Тонкостенная металлическая балка

 

Изобретение относится к области строительства, а именно к металлическим балкам, которые могут использоваться как несущие конструкции, а также в качестве опалубочных элементов. Металлическая балка может иметь различный профиль, например -образный, который включает стенку и полки. На стенке выделен участок определенной высоты, в пределах которого расположены поперечные, вертикальные и наклонные ребра жесткости. Ребра жесткости выполнены пустотелыми и могут иметь профиль сегмента или трапецеидальный, при этом высота и ширина основания профиля определяются из приведенных соотношений. Техническим результатом изобретения является повышение допускаемых нагрузок для изгибаемых и подвергаемых осевому и внецентральному сжатию балок. 4 з.п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к тонкостенным металлическим балкам, которые могут быть использованы в качестве несущих конструкций для перекрытия пролетов различной длины, а также в качестве опалубочных элементов и стоек при устройстве потолков, стен и т.п.

Известна металлическая балка, имеющая стенку, полки и ребра жесткости (см., напр., ав.св. СССР N 863799, кл. E 04 C 3/04, 1979г.).

Наиболее близким к изобретению техническим решением (прототипом) является тонкостенная металлическая балка, образованная стенкой с полками на торцах и имеющая ребра жесткости между полками (см., напр., ав.св. СССР N 836312, кл. E 04 C 3/04, 1978г.).

Существенными недостатками известных решений являются значительный расход материала, обусловленный как собственным весом балки, так и весом ребер жесткости, которые обычно выполняются на всю высоту стенки, а также меньшая устойчивость стенок при изгибе и меньшая устойчивость балки в целом при действии скручивающих и продольных сил.

Целью изобретения является снижение массы балки при одновременном повышении ее устойчивости путем устранения отмеченных недостатков.

Сущность изобретения заключается в том, что в тонкостенной металлической балке, образованной стенкой с полками на торцах и имеющей ребра жесткости между полками, ребра жесткости расположены на стенке с образованием зазоров между их торцами и полками, при этом высота участка стенки, на котором они расположены, определяется из соотношения: l2/3H, а ребра жесткости выполнены в виде полых поперечных выступов криволинейного профиля высотой h 2 и шириной основания b3h, где: l - высота участка расположения ребер жесткости на стенке; H - высота стенки; толщина стенки; h - высота профиля ребра; b - ширина основания профиля ребра.

Тонкостенная металлическая балка может быть выполнена с продольными ребрами жесткости, расположенными в зазорах, образованных на стенке между торцами ребер и полками, при этом поперечные ребра жесткости могут быть расположены на стенке с наклоном в одну или в противоположные стороны или вертикально и иметь, соответственно, профиль сегмента или трапецеидальный.

Кроме того, продольные ребра жесткости могут быть расположены на полках.

По сравнению с прототипом (а. с. N 836312) изобретение содержит отличительные признаки, заключающиеся в том, что ребра жесткости расположены на стенке с образованием зазоров между их торцами и полками, при этом высота участка стенки, на котором они расположены, определяется из соотношения: l2/3 H, а ребра жесткости выполнены в виде полых поперечных выступов криволинейного профиля высотой h 2 и шириной основания b 3h.

Тонкостенная металлическая балка может быть выполнена с продольными ребрами жесткости, расположенными в зазорах, образованных на стенке между торцами поперечных ребер и полками, при этом поперечные ребра жесткости могут быть расположены на стенке с наклоном в одну или в противоположные стороны или вертикально и иметь, соответственно, профиль сегмента или трапецеидальный.

Кроме того, продольные ребра жесткости могут быть расположены на полках.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображены: - на фиг. 1 - металлическая балка, поперечный разрез; (вариант образного профиля) - на фиг. 2 - то же, вид по стрелке A на фиг 1; вариант с наклонным расположением поперечных ребер жесткости в разные стороны.

- на фиг. 3 - то же, вариант с вертикальным расположением поперечных ребер жесткости; - на фиг. 4 - то же, вариант с наклонным расположением ребер жесткости в одну сторону;
- на фиг. 5 - профиль поперечного ребра жесткости, вариант его выполнения в виде сегмента;
- фиг. 6 - то же, вариант выполнения поперечного ребра жесткости с трапецеидальным профилем.

