Несущая способность профильных труб — сколько несёт квадратная и прямоугольная труба
The question every fabricator asks — "how much weight can a 100×100×4 tube carry?" — has two answers: as a beam (bending, deflection) and as a column (buckling). The tables below give guide values for S235JRH cold-formed hollow sections to EN 10219 designed to EN 1993-1-1 with a safety factor already applied (γM = 1.0 on resistance, loads at the ultimate limit state ≈ 1.4 × working load), plus deflection limited to L/200 for beams. They are for preliminary sizing; the project engineer confirms the final design.
Использованные характеристики сечений
| Сечение | кг/м | A (см²) | Ix (см⁴) | Wel,x (см³) | Wpl,x (см³) | ix (см) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 40 × 40 × 2 | 2.31 | 2.94 | 6.9 | 3.5 | 4.1 | 1.53 |
| 40 × 40 × 3 | 3.30 | 4.21 | 9.3 | 4.7 | 5.7 | 1.49 |
| 50 × 50 × 2 | 2.93 | 3.74 | 14.1 | 5.7 | 6.6 | 1.94 |
| 50 × 50 × 3 | 4.25 | 5.41 | 19.5 | 7.8 | 9.4 | 1.90 |
| 60 × 60 × 3 | 5.19 | 6.61 | 35.1 | 11.7 | 14.0 | 2.30 |
| 70 × 70 × 3 | 6.13 | 7.81 | 57.5 | 16.4 | 19.4 | 2.71 |
| 80 × 80 × 3 | 7.07 | 9.01 | 87.8 | 22.0 | 25.8 | 3.12 |
| 80 × 80 × 4 | 9.22 | 11.7 | 111 | 27.8 | 33.1 | 3.07 |
| 100 × 100 × 3 | 8.96 | 11.4 | 177 | 35.4 | 41.1 | 3.94 |
| 100 × 100 × 4 | 11.7 | 14.9 | 226 | 45.3 | 53.3 | 3.89 |
| 100 × 100 × 5 | 14.4 | 18.4 | 271 | 54.2 | 64.6 | 3.84 |
| 120 × 120 × 4 | 14.2 | 18.1 | 402 | 67.0 | 78.0 | 4.71 |
| 120 × 120 × 5 | 17.5 | 22.4 | 485 | 80.9 | 95.4 | 4.66 |
| 150 × 150 × 5 | 22.3 | 28.4 | 982 | 131 | 153 | 5.88 |
| 150 × 150 × 6 | 26.4 | 33.6 | 1 146 | 153 | 180 | 5.84 |
| 200 × 200 × 6 | 35.8 | 45.6 | 2 833 | 283 | 329 | 7.88 |
| 200 × 200 × 8 | 46.5 | 59.2 | 3 566 | 357 | 421 | 7.76 |
| 100 × 50 × 3 (strong axis) | 6.60 | 8.41 | 105 | 21.0 | 26.1 | 3.54 |
| 120 × 60 × 4 (strong axis) | 10.5 | 13.3 | 230 | 38.4 | 47.7 | 4.15 |
| 150 × 100 × 5 (strong axis) | 18.6 | 23.7 | 739 | 98.5 | 119 | 5.58 |
| 200 × 100 × 6 (strong axis) | 26.4 | 33.6 | 1 626 | 163 | 202 | 6.96 |
Несущая способность балки — равномерно распределённая нагрузка
Максимальная рабочая равномерная нагрузка в кН/м (1 кН ≈ 100 кг) для свободно опёртой балки из S235JRH, определяемая меньшим из двух: изгиб (Wpl × fy / 1,4) и прогиб L/200. Умножайте на 1,4 для S355J2H там, где решает изгиб (короткие пролёты); значения, определяемые прогибом (длинные пролёты), от марки не зависят.
| Сечение | Пролёт 1,0 м | 1,5 м | 2,0 м | 3,0 м | 4,0 м | 5,0 м | 6,0 м |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 40 × 40 × 2 | 5.5 | 2.4 | 1.0 | 0.3 | — | — | — |
| 50 × 50 × 3 | 12.6 | 5.6 | 2.4 | 0.7 | 0.3 | — | — |
| 60 × 60 × 3 | 18.8 | 8.3 | 4.4 | 1.3 | 0.5 | — | — |
| 80 × 80 × 3 | 34.6 | 15.4 | 8.6 | 3.3 | 1.4 | 0.7 | — |
| 80 × 80 × 4 | 44.4 | 19.7 | 11.1 | 4.1 | 1.7 | 0.9 | 0.5 |
| 100 × 100 × 4 | 71.5 | 31.8 | 17.9 | 7.9 | 3.5 | 1.8 | 1.0 |
| 100 × 100 × 5 | 86.7 | 38.5 | 21.7 | 9.6 | 4.2 | 2.2 | 1.3 |
| 120 × 120 × 5 | 128 | 56.9 | 32.0 | 14.2 | 7.5 | 3.9 | 2.2 |
| 150 × 150 × 5 | 205 | 91.3 | 51.4 | 22.8 | 12.8 | 7.9 | 4.5 |
| 150 × 150 × 6 | 241 | 107 | 60.4 | 26.8 | 15.1 | 9.2 | 5.3 |
| 200 × 200 × 6 | 441 | 196 | 110 | 49.0 | 27.6 | 17.6 | 12.2 |
| 200 × 200 × 8 | 565 | 251 | 141 | 62.8 | 35.3 | 22.6 | 15.7 |
| 100 × 50 × 3 (strong axis) | 35.0 | 15.6 | 8.8 | 3.6 | 1.6 | 0.8 | — |
| 150 × 100 × 5 (strong axis) | 160 | 71.0 | 40.0 | 17.8 | 9.6 | 5.3 | 3.4 |
| 200 × 100 × 6 (strong axis) | 271 | 120 | 67.8 | 30.1 | 16.9 | 10.8 | 7.0 |
Ориентировочные значения, γ ≈ 1,4 по нагрузкам; изгибно-крутильная потеря устойчивости для полых сечений пренебрежимо мала. Для сосредоточенной силы в середине пролёта умножьте способность по равномерной нагрузке на L/2 и получите силу в кН.
