Способ изготовления облегченной металлической балки

 

Применение: изобретение относится к изготовлению металлоконструкций, а именно балок с перфорированной стенкой. Цель изобретения - увеличение несущей способ- .ности балки и унификации ее использования . .Сущность изобретения: по предложенному способу производят резку стенки исходной балки по зигзагообразной линии с образованием полубалок с выступами и впадинами. При этом зигзагообразную линию выполняют с прямоугольными выступами с отношением высоты выступа к его длине, равным 0,6. Дополнительно из выступов верхней полубалки вырезают прямоугольные треугольники с прямым углом при вершине. Вырезанные треугольники разрезают пополам по высоте и приваривают половины к выступам нижней полубалки, таким образом на обеих прлубалках образуются выступы в форме ласточкина хвоста. Затем из образованной нижней полубалки вырезают.прямоугольные треугольники с меньшим к;атетом, равным половине длины выступа, и углом наклона его к нижнему поясу, равным arcsin 0,7. Вырезанные треугольники приваривают к поясу и стенке верхней полубалки и соединяют сваркой две полубалки по вертикальным линиям. 7 ил. ел с

5U 1798457 А1 союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PEСПУБЛИК (я) Е 04 С 3/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) fl ° ь .., (мУ ., 1А 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4851943/33 (22) 18,07.90 (46) 28,02.93. Бюл, ¹ 8 (71) Государственный союзный Сибирский научно-исследовательский институт авиации им, С.А,Чаплыгина (72) Ю.С.Хваткин . (56) Авторское свидетельство СССР

N1249124,,кл. Е 04 С 3/08, 1984. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБЛЕГЧЕННОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ БАЛКИ (57) Применение: изобретение относится к изготовлению металлоконструкций, а именно балок с перфорированной стенкой. Цель изобретения — увеличение несущей способности балки и унификации ее использования, Сущность изобретения: по предложенному способу производят резку стенки исходной балки по зигзагообразной

Изобретение относится к изготовлению металлических .балок с перфорированной стенкой, Целью изобретения является увеличение несущей способности балки.

На фиг. 1 показана схема роспуска исходной балки и дополнительной вырезки из верхней полубалки треугольных участков; на фиг; 2 — приварка к выступам нижней полубалки вырезанных треугольных участков; на фиг. 3 — вырезка треугольных участков из образованной нижней полубалки; на фиг. 4 — приварка вырезанных из нижней полубалки треугольных участков к верхней; линии с образованием полубалок с выступами и впадинами. При этом зигзагообразную линию выполняют с прямоугольными выступами с отношением высоты выступа к его длине, равным 0,6. Дополнительно из выступов верхней полубалки вырезают прямоугольные треугольники с прямым углом при вершине. Вырезанные треугольники разрезают пополам по высоте и приваривают половины к выступам нижней полубалки, таким образом на обеих полубалках образуются выступы в форме ласточкина хвоста.

Затем из образованной нижней полубалки вырезают прямоугольные треугольники с меньшим катетом, равным половине длины выступа, и углом наклона его к нижнему поясу, равным arcsin 0,7. Вырезанные треугольники приваривают к поясу и стенке верхней полубалки и соединяют сваркой две полубалки по вертикальным линиям, 7 ил.

,,(,) р на фиг. 5 — конструкция балки, изготовлен- ной по предлагаемому способу; на фиг. 6 — 0 узел А на фиг, 5; на фиг. 7 — статическая 4 схема балки.. . (Я

Изготовление облегченной балки про- 4 изводится путем роспуска исходной балки по зигзагообразной линии с прямоугольны- i ми выступами на две одинаковых полубалки

4 верхнюю 1 и нижнюю 2 и последующей вы-, резкой из выступов верхней полубалки 1 . прямоугольных треугольников с прямым уг- лом при вершине и разрезкой их по высоте на два одинаковых прямоугольных треугольника 3 (фиг, 1, причем отношение высо1798457

15

25

55 ты выступа к его длине равно 0,5, а вырезка треугольников из выступов верхней полубалки производится со скруглением прямого угла при вершине радиусом 10 мм (фиг.

6),.

Таким образом, выступы верхней полубалки приобретают V-образную форму. Далее вырезанные треугольные участки 3 приваривают катетами к выступам нижней полубалки, при этом также образуется V-об разная форма (фиг. 2), при этом треугольные участки 3 привариваются скругленными углами к выступу нижней полубалки 2 со смещением катетов к середине выступа (фиг. 6), К концевому участку нижней полубалки приваривают дополнительный элемент 4 (фиг. 2). После этого из образованных выступов нижней полубалки вырезаются участки

5 (фигу 3) в виде прямоугольных треугольников с меньшим катетом, равным 0,5b и с углом наклона его к нижнему поясу балки, равным arcsin 0,6, При этом больший катет равен 2/3b, где Ь вЂ” длина выступа.

Вырезка треугольных участков 5 производится со скруглением прямого угла (фиг.

