Сквозная балка строительной конструкции

 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в -несущих конструкциях мостов, эстакад, транспортерных галерей, подверженных воздействиям динамических нагрузок и/или низких отрицательных температур. Цель изобретения - снижение трудоемкости изготовления и повышение несущей способности. Сквозная балка содержит верхний 1, нижний 2 пояса, стенку 3, зигзагообразно разрезанную на половины, сваренные встык по их выступам с образованием отверстий 4, имеющих параллельные продольной оси балок грани 5. Отверстия 4 выполнены с выкружкамидеконцентраторами 7, очерченными радиусом г 0,4-0, 6)d, где d - половина высоты отверстия между его гранями 5, параллельными продольной оси балки. Центры выкружек-деконцентраторов находятся по разные стороны от продольной оси отверстий 4 в поперечных сечениях, проходящих через одноименные концы граней 5 отверстий, параллельных продольной оси балки. 6 ип. /i/Lj / ч со о со сд

СОО3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5D 4 E 04 С 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н втоесном свидетельств ных температур. Цель изобретения снижение трудоемкости изготовления и повышение несущей способности. Сквозная балка содержит верхний 1, нижний 2 пояса, стенку 3, зигзагообразно разрезанную на половины, сваренные встык по их выступам с образованием отверстий 4, имеющих параллельные продольной оси балок грани 5.

Отверстия 4 выполнены с выкружкамидеконцентраторами 7, очерченными радиусом г = 0,4-0, 6)d, где d — половина высоты отверстия между его гранями 5, параллельными продольной оси балки. Центры выкружек-деконцентраторов находятся по разные стороны от продольной оси отверстий 4 в поперечных сечениях, проходящих через одноименные концы граней 5 отверстий, параллельных продольной оси балки.

6 ил.

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3977927/29-33 (22) 19. 11.85 (46) 07. 04. 87. Бюл. N - 13 (71) Центральный научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций им. Н.П.Мельникова (72) В.Н.Ворожбянов и В.С.Данков. (53) 624.072.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

R - 1231170, кл . E 04 С 3/08, 1982. (54) СКВОЗНАЯ БАЛКА СТРОИТЕЛЬНОЙ

КОНСТРУКЦИИ (57) Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в несущих конструкциях мостов, эстакад, транспортерных галерей, подверженных воздействиям динамических нагрузок и/или низких отрицатель„„SU„„1301950 A1

1 301950

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в сквозных балках несущих конструкций мостов, эстакад, транспортерных галерей и т.ц., подверженных воздейст- 5 виям динамических нагрузок и/или нйэких отрицательных температур.

Цель изобретения — снижение трудоемкости изготовления и повышение несущей способности.

На фиг.1 изображена сквозная балка с отверстиями, выполненными с выкружками-деконцентраторами, очерченными радиусом r = (О, 4-0, 6)й;на фиг. 2— распределение нормальных напряжений

&„ по высоте таврового пояса в сечении, проходящем через угол отверстия, в зависимости от принятого радиуса

;выкружки-деконцентратора; на фиг.3 то же, для нормальных напряжений „ и касательных напряжений ь„„ ; на фиг.4 — график изменения напряжений

-6x, 6У, i„ â углах отверстий в зависимости от радиуса выкружки г, где(з, с „ — максимальное нор25 макс мальное и касательное напряжения в зоне концентрации напряжений в углах отверстий при r = О, а б„, 8; . напряжения в зоне концентрации, соответствующие данной величине радиуса r; на фиг.5 — график зависимости теоретического коэффициента концентрации напряжений К в зонах углов отверстий от радиуса х выкружки-деконцентратора; на фиг,б — влия- 35 ние радиуса выкружек-деконцентраторов на величину относительного прогиба балки длиной г посредине пролета, Сквозная балка содержит верхний 1, нижний 2 пояса и развитую по высоте 40 из зигзагообразно разрезанных и сваренных встык по выступам половин стенку 3 с отверстиями 4, имеющими параллельные продольной оси х балок грани 5 длиной В, являющиеся нижними или верхними кромками расчетных (соответственно верхнего или нижнего) тавровых поясов 6 высотой k. Отверстия 4 выполнены с выкружками-деконцентраторами 7, очерченными радиусом 50

