Балки з перфорованою стінкою

 

Сучасні прокатні двотаври з паралельними гранями полиць висотою до 1м дають можливість перекривати прольоти 13…15 м при значних навантаженнях. Питома трудомісткість їх виготовлення по основним операціям в 2…2,5 рази менша, ніж аналогічних за прольотом ферм. Проте витрати сталі в 1,5 рази більші, ніж в фермах, а висота двотаврів в 2,5 рази менша. Зниження висоти конструкції завжди вигідно, але при малій висоті зменшується плече згинаючого моменту, а відповідно, зростає зусилля в поясах і їх площа. До того ж стінки в двотаврах за умовами прокатки достатньо товсті (1/50…1/65 висоти).

Пошуки шляхів підвищення ефективності прокатних двотаврів привели до оригінальної ідеї. Стінка прокатного двотавра розрізається по зигзагоподібній лінії вздовж двотавра (рис.18.6).

 

Рис. 18.6. Схема різання вихідного двотавра

 

 

Далі розрізані частини балки роз’єднуються, зсуваються і з’єднуються зварюванням по виступам гребенів, утворюючи суцільні перемички. Отримується своєрідна конструктивна форма – двотавр з отворами в стінці (рис.18.7).

Рис. 18.7. Схема збирання перфорованого двотавра

 

В технічній літературі вони отримали декілька назв – двотавр з перфорованою стінкою, двотавр з розвинутим перерізом, наскрізний двотавр. В нормативній літературі використовується назва – двотавр з перфорованою стінкою.

Ефективність двотавра з перфорованою стінкою порівняно з прокатним вихідним пояснюється тим, що висота першого збільшується приблизно в 1,5рази, товщина стінки складає 1/75…1/95 від висоти, а завдяки отворам в стінці нового двотавра з неї немовби забирається 35…40% сталі. Двотаври з перфорованою стінкою забезпечують 20…30% економії сталі порівняно з прокатними двотаврами і дешевші останніх на 10…18%. За трудомісткістю виготовлення вони на 25…35% ефективніші, ніж зварні двотаври, за рахунок скорочення операцій обробки і об’єму зварювання.

Можливі різновидності балок з перфорованою стінкою пов’язані зі схемами різів стінки і наведені на рис.18.8.

Перфоровані двотаври можна компонувати з двох частин, отриманих від різних номерів двотаврів. Ці частини можуть бути із різних марок сталі (бістальні балки).

Існує декілька методик розрахунку перфорованих двотаврів – як безрозкісної ферми Віренделя, за теорією складених стержнів з пружними в’язями зсуву та інші.