Що таке двотаврова балка?
Пригадується, після закінчення другого курсу інституту ми з друзями поїхали на практику до міста Дніпропетровська. Серед інших насолод цього міста – пляж на Комсомольському острові (нині цей острів називається по-старому, Монастирський). Дніпро, теплий пісочок, дівчата, легке вино – все сприяло поблажливості благодаті. Вкотре, викупавшись, я влігся засмагати і знічев’я почав розглядати ферми знаменитого Мерефо-Херсонського мосту, кілька опор якого знаходилися на острові, неподалік нас.
І тут я вперше почув себе інженером. Я не тільки милувався прольотом, що крокував через Дніпро, але вперше чітко розумів, чому він зроблений так, а не інакше. Гарний міст став для мене ще красивішим, за що я негайно подякував наукі «опір матеріалів», сопромат, про труднозбагнення якого складено стільки студентських легенд. Зауважу відразу, легенд хибних. Як усе, що базується на математиці, сопромат логічний і збагненний набагато більшою мірою, ніж багато інших наук, якими нас пригощали і пригощають.
Я вже не кажу, що наука ця надзвичайно корисна. Щоб не ходити далеко за прикладом, розповім про звичайну двотаврову балку, яку можна знайти де завгодно. Форму двотавра мають залізничні рейки та опорні балки у будинках та у мостах. Двотавр є одним з найбільш популярних сталевих профілів, що прокочуються.
Звідки назва така, «двотавр»? «Таурус» латинською «бик». Таврова балка, рогата, як бик, має в поперечнику форму літери П, а двотаврова балка має форму літери Н і «рогата» в обидві сторони, ніби зустрілися два бики.
Такий незвичайний профіль був обраний не дарма. Справа в тому, що згідно з розрахунками при згинанні суцільної балки напруги матеріалу в ній розподіляються вздовж центральної осі. Розмір напруги пропорційна відстані від цієї осі. Що ближче до центральної осі балки, то менше напруги зсуву. Тому економічно вигідно ту частину балки, яка несе дуже невелике навантаження або зовсім не відчуває ніякого навантаження, просто видалити. Що робиться. Двотаврові балки з маловуглецевої сталі випускаються у величезних кількостях і різних розмірів. На виготовлення двотаврової балки потрібно майже вдвічі менше від металу. У той же час, така балка майже в сім разів міцніша і має більш ніж у 30 разів високу жорсткість, ніж балка квадратного перерізу.
Як бачимо, знання сопромату дозволяє нам правильно розраховувати міцність будь-яких конструкцій та уникати, де можливо, перевитрати матеріалів.