Издаётся с сентября 1923 года
DOI: 10.33622/0869-7019
Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science


  • СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ
  • Практический метод расчета прочности стальных элементов двутаврового и коробчатого сечений
  • УДК 624.046.5:624.072.4
    doi: 10.33622/0869-7019.2026.05.25-32
    Григорий Иванович БЕЛЫЙ, доктор технических наук, профессор, office@erkon.ru
    Азат Ильшатович ГАРИПОВ, старший научный сотрудник, azat.i.garipov@gmail.com
    НИПИ «ЭРКОН», 191014 Санкт-Петербург, ул. Маяковского, 17 лит. А, пом. 8Н
    Аннотация. Формулой проверки прочности стальных элементов различных сечений в действующих нормах учитывается совместное действие продольной силы и изгибающего момента в плоскости большей или меньшей жесткости на развитие упругопластических деформаций, но не принимается в расчет действительное взаимодействие изгибающих моментов в двух плоскостях. Для учета резервов прочности симметричных двутавровых и коробчатых сечений при многопараметрическом загружении выполнены расчеты поверхностей прочности "обратным" численным методом "Сечение". Предложен практический метод расчета, основанный на аппроксимации поверхностей прочности. Взаимодействие продольной силы и изгибающего момента в плоскости большей или меньшей жесткости учитывается аналогично действующим нормам, при этом уточнены значения показателя степени n. Взаимодействие изгибающих моментов в двух плоскостях определяется нелинейной комбинацией соответствующих коэффициентов использования прочности. Выполнены расчеты методом конечных элементов, подтверждающие, что рассчитанные предельные усилия соответствуют деформационному критерию прочности. Проведены испытания двутавров колонного и широкополочного типов, квадратных и прямоугольных гнутосварных труб. Результаты испытаний хорошо согласуются с расчетами методом конечных элементов и "обратным" методом "Сечение". Предложенный метод позволяет учитывать резервы прочности, которые в некоторых случаях достигают 37 %, а также экономить до 20 % стали при проектировании новых конструкций.
    Ключевые слова: прочность, двутавр, коробчатое сечение, прямоугольная труба, квадратная труба, пластические деформации, практический метод, верификация, испытания, резервы
  • СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
    1. Бельский Г. Е. О предельных состояниях элементов металлических конструкций при сжатии (растяжении) с изгибом // Строительная механика и расчет сооружений. 1973. № 2. С. 51-56.
    2. Бельский Г. Е. О количественных критериях предельных состояний по непригодности к эксплуатации // Строительная механика и расчет сооружений. 1978. № 2. С. 15-20.
    3. Стрелецкий Н. Н. Рекомендации по расчету элементов стальных конструкций на прочность по критерию предельных пластических деформаций. М. : ЦНИИ ПроектСтальКонструкция, 1980. 48 с.
    4. Стрельбицкая А. И. Исследование прочности тонкостенных стержней за пределом упругости. Киев : Изд-во академии наук УССР, 1958. С. 176-188.
    5. Туснин А. Р., Прокич М. Прочность двутавровых профилей при стесненном кручении с учетом развития пластических деформаций // Вестник МГСУ. 2014. № 1. С. 75-82.
    6. Туснин А. Р., Прокич М. Работа симметричных двутавровых сечений при развитии пластических деформаций и действии изгибающего момента и бимомента // Инженерно-строительный журнал. 2014. № 5. С. 44-53.
    7. Vayas I. Interaktion der plastischen GrenzschnittgrцЯen doppelsymmetrischer I-Querschnitte [Взаимодействие предельных пластических усилий в двутавровых профилях с двумя осями симметрии] // Stahlbau. 2000. No. 9. S. 693-706.
    8. Mirambell J. E., Bordallo E. Real torsion and its interaction with other internal forces in EN 1993-1-1 - A new approach [Действительное кручение и его взаимодействие с другими внутренними усилиями в EN 1993-1-1 - Новый подход] // Steel Construction. 2016. No. 9(3). Pp. 240-248.
    9. Ludwig C. Assessment of the interaction conditions of I-shaped cross-sections [Оценка условий взаимодействия в двутавровом поперечном сечении] // Eurosteel 2021. Vol. 4. Iss. 2-4. Pp. 1085-1095. doi: 10.1002/cepa.1399
    10. Agьero A. et. al. New interaction formula for the plastic resistance of I- and H-sections under combinations of bending moments My,Ed, Mz,Ed and bimoment bed [Новая формула взаимодействия для пластического сопротивления I- и H-сечений (прим.: двутавровых балочных и широкополочных/колонных сечений) при действии комбинации изгибающих моментов My,Ed, Mz,Ed и бимомента bed] // Structures. 2021. No. 29. Pp. 577-585. doi: 10.1016/j.istruc.2020.11.059
    11. Agьero A., Balбz I., Kolekovб Y. Improved interaction formula for the plastic resistance of I- and H-sections under a combination of bending moments My,Ed, Mz,Ed, and bimoment bed [Улучшенная формула взаимодействия для пластического сопротивления I- и H-сечений (прим.: двутавровых балочных и широкополочных/колонных сечений) при действии комбинации изгибающих моментов My,Ed, Mz,Ed и бимомента bed] // Applied Sciences. 2022. No. 12. 7888. doi: 10.3390/app12157888
    12. Моисеев В. И. Расчет местной устойчивости при внецентренном сжатии с учетом равноустойчивости стрежня и элементов его сечения // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1984. № 11. С. 13-14.
    13. Белый Г. И., Гарипов А. И. Совершенствование расчета элементов стальных конструкций на прочность при общем загружении // Промышленное и гражданское строительство. 2024. № 8. С. 24-33. doi: 10.33622/0869-7019.2024.08.24-33
    14. Белый Г. И., Матвеев Е. А. Совершенствование метода расчета поврежденных элементов стальных конструкций // Вестник МГСУ. 2024. № 19(4). С. 544-556. doi: 10.22227/1997-0935.2024.4.544-556
    15. EN 1993-1-1:2005. Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings [Проектирование стальных конструкций. Общие правила и правила для зданий и сооружений].
    16. AS 4100:2020. Australian Standard. Steel structures [Стандарт Австралии. Стальные конструкции].
    17. Расчет элементов стальных конструкций // ЭРКОН. URL: https://section.erkon.ru/ (дата обращения: 01.01.2026).
  • Для цитирования: Белый Г. И., Гарипов А. И. Практический метод расчета прочности стальных элементов двутаврового и коробчатого сечений // Промышленное и гражданское строительство. 2026. № 5. С. 25-32. doi: 10.33622/0869-7019.2026.05.25-32

НАЗАД