Способ изготовления облегченной металлической балки

 

Использование: изобретение относится к области изготовления металлоконструкций , а именно - балок с перфорированной стенкой. Сущность изобретения: способ изготовления облегченной металлической балки, включающий резку стенки исходной заготовки по зигзагообразной линии с образованием полубалок с расширяющимися трапециевидными выступами и их стыковку по выступам, причем зигзагообразную линию выполняют с наклоном боковых сторон к основаниям, равным 45°, с меньшим основанием , равным 0,828 h, где h - высота выступа , образованные полубалки стыкуют по выступам сварными швами на длину расширяющейся части выступов с образованием треугольных участков, образовавшиеся участки отрезают от выступов по вертикальным линиям; после чего из выступов верхней полубалки вырезают треугольные участки с прямым углом при вершине, разрезают их пополам по высоте, образованные половины приваривают к выступам нижней полубалки с образованием на выступах обеих полубалок V-образных вырезов, затем отрезанные от стенки треугольника приваривают катетами к вертикальным и горизонтальным участкам стенки верхней полубалки, образованные верхнюю и нижнюю полубалки стыкуют сваркой по вертикальным линиям катетов V-образных выступов, б ил.: у fe

Оаамен ранее изя.-нного

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 04 С 3/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4900435/33 (22) 08.01.91 (46) 15.02,93. Бюл. М 6 (71) Государственный союзный сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С.А. Чаплыгина (72) Ю.С. Хваткин (56) Ф вторское свидетельство СССР

М 1231170, кл, Е 04 С 3/08, 1982. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБЛЕГЧЕННОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ БАЛКИ (57) использование: изобретение относится к области изготовления металлоконструкций, а именно — балок с перфорированной стенкой. Сущность изобретения: способ изготовления облегченной металлической балки, включающий резку стенки исходной заготовки по зигзагообразной линии с образованием полубалок с расширяющимися трапециевидными выступами и их стыковку по выступам. причем зигзагообразную ли.Ы), 1795035 А1

2 нию выполняют с наклоном боковых сторон к основаниям, равным 45, с меньшим основанием, равным 0,828 h, где h — высота выступа, образованные полубалки стыкуют по выступам сварными швами на длину расширяющейся части выступов с образованием треугольных участков, образовавшиеся участки отрезают от выступов по вертикальным линиям; после чего из выступов верхней полубалки вырезают треугольные участки с прямым углом при вершине, разрезают их пополам по высоте, образованные половины приваривают к выступам нижней полубалки с образованием на выступах обеих полубалок Ч-образных вырезов, затем отрезанные от стенки треугольника приваривают катетами к вертикальным и горизонтальным участкам стенки верхней полубалки, образованные верхнюю и ниж- ф нюю полубалки стыкуют сваркой по вертикальным линиям катетов У-образных выступов. 6 ил.

1795035

Ф

Изобретение относится к изготовлению металлоконструкций, а именно балок с перфорированной стенкой, используемых в строительстве в качесгве несущих элементов перекрытий и покрытий зданий, Известен способ изготовления облегченной металлической балки, при котором роспуск исходной балки производится по ломанной линии с образованием шестиу бльйц*,.дтве11Ярй в стенке изготавливаеой " брелки . Недоота.яком данного способа яяется"то.; чтд в по сах балки в зонах отзФ верстщлаозаИкжот иэ ибающие моменты от одеречнж(-сйл, что снижает несущую способность балки. Кроме того, в образованной балке не допускается произвольное приложение нагрузок на верхний пояс балки.

Известен способ изготовления облегченных балок, при котором производят резку стенки исходной балки по пилообразной линии с образованием полубалок с выступами и впадинами, последующим смещением полубалок по выступам, стыковку и сварку.

Недостатком образованной балки является пониженная несущая способность вследствие ее ограниченной выСоты, т.к. необходимо обеспечить достаточную надвижку зубьев друг на друга для восприятия сдвигающих усилий и обеспечения жесткости стенки. При использовании вставок увеличивается расход стали, Кроме того, при изготовлении образуются отходы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ изготовления облегченной металлической балки, в котором выступы отдельных полубалок выполнены расширяющимися, отдельные полубалки соединяются друг с другом по выступам таким образом, что каждый выступ одной полубалки крепится к двум выступам другой с помощью сварки, при этом в балке образуются трапециевидные отверстия, расположенные в шахматном порядке.

Недостатком данного способа является пониженная несущая способность изготовленной балки, вследствие ее недостаточной конструктивной высоты. Несущая способность данной балки будет дополнительно снижаться в связи с необходимостью учета коэффициента продольного изгиба верхнего пояса в зоне отверстий в плоскости балки при его малой жесткости. Кроме того, в балке невозможно произвольное приложение нагрузок на верхний пояс, что не позволяет испольэовать ее под беспрогонную кровлю, либо в качестве подкрановой балки.

