Как сделать из уголков для загибки металла

Обновлено: 05.07.2024

Пример расчета уголка, швеллера и двутавра на прогиб и изгиб

На данной странице представлен пример расчета швеллера. Что касается расчетов уголка и двутавра, то они производится аналогичным образом. Другими словами, данный пример является полезным для следующих калькуляторов:

В примере будут описаны несколько действий, которые должны выполняться последовательно.

Район строительства — Нижний Новгород.

Расчетная схема — Тип 1.

Необходимо подобрать швеллер, который будет воспринимать нагрузку от снега.

Действие 1. Внесение исходных данных.

Fmax = 1/200 — так как пролет балки равен 5 м (пункт 2 табл. E1 [1]).

Расположение — по оси Х (швеллер воспринимает нагрузку вертикально).

Расчетное сопротивление Ry=210 МПа — берется как наихудший вариант для стали.

Действие 2. Выбор предполагающих номеров профилей.

Предположим, что мы рассматриваем два вида профилей: с параллельными гранями и с уклоном полок. Поэтому для первоначального расчета выбираются швеллеры размером 8П И 8У.

Действие 3. Корректирующий расчет.

Под 90 градусов

Практически все постройки имеют прямоугольную форму, поэтому самое частое действие с уголками — это необходимость их загнуть под 90 градусов.

Согнуть уголки под 90 градусов для будущего каркаса достаточно просто. Сначала надо сделать в месте будущего сгиба развертку. Для этого на одной из полок отмечаем два угла в разные стороны от нормали по 45 градусов каждый и вырезаем их болгаркой. Аккуратно и медленно гнем уголок и свариваем место реза электросваркой, при этом рекомендуется предварительно нагреть место сгиба, чтобы вторая полка во время сгибания не треснула и не сломалась.

Допустимые расчетные размеры для того, чтобы правильно разметить и согнуть металлические уголки под 90 градусов, приведены в таблице:

Расчет стального уголка | Характеристики гнутого металлического уголка

Стальной уголок – наиболее востребованный вид фасонного проката. По способу производства он разделяется на горячекатаный и гнутый. Исходные материалы: углеродистые стали обыкновенного качества Ст3 пс/сп (для рядового применения), качественные, низколегированные 09Г2С, 17Г1С, 10ХСНД, 15 ХСНД (для изделий, используемых при повышенных нагрузках, в сложных температурных условиях, при контакте с агрессивными средами).

Характеристики горячекатаного металлического уголка

Сортамент неравнополочных уголков определяется ГОСТом 8510-86. Наименьшие размеры полок – 16 и 25 мм, максимальные – 125 и 200 мм. Эта продукция применяется при создании конструкций сложной формы, например, арок.

Горячекатаную продукцию поставляют партиями, размер которых обычно не превышает 70 тонн. Каждая партия имеет сертификат соответствия требованиям нормативной документации.

Расчет количества стального равнополочного уголка

При определении массы партии проката углового профиля необходимо знать массу погонного метра, которую вы можете определить по таблице, и общий метраж.

Таблица весов равнополочного стального горячекатаного уголка наиболее распространенных размеров

Размер полки, мм	Толщина стенки, мм	Масса 1 м, кг	Размер полки, мм	Толщина стенки, мм	Масса 1 м, кг	Размер полки, мм	Толщина стенки, мм	Масса 1 м, кг
20	3	0,89	35	4	2,1	50	4	3,05
20	4	1,15	35	5	2,58		5	3,77
25	3	1,12	40	3	1,85		6	4,47
25	4	1,46		4	2,42	63	4	3,9
30	3	1,36		5	2,98		5	4,81
30	4	1,78	45	3	2,08		6	5,72
32	3	1,46		4	2,73	70	5	5,38
32	4	1,91		5	3,37		6	6,39
35	3	1,6	50	3	2,32		7	7,39

Характеристики гнутого стального уголка

Эту продукцию получают на профилегибочных станках из горяче- или холоднокатаного листового проката. Процесс проходит без нагрева. В холодногнутой продукции сохраняются остаточные напряжения, ухудшающие рабочие свойства. Для устранения остаточных явлений применяют отпуск – нагрев до определенной температуры с последующим медленным охлаждением. Визуальное отличие двух видов продукции: горячекатаный уголок имеет четкий прямой внешний угол, для гнутого характерен скругленный угол.

