Я.Ю. Козловська, студентка 4 ПЦБ, Херсонський ДАУ
О.Є. Янін — к.т.н., О.В. Пилипась — к. с.-г. н., доценти
За традиційною схемою розміри прямокутного поперечного перерізу дерев’яної балки визначають із умови забезпечення потрібної міцності за нормальними напруженнями, тобто, використовуючи вираз ![]()
![]()
![]()
![]()
При цьому, для балок перекриття застосовують переріз постійної висоти за довжиною прольоту.
Як відомо, епюрою згинальних моментів є квадратна парабола з максимумом у середині прольоту. Тому балка постійного перерізу не є раціональною, бо опорні перерізи працюють тільки на сприймання поперечної сили. Скоротити витрати деревини можливо, якщо переріз поблизу опор виконати змінної висоти. Для дощатоклеєнних балок це виконати не важко: кожний наступний шар виконують з дощок меншої довжини, а скіс фрезерують.
Призначимо висоту балки на опорі з умови забезпечення її міцності на сколювання:
За змінної висоти перерізу на ділянках прольоту поблизу опор її величина на відстані Z від опори
hz=h1+IZ,
де: I=tga — нахил нижнього поясу на ділянках поблизу опор.
Виразимо згинальний момент на відстані Z
.
і несучу здатність перерізу у довільному перерізі
Тоді задача мінімалізації витрат деревини при заданому h1 зводиться до дослідження на екстремум цільової функції об’єму балки, який залежить від h1 ( Vбалки (h1)). При цьому нахил I визначається в залежності від h1 (I(h1)), виходячи з того, що в довільному перерізі буде забезпечуватись міцність за нормальними напруженнями.