Кручення прокатних балок

У металевих конструкціях часто використовуються стрижні (балки) прокатних профілів – двотаврового, швелерного, кутового та інших перерізів (рис. 7.34).

Мал. 7.33. До висновку наближених формул для відкритого тонкостінного профілю

Мал. 7.34. До визначення жорсткості на кручення та дотичних напруг у прокатних профілях

Для розрахунку кручення тонкостінних балок, як показали експерименти, можна використовувати наближені формули (131) та (132). Замінюючи інтегрування наближеним підсумовуванням, отримаємо для швелерного профілю

де - Довжина і середня товщина i-го ділянки. Аналогічно для балки двотаврового перерізу

Дотичні напруги кручення на ділянці

Насправді жорсткість на кручення балок дещо вища за формули (133) і (134), що пояснюється впливом радіусів заокруглення і кутах профілю та іншими факторами (поправочний коефіцієнт становить зазвичай 1,1—1,2).

Зауваження. Наведені формули визначають кручення стрижнів відкритого профілю за умови, що торці стрижня мають зміщення вздовж осі стрижня (можливість депланації). Якщо торець стрижня загорнутий у масивну жорстку плиту, то заданому перерізі виникає інший напружений стан, зокрема з'являються нормальні напруги. Стисне кручення тонкостінних стрижнів розглядається нижче. Зазначимо, що додаткові ефекти, що виникають, істотні для непологих відкритих профілів.

приклад. Порівняємо жорсткість на кручення та дотичні напруги тонкостінної труби замкнутого сіяння та за наявності поздовжнього розрізу (рис. 7.35).

Для суцільного перерізу геометрична жорсткість на кручення (див. Розд. 27)

Для перерізу з тонкимпоздовжнім розрізом

Відношення жорсткостей на крутіння

Дотичні напруги в суцільній трубі (формула (119))

у трубі з поздовжнім розрізом

Відношення максимальної дотичної напруги

Зі співвідношень (136) і (137) випливає, що розріз труби вздовж твірної істотно знижує опір труби крутним навантаженням.

---