Размеры металлического равнополочного гнутого уголка определяются ГОСТом 19771-93, неравнополочного – ГОСТом 19772-93. Эта продукция имеет меньшую прочность, по сравнению с горячекатаной. Применяется в мебельном производстве, в качестве ребер жесткости, вспомогательных элементов при креплении конструкций, для изготовления деталей машин и механизмов.

Характеристики горячекатаного металлического уголка

Расчет количества стального равнополочного уголка

Расчет квадратной трубы на прогиб и изгиб

Замкнутые профили, какими являются квадратные, прямоугольные и круглые трубы, — это вариант для тех, у кого нет возможности использовать деревянные конструкции, но есть желание предать будущему сооружению хорошую эстетичность. Например, каркас козырька, сваренный из квадратных труб, выглядит более эстетично, чем тот же козырек, сваренный из уголков.

Рассчитать квадратную трубу можно для следующих расчетных схем:

Тип 1 — балка с одним пролетом с приложенной на нее равномерно распределенной нагрузкой.

Тип 2 — жестко защемленная консоль с равномерно распределенной нагрузкой.

Тип 3 — балка лежащая на двух опорах с выведенной консолью с одной стороны.

Тип 4 — однопролетная шарнирно опертая балка с приложенной на нее сосредоточенной нагрузкой.

Тип 5 — то же самое, что и тип 4, только с двумя сосредоточенными нагрузками.

Тип 6 — консоль с жестким защемлением с приложенной на нее сосредоточенной нагрузкой.

Калькуляторы по теме:

Инструкция к калькулятору

Обращаю ваше внимание, что в нецелых числах необходимо ставить точку, а не запятую, то есть, например, 5.7 м, а не 5,7. Также, если что-то не понятно, задавайте свои вопросы через форму комментариев, расположенную в самом низу.

Исходные данные

Длина пролета (L) — пролет через который переброшена балка или длина консоли.

Расстояния (A и B) — расстояния от опор до мест приложения нагрузок. Для 3 схемы А равна длине консоли балки, опирающейся на 2 опоры.

Нормативная и расчетная нагрузки — нагрузки, на которые рассчитывается квадратная труба. Рассчитать их можно с помощью следующих материалов:

Таблица 1. Максимальный прогиб для некоторых конструкций согласно СНиП.

1. Без скобок Fmax указан для пролета, в скобках — для консоли.

2. В случае промежуточных значений длины пролета L максимальный прогиб Fmax находится по линейной интерполяции.

Количество труб — обычно указывается одна балка, но если есть желание ее усилить и положить рядом еще одну такую же балку, то следует вы

Сгибание уголка по радиусу

Гибка металлического уголка по радиусу достаточно сложная технологическая операция, так как любое сгибание — это одновременное сжимание внутреннего и растягивание внешнего слоя металла, а, в случае с профилем в виде уголка, такие процессы никак не могут протекать равномерно, что будет сопровождаться попыткой продольного смещения одного из этих слоев.
Непосредственно для металлического уголка применяют два основных способа сгибания в плоскости профиля — это когда одна из полок лежит в вертикальной плоскости, а другая в горизонтальной и ее сгибание будет:

вовнутрь радиуса кривизны деформации, при этом она будет сильно сжиматься ,
наружу радиуса кривизны деформации, соответственно, она будет растягиваться .

Холодное сгибание металлического уголка методом вальцовки на специальном профилегибочном оборудовании позволяет согнуть как стальной уголок, так и профиль из алюминия, получая при этом изделия практически любого радиуса с идеальной формой.

Как согнуть уголок по радиусу своими руками можно посмотреть на этом видео.

Стоит иметь в виду, что как для горячего, так и холодного способа сгибания существуют предельные величины радиусов, которые напрямую зависят от размера полок уголка и его толщины. Так, можно упрощенно рассчитать радиус, на который допустимо загибать уголок, согласно следующим значениям:

допустимый радиус для равнополочного уголка должен составлять минимальные 45 размеров ширины полки;
для неравнобокового профиля допустимый радиус не может быть меньше 45 размеров ширины полки для большей полки и 50 — для меньшей.

