Способ изготовления перфорированной балки



Способ изготовления перфорированной балки
Способ изготовления перфорированной балки
Способ изготовления перфорированной балки
Способ изготовления перфорированной балки
Способ изготовления перфорированной балки
Способ изготовления перфорированной балки
Способ изготовления перфорированной балки
Способ изготовления перфорированной балки
Способ изготовления перфорированной балки

 


Владельцы патента RU 2567799:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) (RU)

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при изготовлении длинномерных конструкций, в частности перфорированной балки. Технический результат - повышение надежности и долговечности перфорированной балки за счет снижения концентрации напряжений в ее стенке. Изготовление перфорированной балки осуществляют путем резки вдоль оси стенки прокатного двутаврового профиля с определенной линией резки для каждой половины балки и сварки выступающих частей половин, с получением в стенке отверстий в виде эллипса. Линии резки задают с возможностью получения в стенке, после сварки, эллиптических отверстий с разным углом наклона главной оси эллипса к оси балки. Возможно получение в стенке центрального эллиптического отверстия, главной осью расположенного перпендикулярно продольной оси балки, а остальные - под углом 45 градусов симметрично относительно центра балки. Возможно также получение в стенке эллиптических отверстий, имеющих угол наклона, плавно меняющийся от 90 градусов в центре балки до 45 градусов в опорных участках симметрично относительно центра балки. 2 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для перекрытия больших пролетов.

Известны конструкции балок с шестигранной перфорацией стенки, полученные путем резки стенки прокатного двутавра по зигзагообразной ломаной линии с регулярным шагом и сварки обоих половин в совмещенных между собой выступах стенки (патент RU 16176 МПК Е04С 3/08, 3/10, опубликовано 10.12.2000; патент RU 2154717 МПК Е04С 3/08, опубликовано 20.08.2000; СНиП II-2-81 Стальные конструкции, Балки с перфорированной стенкой, стр. 54). При этом увеличивается высота балки, перераспределяется материал сечения, увеличивается относительная площадь поясов. Недостатком такого решения является сложное напряженно-деформированное состояние вследствие концентрации напряжений в углах отверстий ближе к поясам.

Известен также способ, (патент ЕР 0324206 А1 МПК Е04С 3/08, автор Walker, Peter Allan. UK Patent Application GB 2492176 А), в котором перфорированные балки изготавливают путем разрезки вдоль стенки прокатной балки и сварки полученных половинок. Первый непрерывный разрез выполняют вдоль стенки балки, второй разрез также вдоль стенки балки, но по пути, отличающемуся от пути первого разреза. Разрезы очерчивают прямолинейные участки, лежащие на противоположных сторонах от центральной линии стенки, и криволинейные участки, соединяющие ближайшие концы смежных прямолинейных участков. Центры всех прямолинейных участков равномерно распределены по длине балки на заданное расстояние. Криволинейные участки могут быть в форме полукруга или полуэллипса. Разрезанные половинки балки разделяют и затем приваривают друг к другу в областях, образованных сопоставлением прямолинейных участков из двух половин. Могут быть изготовлены перфорированные балки с криволинейными отверстиями, круглыми, эллиптическими.

Этот способ принят в качестве прототипа как наиболее близкий по сущности.

Недостатком этого решения является сложное напряженно-деформированное состояние стенки с отверстиями в форме круга и эллипса (с вертикальной и горизонтальной главной осью), выражающееся в повышенной концентрации напряжений в стенке на границах отверстий, что может привести к текучести материала или преждевременному разрушению балки.

Технический результат - повышение надежности и долговечности строительных конструкций за счет снижения концентрации напряжений в стенке перфорированных балок.

Технический результат достигается тем, что в известном способе изготовления перфорированной балки путем резки вдоль оси стенки прокатного двутаврового профиля с определенной линией резки для каждой половины балки и сварки выступающих частей половин с получением в стенке отверстий в виде эллипса, особенностью является то, что при резке стенки прокатного двутаврового профиля линии резки задают с возможностью получения в стенке, после сварки, эллиптических отверстий с разным углом наклона главной оси эллипса к оси балки. Например, с возможностью получения в стенке, после сварки, центрального эллиптического отверстия, главной осью расположенного перпендикулярно продольной оси балки, а остальные - под углом 45 градусов симметрично относительно центра балки. Либо с возможностью получения в стенке, после сварки, эллиптических отверстий, имеющих угол наклона, плавно меняющийся от 90 градусов в центре балки до 45 градусов в опорных участках симметрично относительно центра балки. При этом снижаются концентрации напряжений, что и приводит к повышению эксплуатационной надежности и долговечности строительной конструкции.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами. На фиг. 1 показана стенка балки с эллиптической перфорацией с наклоном главных осей эллиптических отверстий под углом 45 градусов к оси стенки, причем главная ось отверстия, расположенного в середине длины балки, ориентируется вертикально. Здесь а - верхняя часть стенки балки, б - нижняя часть стенки балки, в - эллиптическое отверстие, г - участок сварки.

