Балка селиванова н.п.

 

Использование: в строительстве, в несущих конструкциях балочного типа, в производственных и общественных зданиях. Сущность изобретения: в балке комбинированной конструкции со стенкой, сжатым и растянутым поясами, стенка выполнена по меньшей мере на части высоты, состоящей не менее чем из двух гофрированных элементов сплошных, или снабженных проемами или прерывистых по длине балки. Сжатый пояс выполнен деревянными, растянутый - из более прочного материала и менее материалоемок. Предусмотрены варианты выполнения балки. 14 з.п. ф-лы, 20 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно к несущим конструкциям балочного типа, предназначенным для восприятия пролетных нагрузок.

Наиболее близким техническим решением является балка, включающая гофрированную стенку, соединенную со сжатым деревянным и растянутым поясами.

Недостатком известной конструкции является ограниченная область ее применения при повышенной материалоемкости, в частности нижнего пояса и стенки.

Нижний пояс известной конструкции должен быть таким же развитым, как и верхний, что неэкономично, а при одновременном увеличении расчетных нагрузок и пролетов и как следствие геометрических параметров гофр потребует повышенного расхода материалов для обеспечения местной устойчивости.

Кроме того, у известной балки отсутствуют замкнутые с боков коробчатые каналы, которые можно было бы использовать для закрытых и инженерных коммуникаций, скрытой проводки, или подачи воздуха в помещение. В совокупности это снижает эксплуатационные качества известной конструкции.

Цель изобретения - улучшение эксплуатационных качеств и расширение области применения балки.

На фиг. 1 дана балка в ортогональной проекции, вид сбоку; на фиг. 2 - поперечное сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вариант балки с прерывистой стенкой, вид сбоку; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 и 6 - поперечные сечения балки - варианты решения стенки V-образной и ее части с различным решением нижнего пояса; на фиг. 7 и 8 - в аксонометрии варианты балки по типу, представленному на фиг. 5 и фиг. 6; на фиг. 9-11 - поперечные сечения балки - варианты решения с -образной стенкой, в том числе охватывающим сжатый пояс; на фиг. 12 - то же вариант с односторонним опиранием сжатого пояса на -образную стенку; на фиг. 13 - в аксонометрии вариант балки с шахматным чередованием прерывисто расположенных элементов стенки; на фиг. 14-17 - фрагментарно в аксонометрии варианты решения предлагаемой балки с различными вариантами выполнения стенки; на фиг. 18-20 - варианты выполнения балки, вид сбоку.

Балка содержит гофрированную стенку 1, соединенную со сжатым 2 и растянутым 3 поясами. Сжатый пояс 2 выполнен деревянным в виде бруса, либо клеенодеревянным в виде пластины, либо комбинированным металлодеревянным. Возможно решение сжатого пояса 2 в виде короба 4 (фиг. 11) из деревянных элементов, объединенных металлическим листовым элементом.

Стенка 1 выполнена из встречно направленных со схождением к растянутому поясу 3 гофрированных элементов 5 и 6, каждый которых может быть исходно автономным или эти элементы могут быть выштампованы из единого металлического или металлопластового листа. Конструктивно балка может иметь сплошную по всей длине стенку либо последняя может быть снабжена технологическими проемами, например, для ввода и вывода различных инженерных коммуникаций. Балка может иметь стенку 1, выполненную из прерывистых элементов 7 и 8, которые могут располагаться по длине балки попарно симметрично (фиг. 3 и 16) либо с шахматным чередованием (фиг. 13).

Выштампованная из единого листа стенка 1 или по крайней мере ее секция могут быть объединены понизу с образованием V-образного профиля 9 (фиг. 1, 4, 5, 7, 17), либо поверху с образованием -образного профиля 10 (фиг. 9-13). Кроме того, V-образный профиль 9 может быть образован из отдельных левых и правых гофрированных листов 5 и 6 (фиг. 6, 8, 15, 16). Конструктивные исполнения единого V-образного профиля 9 могут содержать уширенную площадку 11, которая в свою очередь может быть плоской или квазиплоской и выполняет функции растянутого пояса 3 либо является его частью (фиг. 4, 5, 7).

