Increasing the load-bearing capacity of the beam

Authors

DOI:

https://doi.org/10.24866/2227-6858/2024-3/96-101

Keywords:

tubular beam , I-beam, hydraulic beam, liquid filler, cavity

Abstract

It is noted that I-beams have the greatest load-bearing capacity. At the same time, due to the wide distribution and availability of pipe rolling, tubular beams are often used in practice. The load-bearing capacity of an I-beam is almost twice as high as that of a tubular one. The purpose of this work is to increase the load-bearing capacity of tubular beams, which will expand the range of building structures. A geometric long body, the lateral surface of which has a rectilinear generatrix, has a maximum volume (for a given lateral surface) if its cross section has the shape of a circle, which corresponds to a round pipe. A tubular beam with liquid filler is a round pipe plugged at both ends, completely (without air cavities) filled with liquid. When a hydraulic beam is loaded, its side surface tends to deform. Consequently, the internal volume of the pipe tends to decrease. But, since the liquid is incompressible, it does not allow a decrease in volume, which, in turn, prevents the pipe from deforming. In a hydraulic beam, the entire load, thanks to the fluid, is distributed relatively evenly over the entire inner surface of the beam. An estimate was obtained that the load-bearing capacity of the hydraulic beam is five times greater than that of an I-beam and ten times greater than that of a tubular beam.

Author Biography

  • Igor P. Popov, Kurgan State University

    Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor

References

Zheng G., Tian C., Wu J., Guo Z. Ultrasonic stress test of concrete I-beam based on singular value decomposition // Shenyang Jianzhu Gongcheng Xueyuan Xuebao. Ziran Kexue Ban. 2020. Vol. 36, no. 2. P. 212–219. https://doi.org/10.11717/j.issn:2095-1922.2020.02.03

De'nan F., Hashim N.S. Stress analysis of I-beam with web opening via finite element analysis and experimental study // World Journal of Engineering. 2023. Vol. 20, no. 5. P. 974–988. https://doi.org/10.1108/wje-11-2021-0627

Тишков Н.Л., Степаненко А.Н. Оценка локального снижения напряжений в поясах балок двутаврового сечения с тонкой поперечно-гофрированной стенкой // Вестник Инженерной школы Дальневосточного федерального университета. 2024. № 1(58). С. 79–85. https://doi.org/10.24866/2227-6858/2024-1/79-85

Парышев Д.Н., Копырин В.И., Моисеев О.Ю., Овчинников И.Г., Харин В.В., Овчинников И.И., Харин А.В., Попов И.П., Воронкин В.А. Патент 2675273 RU, МПК6 Е 04 С 3/293, Е 01 D 19/00. Трубобетонная балка. № 2017145446; заявл. 22.12.2017; опубл. 18.12.2018, Бюл. № 35.

Парышев Д.Н., Ильтяков А.В., Копырин В.И., Моисеев О.Ю., Мосин А.А., Овчинников И.И., Овчинников И.Г., Харин В.В., Попов И.П., Харин А.В., Воронкин В.А. Патент 2702444 RU, МПК6 E 01 D 2/00. Пролетное трубобетонное строение моста. № 2019103410; заявл. 06.02.2019; опубл. 08.10.2019, Бюл. № 28.

Парышев Д.Н., Ильтяков А.В., Копырин В.И., Моисеев О.Ю., Агафонов Ю.А., Овчинников И.Г., Шеренков В.М., Овчинников И.И., Харин В.В., Харин Д.А., Воронкин В.А. Патент 2739271 RU, МПК6 В04С 3/293. Битрубобетонная балка. № 2019130450; заявл. 25.09.2019; опубл. 22.12.2020, Бюл. № 36.

Парышев Д.Н., Ильтяков А.В., Овчинников И.Г., Овчинников И.И., Моисеев О.Ю., Копырин В.И., Харин В.В., Воронкин В.А. Применение трубобетона в транспортном строительстве // Дорожная держава. 2019. № 90. С. 74–80.

Парышев Д.Н., Ильтяков А.В., Моисеев О.Ю., Харин В.В., Харин Д.А. Трубобетонная балка с содержанием фибры в бетонном ядре // Естественные и технические науки. 2019. № 8. С. 189–195.

Овчинников И.Г., Парышев Д.Н., Ильтяков А.В., Моисеев О.Ю., Харин В.В., Харин Д.А. Повышение нагрузочной способности трубобетонной балки // Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. 2019. № 4. С. 58–66. https://doi.org/10.15593/24111678/2019.04.07

Попов И.П., Парышев Д.Н., Ильтяков А.В., Копырин В.И., Моисеев О.Ю., Овчинников И.И., Харин В.В., Харин А.В., Воронкин В.А. Патент 2724653 RU, МПК6 Е 04 С 3/02, E 01 D 2/00. Гидравлическая балка. № 2019119481; заявл. 20.06.2019; опубл. 25.06.2020, Бюл. № 21.

Томилов С.Н. Особенности деформаций главных балок железобетонных пролетных строений автодорожных мостов при их усилении внешней арматурой // Вестник Инженерной школы Дальневосточного федерального университета. 2020. № 3(44). С. 151–158. https://doi.org/10.24866/2227-6858/2020-3-15

Рогатнев Ю.Ф., Минани Ж., Соколов О.О., Хорохордин А.М. Влияние значения процента армирования композитной арматуры на напряженно-деформированное состояние двухслойных изгибаемых бетонных элементов // Вестник Инженерной школы Дальневосточного федерального университета. 2020. № 4 (45). С. 67-75. https://doi.org/10.24866/2227-6858/2020-4-7

Downloads

Published

2024-09-30

Issue

Section

Building Materials and Products

How to Cite

1.
Increasing the load-bearing capacity of the beam. Вестник Инженерной школы ДВФУ [Internet]. 2024 Sep. 30 [cited 2024 Nov. 23];3(3(60):96-101. Available from: https://journals.dvfu.ru/vis/article/view/1357