По собственным конструктивным и расчетным свойствам перфорированные двутавры занимают переходное положение между сплошностенчатыми балками и безраскосньши фермами.
Точный метод их расчета связан с популярными трудностями, ввиду сложной формы отверстий. В ЦНИИСК одновременно с ВНИИМонтажспецстроем в 70-е годы были проведены экспериментальные исследования серии натурных балочных конструкций из перфорированных двутавров, позволивших создать метод расчета, который основан на приближенном расчете безраскосных ферм. А если вас интересует двутавр — любых размеров, переходите на сайт maxima-metall.dp.ua.
Целью исследований являлась оценка фактической несущей способности, деформативности и характера разрушения натурных балочных конструкций из перфорированных двутавров, работающих на поперечный изгиб под действием 2-ух сосредоточенных грузов, приложенных на расстоянии c более жёсткими условиями загружения если сравнивать с одинаково распределенной нагрузкой, и еще возможностью получить по длине испытываемой конструкции зон чистого изгиба и изгиба с поперечной силой.
Исходным профилем служили [№ 36, 40 и 50 по ГОСТ 8239-56 из стали Вст. Зпс, Отношение высоты поперечного сечения перфорированного двутавра к высоте начального изменялось от 1,39 до 1,5. Отношение высоты поперечного сечения испытываемых балок к пролету составляло и охватывало отличительный диапазон изгибаемых балочных конструкций. Нагрузка передавалась при помощи гидравлических домкратов, поперечный изгиб обеспечивался системой связей, исключающих выход верхнего пояса из плоскости. Проверки показали, что возникновение текучести при нагрузках, близких к расчетным, и наличие подрезов в углах отверстий не приводило к видимым искажениям формы отверстий аж до исчерпания ключевой несущей способности опытных образцов.
Сплошные участки стенки у испытанных конструкций не теряли стойкости, в том числе и в местах приложения сосредоточенных грузов, не обращая внимания на отсутствие там вертикальных жестких ребер. Исчерпание несущей способности всех испытанных конструкций было в результате возникновения текучести в крайних фибрах тавровых поясов. Появление относительно ранней текучести на участках стенки, где отверстия начинают менять собственную высоту, носило локальный характер и почти что не оказывало влияние на несущую способность конструкций.
С учетом результатов испытаний проверку на стабильность перфорированных двутавров, работающих на поперечный изгиб, необходимо выполнять в ослабленном отверстием сечении по самым большим нормальным напряжениям, возникающим в тавровых поясах и состоящим из нормальных стрессов ам от изгибающего момента М и нормальных стрессов aQ от действия момента М условно приложенных поперечных сил.
Формулой это выражается так: а = ам + GQ ^ R, где R — расчетное сопротивление стали сжатию и растяжению. В зоне одновременного действия силы в поперечном направлении и изгибающего момента полная поперечная сила в сечениях по отверстию предполагается распределенной пропорционально моментам инерции тавровых поясов и сосредоточенной в сечении, проходящем сквозь середину отверстия. При симметричном сечении развитого профиля величина поперечной силы делится поровну между тавровыми поясами.
Общую стойкость перфорированных балок, и еще стойкость стенки рекомендуется проверять в согласии с требованиями СНиП для изгибаемых балок со сплошной стенкой. Большое внимание при этом необходимо обращать на проверку стойкости стенки в районе опорных узлов и больших сосредоточенных грузов. Деформативность изгибаемых перфорированных двутавров необходимо также определять с учетом влияния поперечной силы. Суммарный прогиб / принимается состоящим из прогиба /м от действия изгибающего момента, определяемого как для балки со сплошной стенкой, и прогиба fg, вызываемого действием поперечных сил, который постоит из прогиба перемычек сплошной части балок и прогиба тавровых поясов длиной.
