Балка м.е.докторова коробчатого сечения

 

Использование: в качестве изгибаемых элементов зданий и сооружений. Целью изобретения - расширение технических возможностей балки. Сущность: балка коробчатого сечения, включает соединенные замковыми элементами два одинаковых гнутых профиля, каждый из которых содержит стенки и полки, расположенные под углом к стенкам. На периферийных участках полок расположены отбортовки и замковые элементы, сформированные из выступа на полке одного профиля и ответной ему впадины на соединяемой полке второго профиля. Впадина замкового элемента выполнена в виде открытого внутрь профиля полузамкнутой полости, образованной отформованными внутрь на полке и отбортовке выступами с рабочими стенками по обе стороны от места изгиба у отбортовки. На втором периферийном участке профиля выступ замкового элемента выполнен в виде ответного полузамкнутой полости отгиба на полке. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

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

Распространение получают металлические балки из листовой заготовки, в том числе составленные из гнутых профилей с замковыми элементами. Однако, из-за ограниченного сортамента, связанного с повышенной трудоемкостью изготовления балок, они не находят широкого распространения.

Известна длинномерная строительная конструкция, включающая соединенные между собой изогнутые в поперечном сечении листовые элементы. Листовые элементы (гнутые профили) имеющие в поперечном сечении дугу окружности, выполнены с продольными гофрами кососимметрично размещенными относительно центра кривизны листового элемента. Угол наклона оси гофра к оси симметрии листового элемента определяется из соотношения ϕ_i90^о 180/n, где i номер гофра (0 ≅i≅ 4), отсчет ведется от оси симметрии листового элемента, n количество листовых элементов в строительной конструкции (2 ≅n≅ 8). Особенностью такой конструкции, работающей, в основном, как стойка, является выполнение из отдельных одинаковых искривленных листов с замковыми элементами на периферийных и центральном участках упомянутой конструкции с различной площадью сечения и формой в зависимости от количества входящих в нее листов. Достоинство известной конструкции возможность использования после разборки тех же листов для сборки иных конструкций.

К недостаткам следует отнести невозможность выполнить стойку прямоугольного, многоугольного, круглого сечения без выступающих наружу замковых элементов, что в ряде случаев усложняет в целом строительную конструкцию из-за ухудшения условий примыкания к стойке других элементов, увеличивает трудоемкость изготовления и ограничивает область ее применения.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является балка, которая включает соединенные замковыми элементами два одинаковых гнутых профиля, каждый из которых содержит стенки, полки, расположенные под углом к стенкам. На периферийных участках полок расположены отбортовки и замковые элементы, выполненные в виде выступа на полке одного профиля и ответной ему впадины на соединяемой полке второго профиля.

Недостаток прототипа ограниченная область применения.

Цель изобретения расширение технических возможностей балки.

Поставленная цель достигается тем, что в балке коробчатого сечения, включающей соединенные замковыми элементами два одинаковых гнутых профиля, каждый из которых содержит стенки, полки, расположенные под углом к стенкам, а на периферийных участках полок отбортовки и замковые элементы, сформированные из выступа на полке одного профиля и ответной ему впадины на соединяемой полке второго профиля, впадина замкового элемента выполнена в виде открытой внутрь профиля полузамкнутой полости, образованной отформованными внутрь на полке и отбортовке выступами с рабочими стенками по обе стороны от места изгиба у отбортовки. На втором периферийном участке профиля выступ замкового элемента выполнен в виде ответного упомянутой полузамкнутой полости отгиба на полке. Рекомендуется в гнутом профиле угол между рабочими стенками выступов, образующих полузамкнутую полость, выполнять равным 1-20^о.

Изготовление балки из двух одинаковых гнутых профилей, каждый из которых содержит стенку, полки, места изгиба, отбортовки на периферийном участке профиля и замковые элементы, позволяет выполнить полую балку сборно-разборной конструкции из высокоэкономичных, изготавливаемых из рулонной полосовой заготовки на профилегибочных высокопроизводительных станах гнутых профилей проката. Полки каждого входящего в балку гнутого профиля становятся ее стенками, а угол между ними углом наклона боковых стенок относительно основания в балке. Благодаря расположению полок гнутого профиля под углом друг к другу становится возможным расширить технические возможности составных балок и составлять балки широкого сортамента, в том числе балки с наклоненными относительно ее основания боковыми стенками и хорошо работающие на эксцентрично прикладываемые нагрузки, а также квадратного и прямоугольного сечения. При выполнении на центральном участке гнутого профиля цилиндрических участков, многогранников, гофров становится возможным изготавливать и балки с соответствующими участками.

Именно благодаря замковому элементу в виде впадины, образованному на одном из периферийных участков профиля, отбортовка которого выполнена в виде открытой внутрь профиля полузамкнутой полости, образованной отформованными внутрь профиля на полке и отбортовке выступами с рабочими стенками по обе стороны от места изгиба у отбортовки, а на втором периферийном участке профиля замковому элементу, выполненному в виде ответного полузамкнутой полости отгиба на полке, обеспечивается наружное соединение двух одинаковых гнутых профилей, повернутых друг относительно друга на 180^о в полую балку. Целесообразно угол между рабочими стенками выступов на полке и отбортовке, образующих упомянутую полузамкнутую полость замкового элемента выполнять равным 1-20^о. При угле меньшем, чем 1^о, не обеспечивается надежное соединение гнутых профилей в балку и возможно рассоединение профилей под нагрузкой и разрушение балки. При превышении угла 20^о неоправданно возрастает трудоемкость соединения между собой гнутых профилей в балку, а также возрастает трудоемкость выполнения выступов на упомянутых участках профиля. С целью расширения технических возможностей балок за счет получения балки с наиболее распространенной прямоугольной и квадратной формой сечения угол между полками гнутого профиля выполняется равным 90^о. Угол между рабочими стенками выступов, образующих полузамкнутую полость замкового элемента также выполняется в диапазоне 1-20^о.

Для более надежного соединения отдельных профилей в балке, преимущественно крупногабаритной, полки профилей дополнительно соединяют замковыми элементами, выполненными в виде выступа на одной из них и ответной ему впадины на второй полке профиля.

На фиг.1 показана заявляемая балка, поперечное сечение; на фиг.2 то же, вариант из гнутых профилей с углом между полками 90^о; на фиг.3 то же, вариант с дополнительными замковыми элементами.

Заявляемая балка выполнена из соединенных замковыми элементами двух одинаковых гнутых профилей 1 и 2. Каждый гнутый профиль содержит полки 3 и 4 и место 5 изгиба. Полки расположены под углом α друг к другу и содержат на периферийных участках профиля отбортовку 6 и замковые элементы, выполненные на одном периферийном участке в виде полузамкнутой полости 7, открытой внутрь профиля, образованной совместно участками профиля у места изгиба отформованными внутрь профиля на полке 4 и отбортовке 6 выступами 8 и 9 с рабочими стенками 10 и 11 по обе стороны от места изгиба у отбортовки 6, а на втором периферийном участке полки 3 в виде ответного полузамкнутой полости 7 отгиба 12. Для надежного соединения двух профилей в балку при оптимальных трудозатратах на выполнение замковых элементов профилей и операцию сборки угол ϕ между рабочими стенками 10 и 11 выступов на полке и отбортовке следует выдерживать в диапазоне 1-20^о. Для получения балок с прямоугольной и квадратной формой сечения угол α (фиг.2) между полками профилей 13 и 14 выполняется равным 90^о. Для балки с квадратной формой сечения полки 15 и 16 выполняются практически одинаковыми по ширине, т.е. а h.

В отдельных случаях, преимущественно для крупногабаритных балок полки профилей могут быть дополнительно соединены замковыми элементами (фиг.3), выполненными в виде выступа 17 на одной из них и ответной ему впадины 18 на соединяемой полке второго профиля. При сборке балки два одинаковых гнутых профиля 1 и 2 располагают повернутыми на угол 180^о друг относительно друга, полки 3 с отгибом 12 вводятся в полости 7 полок 4, образованных выступами 8 и 9, выполненных на полках 4 и отбортовках 6. Угол α образованный между полками профилей, определяет форму балки, а место изгиба 5 является ребром балки. Надежное закрепление отдельных профилей в единое целое, в балку, становится возможным при остром угле ϕ между рабочими поверхностями 10 и 11 выступов 8 и 9. При ϕ≅ 0 возможно разделение профилей под нагрузкой и разрушение балки.

Во время работы прилагаемые к балке усилия воспринимаются связанными в единое целое с помощью замковых элементов отдельными гнутыми профилями, содержащими место изгиба и расположенные под углом α друг к другу полки, служащие в балке ее гранями. Угол α может принимать значения как большие чем 90^о, так и равные и меньшие 90^о.

В случае, когда α 90^о (фиг.2), балка собирается из гнутых профилей 13 и 14 с взаимно перпендикулярными полками 15 и 16.

В отдельных случаях полки гнутых профилей могут быть развиты и на них дополнительно выполнены замковые элементы 17 и 18 (фиг.3).

Использование заявляемой балки обеспечивает упрощение строительных конструкций за счет улучшения стыковки с примыкающими элементами и узловых соединений. Использование заявляемой балки также обеспечивает снижение металлоемкости на 5-10% за счет упрощения замковых соединений в сравнении с прототипом.

Формула изобретения

1. Балка коробчатого сечения, включающая соединенные замковыми элементами два одинаковых гнутых профиля, каждый из которых содержит стенки, полки, расположенные под углом к стенкам, а на периферийных участках полок расположены отбортовки и замковые элементы, сформированные из выступа на полке одного профиля и ответной ему впадины на соединяемой полке второго второго профиля, отличающаяся тем, что впадина замкового элемента выполнена в виде открытой внутрь профиля полузамкнутой полости, образованной отформованными внутрь на полке и отбортовке выступами с рабочими стенками по обе стороны от места изгиба у отбортовки, а на втором периферийном участке профиля выступ замкового элемента выполнен в виде ответного упомянутой полузамкнутой полости отгиба на полке.

2. Балка по п.1, отличающаяся тем, что в гнутом профиле угол между рабочими стенками выступов, образующих упомянутую полузамкнутую полость, составляет 1 - 20^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3