В современном мире используются все более сложные конструкции, их надежность и обеспечение прочности при высокой экономичности имеют первостепенное значение. В первую очередь, проектирование данных конструкций должно опираться на современные методы расчета, которые позволяют удовлетворять все выдвинутые требования. Примером этих сложных конструкций, которые получили широкое применение в последнее время, являются гофрированные двутавровые балки или sin-балки.
Sin-балкой является составная пролётная конструкция с волнообразным гребнем и широкими пластинчатыми рёбрами. Гофрированная балка – сварной двутавр. Пояса выполнены из стали толщиной 6 – 30 мм. Ширина поясов 160 – 400 мм. Стенка является гофрой синусоидальной формы, выполненной из горячекатаной стали. Толщина стенки 2,0 – 3,0мм. Высота у гофрированной балки может быть разной.
Рис. 1. Обозначение гофрированных балок
Гофро-балки делятся на три вида:
- балки с треугольным очертанием стенок (Казахстан);
- балки с трапециевидным очертанием образующей (США, Япония);
- балки волнистые, (Европа).
В Российской Федерации до сих пор нет своей нормативной базы для данных балок, поэтому при проектировании балок разрабатываются ТУ на основе казахстанского СНиПа или Еврокода.
Крупнейшими производителями балок в Росии являются:
- «Кинель» – завод металлоконструкций в Самарской области, в г.Кинель;
- «Платон» – производственное объединение в г. Ростов-на-Дону;
- Компания «Модуль Проект».
Область применение балок данного типа не отличается от области применения стандартных двутавровых балок с плоской стенкой:
- Несущие конструкции при строительстве;
- Элементы мостовых кранов;
- Балки покрытий и перекрытий (рис. 4).
Конструкция хорошо воспринимает изгибающие напряжения, из-за наличия гофрированной стенки, и её профилированные элементы более устойчивы к длительной статической нагрузке. Полки воспринимают изгибающие моменты и нормальные нагрузки, а гофрированные стенки – поперечные силы (рис. 5). Синусоидальное ребро имеет больше преимуществ, чем прямое, так как устраняет местную деформацию, свойственную плоским пластинам.
Рис. 2. Балки покрытия
Рис. 3.Распределение нормальных усилий
На данный момент существует большое количество программных комплексов для расчета и проектирования обычны и гофрированных балок, однако, одним из лучших считается Platon-Structure V1.3. Отличительная особенность этой системы – подборка оптимальных значений сечения балки, как стандартной, так и sin-балки по заданным значениям нагрузки и пролета.
Можно сделать следующие выводы о применении гофрированных балок:
- Область применения гофрированных балок аналогична обычным двутавровым балкам без структурных ограничений
- Суммарный вес строительных конструкций уменьшается приблизительно на 10-30%.
- Sin-балки лучше использовать при «спорных» пролетах зданий (до 8-9 метров лучше использовать стандартные балки, от 9 до 15 метров стандартные балки не рациональны, так как используется лишний материал).
- Гофрированная балка служит как элемент дизайна.
- Данный тип балок является затратным при изготовлении. Набор оборудования, который требуется для производства, а так же разрешение на покупку такой линии, стоят намного дороже, чем производство фирменных конструкций.
- Нет сведений о балках с гофрированной стенкой в нормативной литературе, что затрудняет процесс проектирования, поэтому большинство проектировщиков отказываются работать с таким типом балок.
Библиографический список
- Кудрявцев, С.В. Несущая способность балок с гофрированной стенкой: Статья / Екатеринбург, 2011.
- Заборова Д.Д., Дунаевская Ю.П. Преимущества и особенности применения гофро-балки в строительстве: статья / Санкт-Петербург, 2014.
- ТУ 52-61-002-77304466-2011
- ТУ 52-61-001-43892121-2005
- СНиП РК 5.04-23-2002 «Металлические конструкции».
Количество просмотров публикации: Please wait