На фиг. 2 показаны линии разрезов прокатного двутаврового профиля, необходимые для изготовления перфорированной балки, где а - верхняя часть стенки балки, б - нижняя часть стенки балки.

На фиг. 3 показана балка с эллиптической перфорацией с переменным наклоном главных осей эллиптических отверстий к оси стенки, где а - верхняя часть стенки балки, б - нижняя часть стенки балки, в - эллиптическое отверстие, г - участок сварки. Наклон отверстий изменяется от 45 градусов близ опоры балки с постепенным увеличением его до 90 градусов в середине балки.

На фиг. 4 показана схема разреза прокатного двутаврового профиля, позволяющая получить отверстия с переменным наклоном главных осей к продольной оси балки, где а - верхняя часть стенки балки, б - нижняя часть стенки балки.

Были рассмотрены напряженно-деформированное состояние стенки перфорированной балки с различной формой перфорации стенки (в виде круга и эллипса) и различным расположением их главной оси.

Подробный анализ напряженно-деформированного состояния стенки перфорированной балки в ПК «Лира 9.6» показывает уменьшение величины и концентрации напряжений при применении отверстий перфорации в форме эллипсов с наклоном их главной оси. На фиг. 5-9 показаны изополя напряжений σx в стенке балки двутаврового сечения (синим цветом обозначено сжатие, коричневым - растяжение). Интенсивность цвета соответствует величине напряжения. Цифрами указаны точки, в которых определены напряжения. Величины напряжений в этих точках приведены в таблице 1.

Таблица 1
Значения нормальных напряжений σх в точках стенки в балках с рассматриваемой перфорацией
Номер точки Изополя нормальных напряжений σх, МПа
Фиг. 5 Фиг. 6 Фиг. 7 Фиг. 8 Фиг. 9
1 1,430 1,900 1,180 1,590 1,460
2 1,430 1,900 1,180 1,590 1,460
3 1,210 1,580 0,944 1,320 1,210
4 0,725 0,951 0,708 1,060 0,972
5 0,483 0,634 0,432 0,793 0,729
6 -1,450 -1,900 -1,180 -1,420 -1,430
7 -1,450 -1,900 -0,944 -1,320 -1,430
8 -1,210 -1,580 -0,944 -1,06 -1,210
9 -0,966 -1,270 -0,708 -0,793 -0,972
10 -0,725 -0,634 -0,432 -0,528 -0,729

Как видно из приведенной выше таблицы, предлагаемые формы отверстий в стенке в виде эллипсов с наклоном главной оси к оси балки, равным 45 градусов, симметрично расположенных относительно центра, а также с переменным наклоном главных осей эллиптических отверстий, показанные на фиг. 8 и 9, по сравнению с прототипом позволяют снизить напряжения в указанных точках в среднем на 10 процентов.

Предложенная перфорированная балка, выполненная описанным образом, позволяет уменьшить вес готовой конструкции и снизить концентрации напряжений в стенке. Это приводит к повышению надежности и долговечности строительной конструкции.

1. Способ изготовления перфорированной балки путем резки вдоль оси стенки прокатного двутаврового профиля с определенной линией резки для каждой половины балки и сварки выступающих частей половин с получением в стенке отверстий в виде эллипса, отличающийся тем, что при резке стенки прокатного двутаврового профиля линии резки задают с возможностью получения в стенке, после сварки, эллиптических отверстий с разным углом наклона главной оси эллипса к оси балки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при резке стенки прокатного двутаврового профиля линии резки задают с возможностью получения в стенке, после сварки, центрального эллиптического отверстия, главной осью расположенного перпендикулярно продольной оси балки, а остальные - под углом 45 градусов симметрично относительно центра балки.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при резке стенки прокатного двутаврового профиля линии резки задают с возможностью получения в стенке, после сварки, эллиптических отверстий, имеющих угол наклона, плавно меняющийся от 90 градусов в центре балки до 45 градусов в опорных участках симметрично относительно центра балки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительству, а именно к металлическим легким, преимущественно сборно-разборным конструкциям покрытий зданий и сооружений. Предложена металлическая треугольная ферма, включающая выполненные из гнутых металлических профилей верхний и нижний пояса, а также раскосы, соединенные при помощи разъемных крепежных элементов.

