حاسبة وزن القضيب الفولاذي - الوزن لكل متر من القطر

ما حاسبة وزن القضيب الفولاذي؟

تحدد حاسبة وزن القضيب الفولاذي وزن قضيب فولاذي دائري مصمت من قطره وطوله وعدد القضبان. وتحسب الوزن لكل وحدة طول، ووزن القضيب الواحد، والوزن الإجمالي للدفعة بأكملها. كما تعرض الكثافة المستخدمة، بحيث يمكن التحقق من النتيجة يدويًا.

تدعم الحاسبة في هذه الصفحة مادتين، هما الفولاذ الكربوني (الطري) والفولاذ المقاوم للصدأ (304)، وكذلك الوحدات المترية (المليمترات والأمتار) والوحدات الإمبراطورية (البوصات والأقدام).

كيفية حساب وزن القضيب الفولاذي

القضيب الفولاذي أسطوانة، ولذلك يُحسب وزنه باستخدام هندسة الأسطوانة المعتادة. تُضرب مساحة المقطع العرضي للقضيب في طوله للحصول على الحجم، ثم يُضرب الحجم في كثافة الفولاذ للحصول على الكتلة.

صيغة وزن القضيب الفولاذي

$m = \rho \times \frac{\pi}{4} \times d^2 \times L$

• m — كتلة قضيب واحد
• ρ (رو) — كثافة الفولاذ
• d — قطر القضيب
• L — طول القضيب
• π/4 × d² — مساحة المقطع العرضي للقضيب الدائري

يجب أن تتطابق الوحدات في الصيغة. تجري هذه الحاسبة دائمًا العملية الحسابية بالأمتار والكيلوغرامات، أيًا كان نظام الوحدات المحدد. في الوضع المتري، تحوّل القطر من المليمترات إلى الأمتار، بحيث تصبح 12 مم هي 0.012 متر، وتستخدم الطول بالأمتار كما أُدخل. وفي الوضع الإمبراطوري، تحوّل البوصات والأقدام إلى أمتار أولًا (1 بوصة = 0.0254 متر، 1 قدم = 0.3048 متر)، وتحسب الكتلة بالكيلوغرامات، ثم تحوّل النتيجة إلى أرطال (1 رطل = 0.45359237 كغم). ويعني إجراء الحسابات الفيزيائية ضمن نظام واحد أن النتيجتين المترية والإمبراطورية تصفان القضيب نفسه.

لإيجاد وزن عدة قضبان متطابقة، يُضرب وزن القضيب الواحد في الكمية.

كثافات الفولاذ المستخدمة

• الفولاذ الكربوني (الفولاذ الطري): 7850 kg/m³ (0.2836 رطل/بوصة³). وهذه هي القيمة القياسية الواردة في المراجع المستخدمة لمعظم قضبان حديد التسليح وقضبان الإنشاء العامة.
• الفولاذ المقاوم للصدأ 304: 8000 kg/m³ (0.2890 رطل/بوصة³)، وهو أعلى كثافة من الفولاذ الكربوني بنحو 1.9%.

تُستخدم في مواقع البناء طريقة مختصرة شائعة لتقدير وزن حديد التسليح المصنوع من الفولاذ الكربوني، وذلك بقسمة مربع القطر على 162.2، مع إدخال القطر بالمليمترات، فتكون النتيجة بالكيلوغرام لكل متر. والمقسوم عليه ليس اعتباطيًا: 4 ÷ (π × 7850) × 1,000,000 = 162.2، ولذلك فإن الطريقة المختصرة هي الصيغة السابقة بعد تضمين الكثافة فيها. وهي تعطي النتيجة نفسها مع اختلاف ناتج عن التقريب فقط.

مثال تطبيقي

لنأخذ قضيبًا من الفولاذ الكربوني قطره 12 مم وطوله 6 أمتار، مع طلب قضيب واحد فقط.

1. حوّل القطر إلى أمتار: 12 مم = 0.012 متر.
2. أوجد مساحة المقطع العرضي: (π/4) × 0.012² = 0.0001131 m².
3. اضرب في الكثافة: 0.0001131 × 7850 = 0.8878 كغم لكل متر من الطول.
4. اضرب في الطول: 0.8878 × 6 = 5.327 كغم للقضيب الواحد.
5. اضرب في الكمية (1): الوزن الإجمالي هو أيضًا 5.327 كغم.

لذلك يزن قضيب واحد من الفولاذ الكربوني، مقاس 12 مم × 6 متر، نحو 5.33 كغم.