Но лучше и проще руководствоваться значениями, которые приведены в таблицах.

Таблицы минимально допустимых радиусов сгибания стальных уголков в зависимости от типа, размеров и отношения величин полок

Расчет прямоугольной трубы на прогиб и изгиб

Прямоугольная труба — это металлопрокат замкнутого профиля. Применяется он обычно в качестве распорок (т.е. работает только на сжатие и растяжение) в каркасных сооружениях или поясов ферм. Но бывают случаи, когда прямоугольную трубу закладывают и в перекрытия жилых зданий или изготавливают из нее, например, козырек над входной дверью. Другими словами, данный профиль используется в тех местах, где он испытывает только изгибающие усилия.

Рассчитать прямоугольную трубу можно для шести схем загружения (см. рисунок). Три из них — это балки с равномерно распределенными нагрузками, а остальные — с одной и двумя сосредоточенными силами.

Расчет металлической перемычки

Какой дом не обходится без перемычек? Правильно — никакой! Поэтому если Вы собираетесь строить дом, то Вам может пригодится данный калькулятор. Ведь благодаря ему Вы можете легко произвести расчет любой металлической перемычки (из уголков, швеллера двутавра, трубы и т.д.), которая в будущем будет удерживать конструкции, находящиеся над дверными и оконными проемами.

Если же Вас интересуют монолитные железобетонные перемычки или перемычки, выполненные непосредственно из уголков, то Вам нужно воспользоваться другими калькуляторами.

Подробнее о калькуляторе. Он способен рассчитать требуемый момент сопротивления (Wтреб) и требуемый момент инерции ( Jтреб), по которым Вы уже подбираете профиль под перемычку.

Для удобства калькулятор имеет 4 режима, в которые заведены наиболее распространенные условия эксплуатации перемычек (типы нагрузок):

Тип 1 — перемычка несущей стены с опирающимися на нее плитами перекрытия.

Тип 2 — перемычка несущей стены с опирающейся на нее балкой перекрытия.

Тип 3 — перемычка несущей стены, на которую помимо элементов стены опираются еще и две балки перекрытия.

Тип 4 — перемычка самонесущей стены или перегородки.

Калькуляторы по теме:

Инструкция к калькулятору

Перед тем, как приступить к расчету внимательно ознакомьтесь с инструкцией во избежания ошибок.

Исходные данные

Тип 1

Длина пролета (L) — расстояние между краями опор над проемом, который перекрывает металлическая перемычка.

Ширина кладки (В) — данная величина зависит от того, какой вариант ваш (см. рисунок):

Вариант 1 — перемычка воспринимает нагрузку от всей толщины стены.

Вариант 2 — перемычка воспринимает нагрузку от части стены, например, только от облицовочного кирпича.

Материал кладки — здесь Вы выбираете материал, из которого сделана стена. В случае же, если его не нашлось или Вы используете материал с другой плотностью (так как такие материалы, как пенобетон, керамзитобетон, газосиликат в расчете заведены с максимальными плотностями, т.е. самые тяжелые), то можно выбрать плотность материалов из предложенных.

с. пуст. — силикатный пустотелый.

с. полн. — силикатный полнотелый.

к. пуст. — керамический пустотелый.

к. полн. — керамический полнотелый.

керам. бетон — керамзитобетон.

Высота кладки (Н) — здесь нужно быть особенно внимательным. Итак, существует 2 случая (см. рисунок):

Расчетное сопротивление Ry — обычно для расчетов используется 210 МПа. Но если Вы уверены, что Вам поставят профиль из стали именно той марки, которой нужно, то данная величина ставится по схеме:

марка стали С255 — Ry = 250 МПа.

марка стали С345 — Ry = 340 МПа.

Нагрузка от плит перекрытия (q2) — нагрузка, которая передается от вышележащих плит перекрытия на перемычку (через кладку или непосредственно на нее).

Тип 2

Дальше будет рассказываться только о новых переменных.

