцинкованном металлическом прокате или рифления и просечек на определённых марках изделий. В помощь покупателям изготовители и поставщики на своих сайтах помещают автоматический калькулятор, значительно упрощающий вычисления.
Если известен вес листа металла, несложно посчитать количество пластин в тонне или пачке с указанием массы.
Материалы для листового металла
Плоский прокат применяется во многих отраслях промышленности — как в несущих конструкциях, так и в декоративно-отделочных целях. Помимо стали, в качестве сырья для его производства используют:
- алюминий;
- медь;
- цинк;
- сплавы.
Часто металлические листы применяют в качестве кровли, скрепляя пластины между собой фальцами вручную или посредством инструментов. Все перечисленные материалы пригодны для этой цели. Кроме цинка, который в чистом виде не используют: его напыляют на сталь, или сплавливают с медью и титаном — получают так называемый титаноцинк. ‘
Естественно, что вес изделий каждого металла будет значительно отличаться, потому как плотность алюминия 2,72, меди 8,3―8,9, цинка — 7,13, титана 4,51 т/м3.
Разновидности стали плоского проката
Благодаря отличным конструкционным свойствам, плоский прокат сплавов железа получил повсеместное распространение. Существует несколько параметров, по которым разделяют листовую сталь:
- толщина — тонкие пластины 0,35―3,99 мм и толстые свыше четырёх до 160 мм;
- технология — холодно- и горячекатаные с маркировками ХК, ГК, оцинкованные, нержавеющие и просечно-вытяжные листы;
- назначение — электротехническая, судостроительная, броневая, котельная, жаропрочная и другие виды стали;
- профиль бывает прямым, штампованным или гофрированным, в том числе под кровельную черепицу.
Применяется плоский прокат преимущественно в машиностроении и возведении сооружений. Требования к листовому металлу определяются условиями, в которых он будет употребляться.
Особенности стальных листов
На практике чаще всего пользуются классификацией по признаку технологии изготовления. Краткая характеристика плоского проката стали:
- Оцинкованный тип изготавливают из одноимённых металлов. Феррооснову покрывают элементом Zn полностью или с одной стороны. Выпускают несколько видов: профнастил, гладкий лист и гофрированный.
- Холоднокатаный сорт — это пластины и полосы из сталей Ст10―Ст45 толщиной от нескольких микрон до 3 мм. Поставляется от изготовителя в рулонах и листах с обрезанным краем.
- Горячекатанный толстолистовой прокат изготавливают из марок Ст0―Ст5. Выпускают и тонкие пластины размером 0,5―3,9 мм.
- Просечно-вытяжной (ПВЛ) сорт получают способом одновременных операций: на лист наносят надрезы и удлиняют его — образуются ячейки. За счёт такой технологии вес плоского проката уменьшается на 70% против цельного изделия.
- Рифлёный тип обеспечивает гладкому листу свойство противоскольжения. Изготавливается из обычной углеродистой стали Ст0―Ст3, часто выпускают декоративные изделия из нержавейки. Ромбические или чечевичные выступы составляют 0,1―0,3 толщины листа и наносятся в виде рисунка. Размеры рифлений 30х70 с промежутками между ними до 20―30 мм.
Выступы увеличивают вес листового металла. Таблица массы гладкого проката и двух типов рифлёного приведена ниже. Значения указаны через дробь для пластин: без выступа, с рифлениями чечевица, ромб:
| Сталь листовая | Вес 1 м², выраженный в килограммах |
| Толщина металла в миллиметрах — 3 | 23,55/24,15/― |
| 4 | 31,4/32,2/33,5 |
| 5 | 39,25/40,5/41,8 |
| 6 | 47,1/48,5/50,1 |
| 8 | 62,8/64,9/66,8 |
| 10 | 78,5/―/― |
В таблице приведена расчётная масса из условий: плотность стали 7,85 т/м3, размеры и расстояния между выступами усреднены. Высота рифления — 0,2 от толщины гладкого листа.
