Çelik Ağırlık Hesaplayıcı - Çubuklar, Levhalar ve Borular için Anlık Ağırlık

Çelik ağırlığı hesaplayıcı

Çelik ağırlığı hesaplayıcı, bir çelik parçasının kütlesini şeklinden ve boyutlarından bulur. Üç yaygın şekil için çalışır: dolu çubuklar, düz levhalar ve içi boş borular. Hesaplayıcı, şeklin hacmini çeliğin yoğunluğuyla çarpar ve sonucu kilogram, gram ve libre cinsinden bildirir.

Bir çelik parçasının ağırlığını bilmek, sipariş edilmeden, kaldırılmadan veya sevk edilmeden önce önemlidir. Bir atölyenin kesim fiyatını belirlemek için buna ihtiyacı vardır. Bir mühendisin, bir kirişin yapının tasarım yükünü aşmadığını kontrol etmek için buna ihtiyacı vardır. Bir vinç operatörünün, yükün makinenin izin verilen kapasitesi içinde olduğunu doğrulamak için buna ihtiyacı vardır.

Çelik ağırlığı formülü

Genel formül şöyledir:

$\text{Ağırlık} = \text{Hacim} \times \text{Yoğunluk}$

Yoğunluk, bir malzemenin belirli bir hacmine sıkışmış kütledir. Yumuşak (karbon) çeliğin yoğunluğu santimetreküp başına 7,85 gramdır (g/cm³). Bu, bir şeker küpünden daha küçük bir küp olan bir santimetreküp yumuşak çeliğin 7,85 gram geldiği anlamına gelir.

Hacim, santimetreküp (cm³) cinsinden ölçülür ve şekle bağlıdır. Aşağıdaki üç şekil farklı hacim formülleri kullanır; bu nedenle doğru olanı seçmek önemlidir.

Çubuk (silindir) hacmi formülü

Çubuk, yuvarlak çubuk veya bir parça nervürlü çelik demir gibi dolu bir silindirdir.

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

• V = hacim (cm³)
• r = çubuğun yarıçapı (cm); çapa ÷ 2 eşittir
• L = çubuğun uzunluğu (cm)

Levha (düz plaka) hacmi formülü

Levha, plaka çeliği veya sac gibi düz, dikdörtgen bir tabakadır.

$V = L \times W \times T$

• L = uzunluk (cm)
• W = genişlik (cm)
• T = kalınlık (cm)

Boru (içi boş silindir) hacmi formülü

Boru, içi boş bir silindirdir. Hacmi, dış silindirin hacminden iç (boş) silindirin hacminin çıkarılmasıyla bulunur.

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

• L = uzunluk (cm)
• R_o = dış yarıçap (cm); dış çapa ÷ 2 eşittir
• R_i = iç yarıçap (cm); iç çapa ÷ 2 eşittir

Hacim bilindiğinde, kilogram cinsinden ağırlık şu formülden bulunur:

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

Çelik ağırlığı nasıl hesaplanır

1. Şekli belirleyin: çubuk, levha veya boru.
2. Gerekli boyutları santimetre cinsinden ölçün (çubuk için çap ve uzunluk; levha için uzunluk, genişlik ve kalınlık; boru için dış çap, iç çap ve uzunluk).
3. Yukarıdaki uygun hacim formülünü uygulayın.
4. Ağırlığı gram cinsinden bulmak için hacmi 7,85 g/cm³ ile çarpın, ardından kilogram cinsinden bulmak için 1000 değerine bölün.
5. Libre cinsinden bulmak için gram cinsinden ağırlığı 453,59237 değerine bölün. Bir libre tam olarak 0,45359237 kilogram olarak tanımlanır; bu nedenle 453,59237 gram bir libre eder.

Boruda iç çap, dış çaptan küçük olmalıdır. Bir borunun dış çapı 5 cm ve et kalınlığı 0,3 cm ise iç çap 5,0 − (2 × 0,3) = 4,4 cm olur; delik her iki tarafta da et kalınlığı bulunduğu için 4,7 cm olmaz.

Uygulamalı örnek

Örnek 1: Çelik çubuk

Bir çubuğun çapı 2,5 cm, uzunluğu 300 cm'dir.

1. Yarıçap = 2,5 ÷ 2 = 1,25 cm
2. Hacim = π × 1,25² × 300 ≈ 1.472,6 cm³
3. Ağırlık = 1.472,6 × 7,85 ÷ 1000 ≈ 11,56 kg (11.560,1 g ÷ 453,59237 ≈ 25,49 lb)

Örnek 2: Çelik levha

Bir levhanın uzunluğu 120 cm, genişliği 80 cm ve kalınlığı 0,3 cm'dir.

1. Hacim = 120 × 80 × 0,3 = 2.880 cm³
2. Ağırlık = 2.880 × 7,85 ÷ 1000 ≈ 22,61 kg

Örnek 3: Çelik boru

Bir borunun dış çapı 4,2 cm, iç çapı 3,8 cm ve uzunluğu 250 cm'dir.

