RU204843U1 - Двутавровый гнутосварной профиль с перфорированной стенкой - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована в качестве изгибаемых элементов при разработке несущих конструкций зданий и сооружений различного назначения. В частности это могут быть элементы балок и балочных систем (балочных клеток, прогонов, ригелей, стропил, косоуров и т.д.).Техническим результатом предлагаемого решения является увеличение ресурсов несущей способности и эксплуатации, снижение концентрации напряжений и наклепа основного металла в зонах наложения швов двутаврового гнутосварного профиля, уменьшение расхода конструкционного материала.Указанный технический результат достигается тем, что в двутавровом гнутосварном профиле с одинарной (одиночной) стенкой, выполненном из единой листовой заготовки, пояса которого изогнуты в виде треугольного очертания с прямым углом между наклонными гранями и замкнуты двумя сварными швами, где каждая из наклонных граней в поперечном сечении имеет форму половины круглого полукольца с радиусом, равным высоте поясов и вдвое короче их ширины, перфорация стенки и прочность на изгиб максимальны, когда высота вырезов достигает 0,8438 высоты профиля, а отношение размеров ширины и высоты профиля равно 1/6,414.

Description

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована в качестве изгибаемых элементов при разработке несущих конструкций зданий и сооружений различного назначения. В частности это могут быть элементы балок и балочных систем (балочных клеток, прогонов, ригелей, стропил, косоуров и т.д.).

Известно техническое решение балки, выполненной из единой листовой заготовки, пояса которой загнуты в виде треугольника и замкнуты двумя сварными швами. Высота стенки этой балки оптимизирована по предельно допустимой гибкости и составляет 2/3 всей высоты [Москалев Н.С., Попова Р.А. Стальные конструкции легких зданий. - М.: Издательство АСВ, 2003. - С. 65, рис. 4.5]. В такой балке весьма удачно оптимизирована стенка, однако треугольные профили поясов при этом заметно отличаются от такой рациональной формы, как прямоугольный треугольник, где угол между наклонными гранями поясов и плоскостью стенки равен 45°, а высота поясного профиля вдвое короче его ширины.

Еще одно известное техническое решение, которое можно принять в качестве аналога, представляет собой двутавровый гнутосварной профиль, выполненный из единой листовой заготовки, полки которого загнуты в виде треугольника и замкнуты двумя сварными швами. Угол между наклонными гранями треугольного профиля поясов рассмотрен в интервале от 45° до 135°, а предпочтение, как наиболее оптимальному, отдано прямому углу, при котором угол между наклонными гранями поясов и плоскостью стенки равен 45°. При этом очевидно, что высота поясного профиля вдвое короче его ширины [патент США №3342007, 19.09.1967].

Наиболее близкое техническое решение, которое можно принять в качестве прототипа, заключается в двутавровом гнутосварном профиле, выполненном из единой листовой заготовки, полки которого загнуты в виде треугольного очертания с прямым углом между наклонными гранями и замкнуты двумя сварными швами. Каждая из наклонных граней в поперечном сечении имеет форму половины круглого полукольца с радиусом, равным высоте полок и вдвое короче их ширины [Марутян А.С. Двутавровый гнутосварной профиль. - Патент №2686762, 30.04.2019, бюл. №13].

