Аналіз конструктивних параметрів і вагових характеристик сталевих балок з гнучкою стінкою

Анотація

Анотація. У статті наведено результати аналізу параметрів поперечного перерізу та вагових характеристик сталевих балок з гнучкою стінкою. Шляхом експериментального проєктування балок прольотами 12…36 м під навантаження 5…45 кН/м отримані та описані простими апроксимуючими виразами залежності раціональної висоти перерізу, умовної гнучкості стінки та погонної маси балок від їх прольоту, погонного навантаження та розрахункового опору сталі.

Розрахунки виконані з використанням розробленого в середовищі Microsoft Excel розрахункового бланку, який дозволяє в інтерактивному режимі підібрати двотавровий переріз балки мінімально можливої маси за умов виконання граничних нерівностей та конструктивних вимог до балок з гнучкою стінкою, встановлених ДБН В.2.6-198:2014 "Сталеві конструкції". Проаналізовано 75 балок (по 5 значень прольоту й навантаження і 3 значення розрахункового опору сталі). Для кожної комбінації прольоту й навантаження раціональна висота стінки обрана з кількох висот за критерієм мінімуму погонної маси балки або за критерієм жорсткості.

Встановлено, що раціональна висота перерізу, умовна гнучкість стінки та металоємність балок загалом зростають при збільшенні прольоту й погонного навантаження. Збільшення розрахункового опору сталі призводить до зменшення висоти й металоємності балок малих прольотів під великими навантаженнями, але може викликати зростання висоти й металоємності при великих прольотах і малих навантаженнях, коли вирішальним є критерій жорсткості. Це ставить під сумнів доцільність використання сталей підвищеної міцності для виготовлення балок з гнучкими стінками.

Отримані залежності дозволяють за заданими значеннями прольоту, погонного навантаження та розрахункового опору сталі обрати висоту й умовну гнучкість стінки, які забезпечують вибір раціонального перерізу балки з гнучкою стінкою, а також попередньо оцінити її металоємність.