r = (0,4-0,6)d, где d - половина высоты отверстия между гранями: 6 его, параллельными продольной оси х бал". ки, причем центры выкружек-деконцентраторов находятся по разные стороны 55 от продольной оси отверстий 4 в поперечных сечениях А-А, проходящих через одноименные концы граней 6 отверстий, параллельных продольной оси балки, Иэ графиков нормальных и касательных напряжений (фиr.2-4) видно, что при предложенных радиусах выкружекдеконцентраторов в диапазоне r (0,4-0,6)d напряжения 0;,, 6„ и практически не отличаютсп от напряжений при радиусе выкружки-деконцентратора r = d, примерно соответствующем йринятому радиусу в известном устройстве (фиг.3). Так же незначительно отличается и теоретический коэффициент концентрации К> при принятом в прототипе радиусе выкружки-деконцентратора г=й и предложенном оптимальном диапазойе r = (О, 4-0, 6) d (фиг. 9) . Однако„использование предложенной конфигурации выкружек-деконцентраторов 7 (фиг.5) позволяет, как это видно из графика, представленного на фиг.6, уменьшить деформативность сквозной балки, т.е. повысить ее жесткость в 1,4-1,5 раза по сравне.нию с известной конфигурацией выкружек-деконцентраторов, что объясняется значительным вторичным изгибом от поперечной силы тавровых поясов 6 сквозной балки, имеющей длину В„ (фиг.3), значительно превышающую длину В горизонтальной грани 5 от,верстия, определяющей в предложенном решении длину тавровых поясов сквозной балки (фиг.5). Накапливающиеся интегрально по всем отверстиям (на половине длины сквозной балки) дополнительные прогибы от вторичного изгиба (от поперечной силы) тавровых поясов 6 и приводят при значительных радиусах выкружек порядка r = ds характерных для известной сквозной балки, к указанному существенному увеличению ее прогиба.

Кроме того, выполнение выкружек с радиусом r = (О, 4-0,6)d обеспечивает уменьшение суммарной длины зигзагообразного реза в среднем на 307 по сравнению с радиусом r = d, принятым в известной сквозной балке.

С целью дополнительного снижения трудоемкости изготовления сквозных балок за счет исключения необходимости применения выводных планок при сварке продольных соединительных швов 8 стыкуемых по перемычкам 9 между отверстиями 4 половин балки по углам сваренных перемычек 9 стенки балки могут быть выполнены

130195

i о 8- <=

1 иг. дополнительные выкружки-деконцентраторы 10. Выкружки-концентраторы 7 могут быть выполнены либо путем фрезерования, либо разрезки с использованием шаблона или копировального устройства. Дополнительные выкружкидеконцентраторы 10 целесообразно выполнять фрезерованием с удалением некачественных участков швов 8.

Применение сквозной балки обес- 10 печит существенное повышение жесткости и снижение трудоемкости ее изготовления при -использовании в концентрациях, подверженных воздействиям динамических нагрузок и/или низ- 15 ких отрицательных температур.

Формула и з обретения

Сквозная балка строительной конструкции включающая верхний, нижний 20

0 4 пояса и стенку, зигзагообразно разрезанную на половины, сваренные встык по их выступам с образованием отверстий с параллельными продольной оси балки гранями и выполненными с очерченными по радиусу выкружкамидеконцентраторами, о т л и ч а ю— щ а я с я -ем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления и повышения несущей способности, радиус выкружек-деконцентраторов составляет

r = (О, 4-0, 6)d, где d — половина высоты отверстия между гранями его, параллельными продольной оси балки, причем центры выкружек-деконцентраторов находятся по разные стороны от продольной оси отверстий в поперечных сечениях, проходящих через одноименные концы граней отверстий, параллельных продольной оси балки.

1301Я50

Об

0.2 г/ .

f,0

Составитель Т.Лахно

Техред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Редактор П. Гереши

Заказ 1197/32 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 т

6/ макс j / макс

1 фФ фб Ф,Ф О

Autf

09 05 Об

Фиг.4

gy ЮУ ge 1n

)у4

Жи.