При комбинированном выполнении растянутого пояса 3 последний может быть усилен извне, например, погонажным профилированным элементом 12, снабженным отбортовкой 13, предназначенной для крепления подвесного потолка или инженерного оборудования.

Внутреннее усиление 14 растянутого пояса 3 при V-образном исполнении стенки в виде единого профиля 9 выполняют в виде погонажного несущего вкладыша, преимущественно бруса или доски. При этом весь растянутый пояс 3 состоит из сочетания такого деревянного вкладыша внутреннего усиления 14 и облегающей и соединенной с ним с трех сторон несущей оболочки из металла или высокопрочного композиционного материала.

В варианте, когда V-образная часть стенки 1 образована из автономных элементов 5 и 6, последние соединены понизу через силовой элемент 15, который продолжает стенку и по крайней мере, своей нижней частью (нижней в однопролетной балке) образует или входит в состав растянутого пояса 3. В этом варианте предпочтительным является внешнее усиление растянутого пояса 3 погонажными элементами 16, например, в виде симметрично расположенных уголков или других профилей. Силовой элемент 15 может быть развит на часть высоты стенки 1 (фиг. 6) или на всю ее высоту (фиг. 16).

При необходимости выполнения балки с двумя деревянными поясами по типу пояса 2, оба пояса верхний и нижний - могут быть соединены V-образными элементами 9 стенки 1, зеркально перевернутыми один относительно другого.

При выполнении стенки 1 из -образного профиля 10 в рамках изобретения предусмотрены внутреннее заведение в его верхнюю (или нижнюю), перевернутую в надопорном участке неразрезного исполнения балки бруса 17, или внешнее одностороннее прикрепление бруса (клееной плиты) 18 понизу в зоне растянутого пояса кромки -образного элемента 10 могут быть снабжены отбортовкой 19, которая преимущественно выполнена в виде полого бульбовидного профиля (фиг. 10 и 12). В этом случае собственно растянутый пояс выполнен в виде обжимающей отбортовку 19 и скрепленной с ней погонажной обечайки 20, которая при необходимости может быть усилена, например, пластиной или профилированным элементом 21.

Другие конструктивные исполнения балки выполнены со схождением элементов 5 и 6 стенки, образующим с поясами 2 и 3 трапециевидный в поперечном сечении профиль (фиг. 13) или как частный случай решения - с нулевым схождением элементов 5 и 6 (фиг. 14), т.е. со стенкой из двух квазипараллельных элементов и с образованием прямоугольного профиля в поперечном сечении, а при наличии свесов поясов 2 и 3 профиля двойное Т.

Балку выполняют с параллельными поясами для чердачных и междуэтажными перекрытиями, со строительным подъемом либо конструируют для применения в скатных, двух или многоскатных решениях ограждений.

Одно- и многоскатные решения балки могут быть с параллельными поясами (фиг. 18 и фиг. 20) либо с непараллельными поясами (фиг. 19). При выполнении балки, как показано на фиг. 18 и 20, гофры стенки располагают по образующей либо перпендикулярно к контактной поверхности сжатого пояса либо под компенсирующим углом α к ней, где α - угол, равный расчетному углу наклона ограждения (проектного наклона балки по скату). В определении через вектор уклона ската положение образующей может быть представлено через угол π/2±α , который составляет направление вектора по или против ската и проекция образующей гофров на продольную плоскость симметрии балки (фиг. 18).

Изобретением предусмотрено усиление двух и более скатного конструктивного решения балки с параллельными поясами шпренгельной затяжкой 22.

Полка 23 -образного элемента 10 может быть сплошной, либо перфорированной, либо решетчатой.

При необходимости развития скатного пояса 2 до размеров плиты ограждения количество V- или -образных стенок может быть увеличено до двух и более (фиг. 17).

Металлодеревянные соединения элементов балки осуществляют на клею с механической врезкой, запрессовкой и предварительным выполнением соединительных шипов 24 и опорных полок 25, 26.

Выполняют балку по технологии изготовления металлодеревянных пролетных строительных конструкций. Допускается раздельная технология с изготовлением металлических элементов и заготовок на металлургических, авиационных (по конверсии) или машиностроительных заводах и окончательная сборка конструкций на деревообрабатывающих предприятиях или в цехах укрупненной сборки в строительстве.

Балка обеспечивает получение положительного эффекта в виде улучшения эксплуатационных качеств конструкции при упрощении технологии, сокращении материалоемкости. Существенно важным представляется заложенная в конструкции и в ее технологических данных возможность широкого вовлечения конверсионных технологий и мощностей, в частности, авиационной металлургии, выпускающей гофрированные алюминиевые листы - для изготовления нового вида продукции для народного хозяйства - облегченных несущих конструкций для строительства на селе и развитие малых архитектурно-строительных объектов, не требующих тяжелого грузоподъемного и транспортного оборудования.

Формула изобретения

БАЛКА СЕЛИВАНОВА Н П .

1. Балка, включающая сжатый, растянутый пояса и соединенную с ними гофрированную стенку, отличающаяся тем, что стенка выполнена по крайней мере на части высоты не менее чем из двух встречно направленных элементов, сплошных или снабженных проемами или прерывистых по длине балки.

2. Балка по п.1, отличающаяся тем, что стенка выполнена -образного поперечного сечения.

3. Балка по п.2, отличающаяся тем, что -образная стенка выполнена в виде единого, гнутоштампованного элемента и имеет в основании -образного элемента плоскую или квазиплоскую площадку, образующую или входящую в растянутый пояс.

4. Балка по п.3, отличающаяся тем, что растянутый пояс снабжен внешним и/или внутренним погонажным элементом, прикрепленным к площадке.

5. Балка по п.1, отличающаяся тем, что сжатый пояс выполнен в виде деревянного бруса или выполнен составным из деревянных клеевых или комбинированных элементов, охватываемых сверху и с боковых сторон металлическим листовым элементом.

6. Балка по п.5, отличающаяся тем, что гофрированные элементы стенки по крайней мере в зоне растянутого пояса соединены друг с другом или через продольную вставку.

7. Балка по пп.1-6, отличающаяся тем, что гофрированные элементы стенки в зоне растянутого пояса снабжены отбортовкой и объединены охватывающим их с внешней стороны элементом растянутого пояса.

8. Балка по пп.1-3, отличающаяся тем, что стенка выполнена составной по высоте из -образных и плоских частей, прикрепленных отогнутыми кромками к сжатому поясу.

9. Балка по п.8, отличающаяся тем, что продольная вставка стенки в зоне растянутого пояса снабжена не менее чем одним погонажным элементом.

10. Балка по п.1, отличающаяся тем, что стенка выполнена в виде -образного элемента и прикреплена к сжатому поясу уширенной площадкой -образного элемента с одной стороны.

11. Балка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена не менее чем двумя параллельно расположенными -или -образными элементами.

12. Балка по пп. 1-11, отличающаяся тем, что она выполнена скатной, при этом проекции образующих гофр стенки на продольную плоскость симметрии балки наклонены к плоскости сжатого пояса под углом π/2 - α, считая от вектора, направленного по уклону ската в сторону понижения, или под смежным углом p/2 + α , считая от вектора, направленного против уклона, где α - угол наклона ската.

13. Балка по пп.1-11, отличающаяся тем, что верхний пояс выполнен двускатным.

14. Балка по п.13, отличающаяся тем, что она снабжена не менее чем одной шпренгельной затяжкой и выполнена из состыкованных, встречно направленных участков с параллельными в пределах участка поясами.

15. Балка по пп. 1-14, отличающаяся тем, что гофры стенки выполнены в виде ломаной или волнистой складки с постоянным или переменным шагом и амплитудой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20