УТОЧНЕННЯ ГЕОМЕТРИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВІДКРИТИХ ТОНКОСТІННИХ ПОПЕРЕЧНИХ ПЕРЕРІЗІВ
DOI:
https://doi.org/10.31498/2522-9990292025330263Ключові слова:
геометричні характеристики, відкриті перерізи, вигин, кручення.Анотація
У статті розглянуто питання уточнення геометричних характеристик відкритих
тонкостінних поперечних перерізів сталевих балок при дії ексцентрично прикладеного
навантаження, що призводить до виникнення кручення. Тримальні елементи при цьому
перебувають в умовах складної просторової роботи каркасної системи. Приділено увагу
необхідності врахування реальних конструктивних особливостей перерізів, що впливають на
розподіл напружень та деформацій у процесі експлуатації. Досліджено вплив заокруглень у
місці примикання полички до стінки прокатних відкритих профілів, що призводить до
істотного підвищення моменту інерції при вільному крученні.
Запропоновано уточнений підхід до визначення секторального моменту інерції, що
враховує не лише геометричні параметри перерізу, але й жорсткісні характеристики
приєднаних конструктивних елементів. Це дозволяє точніше моделювати умови роботи
балки у складі просторової системи, зокрема при її жорсткому розкріпленні з площини вигину.
Уточнення вказаних характеристик дозволяє уникнути суттєвих похибок при визначенні
нормальних напружень у перерізі, що в свою чергу впливає на загальну просторову стійкість
та експлуатаційну надійність конструкції.
Застосування уточнених характеристик дозволяє забезпечити рівномірний розподіл
напружень, раціональніше використання міцності матеріалу та уникнення локальних
перевантажень, що є критично важливим для тонкостінних елементів. Урахування
зазначених факторів сприяє підвищенню точності розрахунків, зниженню матеріалоємності
конструкцій, покращенню техніко-економічних показників і забезпеченню довговічності
проектованих об’єктів. До розрахунків, у яких використовуються ці геометричні
характеристики, можна віднести звичайний розрахунок балок на загальну стійкість і
альтернативний розрахунок за теорією другого порядку; розрахунок на сумісну дію
поперечного вигину (в одній або двох площинах) і кручення від ексцентричності прикладення
навантаження; розрахунок балок із пошкодженнями та викривленнями.
Посилання
Villette M. Calcul approche de l'inertie de torsion d'une section en I ou en T // Construction
métallique. – 2011. – Vol. 48, № 2. – P. 15–24.
Hudz S.A., Gasii G.M., Pents V.F. The Problem of Consideration Torsion Emergence in
Beams // International Journal of Engineering & Technology. – 2018. – Vol. 7, № 3.2. – P. 141–148.
Tata Steel. Steel building design: design data. – The Steel Construction Institute and The
British Constructional Steelwork Association Limited, 2013. – 690 p.
Kindmann R., Frickel J. Elastische und plastische Querschnittstragfähigkeit. Grundlagen,
Methoden, Berechnungsverfahren, Beispiele. – Online-Auflage. – 2017. – 616 s.
Gale’a Y. Elastic critical lateral torsional buckling moment of beams – Presentation of
LTBeam (in French) // Revue Construction Métallique. – 2003. – № 2. – P. 47–76.
Prokić A. Computer program for determination of geometrical properties of thin-walled
beams with open–closed section // Computers & Structures. – 2000. – Vol. 74, № 6. – P. 705–715.
Murín J., Kutiš V. An effective finite element for torsion of constant cross-sections including
warping with secondary torsion moment deformation effect // Engineering Structures. – 2008. – Vol.
, № 10. – P. 2716–2723.
ДБН В.2.6-198:2014. Конструкції будівель і споруд. Сталеві конструкції. Норми
проектування / Остаточна редакція. Видання офіційне. – К. : Мінрегіонбуд України, 2014. –
с.