Целью настоящего изобретения является увеличение несущей способности балки. указанная цель достигается тем, что в известном способе изготовления облегченной металлической балки, при котором производят резку вертикальной стенки ис5 ходной балки по зигзагообразной линии с образованием полубалок с выступами и впадинами, осуществляют их стыковку и сварку по выступам, согласно изобретению зигзагообразную линию с расширяющимися тра10 пециевидными выступами с углом наклона боковых сторон к большему основанию трапеции равным 45, при этом меньшее основание равно 0,828 h, где h — высота выступа, затем образованные полубалки стыкуют по

"5 выступам сварными швами на длину расширяющейся части выступов с образованием треугольных участков. Образовавшиеся участки отрезают от выступов по вертикальным линиям, после чего из выступов верхней

20 полубалки вырезают треугольные участки с прямым углом при вершине и разрезают их пополам по высоте. Образованные половины приваривают к выступам нижней полубалки с образованием на выступах обеих полубалок V-образных вырезов, Затем отрезанные от стенки треугольники приваривают катетами к вертикальным и горизонтальным участкам стенки верхней полубалки. Образованные верхнюю и ниж30 нюю полубалки стыкуют сваркой по вертикальным линиям катетов V-образных выступов.

Предлагаемая, совокупность отличительных признаков позволяет использовать

35 для увеличения высоты балки практически всю плоскую часть стенки и получить облегченную балку высотой до 2,13 высоты исходной балки, что увеличивает ее несущую способность. Место приложения нагрузок к

40 верхнему поясу балки — произвольно.

На фиг.1-7 показана схема осуществления предлагаемого способа, Изготовление облегченной балки производится путем роспуска исходной балки

45 по зигзагообразной линии с трапециевидными расширяющимися выступами на две одинаковых полубалки — верхнюю 1 и нижнюю 2 (фиг.1), причем длина большего основания трапеции "в" равна 2h/Cos 45 = 2,828

50 и, где и — высота выступа, длина меньшего основания — 2h (, — 1 ) = 0,828 h.

cos 45

Затем производят стыковку образованных полубалок по выступам, причем сварку выступов друг с другом производят на неполную длину h (фиг2) и отрезают выступающие треугольники 3. После этого из выступов верхней полубалки 1 вырезают треугольники с прямым углом при вершине

1795035

7126 — 7041 100 = 1, 7041 (фиг.2), вырезанные треугольники разрезают пополам по высоте (фиг.2) и половины 4 приваривают к выступам нижней полубалки

2 {фиг.3), таким образом на выступах обеих полубалок образуются вырезы V-образной формы. Отрезанные треугольные участки 3 приваривают катетами к вертикальным участкам стенки и стенкам тавров во впадинах верхней полубалки (фиг.4). Треугольные участки из стенки вырезаются с закруглением прямого угла при вершине по r = 10 мм

{фиг.6), а его половины привариваются закруглениями к середине выступа нижней полубалки (фиг.б). Затем образованные нижняя и верхняя полубалки стыкуются друг с другом вертикальными швами (фиг.б).

На конце балки вваривается жесткая вставка 5 высотой 2 = 0,414 h, где h—

0,828 h высота выступа (фиг.3). При необходимости возможна постановка ребер жесткости 7 (фиг.6). На другом конце балки также вваривафтся жесткая вставка 6 (фиг.5). Треугольные участки 3 отрезаются от стенки в нижнем углу с закруглением с целью уменьшения концентрации напряжений (фиг.б).

Данную конструкцию предполагается использовать при строительстве производственного корпуса в качестве подстропильных балок пролетом 18 м. Балка изготавливается из 170Б1 марка стали

Формула изобретения

Способ изготовления облегченной металлической балки, включающий резку стенки исходной заготовки по зигзагообразной лиНии с образованием полубалок с расширяющимися трапециевидными выступами и их Стыковку по выступам, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения несущей способности балки, зигзагообразную линию выполняют с наклоном боковых сторон к основаниям, равным 45О с меньшим основанием, равным 0,828 h, где h — высота выступа, образованные полубалки стыкуют по высотам сварными швами на длину расширяющейся части выступов с образованием треу ь хучас о об а о а а

Вст3пс 6. Высота образованной балки—

1477 мм. Высота выступов при роспуске исходной балки h = 547 мм, длина меньшего основания а = 453 мм. Момент инерции

5 балки по наименьшим сечениям поясов 4-526300 см, момент сопротивления Щ,4

-7126 см . Балка — прототип. имеет высоту з равную 1,8 высоты исходной балки 124,8 см, 1 = 439500 см4, W„- 7041 см .

10 Увеличение жесткости:

526300 †4395 100 19

15 Увеличение несущей способности по моменту сопротивления (без учета дополнительных изгибающих моментов в тавровых сечениях поясов от действия поперечных сил):

Кроме того, преимуществами предлагаемой балки является воэможность произвольного приложения нагрузок к верхнему поясу, а также большие по сравнению с прототипом размеры отверстий в стенке, позволяющие пропустить через них коммуникации больших габаритов. стки отрезают от выступов по вертикальным линиям, после чего иэ выступов верхней полубалки вы реэают треугольные участки с прямым углом при вершине, разрезают их пополам по высоте, образованные половины приваривают к выступам нижней полубалки с образованием на выступах обеих полубалок Ч-образных вырезов, затем отрезанные от стенки треугольники привариввют катетами к вертикальным и горизонтальным участкам стенки верхней полубалки, образованные верхнюю и нижнюю полубалки стыкуют сваркой по вертикальным линиям катетов V-образных выступов..

G hð

1795035

Фиг. б

Фиг. 7

Составитель Ю.Хваткин

Редактор Т.Полионова Техред M.Ìîðãåíòaë Корректор А.Мотыль

Заказ 921

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

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