Недостатком профиля технического решения прототипа является то, что его расчетное сечение, оптимизированное по критерию максимальной прочности на изгиб, имеет сравнительно узкую и высокую компоновку с отношением размеров ширины и высоты меньше 1/14, снижающим устойчивость одинарной (одиночной) стенки. Для сравнения здесь можно добавить, что аналогичный профиль с двойной стенкой имеет оптимальную компоновку с отношением размеров ширины и высоты почти в три раза больше: 1/5,2 [Марутян А.С. Двутавровые гнутосварные профили и расчет их оптимальных параметров. - Строительная механика и расчет сооружений, 2020, №2. - С. 67-76]. С другой стороны, решение оптимизационной задачи применительно к двутавровому гнутозамкнутому профилю с трубчатыми полками и двойной перфорированной стенкой показало, что прочность на изгиб и перфорация стенки максимальны, когда высота вырезов достигает 0,6844 всей высоты профиля, а отношение размеров ширины и высоты оптимальной компоновки увеличивается с 1/5,2 до 1/3,168 [Марутян А.С. Двутавровый гнутозамкнутый профиль с трубчатыми полками и перфорированной полкой. - Патент №199895, 24.09.2020, бюл. №27]. Поэтому с учетом полного совпадения двутавровых очертаний гнутосварных и гнутозамкнутых профилей с двойными стенками целесообразно в качестве расчетно-теоретической предпосылки принять определенный рост отношения размеров ширины и высоты оптимальной компоновки при максимальной перфорации одинарной (одиночной) стенки.

Техническим результатом предлагаемого решения является увеличение ресурсов несущей способности и эксплуатации, снижение концентрации напряжений и наклепа основного металла в зонах наложения швов двутаврового гнутосварного профиля, уменьшение расхода конструкционного материала.

Указанный технический результат достигается тем, что в двутавровом гнутосварном профиле с одинарной (одиночной) стенкой, выполненном из единой листовой заготовки, пояса которого изогнуты в виде треугольного очертания с прямым углом между наклонными гранями и замкнуты двумя сварными швами, где каждая из наклонных граней в поперечном сечении имеет форму половины круглого полукольца с радиусом, равным высоте поясов и вдвое короче их ширины, перфорация стенки и прочность на изгиб максимальны, когда высота вырезов достигает 0,8438 высоты профиля, а отношение размеров ширины и высоты профиля равно 1/6,414.

Предлагаемый двутавровый гнутосварной профиль обладает достаточно универсальным техническим решением, с реализацией которого сопряжения его стенки и поясов имеют плавные формы с весьма значительным радиусом закруглений, что, минимизируя зоны концентрации напряжений и наклепа основного металла, увеличивает ресурсы его несущей способности и эксплуатации [Нежданов К.К., Гарькин И.Н. Подкрановая балка с повышенным техническим ресурсом эксплуатации. - Региональная архитектура и строительство, 2017, №3. - С. 119-122]. При этом перфорация его одинарной стенки позволяет увеличить отношение размеров ширины и высоты оптимальной компоновки с 1/14 до 1/6,414.

Предлагаемое техническое решение поясняется графическими материалами, где на

фиг. 1 представлено сечение двутаврового гнутосварного профиля с перфорированной стенкой при высоте вырезов h меньше предельно допустимой h_max(h<h_max);

фиг. 2 - сечение двутаврового гнутосварного профиля с перфорированной стенкой при высоте вырезов h равной предельно допустимой h_max(h=h_max);

фиг. 3 - расчетная схема поперечного сечения двутаврового гнутосварного профиля с перфорированной стенкой (пунктиром обозначена средняя линия тонкостенного сечения);

фиг. 4 - аксонометрия фрагмента двутаврового гнутосварного профиля с перфорированной стенкой при высоте вырезов h меньше предельно допустимой h_max (h<h_max);

фиг. 5 - аксонометрия фрагмента двутаврового гнутосварного профиля с перфорированной стенкой при высоте вырезов h равной предельно допустимой h_max (h=h_max);

фиг. 6 - графики зависимостей основных расчетных параметров двутаврового гнутосварного профиля с перфорированной стенкой от относительной высоты вырезов h/V(где V - размер высоты профиля по средней линии его расчетного сечения).