3). Вырезанные треугольные участки размещают в прямоугольных впадинах верхней полубалки 1 и приваривают катетами к верхнему поясу к стенке (фиг. 4). Образованные верхнюю и нижнюю части стыкуют друг с 30 другом сваркой вертикальным швом по краям элементов 3 и 5 (фиг, 6). На конце балки вваривается жесткая вставка 6 (фиг, 5). При необходимости возможна постановка ребер жесткости 7 (фиг. 6);

Согласно заявляемому изобретению углы наклона катетов, вырезаемых из нижней части треугольников.к нижнему поясу балки (фиг. 6), равны arcsin 0,6. Так как в общем случае при стыковке полубалок без допол- 40 нительных выступов с V-образными вырезами угол наклона катета равен arcsin

8h.b — — — (1), гдв П вЂ” высота выступа; Ь—

6 Р + г длина выступа, то в нашем случае высота

45 балки увеличивается еще на высоту выступа

h. Таким образом, можно принять высоту отдельной полубалки 1,5h или в нашем случае равным 0,5 1,5b.

Подставляя это значение вместо h в формулу (1) получим угол наклона а(фиг. 6), равный arcsin 0,6, и величину большего катета — 4/3 h. Отношение высоты выступа к его длине, равное 0,5, в отдельных полубалках необходимо из условия получения прямого угла при вырезке треугольников из выступов верхней полубалки, в то же время данное соотношение дает достаточную длину стенки r (фиг, 6), воспринимающей сдвигающие усилия в балке.

Изготовленная данным способом балка представляет собой систему жестких пластин сложной конфигурации с квадратными отверстиями в верхней зоне, шарнирно соединенных в верхней части непосредственно друг с другом, в нижней — с помощью стержней (фиг, 7). По краям балку замыкают жесткие концевые элементы.

П р;и м е р, В разрабатываемом проекте малярного цеха пролетом 21 м с шагом рам

6 м под прогонную кровлю с расчетной нагрузкой от покрытия равной 3500 Па предлагается использовать . облегченную металлическую балку, изготовленную по предлагаемому способу иэ двутавра 55Б2 ГОСТ

26020-83, сталь С 245 по ГОСТ 27772 — 88, Высота исходной балки 550 мм, высота выступа отдельной полубалки — 440 мм, длина выступа — 880 мм, Из выступов верхней полубалки вырезаются прямоугольные треугольники высотой 440 мм и разрезаются пополам по высоте, полученные треугольники привариваются к выступам нижней полубалки, из образованной нижней полубалки вырезаются участки в виде прямоугольных треугольников с закруглением прямого угла радиусом 30 мм с меньшим катетом равным

0,5 длины выступа, или 440 мм, угол наклона

его к нижнему поясу балки равен arcsirI 0,6=

= 36 52, длина большего катета — 2/3 880 =

=587 мм. После этого вырезанные треугольники устанавливаются во впадинах верхней полубалки и привариваются к верхнему поясу и стенке. Далее выступы нижней полубалки заводятся в образованные вилки верхней полубалки и стыкуются вертикальным сварным швом.

Вырезка треугольников из верхней полубалки производится с закруглением прямого угла радиусом 10 мм, половины вырезанных треугольников устанавливаются на выступы ни>кней полубалки закруглениями смещенными к середине выступа для возможности заводки выступа нижней полубалки в вилку верхней. Высота изготовленной таким образом балки — 143 см. Момент инерции балки по наименьшим сечениям поясов 394600 см . Балка — прототип, вы4 полненная из того же двутавра 55 Б2, имеет высоту 70 см, момент инерции 115000 см, увеличение жесткости — в 3,43 раза.

Формула изобретения

Способ изготовления облегченной металлическбй балки, включающий резку исходной балки по зигзагообразной линии с образованием верхней и нижней полубалок с прямоугольными выступами и впадинами и последующую их стыковку по выступам, 5

1798457

Фиг. 4 отличающийся тем, что, с целью повышения несущей способности балки, используют полубалки с прямоугольными выступами с отношением их высоты к их длине равным 0,5, а перед стыковкой полубалок иэ выступов верхней полубалки вырезают участки в виде прямоугольных треугольников с прямым углом при вершине с образованием в верхней полубалке V-образных выступов, полученные треугольные участки разрезают пополам по высоте и зти половины приваривают к выступам нижней полубалки с образованием V-образных выступов. затем из нижней полубалки вырезают прямоугольные треугольники с меньшим катетом, рав5 ным половине длины выступа, а большим— равным 2/3 длины выступа, после чего устанавливают эти треугольники катетами во впадины верхней полубалки, а стыковку частей балки осуществляют вертикальным

30 швом по катетам на части V-образных выступов, 1798457 фиг. У.

Уэял „А

ФИГ 7

Составитель Ю.Хваткйн

Редактор

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

Техред М.Моргентал Корректор M.Äåмчик

Заказ 756 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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