1. Dış yarıçap = 2,1 cm; iç yarıçap = 1,9 cm
2. Hacim = π × 250 × (2,1² − 1,9²) = π × 250 × 0,8 ≈ 628,3 cm³
3. Ağırlık = 628,3 × 7,85 ÷ 1000 ≈ 4,93 kg

Türe göre çelik yoğunluğu

7,85 g/cm³ değeri, çoğunlukla demir ve az miktarda karbondan oluşan yumuşak (karbon) çelik için geçerlidir. Diğer çelik alaşımlarının ve metallerin değerleri farklıdır:

Farklı bir metalin ağırlığını tahmin etmek için çelik sonucunu (o metalin yoğunluğu ÷ 7,85) ile çarpın.

Sık sorulan sorular

Hesaplanan ağırlık neden tedarikçinin bildirdiği ağırlıktan farklıdır?

Küçük farklara birkaç etken yol açar. Çelik fabrikaları çubukları ve levhaları belirli bir üretim toleransı içinde üretir; bu nedenle "10 mm" olarak belirtilen bir çubuğun gerçek ölçüsü 9,8–10,2 mm olabilir. Kaplamalar da ağırlık ekler: sıcak daldırma galvanizleme yaklaşık 3–5%, sıcak haddeleme sonrasında kalan koyu oksit tabakası olan tufal ise yaklaşık 0,5–1% ekler. Hesaplanan ağırlık genellikle kantar ağırlığının 2–3% içindedir; bu, teklifler ve malzeme planlaması için yeterince yakındır.

Bu formül paslanmaz çelik veya alüminyum için kullanılabilir mi?

Evet, yoğunluk ayarlanarak kullanılabilir. Yumuşak çelik sonucunu diğer metalin yoğunluğunun 7,85 değerine oranıyla çarpın. Paslanmaz çelik için yaklaşık %2 ekleyin. Alüminyum için yaklaşık 2,9 değerine bölün. Yukarıdaki yoğunluk tablosu, diğer yaygın metaller için düzeltme katsayılarını verir.

Nervürlü çelik demirin ağırlığı nasıl hesaplanır?

Nervürlü donatı çeliğinin hesabı, nominal çapı kullanılarak dolu bir çubukla aynı şekilde yapılır. Nervürleri kavrama sağlayan nervürlü donatı çeliği, aynı çaptaki düz bir çubuktan yaklaşık 1–2% daha ağırdır; bu fark çoğu tahmin için göz ardı edilebilecek kadar küçüktür. 10 mm nervürlü demir, çubuk formülü kullanıldığında metre başına yaklaşık 0,62 kg; 16 mm nervürlü demir ise metre başına yaklaşık 1,58 kg gelir.

Kare veya dikdörtgen kesitli boruların ağırlığı nasıl hesaplanır?

Kare ve dikdörtgen kesitli borular silindir değildir; bu nedenle çubuk ve boru formülleri doğrudan uygulanmaz. Bunun yerine, dolu dış hacimden içi boş iç hacmi çıkarın: dış hacim = uzunluk × dış genişlik × dış yükseklik; iç hacim = uzunluk × (dış genişlik − 2 × et kalınlığı) × (dış yükseklik − 2 × et kalınlığı). 100 cm uzunluğunda, dış boyutları 5 cm × 3 cm ve et kalınlığı 0,3 cm olan bir profil için dış hacim 1.500 cm³, iç hacim 100 × 4,4 × 2,4 = 1.056 cm³ olur; dolayısıyla çelik hacmi 444 cm³, ağırlık ise yaklaşık 3,49 kg olur.

Küçük bir ölçüm hatası neden bu kadar önemlidir?

Bir çubuğun veya borunun hacmi yarıçapın karesine bağlıdır; bu nedenle çaptaki küçük bir hata büyütülür. 10 cm çapındaki bir ölçümdeki 1 mm hata, hesaplanan ağırlığı yaklaşık %2 değiştirir. Şerit metre yerine kumpasla ölçüm yapmak, sonuçların kantar ağırlığına daha yakın olmasını sağlar.

Kaynaklar

1. ASTM A6/A6M-19, Haddelenmiş Yapısal Çelik Çubuklar, Levhalar, Profiller ve Palplanşlar için Genel Gerekliliklere İlişkin Standart Şartname, ASTM International, 2019.
2. American Institute of Steel Construction, Steel Construction Manual, 15. baskı.
3. BS EN 10025-1:2004, Yapı çeliklerinin sıcak haddelenmiş ürünleri — Genel teknik teslim koşulları, British Standards Institution.
4. B. N. Taylor ve A. Thompson (ed.), NIST Special Publication 811: Guide for the Use of the International System of Units (SI), 2008 baskısı, Ek B.8 (1 lb avoirdupois = tam olarak 0,453 592 37 kg).