Для вывода приведенных численных отношений, количественной оценки ресурсов несущей способности двутаврового гнутосварного профиля с перфорированной стенкой целесообразно рассчитать площадь А, а также моменты инерции его сечения I_x и I_y относительно главных центральных осей, воспользовавшись формулами, апробированными при оптимизации двутавровых гнутосварных профилей с одинарной стенкой без ее перфорации:

A=tU(1/n+4,14);

I_x=tU³(0,0833333/n³+1,035/n²-0,3199746/n+0,0941567);

I_y=0,3441566tU³,

где t - толщина листовой заготовки; U - размер ширины профиля по средней линии его расчетного сечения;

n=U/V

n - отношение размеров ширины и высоты профиля по средней линии его расчетного сечения [Марутян А.С. Двутавровые гнутосварные профили и расчет их оптимальных параметров. - Строительная механика и расчет сооружений, 2020, №2. - С. 67-76].

Для начала решения оптимизационной задачи целесообразно рассмотреть расчетный случай без вырезов в одинарной стенке двутаврового профиля:

h/V=0;

U=(A/t)/(1/n+4,14); V=U/n;

W_x=2I_x/V=(A²/t)/(0,1666666/n²+2,07/n-0,6399492+0,1883134n)/(1/n+4,14)²,

где A и t - площадь сечения и толщина листовой заготовки для профилирования гнутосварного двутавра, A=const и t=const.

Чтобы найти экстремальное значение момента сопротивления расчетного сечения W_x=W_x,max, его выражение необходимо продифференцировать по переменной n и, приравняв к нулю производную (dW_x/dn=0), получить уравнение четвертой степени

3,2276163n⁴+3,1184698n³-40,212811n²-6,993095n+0,6900004=0

с корнями

n₁=-3,9662568; n₂=-0,2415459; n₃=0,0703645; n₄=3,1712636.

Из найденных корней практическое значение имеет третий, значение которого можно округлить до

n=0,0703645=1/14,211711≈1/14,212.

Тогда расчетные параметры оптимизированного профиля составят:

A=18,351711tU; U=0,0544908A/t; V=0,7744075A/t;

h_max=V-U=0,7199167A/t;

I_x=0,0718031A³/t²; I_y=0,0000556A³/t²; W_x=W_x,max=0,185440A²/t.

Далее при решении оптимизационной задачи двутаврового гнутосварного профиля с вырезами в одинарной стенке необходимо дополнительно учитывать критерий максимальной перфорации, когда высота этих вырезов достигает предельно допускаемого значения, ограниченного по вертикали плоской частью расчетного сечения:

h=h_max=V-U или h/h_max=1.

Продолжение решения оптимизационной задачи представляет собой последовательное рассмотрение всего ряда расчетных случаев, когда высота вырезов в перфорированной стенке поступательно растет с шагом, равным 0,1 высоты по средней линии тонкостенного сечения двутаврового профиля:

при h/V=0,1

U=(A/t)/(1/n+4,14); V=U/n; h=0,1V=0,1U/n;

I_x=I_xo-th³/12=I_xo-t(0,1U/n)³/12=(0,08325/n³+1,035/n²-0,3199746/n+0,0941567);

W_x=(A²/t)/(0,1665/n²+2,07/n-0,6399492+0,1883134n)/(1/n+4,14)²;

3,2276163n⁴+3,1184698n³-40,212811n²-6,987384n+0,69138=0;

n₁=-3,9663272; n₂=-0,2415459; n₃=0,0705059; n₄=3,1711837;

n=0,0705059=1/14,183210≈1/14,183;

A=18,32321tU; U=0,0545755A/t; V=0,7740557A/t;

h=0,1V=0,0774056A/t; h_max=V-U=0,7194802A/t; h/h_max=0,1075854;

I_x=0,0717317A³/t²; I_y=0,0000559A³/t²; W_x=W_x,max=0,1853398A²/t;

при h/V=0,2

U=(A/t)/(1/n+4,14); V=U/n=0,2V=0,2U/n;

I_x=I_xo-th³/12=I_xo-t(0,2U/n)³/12=(0,086667/n³+1,035/n²-0,3199746/n+0,0941567);

