Двутавровая балка с поясами из ЗГСП и гофрированной стенкой

Abstract

Идея гофрирования стенки стальной балки с целью повышения ее местной устойчивости и снижения расхода стали за счет уменьшения толщины стенки была предложена в России достаточно давно – еще в первой половине прошлого века. Эта идея оказалась весьма продуктивной. Ее реализация имела место в самолётостроении, в судостроении, а не только в области строительных конструкций. За прошедшее без малого столетие в отечественном и зарубежном металлостроительстве было разработано большое количество вариантов конструктивных решений балок с гофрированной стенкой. Эти решения отличались: формой и ориентацией гофров по стенке; формой сечения поясов; особенностями примыкания стенки по длине балки, наличием в стенке технологических отверстий и т.п. Были исследованы различные аспекты действительной работы балок с гофрированными стенками и напряженно-деформированное состояние самих гофрированных стенок (в том числе, с учетом упругопластической стадии работы) применительно к разным вариантам конструктивных решений, отмеченных выше. В настоящей статье приводятся результаты численного моделирования работы и анализа несущей способности по критериям нескольких придельных состояний двух новых вариантов конструктивных решений балок с гофрированной стенкой, на которые получены патенты на полезную модель. Кроме того, выполнен сопоставительный анализ эффективности известных конструктивных решений балок с новыми решениями, предложенными автором. В статье показано, что в ряде случаев балки новых конструктивных решений по совокупности показателей эффективности для исследованных предельных состояний имеют большую эффективность, чем традиционные решения. Новизна конструктивных решений, приоритет по которым принадлежит авторам, заключается, в первом случае, в использовании в балке поясов из ЗГСП с сечением прямоугольной формы, больший размер стороны контура которых ориентирован из плоскости гофрированной стенки. Во втором случае, описанное выше конструктивное решение дополнено предварительно напряженной затяжкой, располагаемой в полости ЗГСП нижнего пояса.