Нагрузка от балки перекрытия (Q) — нагрузка, возникающая на опоре балки перекрытия и которая передается на перемычку.

Тип 3

Расстояния (А и С) — расстояния от края опор до место приложения нагрузок от балок.

Результат

Wтреб и Jтреб — требуемые момент сопротивления и момент инерция для профиля, который будет использоваться в качестве металлической перемычки. Подбираются по сортаментам так, чтобы значения W и J профиля были больше, чем Wтреб и Jтреб. Также при подборе профиля следует учитывать его ориентацию в пространстве.

Пример подбора профиля для металлической перемычки.

В качестве перемычки будет использоваться неравнополочный уголок по ГОСТ 8510-86. Получаемые значения по расчету Wтреб = 0,61 см3, Jтреб =1,90 см4. И так как мы подбираем профиль по прогибу, то ориентируемся на Jтреб. Ближайшее большее значение по направлению Х у уголка L32х20х4 с Jx = 1,93 см4, по направлению Y — L40x30x4 с Jy = 2,01 см4.

Применяют несколько основных способов получения из металлического уголка конструкций заданной формы и профиля, а именно различают:

холодное сгибание,
горячее сгибание,
придание формы с помощью разрезания, сгибания и сварки готового изделия.

Холодное сгибание металлического уголка, в свою очередь, разделяется на:

свободную гибку — это когда уголок сгибают без применения специального оборудования;
сгибание с помощью вальцовочного механизма на специализированном профилегибочном станке.

Применение холодной гибки металлического уголка, в отличие от других способов, имеет определенные преимущества, а именно:

это наименее затратный метод придания металлу заданной формы, при этом не требуется использования дополнительного оборудования для разогрева, резки, сварки и последующей обработки металла;
получаемый в итоге каркас имеет большую прочность, так как при этом исключаются возможные дефекты, характерные при применении разогрева, резки и сварки;
готовые конструкции гарантированно служат больший срок из-за того, что при обработке сохраняется целостность структуры металлического профиля;
снижается вероятность возникновения очагов коррозии металла со временем.

Как можно согнуть уголок?

У вальцовки уголков существует своя простая, но классификация. По использованию термической обработки или отсутствию необходимости в ней сгибание может быть горячим или холодным. Кроме того, выделяют технологию, при которой согнутые заготовки дополнительно привариваются друг к другу или к основе. Хотя именно гибка помогает намного сократить количество сварных соединений и увеличить прочность изделия.
По усилию, которое прилагается в процессе, вальцовку можно разделить на свободную и автоматическую. Свободная производится, по сути, голыми руками, без привлечения оборудования. Автоматическая подразумевает станочный способ преображения заготовки.

Наиболее экономически выгодной считается вальцовка уголка по радиусу, выполненная на станке холодным способом. С одной стороны, минимизирован ручной труд, с другой — исключаются потеря времени и финансовые расходы, связанные с нагревом заготовки. У этой методики есть и другие преимущества:

коррозионная стойкость металла (у некоторых видов стали после термической обработки это свойство исчезает или ухудшается);
более длительный срок эксплуатации, так как материал сохраняет механическую прочность и другие характеристики;
как следствие минимальных расходов на производство — низкие расходы для заказчика.

И, наконец, по направлению гиба различают вальцовку уголка полкой внутрь и вальцовку уголка полкой наружу. Первый вариант сложнее, так как при образовании кольца происходит сжатие полок (в специальной литературе их также называют перьями) и на вертикальной полке может возникнуть волнообразный эффект. Уголкам, согнутым полками наружу, такой дефект не страшен, так как их перья в этом случае не сжимаются, а растягиваются. Оба способа используются для вальцовки уголка в кольцо, а также для создания различных дуг.

Сгибание уголка по радиусу

вовнутрь радиуса кривизны деформации, при этом она будет сильно сжиматься ,
наружу радиуса кривизны деформации, соответственно, она будет растягиваться .

Холодное сгибание металлического уголка методом вальцовки на специальном профилегибочном оборудовании позволяет согнуть как стальной уголок, так и профиль из алюминия, получая при этом изделия практически любого радиуса с идеальной формой.