Металлическая балка, например образного или I-образного профиля включает стенку 1 высотой "Н" и толщиной "" и полки 2 шириной "B". На стенке 1 расположены поперечные ребра 3 вертикально (фиг. 3) или наклонно (фиг. 2 и 4) с наклоном в одну или в противоположные стороны. На стенке 1 могут быть также выполнены продольные ребра 4 (фиг. 1), расположенные между торцами поперечных ребер 3 и полками 2 в зазорах 5. При этом на полках 2 также возможно выполнение продольных ребер 6.

Поперечные ребра 3 и вертикальные и наклонные расположены на стенке 1 только в пределах участка, высота l которого определяется из соотношения l2/3 Н. Конкретный размер ребер 3 в каждом отдельном случае определяется на основе соответствующих расчетов в зависимости от величины и направления действующих нагрузок. Однако, оптимальный размер участка расположения ребер 3 находится именно в указанных пределах и предусматривает наличие зазоров 5.

Поперечные ребра 3 выполнены в виде полых выступов криволинейного, например в виде сегмента (фиг. 5) с радиусом "R" или трапецеидального (фиг. 6) профиля, имеющего высоту "h" и ширину основания "b" при соотношениях: h 2 и b3h.

Эффективная работа балки обусловлена тем, что сочетание стенки 1 и ребер 3, выполненных согласно изобретению, образует центр упругого сопротивления, который повышает устойчивость верхнего сжатого пояса балки от продольных сил и жесткость стенки без использования дополнительных элементов жесткости от поперечных сил.

Одновременное сочетание усиления стенки и полок балки дает возможность повысить приведенное сечение, что позволяет увеличить допускаемые нагрузки для изгибаемых и подвергаемых осевому и внецентренному сжатию балок, а также уменьшить прогиб изгибаемых балок по сравнению с балками, имеющими плоские стенки и полки.

Как показали предварительные испытания и расчеты, изобретение позволяет снизить расход металла на 5-10%.


Формула изобретения

1. Тонкостенная металлическая балка, образованная стенкой с полками на торцах, и имеющая ребра жесткости между полками, отличающаяся тем, что ребра жесткости расположены на стенке с образованием зазоров между их торцами и полками, при этом высота участка стенки, на котором они расположены, определяется из соотношения: l 2/3H, а ребра жесткости выполнены в виде полых поперечных выступов криволинейного профиля высотой h 2 и шириной основания b 3h, где l - высота участка расположения ребер жесткости на стенке; H - высота стенки; - толщина стенки; h - высота профиля ребра; b - ширина основания профиля ребра.

2. Тонкостенная металлическая балка по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена с продольными ребрами жесткости, расположенными в зазорах, образованных на стенке между торцами поперечных ребер и полками.

3. Тонкостенная металлическая балка по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что поперечные ребра жесткости расположены на стенке с наклоном в одну или в противоположные стороны и имеют профиль сегмента.

4. Тонкостенная металлическая балка по пп.1 или 2, отличающаяся тем, что поперечные ребра жесткости расположены на стенке вертикально и имеют трапецеидальный профиль.

5. Тонкостенная металлическая балка по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что она выполнена с продольными ребрами жесткости, расположенными на полках.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве несущих опор или стоек здания, например опорных стоек, при теплоизоляции стен, в оконных проемах в качестве дренажных или сливных труб

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для покрытия зданий и сооружений

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в зданиях и сооружениях из легких металлических конструкций

Изобретение относится к области строительства

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при реконструкции подкрановых путей мостовых кранов с тяжелым режимом работы

Изобретение относится к строительным конструкциям, а именно к конструкциям павильонного типа, открытым или закрытым сбоку, например к плоским распорным конструкциям павильонам, и может быть использовано в объектах социально-культурного, промышленного, гражданского и сельскохозяйственного назначения

Изобретение относится к строительным конструкциям, а более конкретно к металлическим балкам, применяемым в качестве элементов зданий и сооружений, преимущественно работающих на изгиб, сжатие, кручение

