Stålvektkalkulator - Øyeblikkelig vekt for stenger, plater og rør

Kalkulator for stålvekt

En kalkulator for stålvvekt finner massen til et stykke stål ut fra formen og målene. Den fungerer for tre vanlige former: massive stenger, flate plater og hule rør. Kalkulatoren multipliserer volumet av formen med stålets tetthet og oppgir deretter resultatet i kilogram, gram og pund.

Det er viktig å kjenne vekten til et stykke stål før det bestilles, løftes eller sendes. Et verksted trenger den for å prise en kapping. En ingeniør trenger den for å kontrollere at en bjelke ikke overskrider konstruksjonens dimensjonerende last. En kranfører trenger den for å bekrefte at lasten er innenfor maskinens nominelle kapasitet.

Formel for stålvekt

Den generelle formelen er:

$\text{Vekt} = \text{Volum} \times \text{Tetthet}$

Tetthet er masse per volumenhet av et materiale. Bløtt stål (karbonstål) har en tetthet på 7,85 gram per kubikkcentimeter (g/cm³). Det betyr at én kubikkcentimeter bløtt stål, en terning som er mindre enn en sukkerbit, veier 7,85 gram.

Volum måles i kubikkcentimeter (cm³) og avhenger av formen. De tre formene nedenfor bruker ulike volumformler, så det er viktig å velge riktig formel.

Formel for stangvolum (sylinder)

En stang er en massiv sylinder, for eksempel en rundstang eller et stykke armeringsjern.

$V = \pi \times r^2 \times L$

• V = volum (cm³)
• r = stangens radius (cm), lik diameter ÷ 2
• L = stangens lengde (cm)

Formel for platevolum (flat plate)

En plate er en flat, rektangulær blokk, for eksempel en stålplate eller metallplate.

$V = L \times W \times T$

• L = lengde (cm)
• W = bredde (cm)
• T = tykkelse (cm)

Formel for rørvolum (hul sylinder)

Et rør har et hult sentrum. Volumet er volumet av den ytre sylinderen minus volumet av den indre (hule) sylinderen.

$V = \pi \times L \times (R_o^2 - R_i^2)$

• L = lengde (cm)
• R_o = ytre radius (cm), lik ytre diameter ÷ 2
• R_i = indre radius (cm), lik indre diameter ÷ 2

Når volumet er kjent, følger vekten i kilogram av:

$\text{Vekt (kg)} = \frac{\text{Volum (cm}^3\text{)} \times 7.85}{1000}$

Slik beregnes stålvekt

1. Identifiser formen: stang, plate eller rør.
2. Mål de nødvendige målene i centimeter (diameter og lengde for en stang; lengde, bredde og tykkelse for en plate; ytre diameter, indre diameter og lengde for et rør).
3. Bruk den tilsvarende volumformelen ovenfor.
4. Multipliser volumet med 7,85 g/cm³ for å få vekten i gram, og divider deretter med 1000 for å få kilogram.
5. For pund divideres vekten i gram med 453,59237. Ett pund er definert som nøyaktig 0,45359237 kilogram, så 453,59237 gram utgjør ett pund.

For et rør må den indre diameteren være mindre enn den ytre diameteren. Hvis et rør har en ytre diameter på 5 cm og vegger på 0,3 cm, er den indre diameteren 5,0 − (2 × 0,3) = 4,4 cm, ikke 4,7 cm, fordi veggen finnes på begge sider av hullet.

Regneeksempel

Eksempel 1: En stålstang

En stang har en diameter på 2,5 cm og er 300 cm lang.

1. Radius = 2,5 ÷ 2 = 1,25 cm
2. Volum = π × 1,25² × 300 ≈ 1 472,6 cm³
3. Vekt = 1 472,6 × 7,85 ÷ 1000 ≈ 11,56 kg (11 560,1 g ÷ 453,59237 ≈ 25,49 pund)

Eksempel 2: En stålplate

En plate er 120 cm lang, 80 cm bred og 0,3 cm tykk.

1. Volum = 120 × 80 × 0,3 = 2 880 cm³
2. Vekt = 2 880 × 7,85 ÷ 1000 ≈ 22,61 kg

Eksempel 3: Et stålrør

Et rør har en ytre diameter på 4,2 cm, en indre diameter på 3,8 cm og en lengde på 250 cm.

