Фланцевое соединение растянутых элементов двутаврового сечения

Изобретение относится к области строительства, в частности к монтажным соединениям растянутых элементов металлических конструкций двутаврового профиля. Фланцевое соединение растянутых элементов двутаврового поперечного сечения включает соединяемые несущие элементы, фланцы, расположенные в торцевой части элементов, ребра жесткости, прикрепленные одной стороной к фланцу, а другой - к несущему элементу, и высокопрочные болты, соединяющие фланцы между собой. При этом фланец имеет двутавровую форму поперечного сечения, состоит из двух полок и стенки, причем внутренние грани полок примыкают к стенке под углом. Технический результат состоит в снижении материалоемкости фланцевого соединения растянутых элементов двутаврового профиля. 3 ил.

 

Изобретение относится к области строительства, в частности к монтажным соединениям растянутых элементов металлических конструкций двутаврового профиля.

Фланцевые соединения с использованием высокопрочных болтов характеризуются своей высокой эффективностью за счет использования минимального количества болтов и наиболее полного использования материала и их несущей способности, отсутствием операций по подготовке соединяемых поверхностей, технологичностью монтажа и высокой заводской готовностью.

Известно решение фланцевого стыка (патент RU 2535761 C1), включающее соединяемые элементы со скошенными концами и приваренными к ним фланцами с упорами и отверстиями под болты.

Недостатком указанного технического решения является повышенная трудоемкость изготовления в связи с необходимостью выполнять косой рез профилей, а также сварной шов прикрепления фланцев к соединяемым элементам повышенной длины.

Существует фланцевое соединение (патент RU 2535568 C1), которое включает несущие элементы, фланцы, расположенные в торцевой части несущих элементов, ребра жесткости, прикрепленные одной стороной к фланцу, а другой - к несущему элементу, и высокопрочные болты, соединяющие фланцы между собой. Соединение содержит дополнительные ребра жесткости, установленные по периметру фланца в зоне, подверженной наибольшей деформации, при этом толщина и высота дополнительных ребер жесткости определяется расчетом в зависимости от допустимого раскрытия соединения.

Недостатком данного решения является повышенная трудоемкость изготовления вследствие необходимости установки дополнительных ребер жесткости.

Наиболее близким по составу конструктивных элементов является конструктивное решение узла соединения элементов рамного каркаса здания, включающее несущие элементы двутаврового поперечного сечения, фланцы прямоугольной формы, приваренные к торцам несущих элементов, ребра жесткости, предназначенные для более равномерной передачи усилия с элементов на фланцы и уменьшения деформаций, а также высокопрочные болты (Катюшин В.В. Здания с каркасами из стальных рам переменного сечения (расчет, проектирование, строительство). - М.: ОАО «Издательство «Стройиздат», 2005. - с. 296, рис. 2). Это решение принято в качестве прототипа.

Недостатками такого решения является неэффективное использование материала фланца в боковых зонах соединения. Это происходит в результате невозможности достаточного обжатия фланцев в этих зонах. Данное обстоятельство также приводит к раскрытию фланцев. Фланцы имеют высокую материалоемкость.

Задачей изобретения является снижение материалоемкости фланцевого соединения растянутых элементов двутаврового профиля.

Указанная задача решается тем, что во фланцевом соединении растянутых элементов двутаврового сечения, включающем соединяемые несущие элементы, ребра жесткости, прикрепленные одной стороной к фланцу, а другой - к несущему элементу, фланцы, расположенные в торцевой части элементов, и высокопрочные болты, согласно изобретению фланец имеет двутавровую форму поперечного сечения, включает две полки и стенку, причем внутренние грани полок примыкают к стенке под углом.

При этом геометрическая форма фланцев определяется из условия минимальных расстояний между болтами и кромками, а также оптимальными параметрами фигурной резки исходного листа.

На фиг. 1 приведен общий вид соединения с фланцем предложенной формы, на фиг. 2 и фиг. 3 - фронтальный и торцевой виды соединения соответственно.

Фланцевое соединение содержит несущий элемент 1 двутаврового поперечного сечения; ребро 2 жесткости; фланец 3; высокопрочные болты 4.

Фланцевое соединение при действии растягивающего усилия работает следующим образом: болты - на растяжение, фланцы - на изгиб.

Предлагаемая двутавровая геометрическая форма фланца позволяет получить из исходного листа путем фигурного реза большее количество деталей меньшей массы по сравнению с прямоугольными аналогами, что приводит к снижению материалоемкости и приведенной стоимости детали фланца.

Увеличение трудоемкости изготовления предложенного фланца (в результате увеличения длины реза) компенсируется увеличением количества фланцев двутавровой формы, которые можно получить при раскрое исходного металлического листа.

Металлоемкость предлагаемой конструкции фланца на 20-27% меньше материалоемкости фланца прямоугольной формы.

Выполнено расчетное обоснование работы соединения при предложенной форме фланца. Усилия в болтах возрастают по сравнению с типовыми решениями на 0,4…2,1%. Напряжения от изгиба фланцев практически не меняются (в отдельных сечениях снижаются), срезающие напряжения в сварных швах не зависят от формы фланца.