W_x=(A²/t)/(0,1653334/n²+2,07/n-0,6399492+0,1883134n)/(1/n+4,14)²;

3,2276163n⁴+3,1184698n³-40,212811n²-6,947394n+0,7010394=0;

n₁=-3,9667572; n₂=-0,2415459; n₃=0,0714958; n₄=3,1706237;

n=0,0714958=1/13,986835≈1/13,987;

A=18,126835tU; U=0,0551668A/t; V=0,7716089A/t;

h=0,2V=0,144833A/t; h_max=V-U=0,7164421A/t; h/h_max=0,2021559;

I_x=0,0712363A³/t²; I_y=0,0000577A³/t²; W_x=W_x,max=0,1846435A²/t;

при h/V=0,3

U=(A/t)/(1/n+4,14); V=U/n; h=0,3V=0,3U/n;

I_x=I_xo-th³/12=I_xo-t(0,3/n)³/12=(0,0810833/n³+1,035/n²-0,3199746/n+0,0941567);

W_x=(A²/t)/(0,1621666/n²+2,07/n-0,6399492+0,1883134n)/(1/n+4,14)²;

3,2276163n⁴+3,1184698n³-40,212811n²-6,838839n+0,7272606=0;

n₁=-3,9679237; n₂=- 0,2415459; n₃=0,0741838; n₄=3,1691021;

n=0,0741838=1/13,480032≈1/13,480;

A=17,620032tU; U=0,0567535A/t; V=0,7650389A/t;

h=0,3V=0,2295116A/t; h_max=V-U/=0,7082854A/t; h//h_max=0,3240383;

I_x=0,0699145A³/t²; I_y=0,0000628A³/t²; W_x=W_x,max=0,1827737A²/t;

при h/V=0,4

U=(A/t)/(1/n+4,14); V=U/n; h=0,4V=0,4U/n;

I_x=I_xo-th³/12=I_xo-t(0,4/n)³/12=(0,0780/n³+1,035/n²-0,3199746/n+0,0941567);

W_x=(A²/t)/(0,1560/n²+2,07/n-0,6399492+0,1883134n)/(1/n+4,14)²;

3,2276163n⁴+3,1184698n³-40,212811n²-6,627453n+0,77832=0;

n₁=-3,9701918; n₂=-0,2415459; n₃=0,0794211; n₄=3,166133;

n=0,0794211=1/12,591112≈1/12,591;

A=16,731112tU; U=0,0597688A/t; V=0,7525556A/t;

h=0,4V=0,3010222A/t; h_max=V-U/=0,6927868A/t; h/h_max=0,4345091;

I_x=0,0674378A³/t²; I_y=0,0000734A³/t²; W_x=W_x,max=0,1792234A²/t;

при h/V=0,5

U=(A/t)/(1/n+4,14); V=U/n; h=0,5V=0,5U/n;

I_x=I_xo-th³/12=I_xo-t(0,5/n)²/12=(0,0729167/n³+1,035/n²- 0,3199746/n+0,0941567);

W_x=(A²/t)/(0,1458334/n²+2,07/n-0,6399492+0,1883134n)/(1/n+4,14)²;

3,2276163n⁴+3,1184698n³-40,212811n²-6,27895n+0,8624994=0;

n₁=-3,9739227; n₂=- 0,2415459; n₃=0,0880650; n₄=3,16122;

n=0,0880650=1/11,355248≈1/11,355;

A=15,495248tU; U=0,0645359A/t; V=0,7328212A/t;

h=0,5V=0,3664105A/t; h_max=V-U=0,6682852A/t; h/h_max=0,5482846;

I_x=0,0636152A³/t²; I_y=0,0000924A³/t²; W_x=W_x,max=0,1736172A²/t;

при h/V=0,6

U=(A/t)/(1/n+4,14); V=U/n; h=0,6V=0,6U/n;

I_x=I_xo-th³/12=I_xo-t(0,6/n)³/12=(0,0653333/n³+1,035/n²- 0,3199746/n+0,0941567);

