Сравнение рабицы с разным диаметром проволоки: прочность и применение

Рабицу выпускают из стальной проволоки разного диаметра. Его увеличение при одинаковом размере ячейки повышает сопротивление сетки растяжению, изгибу и локальной деформации. Одновременно растет масса полотна и расход металла.

Поэтому рабицу характеризует не только размер ячеек. Для монтажа ограждений, защитных экранов учитывают диаметр проволоки, тип покрытия, способ плетения, эксплуатационную нагрузку.

Все параметры одинарной стальной плетеной сетки регламентирует ГОСТ 5336-80. Стандарт нормирует сетчатые полотна с ромбическими и квадратными ячейками, сплетенные из стальных проволочных спиралей в одну перевивку. Их делают без покрытия либо из оцинкованных стальных спиралей. 

Как диаметр проволоки влияет на свойства рабицы

Проволочная спираль в плетенном полотне это основной несущий элемент. При увеличении ее диаметра увеличивается площадь поперечного сечения металла:

A = 3.14*d^2 / 4, где:

• A - площадь поперечного сечения;
• d - диаметр.

Из формулы видно, что увеличение диаметра дает нелинейный прирост площади сечения, а ускоренный в квадратичной зависимости. Например, при переходе с 2,0 мм на 3,0 мм площадь сечения каждой проволоки возрастает в 2,25 раза.

Площадь А с сечением спирали 2 мм равна 3,14 мм кв. А с сечением 3 мм кв. равна 7,065 мм кв. 7,065 : 3,14 = 2,25 раза

Общую прочность готового полотна не рассчитывают простым умножением прочности одной проволочной спирали на их число. Рабица это гибкая пространственная система. Спирали переплетены между собой и при нагрузке происходит ее перераспределение между отдельными участками полотна.

Но общее направление изменения характеристик однозначно: при других равных условиях более толстая проволока делает сетку устойчивее к растяжению, местному изгибу, ударным воздействиям и повреждению отдельных участков.

Почему увеличивается жесткость

Особенно заметно, как у более толстой проволоки увеличивается ее изгибная жесткость. Это видно по формуле момента инерции круглого сечения.

I = pi * d^4 / 64

Видно, что жесткость отдельной спирали растет примерно пропорционально четвертой степени диаметра.

Например, при переходе:

• с 2,0 на 2,5 мм - жесткость растет примерно в 2,44 раза;
• с 2,0 на 3,0 мм - примерно в 5,06 раза;
• с 2,0 на 4,0 мм - в 16 раз.

Но целое полотно не становится так же пропорционально жестче, его работа определяется переплетением спиралей и возможностью изменения геометрии ячеек. При этом закономерность ясно определяется: толстая проволока труднее гнется, деформируется, поэтому из нее выходит более устойчивое к механическим воздействиям полотно.

Какие диаметры проволоки предусматривает ГОСТ 5336-80

ГОСТ 5336 рекомендует сочетания размера ячейки и толщины проволоки. Например, для сеток с квадратными ячейками из спиралей d от 2,0 до 5,0 мм планируют размеры сторон 15, 25, 35, 45, 50, 60, 80 и 100 мм. 

Размер ячейки, мм	d мм	Характер сетки
15	2,0	относительно легкая
25	2,0; 2,5	средняя / усиленная
35	2,0; 2,5	средняя / усиленная
45	2,5; 3,0	усиленная
50	3,0	усиленная
60	3,0	усиленная
80	4,0	тяжелая
100	5,0	тяжелая

Стандарт допускает выпуск облегченных полотен из проволоки меньшего диаметра. Например, рабицу № 80 можно плести из спиралей толщиной 3 мм вместо стандартных 4 мм, а № 100 - из 4 мм вместо стандартных 5 мм.

ГОСТ допускает сочетание одно и того же размера ячейки с разным d проволоки и, соответственно, иметь разные массу, механическую устойчивость и прочность.

Рабица 1,2–1,6 мм

Такой диаметр берут для мелкоячеистых полотен. У них относительно небольшая масса и они легко поддаются монтажу. Они удобны там, где основная работа полотна это:

• раздел пространства;
• монтаж легкого ограждения;
• защита от проникновения небольших животных;
• монтаж вспомогательных экранов;
• выполнении теплоизоляционных и технологических работ.

Основной минус тонкой рабицы это ограниченный лимит прочности к механическому воздействию. Она быстрее деформируется при локальном ударе или сильном натяжении. Использовать ее как основное защитное ограждение участка с повышенной механической нагрузкой не рационально.

Рабица 1,8–2,0 мм

ГОСТ 5336-80 рекомендует ее для ряда сеток с ячейками 15–35 мм и более крупными ячейками. 

При увеличении d до 2 мм:

• увеличивается сопротивление разрыву отдельных спиралей;
• растет сопротивление локальному изгибу;
• полотно лучше сохраняет геометрию;
• меньше склонность ячеек к деформации;
• растет устойчивость к монтажным нагрузкам.

Рабицу 2,0 мм берут для:

• ограждения частных территорий;
• хозяйственных зон;
• временных оград;
• вольеров;
• разделительных ограждений;
• подсобных строительных конструкций.

Устойчивость сетчатого ограждения зависит от самой сетки, силы ее натяжения, расстояния между стойками и способа закрепления полотна.

Рабица 2,5 мм

Диаметр 2,5 мм берут для плетения рабицы с квадратными ячейками 25, 35 и 45 мм. 

Сравним, как с увеличением толщины на полмиллиметра меняется площадь п/сечения и изгибная жесткость.

Площадь п/сечения с d 2,5 мм равна 4,906 кв. мм.

Площадь п/сечения с d 2 мм равна 3,14 кв. мм.

Площадь п/сечения с d 2,5 мм больше в 1,56 раза, то есть примерно на 56 %.

Еще сильнее меняется изгибная жесткость, больше чем в 2,44 раза.

Поэтому сетка d 2,5 мм заметно лучше сопротивляется деформированию.

Такую толщину рационально брать для ограждений, где нужна повышенная механическая устойчивость, но применение тяжелой сетки из проволочных спиралей 3–5 мм избыточно.

Рабица из проволоки 3,0 мм

По ГОСТ 5336-80 d 3,0 мм применяют для сеток с ячейками 45, 50 и 60 мм. Это уже достаточно жесткое исполнение.

По сравнению с d 2,0 мм площадь сечения увеличивается в 2,25 раза, а расчетный момент инерции отдельной спирали - больше пяти раз.

На практике такая сетка лучше переносит:

• натяжение между стойками;
• локальные механические воздействия;
• попытки деформировать полотно;
• ветровые нагрузки в составе ограждения;
• эксплуатационные нагрузки на технических объектах.

Рабицу 3,0 мм берут для постоянных ограждений промышленных, складских, производственных и хозяйственных территорий, а также там, где требуется более высокая устойчивость полотна.

При этом увеличивается масса квадратного метра. Например, для квадратной сетки № 50 ГОСТ приводит теоретическую массу около 2,42 кг/м², а для № 60 — около 2,00 кг/м². 

Проволока 4,0–5,0 мм

ГОСТ 5336-80 рекомендует для сетки № 80 брать проволоку 4 мм, а для № 100 - 5 мм.

Здесь увеличение диаметра существенно повышает стойкость каждой проволочной спирали к изгибу и точечной деформации. Поэтому толстую рабицу устанавливают на участках, где требуется сопротивление значительным механическим нагрузкам без потери формы.

Такие сетки монтируют для:

• промышленных ограждений;
• технических участков;
• ограждения работающего оборудования;
• просеивающих механизмов;
• горных и шахтных выработок.

Как размер ячейки влияет вес металла

Рабицу сравнивают не только по диаметру. Например, у двух сеток с одинаковым d 3,0 мм и разными ячейками 50 мм и 60 мм разное количество металла на единицу площади. 

В приложении ГОСТ 5336 перечислены такие значения:

№ сетки	d проволоки, мм	Живое сечение, %	Масса, кг/м²
№ 45	2,5	84,4	1,87
№ 45	3,0	87,0	2,70
№ 50	3,0	88,8	2,42
№ 60	3,0	90,5	2,00
№ 80	4,0	90,3	2,76
№ 100	5,0	90,5	3,40

Данные таблицы показывают взаимосвязь: вес и механические характеристики зависят от комбинации d проволочных спиралей и размера ячейки.

Как выбирать диаметр рабицы для разных задач

Условно область применения можно разделить следующим образом:

d	Типичное назначение
1,2–1,6 мм	легкие сетчатые мелкоячеистые ограждения, вспомогательные работы
1,8–2,0 мм	ограждения в частных хозяйствах, вольеры для животных, разделительные конструкции
2,5 мм	ограждения и сетчатые конструкции с повышенными требованиями к прочности
3,0 мм	постоянные ограждения для промышленных участков и частных хозяйств
4,0 мм	сетчатые конструкции с высокой устойчивостью к механическим нагрузкам
5,0 мм	тяжелые сетки, их устанавливают там, где требуется повышенная механическая устойчивость

Данные в таблице практически ориентированы, они не отменяют расчет конструкции. Для ответственных объектов рассчитываются действующие нагрузки, способ монтажа стоек, высоту ограждения и схему крепления рабицы.