Способ изготовления облегченной металлической балки

 

Использование: используется для изготовления облегченных металлических конструкций с перфорированной стенкой. Сущность изобретения, изобретение представляет собой способ изготовления облегченной металлической балки, включающий резку вертикальной стенки исходной балки по зигзагообразной линии с образованием лолубалок с выступами и впадинами, причем выступы и впадины выполнены прямоугольными с соотношением высоты h к длине Ь, равным 0.6-0,75. Затем из образовавшихся заготовок вырезают прямоугольные треугольники с меньшим катетом, равным половине длины выступа, и с углом наклона его к нижнему поясу балки, равным 8h о arcstn 16h2 +b2 -. После чего устанавливают полученные треугольники в отверстиях балки и закрепляют их катетами к верхнему поясу и стенке балки. 6 ил. со С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PÅÑÏÓÁËÈÊ (ии Е 04 С 3/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4808358/33 (22) 02.04.90 (46) 07.06.92. Бюл. Q 21 (71) Государственный союзный с б рск и научно-исследовательский институт авиации им. С.А.Чаплыгина (72) Ю.С.Хваткин (53) 691-422(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1189965, кл, Е 04 С 3/08, 1981. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБЛЕГЧЕННОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ БАЛКИ (57) Использование: используется для изготовления облегченных металлических конструкций с перфорированной стенкой.

Сущность изобретения: изобретение представляет собой способ изготовления облегИзобретение относится к изготовлению металлоконструкций, используемых в качестве несущих элементов перекрытий и покрытий зданий.

Известен способ изготовления облегченной металлической балки. в котором рос-, пуск исходного двутавра производится по ломанной линии с образованием шестиугольных отверстий в стенке изготавливаемой балки.

Недостатком данного способа является то, что высота образованной балки ограни-. чена и составляет максимально 1.5 высоты исходного двутавра, вследствие того, что в поясах балки в зонах отверстий возникают изгибающие моменты, что снижает несущую способность балки. Кроме того.:в образованной балке не допускается произвольное приложение нагрузок на верхний пояс балки.

„„5U,, 1?38965 А 1 ченной металлической балки, включающий резку вертикальной стенки исходной балки по зигзагообразной линии с образованием полубалок с выступами и впадинами, причем выступы и впадины выполнены прямоугольными с соотношением высоты h к длине b, равным 0,6-0,75. Затем из образовавшихся заготовок вырезают прямоугольные треугольники с меньшим катетом, равным половине длины выступа, и с углом наклона его к нижнему поясу балки, равным

8h Ь

arcsin 2 2-. После чего устанавлива16h +Ь ют полученные треугольники в отверстиях балки и закрепляют их катетами к верхнему поясу и стенке балки, 6 ил.

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления облегченных балок, в котором производят резку вертикальной стенки исходной балки по пилообразной линии с образованием полубалок с выступами и впадинами, стыковку и сварку полубалок по выступам. При этом пилообразную линию выполняют с равносторонним зубом, а стыковку и сварку по выступам осуществляют после смещения полубалок относительно друг друга вдоль линии реза.

Недостатком известного способа является недостаточная несущая способность изготовления балки вследствие ее ограниченной высоты. При использовании вставок увеличивается расход стали.

Целью. изобретения является увеличеwe несущей способности балки.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу изго1овления облегченной металлической балки, при котором произво1738965 дят резку вертикальной стенки исходной балки по зигзагообразной линии с образованием полубалок с выступами и впадинами и осуществляют их стыковку и сварку по выступам, зигзагообразную линию выполняют с прямоугольными выступами с отношением высоты выступа к его длине, равным 0,6-0,75, Затем вырезают прямоугольные треугольники с меньшим катетом, равным половине длины выступа. и с углом наклона его к нижнему поясу балки, равным

8h Ь г

16h +Ь где h — высота выступа;

b — длина выступа, После этого устанавливают полученные треугольники в прямоугольных отверстиях балки и приваривают их катетами к верхнему поясу и стенке балки.

Используют для увеличения высоты балки практически всю высоту плоской части стенки и получают облегченную балку высотой до 1,8 высоты исходной балки, что увеличивает ее несущую способность. Место приложения нагрузок к верхнему поясу балки — произвольно.

Нз фиг,1 показана схема роспуска исходной балки; на фиг.2 — стыковка верхней и нижней частей балки; на фиг,3 — вырезка треугольн ых участков иэ стенки состыкованной балки; на фиг,4 — конструкция балки, изготовленной по предлагаемому способу: на фиг.5 — узел 1 на фиг,4; на фиг.6 — статическая схема балки.