W_x=(A²/t)/(0,1306666/n²+2,07/n-0,6399492+0,1883134n)/(1/n+4,14)²;

3,2276163/n⁴+3,1184698n³-40,212811n²-5,7590445n+0,9880805=0;

n₁=-3,9794686; n₂=-0,2415459; n₃=0,1009822; n₄=3,1538487;

n=0,1009822=1/9,9027353≈1/9,903;

A=14,042735tU; U=0,0712111A/t; V=0,7051846A/t;

h=0,6V=0,4231107A/t; h_max=V-U/=0,6339735A/t; h/h_max=0,6673949;

I_x=0,0584149A³/t²; I_y=0,0001242A³/t²; W_x=W_x,max=0,1656854A²/t;

при h/V=0,7

U=(A/t)/(1/n+4,14); V=U/n; h=0,7V=0,7U/n;

I_x=I_xo-th³/12=I_xo-t(0,7/n)³/12=(0,054750/n³+1,035/n²- 0,3199746/n+0,0941567);

W_x=(A²/t/(0,10950/n²+2,07/n-0,6399492+0,1883134n)/(1/n+4,14)²;

3,2276163n⁴+3,1184698/n³-40,212811n²-5,0334704n+1,16334=0;

n₁=-3,987169; n₂=-0,2415459; n₃=0,1190558; n₄=3,1434756;

n=0,1190558=1/8,3994227≈1/8,399;

A=12,539422tU; U=0,0797484A/t; V=0,6698405A/t;

h=0,7V=0,4688883A/t; h_max=V-U=0,59021A/t; h/h_max=0,7944431;

I_x=0,0521653A³/t²; I_x=0,0001745A³/t²; W_x=W_x,max=0,1551543A²/t;

при h/V=0,8

U=(A/t)/(1/n+4,14); V=U/n; h=0,8V=0,8U/n;

I_x=I_xο-th³/12=I_xo-t(0,8/n)³/12=(0,0406667/n³+1,035/n²-0,3199746/n+0,0941567);

W_x=(A²/t)/(0,081333/n²+2,07/n-0,6399492+0,1883134n)/(1/n+4,14)²;

3,2276163n⁴+3,1184698n³-40,212811n²-4,067941n+1,1365594=0;

n₁=-3,9973459; n₂=-0,2415459; n₃=0,1431955; n₄=3,1295127;

n=0,1431955=1/6,9834596≈1/6,983;

A=11,12359tU; U=0,08990A/t; V=0,627813A/t;

h=0,8V=0,5022504A/t; h_max=V-U=0,537913A/t; h/h_max=0,9337019;

I_x=0,0451821A³/t²; I_y=0,000250A³/t²; W_x=W_x,max=0,1439348A²/t;

при h/V=0,9

U=(A/t)/(1/n+4,14); V=U/n; h=0,9V=0,9U/n;

I_x=I_xo-th³/12=I_xo-t(0,9/n)³/12=(0,0225833/n³+1,035/n²- 0,3199746/n+0,0941567);

W_x=(A²/t/(0,0451666/n²+2,07/n-0,6399492+0,1883134n)/(1/n+4,14)²;

3,2276163n⁴+3,1184698n³-40,212811n²-2,828172n+1,6960206=0;

n₁=-4,0102985; n₂=-0,2415459; n₃=0,1743532; n₄=3,1113077;

n=0,1743532=1/5,735484≈1/5,735;

A=9,875484tU; U=0,1012608A/t; V=0,5807797A/t;

h=0,9V=0,5227017A/t; h_max=V-U=0,4795188A/t; h/h_max=1,0900546;

I_x=0,0379675A³/t²; I_x=0,0003573A³/t²; W_x=W_x,max=0,1307466A²/t.