Изменение деформативности фланца (раскрытия контактных поверхностей на кромках под действием внешней нагрузки) находится в пределах 1…3%.

Оценена стоимость полученного решения по критерию приведенных затрат с учетом стоимостей металла, изготовления и отходов. Экономический эффект составляет до 25%. Экономическая эффективность предложенного решения возрастает при увеличении размеров исходного листа.

Фланцевое соединение растянутых элементов двутаврового поперечного сечения, включающее соединяемые несущие элементы, фланцы, расположенные в торцевой части элементов, ребра жесткости, прикрепленные одной стороной к фланцу, а другой - к несущему элементу, и высокопрочные болты, соединяющие фланцы между собой, отличающееся тем, что фланец имеет двутавровую форму поперечного сечения, состоит из двух полок и стенки, причем внутренние грани полок примыкают к стенке под углом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к длинномерным металлоконструкциям. Длинномерная продольная секционная конструкция (ДПСК) состоит из двух продольных элементов, имеющих каждый, по меньшей мере, одну пару стыкуемых секций, объединенных с соответствующими секциями соседнего продольного элемента с помощью обоймы.

Предложенное техническое решение относится к области строительства и предназначено для применения в качестве несущих конструкций покрытий зданий и сооружений. Металлическая ферма включает верхние пояса из парных уголков, нижний пояс из одиночного уголка и пространственно расположенные раскосы также из одиночных уголков, прикрепленных к поясам при помощи листовых фасонок, причем парные уголки верхних поясов состыкованы между собой посредством листовых фасонок, жестко прикрепленных к их перьям, с образованием составных зетовых (Z-образных) сечений.

Изобретение относится к строительству, в частности к металлостроительному производству стальных балочных безраскосных полисистемных ферм покрытий промышленных и гражданских зданий, сооружений и пролетных строений автомобильных и железнодорожных мостов.

Изобретение относится к несущим конструкциям объектов. Шпангоут переменной жесткости содержит наружный пояс, внутренний пояс и стенку.

Изобретение относится к области строительства, в частности к каркасному Т-образному профилю. .

Изобретение относится к области строительства, а именно к швеллерной балке с полыми полками, расположенными вдоль противоположных краев балочной стенки и проходящими от этой стенки в одном направлении.

Изобретение относится к области строительства, в частности к сборным балкам. .

Изобретение относится к сооружениям для ярмарочных и выставочных павильонов, состоящим из многоугольных в поперечном сечении полых профильных балок. .

Изобретение относится к подкрановым конструкциям с интенсивным тяжелым режимом эксплуатации. .

Балка // 2232125
Изобретение относится к металлическим конструкциям. .

Изобретение относится к строительству и может применяться при возведении панельных и блочных зданий в промышленном, гражданском и других видах строительства для соединения панелей, блоков и других элементов зданий при монтаже без помощи сварки.

Изобретение относится к области строительства, а именно к узлам соединения колонн и плит перекрытия безригельного бескапительного железобетонного каркаса здания.

Изобретение относится к области строительства и предназначено для устройства сборно-монолитных стыков панелей стен с проемами и перекрытий в панельных и панельно-рамных зданиях и сооружениях.

Изобретение относится к области строительства и предназначено для устройства сборно-монолитных платформенных стыков панелей стен и перекрытий зданий различного назначения.

Изобретение относится к области строительства, в частности к узлам соединения строительных железобетонных элементов типа колонн. Техническим результатом является повышение прочности узлов колонн и упрощение их монтажа.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу соединения сталетрубобетонной колонны к фундаменту. Технический результат изобретения заключается в снижении трудоемкости монтажа.

Изобретение относится к области строительства, в частности к металлическому каркасу многопролетных зданий и способу его монтажа. Техническим результатом является снижение металлоемкости и упрощение монтажа.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении перекрытий гражданских и промышленных зданий. Технический результат изобретения заключается в повышении несущей способности и надежности перекрытия.

Изобретение относится к области строительства, а именно к способу соединения тонкостенных профилей в несущих элементах легких ферм, арок и т.п. Способ соединения тонкостенного элемента открытого сечения включает выполнение на стенке конца элемента продольного надреза, отгиб образовавшихся частей стенки, наложение конца стержня на присоединяемую деталь и установку крепежных элементов, причем продольный надрез стенки выполняют по ее середине, а затем устанавливают на ширину стенки листовую деталь с симметричным треугольным вырезом с вершиной в точке конца продольного надреза, а отгиб частей стенки выполняют до контакта с внешней поверхностью листовой детали, при этом крепежные элементы устанавливают как в пределах отогнутых на листовую деталь частей стенки, так и в пределах выступающего за вершину треугольного выреза участка листовой детали.

Изобретение относится к области строительства, в частности узловому стыку ригелей и колонн. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности узла при воздействии на него нагрузок, включая сейсмические воздействия.
Наверх