Как согнуть уголок по радиусу своими руками можно посмотреть на этом видео.

допустимый радиус для равнополочного уголка должен составлять минимальные 45 размеров ширины полки;
для неравнобокового профиля допустимый радиус не может быть меньше 45 размеров ширины полки для большей полки и 50 — для меньшей.

Но лучше и проще руководствоваться значениями, которые приведены в таблицах.

Вальцовка металла

Вальцовка позволяет получить цилиндрические и конические изделия с большими радиусами изгиба и равномерной деформацией вдоль заданного направления. Для вальцовки профильного или листового проката используются различные виды гибочных машин.

Вальцовка листового металла является наиболее простым способом изготовления деталей цилиндрической формы, комплектующих к емкостному оборудованию, обечаек. Обечайка – это деталь цилиндрической или конической формы (типа барабана, трубы или кольца), которая используется для производства элементов сварных конструкций, а также для производства емкостей, сосудов, котлов, баков и различных резервуаров.

Как согнуть уголок в кольцо своими руками

Нагревать металл необходимо до половины значения температуры его плавления, так, к примеру, алюминиевый уголок придется нагреть как минимум до 250⁰ С, а стальной профиль — до 600⁰ С. Для этого вам понадобится горелка на природном газе или бензиновая паяльная лампа, а лучше всего воспользоваться сварочным ацетиленовым резаком, если уголок большого размера.

С помощью болгарки и сварочного аппарата тоже можно согнуть стальной уголок в кольцо, но для этого необходимо произвести достаточно точные расчеты, разметить и расчертить удаляемые сектора, согнуть и заварить швы. К сожалению, как бы вы ни старались, в этом случае получиться круг в виде округлого многогранника.

ПОСМОТРЕТЬ Гибочные станки на AliExpress →

Описание услуги вальцевания металла.

Сварочное производствоПри помощи вальцевания можно создать трубу или цилиндрическую конструкцию из листа, арку из профильной трубы и кольцо из уголка. Данная услуга позволяет свести к минимуму количество сварных швов при производстве бочек, котлов, бункеров, желобов, резервуаров, зернохранилищ и других конструкций. Посредством вальцовки профильных труб можно создавать оптимальные по прочности и эстетичные арочные конструкции. Технология подразумевает деформацию металла, как в холодном, так и в горячем состоянии. При помощи вальцовочного оборудования осуществляется объемная штамповка заготовки при помощи вращающихся в разные стороны вальцов. Во время вращения они захватывают заготовку, она проходит между вальцами и в результате деформации приобретает форму заданной конфигурации. Механизм оборудования состоит из верхних и нижних валец, которые обладают рядом особых настраиваемых характеристик: радиус, толщина материала и др. Верхний ряд закреплен подшипниками, а нижний является динамичным и регулируется электромотором. Радиус изгиба контролируется методом изменения положения верхнего вальца. Для работы используется материал 1-10 мм, диаметр обечайки от 110 мм.

Услуги по гибке уголков включают в себя такие стадии:

сгибание уголка полкой наружу или вовнутрь;
гибку уголка в кольцо или по заданному радиусу.

Деформации может подвергаться различный металлопрокат: круглые и профильные трубы, швеллера, уголки, квадратные и прямоугольные трубы, короба и др. Обработка уголка методом вальцовки может применяться с целью изменения формы профиля поперечного сечения и изменения начальных параметров готового изделия: наружного и внутреннего диаметра, толщины стенки, формы конечной части. Процедура происходит в несколько этапов:

рассчитывается длина и радиус заготовки;
настраивается оборудование;
изделию придается нужная форма.

Радиусная гибка имеет ряд преимуществ в сравнении со сварочными конструкциями:

повышается прочность конструкции в связи с исключением дефектов, характерных для сварных швов, например, непроваров;
увеличивается срок службы изделий за счет сохранения целостности металла и низкой вероятности образования коррозии;
снижается стоимость металлообработки благодаря снижению временных затрат на выполнение технологических операций и отсутствию потребности в зачистке сварочного шва.