بالنسبة إلى طلبية دفعة، يضاعف حقل الكمية هذه القيمة. تزن عشرة قضبان من الفولاذ الكربوني، قطر كل منها 20 مم وطولها 6 أمتار، 2.4662 كغم/م لكل قضيب، و14.797 كغم للقضيب الواحد، و147.969 كغم إجمالًا.

مثال بالوحدات الإمبراطورية

يزن قضيب من الفولاذ الكربوني قطره 0.5 بوصة (13 مم) وطوله 20 قدمًا (6.1 متر) نحو 0.668 رطل (303 غرام) لكل قدم، ولذلك يزن القضيب الواحد نحو 13.36 رطل (6.06 كغم). وتستند العملية الحسابية إلى الفيزياء نفسها المستخدمة في الحالة المترية؛ فالاختلاف يقتصر على وحدات الإدخال والإخراج.

جدول أوزان القضبان الفولاذية

الوزن لكل متر لأقطار القضبان الدائرية الشائعة، محسوبًا باستخدام الصيغة السابقة.

تفترض هذه الأرقام قضيبًا دائريًا أملسًا من دون أضلاع. وقد يزن حديد التسليح المشوّه ذو القطر الاسمي نفسه أكثر قليلًا، لأن مقاسه الاسمي يُقاس بطريقة مختلفة عن القضيب الأملس.

سبب أهمية هذه الأرقام

يستخدم البناؤون والمصنّعون وزن القضيب لطلب الكمية المناسبة من المواد، وتسعير العمل حسب الوزن، والتحقق من أن الشحنة تطابق ما ورد في الفاتورة. ويستخدم المهندسون الإنشائيون الوزن الذاتي لقضبان التسليح بوصفه جزءًا من الحمل الذي تتحمله الكمرة أو العمود أو البلاطة. ولأن الفولاذ يُسعّر ويُشحن عادةً حسب الوزن لا حسب الطول، فإن دقة قيمة الوزن تؤثر في التكلفة والخدمات اللوجستية.

الأسئلة الشائعة

كم يزن قضيب فولاذي مقاس 16 مم لكل متر؟

يزن قضيب من الفولاذ الكربوني مقاس 16 مم نحو 1.578 كغم لكل متر. ويزن طول 6 أمتار منه نحو 9.47 كغم.

ما كثافة الفولاذ المستخدمة في هذه الحاسبة؟

تُحسب كثافة الفولاذ الكربوني (الطري) على أساس 7850 kg/m³. ويُحسب الفولاذ المقاوم للصدأ 304 على أساس 8000 kg/m³. وكلتا القيمتين قياسيتان وواردتان في المراجع.

هل تعمل الحاسبة بالوحدات الإمبراطورية؟

نعم. يؤدي التحويل إلى الوحدات الإمبراطورية إلى تغيير إدخال القطر إلى البوصات، وإدخال الطول إلى الأقدام، والنتائج إلى أرطال لكل قدم، وأرطال لكل قضيب، والأرطال إجمالًا. ولا تتغير الفيزياء الأساسية؛ بل تتغير الوحدات فقط.

كيف أحصل على الوزن الإجمالي لأكثر من قضيب؟

أدخل عدد القضبان في حقل الكمية. تضرب الحاسبة وزن القضيب الواحد في تلك الكمية لإعطاء الوزن الإجمالي.

هل هذه الحاسبة دقيقة لحديد التسليح؟

تعطي الوزن النظري لقضيب دائري أملس ذي قطر وكثافة محددين، وهو قريب جدًا من الوزن الاسمي المنشور لحديد التسليح المصنوع من الفولاذ الكربوني. وقد يختلف الوزن الفعلي عند التسليم قليلًا بسبب تفاوتات التصنيع، وبالنسبة إلى حديد التسليح ذي الأضلاع، بسبب شكل الأضلاع الدقيق.

ما مقدار زيادة وزن الفولاذ المقاوم للصدأ 304 على الفولاذ الكربوني بالحجم نفسه؟

يزيد بنحو 1.9%، لأن كثافة الفولاذ المقاوم للصدأ 304 تبلغ 8000 kg/m³ مقابل 7850 kg/m³ للفولاذ الكربوني. ويتناسب وزن القضيب طرديًا مع الكثافة، ولذلك فإن ضرب نتيجة الفولاذ الكربوني في 8000/7850 يعطي وزن الفولاذ المقاوم للصدأ للقطر والطول نفسيهما.