Как определить вес стального листа
В наше время сталь пользуется особым спросом, как прочный и надежный строительный материал. Ее используют в виде заготовок для машиностроения, в строительных работах и других производствах. Также популярно использование стальных листов. Последние различаются по площади, толщине, прочности прокатки, способу прокатки, характеру кромки и плоскостности. От этих параметров зависит область применения материала и его масса, а, соответственно, и цена.
Характеристика стали
Чтобы определить массу стального листа, можно воспользоваться специальными он-лайн калькуляторами, которые представлены на многих сайтах. Если под рукой их не оказалось, на помощь придет таблица.
По толщине сталь может быть:
- Тонким — толщина не превышает 3,99 мм. Обычно это металл, полученный холоднокатаным способом.
- Толстым — толщина достигает 160 мм. К ним чаще всего относится горячекатаная сталь.
По характеру кромки:
- С обрезанной кромкой;
- С необрезанной кромкой.
- Особо высокой плоскостности или ПО;
- Высокой плоскостности или ПВ;
- Улучшенной плоскостности или ПУ;
- Нормальной плоскостности или ПН.
По прочности прокатки:
- А — повышенной точности;
- Б — нормальной точности.
По способу производства:
- Холоднокатаным;
- Горячекатаным — раскаленный металл раскатывают при помощи специального пресса до нужной толщины.
Дополнительно выделяют оцинкованные и рифленые (ромбический и чечевицу) варианты. В зависимости от выбранных параметров будет колебаться и вес стали.
Общая формула
Чтобы найти массу, обычно применяют общую формулу:
Вес = площадь поверхности (длина х ширина) х вес за килограмм на 1 кв. метр,
где вес определяется по таблице, исходя из толщины и способа проката. Длину и ширину стоит перевести в метры.
Если таблицы под рукой не оказалось, можно использовать следующую формулу. Она подходит для определения массы листа, полученного горячекатаным и холоднокатаным способами.
Вес = длина х ширина х толщина х 7,85,
где 7.85 кг/дм 3 — это плотность стали толщиной в 1 мм. Длина и ширина должны быть в метрах, толщина — в миллиметрах.
Холоднокатаный прокат
В зависимости от параметров масса стального листа может колебаться от 5,5 кг до 47 кг при массе стали за кв.м от 2,75 кг до 23,5 кг. В таблице ниже будет указана масса за стальной лист шириной 1 метр и длиной 2 метра.
Параметры материала колеблются от 0,35 мм до 1 мм, шаг — 0,05 мм
| Размер | За 1 кв.м | За 1*2 м |
| 0,35 | 2,75 | 5,5 |
| 0,4 | 3,14 | 6,28 |
| 0,45 | 3,53 | 7,07 |
| 0,5 | 3,93 | 7,85 |
| 0,55 | 4,32 | 8,64 |
| 0,6 | 4,71 | 9,42 |
| 0,65 | 5,1 | 10,21 |
| 0,7 | 5,5 | 10,99 |
| 0,75 | 5,89 | 11,78 |
| 0,8 | 6,28 | 12,56 |
| 0,9 | 7,07 | 14,13 |
| 1 | 7,85 | 15,7 |
Параметры материала колеблются от 1,2 мм до 2 мм, шаг — 0,1 мм
| Размер | За 1 кв.м | За 1*2 м |
| 1,2 | 9,42 | 18,84 |
| 1,4 | 10,99 | 21,98 |
| 1,5 | 11,78 | 23,55 |
| 1,6 | 12,56 | 25,12 |
| 1,7 | 13,35 | 26,69 |
| 1,8 | 14,13 | 28,26 |
| 1,9 | 14,92 | 29,83 |
| 2 | 15,7 | 31,4 |
Параметры материала колеблются от 2,2 мм до 3,5 мм
| Размер | 1 кв.м | За 1*2 м |
| 2,2 | 17,27 | 34,54 |
| 2,5 | 19,63 | 39,25 |
| 2,8 | 21,98 | 43,96 |
| 3 | 23,55 | 47,1 |
| 3,5 | 27,47 | 54,94 |
Горячекатаный прокат
При горячекатаном прокате толщина стального листа составляет от 1,5 мм до 160 мм. Масса при этом составляет от 12 кг до 1256 кг.