Изготовление облегченной балки производится путем роспуска исходной балки по зигзагообразной линии с прямоугольными выступами на одинаковые верхнюю 1 и нижнюю 2 части (фиг.1) последующим поворотом вокруг вертикальной оси на 180 верхней части и стыковки сварным швом по выступам (фиг,2), причем отношение высоты выступа h к его длине b принимается равHbIM 0,6-0,75. Далее иэ стенки состыкованной балки вырезаются участки 3 (фиг.3) в виде прямоугольных треугольников с меньшим катетом, равным 0,5 Ь, и с углом наклона его к нижнему поясу балки, указанным в выражении (1). Вырезка треугольных участков из стенки балки производится со скруглением прямого угла. Вырезанные треугольные участки размещают в прямоугольных отверстиях балки и приваривают катетами к верхнему поясу и стенке балки (фиг.4). На конце балки вваривается жесткая вставка 4 (фиг.4). При необходимости воэ. можна постановка ребер 5 жесткости (фиг.5).

Углы наклона меньших катетов вырезанных прямоугольных треугольников к

5 нижнему поясу балки выбирают по выражению (1) (фиг.5). Гипотенуэа треугольного участка С (фиг.5) равна с 0 5Ь (2)

10 sin а

V в то же время с -(2h — а), 15 где а

0,5Ь

tg с . (3) (4) Таким образом, 20

05b . 05b

=2h — — — з1п а tg а

Решив тригонометрическое уравнение

25 (5). получают

8h b з1па=

16h2 + ь2 (6).

Отношение высоты выступа к его длине при роспуске исходной балки принимают в пределах 0,6-0,75 в связи с тем, что при отношении меньшем 0.,6 после приварки вырезанных треугольных участков в верхнюю часть получают угол между ними больше 90О, что снижает жесткость в верхней зоне балки, при отношении большем 0,75 получают малое расстояние между прямыми углами г(фиг.4), которое необходимо для

40 восприятия сдвигающих усилий, а тзкже обеспечения жесткости отдельного элемента балки.

Изготовленная предлагаемым .способом балка представляет собой систему жес45 тких пластин сложной конфигурации, . шарнирно соединенных в верхней части непосредственно одна с другой. в нижней — с помощью стержней (фиг.6). По краям балку . замыкают жесткие концевые элементы.

Пример. Используют облегченную металлическую балку, изготовленную по предлагаемому способу из двутавра 4551 пролетом 12 м. Выполняют резку вертикальной стенки исходной балки по зигзагообраз55 ной линии с образованием полубалок с прямоугольными выступами и впадинами с отношением высоты выступа к его длине, равным 0,71. При этом высота выступа h355, длина выступа Ь-500мм. Производят

1738965

OCftMCk А стыковку и сварку полубалок по выступам.

Затем вырезают прямоугольные треугольники с меньшим катетом, равным 0,5 Ь= 250 мм. Угол наклона катета к нижнему поясу балки по выражению (6) равен 38 46, После этого устанавливают полученные треугольники в прямоугольных отверстиях балки и приваривают их катетами к верхнему поясу и стенке балки. При этом высота образованной балки составляет 1,8 высоты исходного двутавра (800 мм). Момент инерции балки по4наименьшим сечениям поясов

lx - 65475 см; Wx - 1636 см . Высота известной балйи 670 мм, равна 1,5 высоты исходного двутавра, 4-45070см; Wx 1345 см .

4.

По сравнению с известным способом увеличение жесткости балки, изготовленной по предлагаемому способу, составляет по М0менту инерции 45,27; по моменту сопротивления 21,6%.

Преимуществом предлагаемого способа изготовления облегченной металлической балки по сравнению с известным является повышение несущей способности балки. За счет увеличения высоты балки жесткость ее возрастает до 20 .

Формула изобретения

5 Способ изготовления облегченной металлической балки. включающий резку вертикальной стенки исходной балки по зигзагообразной линии с образованием полубалок с выступами и впадинами, сты10 ковку и сварку их по выступам, о т л и ч а юшийся тем, что. с целью повышения несущей способности балки, сначала вырезают прямоугольные выступы с отношением их высоты h к длине Ь, равным 0,6-0,75, 15 затем вырезают прямоугольные треугольники с меньшим катетом, равным половине длины выступа, и с углом наклона его к нижнему поясу балки, равным arcsln x

8h-Ь

Х, после чего устанавливают no16h +Ь лученные треугольники в прямоугольных отверстиях балки и закрепляют их катетами к верхнему поясу и стенке балки.

1738965

Составитель l0.Хваткин

Техред М,Моргентал .Корректор Н.Ревская

Редактор Н.Рогулич

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

3акаэ 1983 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35. Раушская наб., 4/5