Несущая способность колонны — осевое сжатие
Рабочая осевая нагрузка в кН для колонны с шарнирами по концам (расчётная длина равна высоте) из S235JRH, кривая потери устойчивости c по EN 1993-1-1 (холодногнутые), с применённым γ ≈ 1,4. Для S355J2H умножайте на 1,3 (короткие колонны) до 1,1 (гибкие).
| Сечение | Высота 2,0 м | 2,5 м | 3,0 м | 4,0 м | 5,0 м | 6,0 м |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 50 × 50 × 3 | 46 | 33 | 24 | 14 | 9 | — |
| 60 × 60 × 3 | 68 | 52 | 39 | 23 | 15 | 11 |
| 80 × 80 × 3 | 113 | 95 | 78 | 49 | 33 | 23 |
| 80 × 80 × 4 | 145 | 121 | 98 | 62 | 41 | 29 |
| 100 × 100 × 4 | 202 | 180 | 156 | 109 | 75 | 54 |
| 100 × 100 × 5 | 248 | 220 | 190 | 132 | 91 | 65 |
| 120 × 120 × 5 | 312 | 288 | 260 | 196 | 143 | 105 |
| 150 × 150 × 5 | 410 | 390 | 365 | 302 | 238 | 184 |
| 150 × 150 × 6 | 484 | 460 | 430 | 355 | 279 | 216 |
| 200 × 200 × 6 | 670 | 652 | 630 | 570 | 495 | 418 |
| 200 × 200 × 8 | 868 | 845 | 815 | 738 | 640 | 540 |
Колонны с защемлённой базой и шарниром вверху: берите 0,7 × высоту; консольные стойки (защемление внизу, свободный верх): 2 × высоту.
Разобранные примеры
Балка навеса: пролёт 4 м, кровельная нагрузка 0,75 кН/м² по ширине 2 м = 1,5 кН/м плюс собственный вес → 100×100×4 (3,5 кН/м при 4 м) проходит с запасом; 80×80×4 (1,7) на грани. Колонна антресоли: высота 3 м под 120 кН → 100×100×4 (156 кН) в S235 либо 80×80×4 в S355. Столб ворот: консоль 2,5 м с воротами 200 кг — считайте как задачу на изгиб (момент = вес × плечо) и берите не меньше 100×100×4 с заделкой в бетон. Стойка стеллажа: 60×60×3 высотой 4 м несёт 23 кН осевой — годится для лёгких полок, но не для паллетного стеллажа, которому нужна расчётная система.
Чего таблицы не охватывают
- Совместный изгиб со сжатием (сжато-изгибаемые стержни): взаимодействие по EN 1993-1-1 §6.3.3
- Сосредоточенные нагрузки у опор (смятие стенки) и кручение
- Динамические, ударные, усталостные и сейсмические нагрузки
- Узлы — болтовые и сварные соединения обычно и определяют расчёт
- Припуск на коррозию и толщина стенки меньше 3 мм в открытых конструкциях
Частые вопросы
Сколько выдерживает квадратная труба 100×100×4?
Как свободно опёртая балка на 3 м — около 7,9 кН/м (≈ 790 кг/м, суммарно 2,4 т) в S235; как колонна 3 м с шарнирами — около 156 кН (≈ 15,6 т). В значениях заложен коэффициент запаса около 1,4.
Квадратная труба прочнее двутавра?
На килограмм IPE прочнее при изгибе в одной плоскости; квадратная труба жёстче на кручение и одинаково прочна по обеим осям, поэтому выигрывает как колонна и в навесах, нагружаемых с любой стороны.
S355 несёт больше, чем S235?
При изгибе и в коротких колоннах — да, примерно на 40 % (355/235 ≈ 1,5 за вычетом влияния устойчивости); там, где решает прогиб (длинные пролёты), жёсткость та же, и выигрыша нет.
Какую толщину стенки выбрать?
Для конструкций минимум 3 мм (коррозия, сварка); 2 мм для заборов, мебели и стеллажей; таблица показывает, что 4 мм повышает способность балки 100×100 примерно на 25 % против 3 мм.