Параметры материала колеблются от 1,5 мм до 3,5 мм, шаг — 0,5 мм
| Размер | За 1 кв.м | За 1,25*2,5 м |
| 1,5 | 11,78 | 3,68 |
| 2 | 15,7 | 49,06 |
| 2,5 | 19,63 | 61,33 |
| 3 | 23,55 | 73,59 |
| 3,5 | 27,48 | 85,86 |
Параметры материала колеблются от 4 мм до 10 мм, шаг — 1 мм
| Размер | 1 кв.м | За 1,5*6 м |
| 4 | 31,4 | 282,6 |
| 5 | 39,25 | 353,25 |
| 6 | 47,1 | 423,9 |
| 7 | 54,95 | 494,55 |
| 8 | 62,8 | 565,2 |
| 9 | 70,65 | 635,85 |
| 10 | 78,5 | 706,5 |
Параметры материала колеблются от 10 мм до 40 мм
| Размер | Вес за 1 кв.м | Вес листа 1,5*6 м |
| 10 | 78,5 | 706,5 |
| 12 | 94,2 | 847,8 |
| 14 | 109,9 | 989,1 |
| 16 | 125,6 | 1130,4 |
| 18 | 141,3 | 1271,7 |
| 20 | 157 | 1413 |
| 22 | 172,7 | 1554,3 |
| 25 | 196,25 | 1766,25 |
| 28 | 219,8 | 1978,2 |
| 30 | 235,5 | 2119,5 |
| 32 | 251,2 | 2260,8 |
| 35 | 274,75 | 2472,75 |
| 36 | 282,6 | 2543,4 |
| 40 | 314 | 2826 |
Параметры материала колеблются от 45 мм до 160 мм
| Размер | За 1 кв.м | За 1,5*6 м |
| 45 | 353,25 | 3179,25 |
| 50 | 392,5 | 3532,5 |
| 55 | 431,75 | 3885,75 |
| 60 | 471 | 4239 |
| 65 | 510,25 | 4592,25 |
| 70 | 549,5 | 4945,5 |
| 80 | 628 | 5652 |
| 90 | 706,5 | 6358,5 |
| 100 | 785 | 7065 |
| 110 | 863,5 | 7771,5 |
| 120 | 942 | 8478 |
| 130 | 1020,5 | 9184,5 |
| 140 | 1099 | 9891 |
| 150 | 1177,5 | 10597,5 |
| 160 | 1256 | 11304 |
Прочие классы стальных листов
При вычислении веса стали важно учитывать разницу между сталью, полученной горячекатаным и холоднокатаным прокатом, листами с цинковым покрытием и рифлеными вариантами. Благодаря особенностям создания их вес и параметры существенно отличаются. Например, толщина оцинкованного металла состоит из самого металла и покрытия сверху и снизу. В таблице они уже включены в указанные параметры.