1. Ytre radius = 2,1 cm; indre radius = 1,9 cm
2. Volum = π × 250 × (2,1² − 1,9²) = π × 250 × 0,8 ≈ 628,3 cm³
3. Vekt = 628,3 × 7,85 ÷ 1000 ≈ 4,93 kg

Ståltetthet etter type

Verdien 7,85 g/cm³ gjelder for bløtt stål (karbonstål), som hovedsakelig består av jern med en liten mengde karbon. Andre stållegeringer og metaller avviker:

For å anslå vekten til et annet metall multipliseres stålresultatet med (det andre metalltyngdens tetthet ÷ 7,85).

Ofte stilte spørsmål

Hvorfor avviker beregnet vekt fra leverandørens oppgitte vekt?

Flere faktorer fører til små avvik. Stålverk produserer stenger og plater innenfor en produksjonstoleranse, så en stang på «10 mm» kan i virkeligheten måle 9,8–10,2 mm. Belegg øker også vekten: varmgalvanisering øker den med omtrent 3–5%, og glødeskall, det mørke oksidlaget som blir igjen etter varmvalsing, øker den med omtrent 0,5–1%. En beregnet vekt ligger vanligvis innenfor 2–3% av vekten målt på en vekt, noe som er tilstrekkelig nøyaktig for tilbud og materialplanlegging.

Kan denne formelen brukes for rustfritt stål eller aluminium?

Ja, ved å justere for tetthet. Multipliser resultatet for bløtt stål med forholdet mellom det andre metallets tetthet og 7,85. For rustfritt stål legges det til omtrent 2 %. For aluminium divideres det med omtrent 2,9. Tetthetstabellen ovenfor viser justeringsfaktorene for andre vanlige metaller.

Hvordan beregnes vekten av armeringsjern?

Armeringsjern beregnes på samme måte som en massiv stang, ved bruk av nominell diameter. Kamstål, som har ribber for bedre grep, veier omtrent 1–2% mer enn en glatt stang med samme diameter. Denne forskjellen er liten nok til å se bort fra i de fleste anslag. Et armeringsjern på 10 mm får en beregnet vekt på omtrent 0,62 kg per meter ved bruk av stangformelen; et armeringsjern på 16 mm får en beregnet vekt på omtrent 1,58 kg per meter.

Hvordan beregnes vekten av firkantede eller rektangulære rørprofiler?

Firkantede og rektangulære rørprofiler er ikke sylindre, så stang- og rørformlene kan ikke brukes direkte. I stedet trekkes det hule indre volumet fra det massive ytre volumet: ytre volum er lengde × ytre bredde × ytre høyde, og indre volum er lengde × (ytre bredde − 2 × veggtykkelse) × (ytre høyde − 2 × veggtykkelse). For en lengde på 100 cm, ytre mål på 5 cm × 3 cm og vegger på 0,3 cm er ytre volum 1 500 cm³, mens indre volum er 100 × 4,4 × 2,4 = 1 056 cm³. Stålvolumet er dermed 444 cm³, som gir en vekt på omtrent 3,49 kg.

Hvorfor har en liten målefeil så stor betydning?

Volumet for en stang eller et rør avhenger av radiusen i andre potens, så en liten feil i diameteren forsterkes. En feil på 1 mm ved en diameter på 10 cm endrer den beregnede vekten med omtrent 2 %. Måling med skyvelære i stedet for målebånd gir resultater som ligger nærmere en vektmåling.

Referanser

1. ASTM A6/A6M-19, Standardspesifikasjon for generelle krav til valsede konstruksjonsstålstenger, plater, profiler og spunt, ASTM International, 2019.
2. American Institute of Steel Construction, Håndbok for stålkonstruksjoner, 15. utgave.
3. BS EN 10025-1:2004, Varmvalsede produkter av konstruksjonsstål — Generelle tekniske leveringsbetingelser, British Standards Institution.
4. B. N. Taylor og A. Thompson (red.), NIST Special Publication 811: Veiledning i bruk av det internasjonale enhetssystemet (SI), utgave 2008, vedlegg B.8 (1 lb avoirdupois = nøyaktig 0,453 592 37 kg).