Оптимізація висоти сталевої зварної двотаврової балки на ділянках біля опор

Abstract

У статті наведені результати оптимізації за витратами сталі однопролітної шарнірно-обпертої балки, яка завантажена рівномірно-розподіленим лінійним навантаженням. Дослідження спиралось на те, що з метою економії сталі можна зменшувати розміри поперечного перерізу балки на приопорних ділянках. Це досягалось за рахунок зменшення її висоти. Були враховані обмеження на висоту балки на опорі виходячи з умови міцності на зріз. Визначався найменший нахил нижнього поясу виходячи з того, щоб у будь якому місці за довжиною балки була забезпечена міцність за нормальними напруженнями. Запропонована методика визначення висоти балки на опорі, яка задовольняє умові міцності на зріз та відповідає мінімальним витратам сталі на балку. Ефективність зменшення висоти балки на ділянках біля опор оцінювалась коефіцієнтом, який являє собою відношення мінімальної висоти балки з умови міцності на зріз до висоти балки посередині прольоту. З’ясовано, що при зменшенні лінійного навантаження на балку та гнучкості стінки і збільшенні прольоту, вказаний коефіцієнт стає менше. Тому, зменшення висоти балки на ділянках біля опор рекомендується при відносно малих навантаженнях та гнучкостях стінки і відносно великих прольотах.