Важнейшее достоинство технологии вальцевания уголков – это получение сверхпрочной продукции без единого соединительного шва. Применение в строительных конструкциях вальцованных элементов позволяет экономить материалы, а конфигурация изгиба и геометрическая форма сечения позволяют создавать прочные и красивые сооружения. Кроме того, гнутые профили ощутимо снижают нагрузку на фундамент. Вальцевание холодным методом значительно сокращает энергозатраты и позволяет сохранить свойства металла: исключается появление горячих и холодных трещин, пор, непроваров. Также сокращаются временные затраты, а процесс строительства проходит намного быстрее.

Под 90 градусов

Преимущества станочной вальцовки уголка

Вальцовка автоматическим способом имеет множество преимуществ перед ручной. Прежде всего отметим скорость: время работы над одной заготовкой сокращается в разы. В процессе происходит равномерное воздействие на материал, дефекты на его внешней и внутренней поверхностях исключаются. После процедуры механические свойства металла — плотность и прочность — не только не ухудшаются, а могут укрепиться.
Если говорить о вальцовке уголка по радиусу, гибка вручную заготовок большого объема попросту невозможна, а оборудование справляется с этой задачей без затруднений. Таким образом, только автоматика позволяет качественно и предельно точно изменить конфигурацию детали по заданным параметрам.

Сферы использования вальцованного уголка

Вальцовка уголков как услуга востребована в строительстве, в изготовлении козырьков, теплиц и оранжерей, в создании арочных конструкций. Гнутый уголок используется в монтаже колодцев и производстве различных емкостей — например, бочек и котлов. Для нужд промышленности он задействован в выпуске комплектующих для турбин, компрессоров и транспортеров. Так как все эти изделия выпускаются серийно, их производителям требуется гнутый прокат в больших объемах.

Надо согнуть пару уголков под 90 градусов, как это сделать правильно.

Толщина металла из которого изготавливается уголок может быть разной, это надо учитывать при выборе метода сгибания уголка под 90 градусов.

Тонкостенный металл можно и на холодную гнуть с использованием простейшего механизма который изготавливается самостоятельно.

Толстый металл надо не только греть, но и резать.

Делаем в начале разметку.

Нужны транспортир, линейка, угольник мел.

На любой из двух полок уголка проводим ровную прямую линию, по это линии и будем сгибать уголок.

От этой линии делаем разметку углов 45 градусов в обе стороны.

Вот так схематично,

Далее УШМ + отрезной круг по металлу, вырезаем треугольник вот он

Зачищаем места реза.

На следующем этапе понадобится горелка, или хотя бы паяльная лампа.

Разогреваем место реза и сгибаем уголок, 90 градусов можно дополнительно промерить строительным угольником.

Всё, осталось сварить место реза, или спаять если это алюминиевый уголок, зачистить сварной шов.

При необходимости обезжирить уголок и покрасить на финише.

Возможно для гибки уголка понадобятся тиски.

Полку уголка которую режем, под углом, прорезаем до конца с двух сторон.

С металлом/сталью/желе зом делают так. Легонько чертите линию на той стороне, по которой будет идти изгиб. Затем продлеваете эту линию строго прямо на другую строну уголка и чертите её жирно. Там где началась жирная линия прикладываем угольник (мерительный инструмент) так, чтобы стороны угольника относительно жирной линии визуально били по 45 градусов. Обводим стороны угольника чертилкой. Между начерченными сторонами получаем 90 градусов. Но это ещё не всё. Не учли радиус изгиба, после вырезки стороны упрутся раньше чем получим 90 градусов. Поэтому на каждой стороне отступаем размер, равный половины толщины металла и снова чертим, можно жирно. Получили мнимый треугольник с притупленной вершиной, который и необходимо вырезать. Я в защитных это делаю болгаркой и отрезным кругом толщиной 1,2 мм. Получаем вырезанный проём с притупленной вершиной. Радиус вершины - толщина изгибаемого металла. Гнём в тисках, пристукивая друг другу обе стороны. Проверяете угольником полученные 90 градусов. Обвариваете сваркой с двух сторон, предварительно сделав фаски для наплавляемого металла, - сварного шва. Зачищаете, приводите внешний вид в порядок. Желательно сварной шов покрасить, можно всё изделие. Задача выполнена.

Читайте также: