Stålviktsberäknare - Omedelbar vikt för stänger, skivor och rör

Kalkylator för stålvikt

En kalkylator för stålvikt beräknar massan hos en ståldel utifrån dess form och mått. Den fungerar för tre vanliga former: massiva stänger, plana plåtar och ihåliga rör. Kalkylatorn multiplicerar formens volym med stålets densitet och anger sedan resultatet i kilogram, gram och pund.

Det är viktigt att känna till ståldelens vikt innan den beställs, lyfts eller transporteras. En verkstad behöver uppgiften för att prissätta en kapning. En ingenjör behöver den för att kontrollera att balkens last inte överskrider konstruktionens dimensionerande last. En kranförare behöver den för att bekräfta att lasten ligger inom maskinens angivna kapacitet.

Formel för stålvikt

Den allmänna formeln är:

$\text{Vikt} = \text{Volym} \times \text{Densitet}$

Densitet är den massa som ryms i en viss volym av ett material. Lågkolhaltigt (kol-)stål har densiteten 7,85 gram per kubikcentimeter (g/cm³). Det innebär att en kubikcentimeter lågkolhaltigt stål, en kub mindre än en sockerbit, väger 7,85 gram.

Volym mäts i kubikcentimeter (cm³) och beror på formen. De tre formerna nedan använder olika volymformler, så det är viktigt att välja rätt formel.

Volymformel för stång (cylinder)

En stång är en massiv cylinder, till exempel ett rundstål eller en bit armeringsstål.

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

• V = volym (cm³)
• r = stångens radie (cm), lika med diametern ÷ 2
• L = stångens längd (cm)

Volymformel för plåt (plan skiva)

En plåt är en plan rektangulär skiva, till exempel konstruktionsstål eller tunnplåt.

$V = L \times W \times T$

• L = längd (cm)
• W = bredd (cm)
• T = tjocklek (cm)

Volymformel för rör (ihålig cylinder)

Ett rör är en ledning med ett ihåligt inre. Dess volym är den yttre cylinderns volym minus den inre, ihåliga cylinderns volym.

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

• L = längd (cm)
• R_o = yttre radie (cm), lika med yttre diameter ÷ 2
• R_i = inre radie (cm), lika med inre diameter ÷ 2

När volymen är känd fås vikten i kilogram genom:

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

Så beräknas stålvikt

1. Fastställ formen: stång, plåt eller rör.
2. Mät de nödvändiga måtten i centimeter (diameter och längd för en stång; längd, bredd och tjocklek för en plåt; yttre diameter, inre diameter och längd för ett rör).
3. Använd motsvarande volymformel ovan.
4. Multiplicera volymen med 7,85 g/cm³ för att få vikten i gram och dividera sedan med 1000 för att få kilogram.
5. För pund dividerar du vikten i gram med 453,59237. Ett pund definieras som exakt 0,45359237 kilogram, så 453,59237 gram utgör ett pund.

För ett rör måste den inre diametern vara mindre än den yttre diametern. Om ett rör har en yttre diameter på 5 cm och väggar på 0,3 cm, är den inre diametern 5,0 − (2 × 0,3) = 4,4 cm, inte 4,7 cm, eftersom väggen finns på båda sidor om hålet.

Räkneexempel

Exempel 1: En stålstång

En stång har diametern 2,5 cm och längden 300 cm.

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

Exempel 2: En stålplåt

En plåt är 120 cm lång, 80 cm bred och 0,3 cm tjock.

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

Exempel 3: Ett stålrör

Ett rör har en yttre diameter på 4,2 cm, en inre diameter på 3,8 cm och en längd på 250 cm.

1. Yttre radie = 2,1 cm; inre radie = 1,9 cm
2. Volym = π × 250 × (2,1² − 1,9²) = π × 250 × 0,8 ≈ 628,3 cm³
3. Vikt = 628,3 × 7,85 ÷ 1000 ≈ 4,93 kg

Ståldensitet efter typ

Värdet 7,85 g/cm³ gäller för lågkolhaltigt (kol-)stål, som huvudsakligen består av järn med en liten mängd kol. Andra stållegeringar och metaller skiljer sig:

För att uppskatta vikten hos en annan metall multiplicerar du stålresultatet med (den metallens densitet ÷ 7,85).

Vanliga frågor

Varför skiljer sig den beräknade vikten från leverantörens angivna vikt?

Flera faktorer orsakar små avvikelser. Stålverk tillverkar stänger och plåtar inom en tillverkningstolerans, så en stång på ”10 mm” kan i själva verket mäta 9,8–10,2 mm. Även ytbeläggningar ökar vikten: varmförzinkning ökar den med ungefär 3–5% och valshud, det mörka oxidskikt som bildas vid varmvalsning, ökar den med ungefär 0,5–1%. En beräknad vikt avviker vanligtvis med högst 2–3% från en vikt som uppmätts på våg, vilket är tillräckligt nära för offerter och materialplanering.

Kan formeln användas för rostfritt stål eller aluminium?

Ja, genom att justera för densiteten. Multiplicera resultatet för lågkolhaltigt stål med förhållandet mellan den andra metallens densitet och 7,85. För rostfritt stål lägger du till cirka 2 %. För aluminium dividerar du med cirka 2,9. Densitetstabellen ovan anger justeringsfaktorer för andra vanliga metaller.

Hur beräknas vikten hos armeringsstål?

Armeringsstål beräknas på samma sätt som en massiv stång, med den nominella diametern som utgångspunkt. Kamstål, som har ribbor för bättre grepp, väger cirka 1–2% mer än en slät stång med samma diameter; skillnaden är tillräckligt liten för att kunna bortses från i de flesta uppskattningar. Ett 10 mm armeringsjärn väger enligt stångformeln cirka 0,62 kg per meter; ett 16 mm armeringsjärn väger cirka 1,58 kg per meter.

Hur beräknas vikten hos fyrkantsrör eller rektangulära rör?

Fyrkantsrör och rektangulära rör är inte cylindrar, så stång- och rörformlerna kan inte tillämpas direkt. I stället subtraheras den ihåliga inre volymen från den massiva yttre volymen: yttre volym är längd × yttre bredd × yttre höjd, och inre volym är längd × (yttre bredd − 2 × väggtjocklek) × (yttre höjd − 2 × väggtjocklek). För en längd på 100 cm, yttre mått på 5 cm × 3 cm och väggar på 0,3 cm är den yttre volymen 1 500 cm³, den inre volymen 100 × 4,4 × 2,4 = 1 056 cm³, så stålvolymen är 444 cm³, vilket ger en vikt på cirka 3,49 kg.

Varför spelar ett litet mätfel så stor roll?

Volymen för en stång eller ett rör beror på radien i kvadrat, så ett litet fel i diametern förstärks. Ett fel på 1 mm vid en diameter på 10 cm ändrar den beräknade vikten med ungefär 2 %. Om skjutmått används i stället för måttband blir resultatet närmare vågens uppmätta vikt.

Referenser

1. ASTM A6/A6M-19, Standard Specification for General Requirements for Rolled Structural Steel Bars, Plates, Shapes, and Sheet Piling, ASTM International, 2019.
2. American Institute of Steel Construction, Steel Construction Manual, 15:e upplagan.
3. BS EN 10025-1:2004, Hot rolled products of structural steels — General technical delivery conditions, British Standards Institution.
4. B. N. Taylor och A. Thompson (red.), NIST Special Publication 811: Guide for the Use of the International System of Units (SI), upplaga 2008, bilaga B.8 (1 pund avoirdupois = exakt 0,453 592 37 kg).