Балки с перфорированной стенкой

Балки с перфорированной стенкой

За последнее десятилетие разработаны, исследованы и внедрены новые разновидности облегченных балок и ферм, обеспечивающих весьма существенную экономию металла и снижение трудозатрат на изготовление.

На основе испытания моделей с натурными размерами уточняются методики расчета, обеспечивающие достаточно надежную оценку деформировано-напряженного состояния конструкций. В качестве объектов исследования приняты балки с перфорированной стенкой и фермы со стержнями изготовленными из прямоугольных труб,которые сварены из прокатных уголков, а так же балки с довольно гибкой стенкой.

Балки с перфорированной стенкой — эти конструкции имеют весьма длинную историю развития. Еще в тридцатые годы Н. С. Стрелецкий говорил о необходимости их применения. Указания по их проектированию впервые внесены в отечественные нормы. Однако расчет таких балок в упругой стадии по аналогии с расчетом безраскосных ферм или обычных балок с учетом дополнительного изгиба поясов от действия поперечных сил не вскрывает резервов несущей способности. На напряженное состояние пояса оказывает влияние податливость перемычек, поэтому балки с перфорированной стенкой логичнее рассматривать как составные стержни с упругими связями сдвига и использовать общую теорию их расчета А. Р. Ржаницына. Деформировано-напряженного состояние удобно описать как промежуточное между состоянием фермы и отдельных балок (поясов).

Проведенные испытания восьми моделей балок с пролетом 7 м, высотой 0,7 м, изготовленных из двутавра № 40, показали, что площади и очертания эпюр нормальных напряжений в поясах близки теоретическим, вычисленным по приведенным выше формулам (теоретические больше на 9-15%), в то время как теоретические, вычисленные по модели безраскосной фермы, выше на 20-45%. При этом надо отметить, что, как это отмечалось исследователями ранее, локальные зоны пластических деформаций появляются сравнительно рано вследствие концентрации различных напряжений в углах отверстий. Таким образом, учет податливости перемычек позволяет поднять расчетную несущую способность в упругом варианте работы на 8-12%.

Разработана методика определения несущей предельной способности балок с перфорированной стенкой при полном развитии пластических деформаций в поясах-таврах под влиянием трех силовых факторов — продольной силы, поперечной силы, изгибающего момента на базе теории предельного равновесия. Анализ прогибов балок позволил сделать вывод, что они зависят от обобщенных параметров, характеризующих податливость стенки при сдвиге.

Полученные результаты позволяют более обоснованно выбирать размеры балок и определять их несущую расчетную способность как в упругом варианте работы, так и при полном развитии пластичности в поясах.

Первоисточник публикуемых материалов сайт landscapeforum.ru, надежный строительный интернет-портал.

Интересные статьи по материалам сайта: Поворот возводимых конструкций, Типовые стальные строительные конструкции