Способ изготовления предварительно напряженной перфорированной металлической балки

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕДВАРИТЕ ЛЬНО-НАПРЯЖЕННОЙ ПЕРФОРИРОВАННОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ БАЛКИ, включающий зигзагообразную резку исходного профиля с увеличивающейся от концов балки к середине высотой гофров, устайовку полученных частей одна над другой с контактом в средней части, упругий выгиб их навстречу одна другой до соприкосновения кромок между собой и сварку их, отличающийся тем, что, с целью повышения несущей способности путем наиболее полного использования прочностных свойств материала, резку осуществляют по зигзагообразной линии, вписанной в контур парных кривых линий, шаг гофров уменьшают от опор к середине, причем перед выгибом к одной из частей балки присоединяют шпренгельную систему . / 1 ел aV Оз bj bz 3 QD QO Pui.1 ;o СЛ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ъ <8 Ьу 1 2 5 (21) 3580092/29-33 (22) 18.04.83 (46) 07.06.85. Бюл. № 21 (72) М. П. Забродин, В. В. Егоров, Е. Н. Алексашкин и А. Б. Паутов (71) Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад. В. Н. Образцова (53) 624.04.25 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 918406, кл. Е 04 С 3/08, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 616098, кл. В 23 К 31/08, 1976. (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ПРЕДВАРИТЕЛЬНО-НАПРЯЖЕННОЙ

ПЕРФОРИРОВАННОЙ МЕТАЛЛИЧЕС„„SU„„1159995

4(Я) Е 04 С 3/08, 3/10

КОЙ БАЛКИ, включающий зигзагообразную резку исходного профиля с увеличивающейся от концов балки к середине высотой гофров, устайовку полученных частей одна над другой с контактом в средней части, упругий выгиб их навстречу одна другой до соприкосновения кромок между собой и сварку их, отличающийся тем, что, с целью повышения несущей способности путем наиболее полного использования прочностных свойств материала, резку осуществляют по зигзагообразной линии, вписанной в контур парных кривых линий, шаг гофров уменьшают от опор к середине, причем перед выгибом к одной из частей балки присоединяют шпренгельную систему.

1159995

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при производстве строительных металлоконструкций.

Цель изобретения — повышение несущей способности металлических балок путем наиболее полного использования прочностных свойств материала.

На фиг. 1 показана разметка линии разрезки балки и направление перемещения одной из частей; на фиг. 2 отдельные части балки с шпренгельной системой перед их выгибом навстречу одна другой; на фиг. 3 — полученная балка, общий вид; на фиг. 4 — сечение А — А на фиг. 3.

Изготовление конструкции осуществляется в следующем порядке. Выполняют разметку исходного профиля 1. Для этого на стенку исходного профиля 1 наносят парные кривые 2 и 3, подобные изгибающим моментам в балке (например, по квадратным параболам, окружностям), которые в средней части исходного профиля 1 расходятся к его поясам, а у концов сходятся и образуют замкнутый контур. На кривых 2 и, 3 размечают выступы и впадины гофр, т. е. точки перелома зигзагообразной линии 4 реза а зз и б 2,3...„ таким образом, что каждой точке а| „, расположенной на кривой 2 и отстоящей на некотором расстоянии от оси А — А симметрии исходного профиля 1, в одной части исходного профиля соответствует точка b „, расположенная на кривой 3, находящаяся на таком же расстоянии от оси А — А в другой части исходного профиля, что обеспечивает совпадение гофр при сборке балки (например, точке а соответствует точка

b, точке аз b> и т. п.). .А точкам аз на криво" 3 аналогично соответствуют точки b3 на кривой 2. Кроме того, расстояния между соседними точками, расположенными на одной кривой (ai аг, аз — а4, bi b>, Ьз — Ь4 и т. п ) уменьшаются от концов исходного профиля 1 к его середине (например, в соответствии с законом изменения сдвиговых усилий в перфорированной балке). Затем соединяют прямыми линиями соответственные точки а> z„,и

b з „и образуется зигзагообразная линия 4 реза, выступьь и впадины гофр такой линии уменьшаются от опор к середине.

После разрезки исходного профиля 1 по зигзагообразной ломаной линии 4 образуются отдельные части 5 и 6. Их раздвигают по вертикали на расстояние, равное максимальному расхождению друг от друга кривых 2 и 3. Одну из отдельных частей (например часть 6) поворачивают на

180 относительно оси А — А. Соответствующие точки а1, „и b|, „расположены друг над другом. В средней части пролета выступы гофр объединяются (например, сваркой) .

К одной из отдельных частей (например, части 5) присоединяют шпренгельную систему 7, включающую, например, анкерные колодки 8, стойки 9, затяжку 10.

После чего производят упругий выгиб

5 части 6 и 5 навстречу одна другои до соприкосновения выступов гофр с последующей сваркой встык.

Полученная система является предварительно напряженной перфорированной шпренгельной балкой.

В статииеском отношении конструкция, изготовляемая предлагаемым способом работает следующим образом.

При взаимном упругом выгибе частей 6 !

5 и 5 с присоединенной шпренгельной системой 7 в части 6 возникают изгибающие моменты, при этом в полке части .6 появляются растягивающие напряжения, а в нижних частях стенки — сжимающие. В затяжке 10 при выгибе частей 6 и 5 воз20 никают растягивающие напряжения, при этом отдельная часть 5 сжато-изогнута.

После объединения частей 6 и 5 (например, сварки встык выступающих кромок) конструкция получается предварительно напряженной.

При приложении эксплуатационной нагрузки в затяжке 10 возникают дополнительные растягивающие усилия, а в балке — изгибающие моменты и дополнительная сжимающая сила (равная по величине приращению усилий в затяжке 10). От действия изгибающих моментов в полке верхнего пояса балки возникают сжимающие напряжения, а в полке нижнего пояса растягйвающие. От приращения усилий в за35 тяжке 10 в полках верхнего и нижнего поясов балки возникают -дополнительные сжимающие напряжения.

Уменьшение шага гофр от опор к середине пролета позволяет уменьшить нормальные напряжения в ослабленных сечениях

40 балки в средней части пролета, так как при этом снижается значение дополнительных нормальных напряжений местного изгиба от действия поперечной силы.

Увеличение шага гофр от середины к опорам соответствует эпюре сдвиговых уси-, лий, что позволяет наиболее полно использовать прочностные свойства материала стенки.

Присоединение шпренгельной системы 7 к одной из отдельных частей (например, 5р части 5) до ее объединения с частью 6 приводит к тому, что при упругом выгибе частей 6 и 5 навстречу одна другой возникает распор от тяжения затяжки 10, который передается на часть 5 как сжимающая сила и вызывает в ней сжимающие напряжения, уменьшающие значения растягивающих напряжений при изгибе в момент изготовления, что приводит к снижению суммарных ндрмальных напряжений при эксплуатации. В то

1159995

Фиг.9

Составитель Е. Чиркова

Техред И. Верес Корректор В. Гирняк

Тираж 696 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и от крытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор О. Бугир

Заказ 3706 26 же время на отдельную часть б распор от тяжения затяжки 10 при изготовле- нии не передается, что в конечном счете снижает величину суммарных сжимающих напряжений в полке части 6 и, следовательно, позволяет, наиболее полно использовать прочностные свойства материала балки и снизить материалоемкость.