پروفیل ها یکی از فرآورده های آهن یا فولاد در صنعت راه و ساختمان هستند. هر نوع پروفیل دارای وزن مخصوص است. تشخیص مدل و وزن پروفیل مورد استفاده در ساخت و ساز برای هر سازنده ای اهمیت ویژه ای دارد و مهندس باید نسبت به جدول وزن و جدول اشتال پروفیل آگاهی کافی داشته باشد.
اما پیش از اطلاع از جدول وزن پروفیل و جدول اشتال آن، مهندس باید نحوه محاسبه وزن پروفیل را بداند که فرمول مشخصی دارد. محاسبه وزن آن یک کار مهم و اساسی در سازه است. اگر وزن به طور دقیق مشخص شود، مهندس می تواند دقیق تر ظرفیت باربری سازه خود را محاسبه کند. در ادامه به بررسی جزئیات این مطلب می پردازیم.
چگونه وزن پروفیل را محاسبه کنیم؟
پروفیل یک محصول فولادی توخالی است و در صورت ایجاد مقطع در هر قسمت از طول آن، سطح و شکل مقطع آن یکسان خواهد بود. پروفیل ها در ساخت انواع بخش های ساختمان و حتی پل سازی کاربرد دارند، بنابراین اطلاع از وزن آن پیش از اعمال و نصب در محل بسیار اهمیت دارد.
درست همانند هر شئ جامد دیگر، برای محاسبه وزن می توان از چگالی پروفیل استفاده کرد. چگالی آهن استفاده شده در هر پروفیل متغیر است. معمولا این مقدار بین 7000 تا 8000 کیلوگرم بر متر مکعب در نظر گرفته می شود. اما برای این که اندازه گیری شما دقیق باشد، لازم است چگالی دقیق آن را به دست آورید.
در بعضی موارد نیز پروفیل از جنس آلومینیوم است که در محاسبه باید چگالی آلومینیوم را در نظر گرفت (حدود 2000 کیلوگرم بر متر مکعب). در هر حال نحوه محاسبه وزن پروفیل از هر نوع، مانند قوطی یا تیرآهن به شکل زیر است:
وزن پروفیل = چگالی پروفیل (مانند چگالی فولاد یا آلومینیوم) * مساحت سطح مقطع (طول * عرض) * طول پروفیل
در نظر داشته باشید مقادیر بالا باید یا برحسب متر و کیلوگرم یا بر حسب سانتی متر و گرم باشند. با این حال برای پروفیل های پیش ساخته، جدول وزن و جدول اشتال وجود دارد. این جداول بر حسب شاخه های 6 متری پروفیل های مختلف هستند.
جدول اشتال به منظور جمع آوری مشخصات ابعاد و هندسی سطح مقطع انواع پروفیل مورد استفاده قرار می گیرد. در جدول اشتال اطلاعات مهمی راجع به ویژگی های پروفیل های مختلف وجود دارد، همچون اساس مقطع، شعاع ژیراسیون، وزن واحد طول، ممان اینرسی و غیره.
از آنجایی که در جدول اشتال وزن واحد طول هر نوع پروفیل مانند قوطی، تیرآهن و غیره ارائه می شود، می توان با شناخت سطح مقطع نوع پروفیل (باز یا بسته) وزن آن را محاسبه کرد. با این حال برای هر نوع پروفیل جدول وزنی وجود دارد که بدون نیاز به محاسبه از طریق چگالی یا وزن واحد طول، می توان وزن پروفیل را به دست آورد.
عوامل مهم در محاسبه وزن پروفیل
عوامل مختلفی در محاسبه وزن پروفیل دخیل هستند. مهم ترین عامل تعیین کننده وزن پروفیل چگالی آن است. چگالی در واقع نسبت جرم به حجم است. پروفیل ها از فرآورده آلیاژهای آهن یا در مواردی از نوع آلومینیوم هستند، بنابراین باید از چگالی آهن یا فولاد و یا از چگالی آلومینیوم برای محاسبه وزن پروفیل استفاده کرد.
همچنین پروفیل ها انواع مختلفی دارند و به لحاظ وزنی به دو دسته سبک و سنگین تقسیم بندی می شوند. این تقسیم بندی بر اساس ضخامت آن است:
- پروفیل های سنگین دارای ضخامت بیشتر از 1.5 میلی متر هستند. سطح مقطع این پروفیل ها مستطیل و مربع است.
- پروفیل های سبک دارای ضخامت کمتر و بین 0.4 الی 1.5 میلی متر هستند.
البته هنگام محاسبه وزن پروفیل های آهن باید عوامل دیگری نیز مد نظر قرار بگیرند، مثلا خوردگی پروفیل یا تغییر آن در مدت زمان طولانی. در واقع خوردگی یا زنگ زدگی می تواند بر چگالی فلز آن تاثیر بگذارد. امروزه به کمک نرم افزارها و ابزارهای پیشرفته تر می توان وزن پروفیل ها را محاسبه کرد. چنین محاسباتی از طریق مدل سازی و اندازه گیری فرضی انجام می شود.