Из последних двух шагов расчетных выкладок решения оптимизационной задачи видно, что 0,9337019≤h/h_max≤1,0900546 при 0,8≤h/V≤0,9. Поэтому завершить решение поставленной задачи целесообразно по методу поэтапных приближений значений h и h_max в пределах выявленного интервала:

при h/V=0,84375≈0,8438

U=(A/t)/(1/n+4,14); V=U/n; h=0,84375V=0,84375U/n;

I_x=I_xo-th³/12=I_xo-t(0,84375/n)³/12=(0,0332769/n³+1,035/n²-0,3199746/n+0,0941567);

W_x=(A²/t/(0,0665538/n²+2,07/n-0,6399492+0,1883134n)/(1/n+4,14)²;

3,2276163n⁴+3,1184698n³-40,212811n²-3,561309n+1,5189345=0;

n₁=-4,0026544; n₂=- 0,2415459; n₃=0,1559054; n₄=3,1221114;

n=0,1559054=1/6,414146≈1/6,414;

A=10,554146tU; U=0,0947494A/t; V=0,6077364A/t;

h=0,84375V=0,5127787A/t; h_max=V-U=0,5129870A/t;

h/h_max=0,9995939≈1,0;

I_x=0,0420236A³/t²; I_y=0,0002927A³/t²; W_x=W_x,max=0,1382954A²/t.

Судя по основным результатам, систематизированным в табличной форме, максимальная перфорация одинарной стенки двутаврового гнутосварного профиля привела к тому, что его оптимальная компоновка стала более компактной по высоте. В частности, отношение размеров ширины и высоты возросло в 14,212/6,414=2,2 раза, момент инерции (момент сопротивления) сечения в плоскости наибольшей жесткости (в плоскости стенки) уменьшился в 0,0718031/0,0420236=1,7 раза (0,1854400/0,1382954=1,34 раза), а момент инерции в плоскости наименьшей жесткости (из плоскости стенки) увеличился в 0,0002927/0,0000556=5,3 раза. При этом расчетно-теоретическая предпосылка о некотором росте отношения размеров ширины и высоты оптимальной компоновки при максимальной перфорации одинарной стенки подтвердилась. Поэтому принятая расчетно-теоретическая предпосылка и решение оптимизационной задачи не нуждаются в корректировке.

Пример реализации предлагаемого двутаврового гнутосварного профиля с перфорированной стенкой можно привести, если в качестве базового объекта для сравнения использовать гнутосварную балку с трубчатыми поясами треугольной формы и стенкой, оптимизированной по предельно допустимой гибкости (h_w/t=208,7) и составляющей 2/3 высоты балки [Москалев Н.С., Попова Р.А. Стальные конструкции легких зданий. - М.: Издательство АСВ, 2003. - С. 65, рис. 4.5], а также имеющую следующие расчетные параметры:

U=160 мм (100%); V=1250 мм (100%); h_w=834 мм; t=4 мм (100%);

h_w/t=834/4=208,7 (100%); A=81,3 см² (100%); I_x=164700 см⁴ (100%);

W_x=2635 см³ (100%); n=U/V=160/1250=0,1280=1/7,81250;

h_w/V=834/1250=0,66720≈2/3,

где h_w - высота стенки; h_w/V=2/3.

Расчетные параметры двутаврового гнутосварного профиля с одинарной стенкой без вырезов по техническому решению прототипа составляют:

h_w/V=(V-U)/V=2/3 откуда n=U/V=1/3=0,3333333;

V=250 мм (100%); U=V/3=11250/3=416,66666≈416 мм (260,0%);

A=tU(1/n+4,14)=tU(1×3+4,14)=7,14tU;

t=A/(7,14U)=81,3/(7,14×41,6)=0,2737≈0,27 см (67,50%);

A=7,14×0,27×41,6=80,196 см² (98,64%);

I_x=tU³(0,0833333/n³+1,035/n²-0,3199746/n+0,0941567)=0,27×41,6³=(0,0833333×3³+1,035×3²-0,3199746×3+0,0941567)=207968 см⁴ (126,3%);

W_x=2×207968/125,0=3327,5 см³ (126,3%).