Параметры оцинкованного материала колеблются от 0,35 мм до 1 мм
| Размер | За 1 кв.м | За 1*2 м |
| 0,35 | 2,95 | 5,9 |
| 0,4 | 3,34 | 6,68 |
| 0,45 | 3,73 | 7,46 |
| 0,5 | 4,13 | 8,26 |
| 0,55 | 4,52 | 9,04 |
| 0,6 | 4,91 | 9,82 |
| 0,65 | 5,3 | 10,6 |
| 0,7 | 5,7 | 11,4 |
| 0,75 | 6,09 | 12,18 |
| 0,8 | 6,48 | 12,96 |
| 0,9 | 7,27 | 14,54 |
| 1 | 8,05 | 16,1 |
Оцинкованный материал
| Размер | За 1 кв.м | За 1*2 м |
| 1,2 | 9,62 | 19,24 |
| 1,4 | 11,19 | 22,38 |
| 1,5 | 11,98 | 23,96 |
| 1,6 | 12,76 | 25,52 |
| 1,7 | 13,55 | 27,1 |
| 1,8 | 14,33 | 28,66 |
| 1,9 | 15,12 | 30,24 |
| 2 | 15,9 | 31,8 |
| 2,2 | 17,47 | 34,94 |
| 2,5 | 19,83 | 39,66 |
| 2,8 | 22,18 | 44,36 |
| 3 | 23,75 | 47,5 |
Материал с ромбическим и чечевичным рифлением размером 1,25*2,5 м
| Размер | За 1 кв.м | За 1,25*2,5 м |
| 2,5 | 20,1 | 62,8125 |
| 3 | 24,2 | 75,625 |
Материал с ромбическим и чечевичным рифлением размером 1,5*6 м
Как рассчитать вес металла – формулы и рекомендации
При отсутствии возможности для непосредственного взвешивания, массу металлолома можно установить и иными путями. Наиболее точный результат даст расчёт, но не следует пренебрегать и другими возможностями.
Итак, чтобы не грузить читателей лишними формулами, которые все же будут, но ниже, обозначим сразу формулы для расчета самых популярных изделий из стального проката и трубы – трубопроката. Здесь вы не найдете онлайн-калькулятора для расчета веса, лишь формулы, запомнив, которые 1 раз Вам больше не придется пользоваться специальными калькуляторами. Например, при демонтаже металлоконструкций или дымовой трубы, не всегда есть есть под рукой компьютер, интернет или справочник, а конструкции сварены все из сортового проката вот здесь и выручат наши формулы!
Формула, чтобы рассчитать вес трубы
- M — масса одного погонного метра трубы, кг;
- D – наружный диаметр рассчитываемой трубы, мм;
- s – толщина стенки трубы, мм;
- 0,02466 –коэффициент при плотности стали равной 7,850 г/см3.
Эта формула очень точна. Вы можете рассчитать вес трубы и сверить расчетную массу с теоретической в любом сортаменте и значение по формуле будет точнее! Также можно вычислить
Рассчитываем вес листа металла
- M – масса стального листа, кг;
- S – площадь вычисляемого листа, в метрах квадратных;
- 7,85 – вес листа толщиной 1 мм и площадью 1 метр квадратный, в килограммах
Так можно рассчитать вес листа металла любого размера, у которого Вы можете вычислить площадь. Точность расчетов по такой формуле выше, чем теоретическая масса в справочниках, т.к. в сортаменте при расчете массы металла программа округляет значения. Ну а как узнать площадь листа (любой формы – квадрата, прямоугольника, параллелепипеда, трапеции, ромба и т.д. ) – должен знать каждый человек, окончивший среднюю школу.
Как рассчитать вес арматуры и прутка
Для круга, прутка, гладкой арматуры формула для расчета массы будет такой:
- M – масса 1 погонного метра круга/арматуры/прутка, кг;
- D – диаметр круга;
- 0,02466 –коэффициент при плотности стали равной 7,850 г/см3
Для расчета веса рифленой арматуры (А2, А3) можно и нужно использовать эту же формулу! Расхождений с теоретической массой не будет, не смотря на различные рисунки поперечных сечений.
Такую кучу металлолома, конечно, без взвешивания нереально посчитать по формулам
Общие подходы или немного скучной теории
Для определения веса любого предмета достаточно умножить его объём на удельный вес. Если с удельным весом всё более-менее понятно, то объём определить труднее (если не рассматривать такие простые формы как куб). Наиболее общим принципом расчёта объёма считается принцип Гюльдена, когда площадь поперечного сечения какого-либо предмета умножают на его высоту. С высотой металлоконструкции проблем также обычно не возникает, её легко (либо почти легко) замерить непосредственно, особенно, если сечение по высоте постоянно. Так можно поступить в отношении стальных труб любого сечения и профиля, двутавров, швеллеров, уголков и т.д. Метод определения массы металлических предметов сложных и непостоянных по высоте форм рассмотрим позднее.
