Способ предварительного напряжения составной металлической балки

 

Ысесо . ;1

ОП ИСАНИ

R биб нкоте "

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

547508

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено09.04.75 (21) 2123887/33 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.02.77,Бюллетень № 7 (45) Дата опубликования описания 10.05.77 (51) М. Кл.

Е 04 С 3/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 624.014.2 (088.8) Н. П. Мельников, И. В. Левитанский, М. И. Беккерман и В. А. Маркин (72) Авторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамени центральный научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

СОСТАВНОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ БАЛКИ янии (2).

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при сооружении металлических производственных зданий.

Известен способ предварительного напряжения металлической балки, заключающийся в присоединении к нижнему поясу балкистальных канатов и их натяжении (lj.

Изв ест ен способ пр едварительного напр яж ения составной металлической балки, заклю- 10 чаюшийся в изгибе составных частей балки и приварке их друг к другу в изогнутом состо15

Недостатком указанного технического решения является сложность выполнения предварительного напряжения и высокая металлоемкость балки.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ предварительного напряжения составной металлической балки, например, двутаврового сечения, заключающийся в упругом деформировании стенки балки вдоль ее оси, фиксации стенки в де25 формированном состоянии и жестком прикреплении к ней поясов балки (3).

Цель изобретения -снижение металлоемкости балки.

Это достигается тем, что упругое деформирование стенки производит вдоль оси, смещенной относительно центральной оси балки в сторону пояса, работающего на сжатие.

На фиг. 1 показана схема механического натяжения стенки балки двутаврового сечения на стенде; на фиг. 2 - сечение балки и эпюры нормальных напряжений при ее изготовлении; на фиг. 3 — эпюры суммарных напряжений в загруженной балке.

Создание необходимого начального напряженного состояния в стенке металлической балки возможно различными способами: путем механического натяжения стенки, ее нагрева с помощью электрического тока, магнитного поля и т.п.

Стенка 1 балки укладывается на стол стенда 2 и ее торцы привариваются к съемным листам захватов 3.

547508

Стенка растягивается с помощью гидравлических домкратов 4, установленных на раме 5 заданным усилием и эксцентриситетом (расстоянием между направлением усилия растяжения и осью симметрии стенки). При этом усилие от домкрата передается на захват через тяги 6.

Верхний 7 и нижний 8 пояса балки устанавливаются в проектное положение и прижимаются к стенке с помощью струбцин 9.

Балка собирается на прихватках, после чего освобождается от захватов. Стенка приваривается к поясам с обеих сторон.

При растяжении стенки 1 в кромке, примыкающей к верхнему поясу 7, возникают растягивающие напряжения бпн а в кромке, примыкающей к нижнему поясу 8 — Й„„

После сборки и сварки в верхнем поясе 7 и появляются сжимающие напряжения v ëн 7 28 в нижнем поясе 8 — 6 . При этом лна в верхней кромке 1 стенки имеют место растягивающие напряжения 6 "", а в нижпн ст ней кромке — 6 „н

После загружения балки эксплуатационной нагрузкой в зоне преимущественного действия сдвига (на опоре) в стенке балки имеет место треугольная эпюра растягивающих напряжений с максимальной ординатой у сжатого 30 пояса 7, равной 6„„,. По мере приближения к середине балки эта эпюра претерпевает следующие изменения: напряжения у сжатогО пОяса уменьшаются и В зоне преиму З5 щественного действия изгиба могут стать сжимающими; напряжения у растянутого пояса 8 возрастают вплоть до расчетного сопротивления материала стенки в зоне преимущественного действия изгиба.

Связь между нормальными напряжениями от изгиба и предварительного растяжения устанавливается расчетным порядком с учетом устойчивости стенки.

Критические напряжения потери устойчивости стенки могут быть увеличены в 0,0625

12 раз, где М вЂ” рас - онс М четный изгибающий момент; W — момент ст сопротивления балки; 6 „- нормальные пн1 растягиваюшие напряжения в верхней кромке стенки.

Предложенное техническое решение позволяет снизить расход металЛа на изготовление балки.

Формула изобретения

Способ предварительного напряжения составной металлической балки, например, двутаврового сечения, заключающийся в упругом деформировании стенки балки вдоль ее оси, фиксации стенки в деформированном состоянии и жестком прикреплении к ней поясов балки, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью снижения металлоемкости балки, упругое деформирование стенки производят вдоль оси, смещенной относительно центральной оси балки в сторону пояса, работающего на сжатие.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Беленя Е. И. Металлические конструкции. М., Стройиздат, 1973., с. 212, рис.УП.

36.

2. Беленя E. И. Металлические конструк ции, М., Стройиздат, 1 9 73, с. 21 1, рис. УП.35.

3. Казимиров А. А. и Терещенко В. И.

Сборка и сварка двутавров с предварительным натяжением стенки. — Автоматическая сварка, 1958, % 7.