Был такой вопрос во время подкаста:
Как считать разрезную балку и почему 20й двутавр, после превращения в разрезной, становится чуть ли не круче 30го?
Речь про вот такие штуки:
Двутавры бывают очень разными:
Но всех их объединяет наличие двух горизонтальных полок на краях и тонкой пластины посредине.
Без этой пластины двутавр превратится просто в две горизонтальные пластины, которые будут работать по отдельности. Т.е. если на одну подать нагрузку, вторая вообще работать не будет. Если же в месте подания нагрузки их связать... то они будут работать совместно, но как две пластины, а не как двутавр.
Если же каким то х... боком, связать эти пластины - например с помощью уже упомянутой центральной вертикальной пластины. Или к примеру сотами, или проложить вспененый материал, или дерево. То тем самым можно заставить (не всегда, но подобрать параметры можно) обе пластины как единый объект, как единую балку.
И вот тут мы сразу получаем выигрыш не в два раза, применительно к жесткости пластин, а в десятки раз.
Например для 200 двутавра жесткость только верхней полки приблизительно 416,7 (тыс. мм4, габариты 100*5). в случае двух пластин совместно получим 833. А в случае двутавра - получим 14081 (тыс. мм4) т.е. в 33,8 раз больше чем просто у одной полки. Почему так? потому что в формулу жесткости чем дальше "мясо" находится от оси изгиба - тем лучше. Тем больший оно внесет эффект. грубо говоря пропорционально кубу расстояния до оси. И для пластины самый край это 2.5 мм, а для двутавра или "сендвича" - 100мм. ну как бы дальше думаем сами.
20й и 30й двутавр конечно различаются и по толщине полки и по ширине, и даже срединная ножка отличается. Но по факту, основное это то, что у 200го высота от середины - 100, а у 300го - 150! все. это можно запомнить.
Что происходит если мы разрезаем двутавр и свариваем новый? мы увеличиваем его высоту. В зависимости от того как будем резать, мы легко обеспечим высоту от 200 мм (что не имеет смысла, но все же) и до практически 400. ну т.е. где-то 380-390. т.е. ее максимальная жесткость будет 59,9 тыс (тыс. мм4) что в 4 раза больше 200 двутавра.
Что касается чистого 300го то его жесткость 57,5тыс (тыс. мм4) что близко к разрезному двутавру, но все же меньше.
Честно скажу что прикидывал по формуле от прямоугольной трубы, по сему с онлайн калькуляторами вышла разница в значениях, но не в смысле
Прикинуть можно в любом калькуляторе, например тут
на сегодня пока все. Если к теме будет интерес - сравним в ансисе, и расскажу, как задавать для балочной модели все параметры сечения, чтобы все было как в жизни.
P.S. Вы же помните, что волшебства в механике не бывает, и решая одни проблемы мы получаем другие, а значит - так делать можно не всегда (я про разрезание двутавров с последующей сваркой)