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкции и монтажу пространственных ферм покрытий зданий

Изобретение относится к области строительства, а более конкретно к несущим металлическим конструкциям покрытия производственных и общественных зданий

Балка // 2232125
Изобретение относится к металлическим конструкциям

Изобретение относится к подкрановым конструкциям с интенсивным тяжелым режимом эксплуатации

Изобретение относится к сооружениям для ярмарочных и выставочных павильонов, состоящим из многоугольных в поперечном сечении полых профильных балок

Изобретение относится к области строительства, в частности к сборным балкам

Изобретение относится к области строительства, а именно к швеллерной балке с полыми полками, расположенными вдоль противоположных краев балочной стенки и проходящими от этой стенки в одном направлении

Изобретение относится к области строительства, в частности к каркасному Т-образному профилю

Изобретение относится к несущим конструкциям объектов. Шпангоут переменной жесткости содержит наружный пояс, внутренний пояс и стенку. Стенка состоит из гофрированных и гладких участков, либо из гладких участков и гофрированных участков с изменяемыми геометрическими характеристиками гофров, либо из гофрированных участков, гладких участков и гофрированных участков с изменяемыми геометрическими характеристиками гофров, либо из гофрированных участков и гофрированных участков с изменяемыми геометрическими характеристиками гофров. Вокруг наружного пояса и/или внутреннего пояса предусмотрен бандаж, представляющий собой один или несколько витков напряженного механическим или электромеханическим способом троса. Изобретение направлено на увеличение несущей способности. 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к металлостроительному производству стальных балочных безраскосных полисистемных ферм покрытий промышленных и гражданских зданий, сооружений и пролетных строений автомобильных и железнодорожных мостов. Полисистемная ферма представляет собой конструктивную систему, скомпонованную из жесткого несущего вантового элемента, верхнего пояса на двух опорах и нижнего пояса, жестко соединенных между собой стойками. Ферма состоит из четырех взаимодействующих конструктивных систем, объединенных в единую систему безраскосной решеткой из стоек и/или подвесок и двумя опорными частями с опорной стойкой и двумя опорными узлами в каждой части. Первая система включает вантовый элемент и верхний пояс, жестко соединенные в верхних опорных узлах; составные отрезки различной длины стоек и/или подвесок, жестко связанные в узлах полигональности вантового элемента и панельных узлах верхнего пояса. Вторая система содержит арочный элемент и нижний пояс, жестко связанные в нижних опорных узлах; составные отрезки различной длины стоек и/или подвесок, жестко соединенные в узлах полигональности арочного элемента и панельных узлах нижнего пояса. Третья система включает вантовый и арочный элементы, жестко соединенные между собой в плоскости фермы в двух точках их пересечения; верхний и нижний пояса и опорные стойки, жестко объединенные в верхнем и нижнем опорных узлах с вантовым и арочным элементами; составные отрезки различной длины стоек и/или подвесок, жестко связанные в узлах полигональности с вантовым и арочным элементами и в панельных узлах с верхним и нижним поясами. Четвертая система включает верхний и нижний пояса, опорные стойки, жестко соединенные в верхнем и нижнем опорных узлах; стойки и/или подвески, жестко связанные в панельных узлах верхнего и нижнего поясов и в узлах полигональности вантового и арочного элементов. Технический результат - осуществление новых условий взаимодействия элементов фермы, повышение технико-экономической эффективности. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Предложенное техническое решение относится к области строительства и предназначено для применения в качестве несущих конструкций покрытий зданий и сооружений. Металлическая ферма включает верхние пояса из парных уголков, нижний пояс из одиночного уголка и пространственно расположенные раскосы также из одиночных уголков, прикрепленных к поясам при помощи листовых фасонок, причем парные уголки верхних поясов состыкованы между собой посредством листовых фасонок, жестко прикрепленных к их перьям, с образованием составных зетовых (Z-образных) сечений. Технический результат - увеличение несущей способности сжатоизогнутых верхних поясов, снижение трудоемкости их изготовления. 3 ил., 1 табл.
Наверх