Как видно, расход конструкционного материала уменьшился, а момент инерции и момент сопротивления расчетного сечения увеличились, однако, при этом увеличилась и гибкость стенки:

h_w/t=(1250-416)/2,7=308,9 (148,0%).

Обеспечить устойчивость такой стенки можно при помощи продольного гофрирования, как это сделано в легких металлоконструкциях типа «Орск» [Трофимов В.И., Каминский A.M. Легкие металлические конструкции зданий и сооружений. - М.: Изд-во АСВ, 2002. - С. 16].

Если одинарную стенку двутаврового гнутосварного профиля прототипа подвергнуть перфорации без роспуска его зигзагообразным резом, то полученные расчетные параметры можно отнести только к цельным сечениям простенков между вырезами, поскольку несущая способность определяется расчетным сечением нетто с учетом вырезов:

A_n=A_o-th_max=80,196-0,27×83,4=57,678 см² (70,94%);

I_xn=I_xo-th_max ³/12=207968-0,27×83,4712=194917 см⁴ (118,3%);

W_xn=2×194917/125,0=3118,7 см³ (118,3%),

где высота вырезов достигает предельно допустимого значения, равного высоте стенки, h=h_max=h_w=V-U=125,0-41,6=83,4 см.

Уменьшение площади расчетного сечения нетто указывает на дальнейшее облегчение профиля, но расход конструкционного материала и гибкость перфорированной стенки остались прежними.

Более эффективна перфорация стенки двутаврового гнутосварного профиля с роспуском его зигзагообразным резом, где для сохранения прежнего параметра вырезов (h=h_max=h_w=83,4 см) высоту исходного профиля до перфорации, очевидно, необходимо уменьшить в полтора раза:

V_o=V/1,5=1250/1,5=833,33333≈834 мм;

n_o=U/V_o=416/834=0,4988009≈0,50=1/2,0;

A_o=tU/(1/n_o+4,14)=tU/(1×2+4,14)=6,14tU;

t=A/(6,14U)=81,3/(6,14×41,6)=0,3182942≈0,31 см (77,50%);

A_o=6,14×0,31×41,6=79,181 см² (97,39%);

A_n=A_o-th_max=79,181-0,31×83,4=53,327 см² (65,59%);

I_xo=207968×0,31/0,27=238778 см⁴ (145,0%);

I_xn=I_xo-th_max ³/12=238778-0,31×83,4712=223792 см⁴ (135,9%);

W_xo=2×238778/125,0=3820,4 см³ (145,0%);

W_xn=2×223792/125,0=3580,7 см³ (135,9%);

h_w/t=(1250-416)/3,1=269,0 (128,9%).

Как видно по полученным результатам, после второй перфорации расход конструкционного материала и гибкость перфорированной стенки уменьшились, а момент инерции и момент сопротивления расчетного сечения нетто увеличились.

Таким образом, подводя некоторые итоги, можно заключить, что предлагаемый двутавровый гнутосварной профиль с перфорированной стенкой достаточно эффективен, рационален и перспективен для применения в несущих конструкциях зданий и сооружений, включая легкие металлические конструкции комплектной поставки.

Claims (1)

1. Двутавровый гнутосварной профиль с одинарной (одиночной) стенкой, выполненный из единой листовой заготовки, пояса которого изогнуты в виде треугольного очертания с прямым углом между наклонными гранями и замкнуты двумя сварными швами, где каждая из наклонных граней в поперечном сечении имеет форму половины круглого полукольца с радиусом, равным высоте поясов и вдвое короче их ширины, отличающийся тем, что перфорация стенки и прочность на изгиб максимальны, когда высота вырезов достигает 0,8438 высоты профиля, а отношение размеров ширины и высоты профиля равно 1/6,414.

Images