Cálculo del tamaño del tubo cuadrado

Los tubos cuadrados (acero SHS) se utilizan ampliamente en la construcción, la fabricación de maquinaria y diversas aplicaciones estructurales. Por lo general, se producen formando láminas de acero laminadas en frío o en caliente en una sección cuadrada hueca. Gracias a su geometría, los tubos cuadrados ofrecen alta resistencia, buen rendimiento de compresión, bajo peso, fácil procesamiento y una amplia gama de especificaciones disponibles.

Para respaldar el diseño, la adquisición y la fabricación de ingeniería, es esencial comprender cómo calcular las dimensiones de los tubos cuadrados, el peso teórico, el área de la sección transversal y las clasificaciones de tamaño estándar. A continuación se proporciona una guía completa y práctica.

Parámetros clave de los tamaños de tubos cuadrados

1. Longitud del lado exterior (A)

El ancho de la sección transversal cuadrada del tubo, por ejemplo 50 en 50×50 mm.

2. Espesor de la pared (t)

Medido en milímetros (por ejemplo, t = 2,0 mm).

3. Longitud del lado interior (B)

Fórmula: B = A – 2t

4. Longitud (L)

Estándar: 6m
Otras longitudes habituales: 3 m, 4,5 m, 5,8 m, 8 m, 12 m o corte a medida.

5. Peso teórico

Calculado utilizando el área de la sección transversal y la densidad del acero.

Clasificación del tamaño del tubo cuadrado

Los tubos cuadrados comúnmente utilizados en marcos estructurales, soportes y aplicaciones interiores se pueden clasificar como:

1. Tubos cuadrados de tamaño pequeño

Ancho ≤ 20 mm

Altura ≤ 40 mm

Espesor de pared ≤ 2,0 mm

2. Tubos cuadrados de tamaño mediano

Ancho: 20–200 mm

Altura: 40–400 mm

Grosor de la pared: 2,0–12,0 mm

3. Tubos cuadrados de gran tamaño

Ancho ≥ 200 mm

Altura ≥ 400 mm

Espesor de pared ≥ 12,0 mm

Fórmulas de cálculo de tubos cuadrados

1. Longitud del lado interior (B)

B = A – 2t
Ejemplo:
50×50×2,0 → B = 50 – 2×2 = 46 mm

2. Cálculo de longitud

Longitudes estándar: 6 m / 12 m

La duración del procesamiento varía según el proyecto.

Longitud efectiva:
L₁ = L₂ – L₃
L₃ = margen de corte (2–5 mm según el tipo de hoja)

3. Cálculo del espesor de la pared

t = (Diámetro exterior – Diámetro interior) ÷ 2

Ejemplo:
Exterior: 60 mm, Interior: 50 mm → t = 5 mm

4. Área transversal (S)

S = A² – (A – 2t)² = 4At – 4t²

Ejemplo:
50×50×2.0:
S = 4×50×2 – 4×2² = 384 mm²

5. Perímetro (P)

P = 4A
Ejemplo:
A = 100 mm → P = 400 mm

6. Peso teórico (W)

Fórmula general:
Ancho = S × L × ρ
ρ = 7,85×10⁻⁶ kg/mm³

Fórmula empírica de la industria (metros):
W (kg) = 0,0157 × (A − t) × t × L

Ejemplo:
100×100×4,0, largo = 6 m
Ancho = 0,0157 × (100 − 4) × 4 × 6 = 22,64 kg

Tamaños estándar de tubos cuadrados

Las especificaciones internacionales comunes incluyen 50×25 mm, 80×40 mm, 100×50 mm, etc.
Los estándares chinos incluyen 40×30 mm, 70×50 mm, 100×80 mm, entre otros.
Los usuarios pueden seleccionar tamaños adecuados según los requisitos estructurales o los dibujos de ingeniería.

Cómo seleccionar el tamaño de tubo cuadrado correcto

Al elegir un tubo cuadrado, considere:

1. Requisitos de carga

Los tubos cuadrados deben soportar cargas estáticas, dinámicas y de impacto.

Secciones más grandes → mayor capacidad de carga

Secciones más pequeñas → adecuadas para aplicaciones ligeras o decorativas/de soporte

Seleccionar el tamaño correcto garantiza confiabilidad estructural y rentabilidad.

Escenarios de aplicación	Tamaño de tubo cuadrado recomendado
Mobiliario, Soportes Ligeros	20×20、25×25、30×30
Marcos interiores	40×40、50×50
Correas de estructura de acero	80×80、100×100
Estructuras de servicio pesado	≥150×150

2. Analizar el entorno de uso y los requisitos de la aplicación.

El entorno de servicio del tubo cuadrado es una consideración clave a la hora de determinar el tamaño adecuado.
Para instalaciones en ambientes húmedos, costeros o químicamente corrosivos, se deben seleccionar tubos cuadrados con materiales más resistentes a la corrosión y un espesor de pared adecuado para garantizar una durabilidad a largo plazo.

En aplicaciones que implican movimientos, ajustes o desmontajes frecuentes, normalmente se prefieren los tubos cuadrados más pequeños y livianos, ya que ofrecen un manejo más fácil y una mejor portabilidad.

Medio ambiente	Recomendaciones
Al aire libre, húmedo	Tubo cuadrado galvanizado o espesor de pared ≥ 2,5 mm
Alta corrosión	Tubo cuadrado de acero inoxidable (304/316)
Alta temperatura	Tubo cuadrado de acero al carbono de alta resistencia (Q355, Q460)

3. Seleccione según consideraciones presupuestarias

Además de cumplir con los requisitos de rendimiento, el control de costos también es un factor importante al elegir tamaños de tubos cuadrados.
Los tubos cuadrados más grandes consumen más materia prima, lo que naturalmente aumenta los costes.
Cuando se trabaja con un presupuesto limitado, se puede reducir la dependencia de secciones de gran tamaño optimizando el diseño estructural o eligiendo materiales de mayor resistencia. Esto ayuda a lograr el rendimiento requerido manteniendo los gastos bajo control.

Preguntas frecuentes

1. ¿Cómo se determina el espesor de pared de los tubos cuadrados?
El espesor de la pared se selecciona en función de las cargas de diseño, los requisitos de resistencia mecánica y las condiciones ambientales.
Los rangos típicos de espesor de pared incluyen:

Tubos cuadrados pequeños: 1,0–2,0 mm

Tubos cuadrados medianos: 2,0–4,0 mm

Tubos cuadrados estructurales grandes: 4,0–12,0 mm

2. ¿Cuáles son las dimensiones estándar del tubo cuadrado?
Las especificaciones comunes siguen varios estándares internacionales, que incluyen:

GB/T 6728 (China)

EN 10219 (Europa)

ASTM A500 (Estados Unidos)
Los requisitos dimensionales varían ligeramente según estos estándares.

3. ¿Cuál es la diferencia entre el acero SHS y RHS?

SHS (Sección Hueca Cuadrada): A = A, formando una sección transversal cuadrada.

RHS (Sección Hueca Rectangular): A ≠ B, formando una sección transversal rectangular.

RHS ofrece una mayor resistencia a la flexión en una dirección, mientras que SHS proporciona una resistencia a la compresión más uniforme en todos los lados.