Объём пирамиды
Пирамидальные окончания наверший стальных кованых заборов, дефлекторов и прочих частей металлоконструкций встречаются часто. Объём пирамиды легко рассчитать по формуле:
, где:
- В – площадь основания пирамиды;
- Н – высота пирамиды.
Поскольку в технике основаниями пирамиды могут служить квадрат, прямоугольник или треугольник, то проблема решается весьма просто.
Объём усечённой пирамиды
Форму усечённой пирамиды имеют ограждающие колпаки, защитные задвижки и дверцы. В таких ситуациях используется зависимость:
, где:
- h – высота усечённой пирамиды;
- F – площадь её большего основания;
- f – площадь меньшего основания.
Если пирамидальная часть конструкции, сданной на металлолом, несколько деформирована, то недостающий объём добавляют или удаляют с каждой из сторон.
Объём клина и обелиска
Клин в технике часто является пятигранником, в основании которого лежит прямоугольник, а боковые грани являются равнобедренными треугольниками или трапециями. Формула для расчёта объёма клина имеет вид:
, где:
- а – сторона основания подножия клина;
- а1 – ширина верхушки клина;
- b – толщина клина;
- h – высота клина.
Обелиск – это шестигранник, основанием которого являются прямоугольники, которые расположены в параллельных плоскостях. Противоположные грани при этом симметрично наклонены к основанию обелиска. Объём данного геометрического тела:
, где:
- а и b – размеры длины и ширины большего основания обелиска;
- а а1 и b1 – меньшего основания обелиска;
- h – высота обелиска.
Объём прутка и трубы
Для расчёта всех геометрических сечений, в основе которых лежит круг, не обойтись без параметра π – 3,14 (более высокая точность для металлолома и не требуется). Тогда для цилиндра имеем:
, где:
- R – радиус прутка;
- H – длина/высота прутка.
Для трубы (полого цилиндра) объём рассчитывается по формуле:
, где
r – внутренний радиус трубы.
Объём конуса и усечённого конуса
Геометрические формы конуса и усечённого конуса широко используются при конструировании деталей механизмов и машин. Объём конуса равен:
, где
- R – радиус основания конуса;
- Н – высота конуса.
Для вычисления объёма усечённого конуса используют более сложную зависимость:
, где
R – радиус меньшего основания конуса.
Объём сферических элементов металлоконструкций
Кроме собственно сферы, в практике приходится считать также объём шарового сегмента и сектора. Используются следующие зависимости:
Объёмы прокатных профилей
Чаще всего приходится определять вес тавров, двутавров, швеллеров, уголков. Для этого используются следующие зависимости:
Для тавра
,где b и b1 – соответственно ширина полки и стенки тавра; h и h1 – толщина основания и полки тавра; Н – высота таврового фрагмента лома;
Для двутавровой балки
,где Н – высота/длина двутаврового элемента; а – толщина стенки двутавра; с и с1 – толщина полки двутавра в основании и по торцу соответственно;
Для уголка
,где Н – длина уголка; l1 – толщина уголка; h1 и h2 соответственно – ширина каждой из полок.
Как установить массу конструкции особо сложной формы
Решение этой задачи возможно двумя способами. Согласно первому из них устанавливают значение так называемого коэффициента заполнения (способ применяется для габаритных узлов, разборка которых либо затруднительна, либо вовсе невозможна). Например, для ползунов кривошипных машин коэффициент заполнения принимают равным 0,3…0,35. Тогда считают массу узла G в предположении, что она сплошная, а затем умножают полученный результат на коэффициент заполнения.
Примерно такую же точность даёт эмпирическая формула Нистратова:
, где Р – номинальное усилие пресса в тоннах.
Оригинально можно установить массу небольших неразъёмных конструкций по объёму вытесненной ими воды. Для этого в тарированную ёмкость наливают до краёв воду. Устанавливают ёмкость в другую со значительно большим объёмом, а затем в первую ёмкость помещают данную конструкцию. Вытесненный ею объём воды взвешивают. Этот объём и будет равен объёму конструкции.