Изобретение относится к строительству, а именно к длинномерным строительным металлическим решетчатым конструкциям из труб, и может быть использовано при изготовлении ферм, прогонов, колонн, арок, рам и других несущих конструкций.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для перекрытия зданий и сооружений, создания навесов, а также для размещения антенных и радиопередающих установок на определенной высоте над землей.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при монтаже шпренгельных ферм в покрытиях зданий и сооружений различного назначения. Техническая задача изобретения - уменьшение расходов на транспортировку шпренгельной фермы на строительную площадку и упрощение ее монтажа.

Изобретение относится к строительству, а именно к длинномерным строительным металлическим решетчатым конструкциям с трубчатыми поясами и может быть использовано при изготовлении ферм, прогонов, колонн, арок, рам и других несущих конструкций.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу изготовления облегченной арочной балки. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к решетчатой конструкции. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к сквозному прогону. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к сквозному прогону. .

Изобретение относится к области строительства, а именно к решетчатым конструкциям, используемым преимущественно при строительстве мачт, башен и т.п. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к многосекционной строительной конструкции для перекрытия зданий, создания навесов, а также для размещения антенных и радиопередающих установок. Техническая задача изобретения - сокращение затрат на транспортировку конструкции. Многосекционная строительная конструкция состоит из гибких поясов, выполненных из напряженных тросовых оттяжек, соединенных с плоскими секциями, которые объединены связями и соединены шарнирно с фундаментами или соседними секциями. Каждая плоская секция состоит из распорки и двух стержней, расположенных под углом друг к другу, шарнирно соединенных между собой и с центром распорки. Напряжение тросовых оттяжек производится увеличением высот плоских секций путем перемещения одной из опор каждой секции. 4 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при изготовлении длинномерных конструкций, в частности перфорированной балки. Технический результат заключается в снижении концентрации напряжений в стенке перфорированных балок, что приводит к повышению надежности и долговечности конструкций. Перфорированная балка изготовлена из прокатного двутаврового профиля, разрезанного вдоль оси стенки с определенным очертанием для каждой половины балки и сваренного выступающими частями образовавшихся половин так, чтобы получить отверстия в виде эллипса. Эллиптические отверстия имеют разный угол наклона главной оси эллипса к оси балки. Центральное эллиптическое отверстие главной осью расположено перпендикулярно продольной оси балки, а остальные под углом 45 градусов симметрично относительно центра балки. Эллиптические отверстия могут иметь угол наклона, плавно меняющийся от 90 градусов в центре балки до 45 градусов в опорных участках симметрично относительно центра балки. 2 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в стержневых конструкциях покрытий (перекрытий) зданий и сооружений различного назначения. Техническим результатом изобретения является сокращение трудозатрат и расхода конструкционного материала. Треугольная решетка стержневых конструкций, включающая верхний сжатый и нижний растянутый пояса, раскосы и стойки, снабжена также дополнительными полураскосами. Каждый из этих полураскосов одним концом соединен с верхним поясом, а другим концом - со стойкой. Причем соединительные узлы полураскосов делят все панели верхнего пояса и все стойки решетки на две части. 3 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области строительства, а именно к металлическим фермам. Технический результат заключается в повышении прочностных и эксплуатационных характеристик фермы. Конструкция фермы состоит из нескольких рядом расположенных ферм, выполненных из горячекатаной или холодногнутой стали, соединенных между собой и в плоскости одной фермы сварным, винтовым или заклепочным способом пластинчатыми элементами, которые могут быть сплошными или прерывистыми вдоль длины стержня и иметь перфорацию. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к удлиненному элементу каркасных конструкций. Технический результат - упрощение сборки каркасных конструкций. Удлиненный и тонкостенный элемент с несколькими сторонами, проходящими вдоль продольной оси так, что элемент имеет множественную осевую симметрию относительно продольной оси. Каждая осесимметричная сторона включает в себя опорную поверхность в качестве точки опоры и крепления облицовки стены, и соединительную поверхность для крепления элемента к другим конструктивным элементам. Соединительная поверхность утоплена относительно опорной поверхности и находится на таком расстоянии, что когда элемент крепится обычными средствами крепления сквозь соединительную поверхность, средства крепления не выступают из поверхности опоры. Соединительные поверхности обеспечены группой отверстий для крепежных элементов. Также описан узел из таких конструктивных элементов. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 10 ил.
Наверх