Строительный элемент

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1Щ 613049

Сое3. Советскнх

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07,01.76 (21) 2311334/29-33 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.78. Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 08.06.78 (51) М. Кл.- Е 04 С 3/07

Гасударственный комнтет

Совета Мнннстров СССР по делам нэобретеннй н открытий (53) УДК 624.014(088.8) (72) Авторы изобретения

Д. Е. Липовский, И. С. Маркозов, Н. В. Половенко и В. И. Волченок (71) Заявитель В

L (54) СТРО И ТЕЛ Ъ Н Ъ|Й ЭЛ ЕМЕ НТ

Изобретение относится к области сооружений специального назначения, а именно к конструкциям цилиндрических оболочек, которые могут найти применение в цилиндрических сооружениях типа телевизионных башен, башен строительных кранов, дымовых труб и т. д.

Цилиндрические оболочки, например колонны башенных кранов, испытывают осевые нагрузки от собственного веса, внецентренные крановые нагрузки и изгибающие моменты от ветровых нагрузок. В расчетах таких оболочек учитывается, прежде всего, предельное состояние по прочности и устойчивости. Под действием изгибающих моментов и осевых сжимающих нагрузок возможна потеря устойчивости цилиндрической оболочки в сжатой зоне. Для ее исключения необходимо значительно повысить толщину стенок неподкрепленной оболочки по сравнению с толщиной, требуемой из расчета по прочности, а это вызывает значительное увеличение расхода металла. Снизить расход металла можно также уменьшением толщины стенки с одновременным ее усилением кольцевыми и продольными ребрами.

Известна цилиндрическая оболочка, применяемая в башенном кране КБГС-500, которая представляет собой трубу сплошного сечения определенного диаметра. Требуемая толщина такой трубы из расчета по прочности составляет 8 мм, а по устойчивости—

14 мм (1).

Известно цилиндрическое сооружение типа

5 антенны, мачты, включающее оболочку с кольцевыми ребрами (2).

Такие ребра обеспечивают устойчивость сооружения от ветровых нагрузок, но не обеспечивают устойчивости сооружения от верти10 кальных технологических нагрузок.

Наиболее близким техническим решением является конструкция корпуса самолета, представляющая собой строительный элемент, выполненный в виде тонкостенной замкнутой ци15 линдрической оболочки, с подкрепляющими элементами в виде ребер, вдоль ее образующих (3). Ребра повышают жесткость оболочки только в направлении их оси, вследствие чего применяют сетку ребер. Совместная ра20 бота продольных и поперечных ребер обеспечивает пространственную жесткость оболочки. Подкрепление оболочки продольными и поперечными ребрами позволяет значительно снизить толщину стенки оболочки и, следо25 вательно, расход металла. Но ребра не влияют на местную крутильную жесткость оболочки. Постановка таких ребер очень трудоемка, требует большого количества соединений и дополнительных узлов в местах пересечения

30 сетки ребер. Учитывая высоту подобных ци613049 линдрическнх сооружений, постановка сетки ребер потребует больших затрат, целесообразных только в самолетостроении.

Цель изобретения — повышение пространственной жесткости при снижении его материал оем кости.

Это достигается строительным элементом в виде тонкостенной замкнутой цилиндрической оболочки с подкрепляющими элементами вдоль ее образующих, в котором подкрепляющие элементы выполнены С-образного профиля, расстояние между которыми не превышает их ширины, а наибольший радиус закругления ка>кдого нз которых не превышает отношения

Ro

r(где r — наибольший радиус поперечного сечения подкрепляющего элемента;

R — радиус поперечного сечения цилиндрической оболочки; б — толщина стенки подкрепляющего элемента;

S — толщина стенки цилиндрической оболочки.

На чертеже представлен предлагаемый строительный элемент.

Цилиндрическая оболочка 1, например колонна башенного крана, снабжена продольными подкрепляющими элементами, выполненными в виде открытых цилиндрических оболочек 2 С-образного профиля, расположенных по периметру основной оболочки 1 и образующих совместно с основной оболочкой замкнутые контуры в виде сегментов 3.

Для обеспечения равноустойчивости панелей 4, расположенных между подкрепляющими оболочками 2, ширина последних а не должна превышать ширины b панелей, измеряемой по дуге окружности основной оболочки.

При этом подкрепляющие цилиндрические оболочки должны иметь повышенную жесткость в сравнении с основной оболочкой, т. е. соотношение г R л л где R — радиус цилиндрической оболочки;

h — толщина цилиндрической оболочки;

r — радиус подкрепляющего элемента;

h«, — толщина подкрепляющего элемента.

Выполнение подкрепляющих элементов Собразного профиля обеспечивает жесткость

Формула изобретения

25 Строительный элемент, выполненный в виде тонкостенной замкнутой цилиндрической оболочки с подкрепляющими элементами вдоль ее образующих, отличающийся тем, что, с целью повышения пространствен30 ной жесткости строительного элемента при снижении его материалоемкости, подкрепляющие элементы выполнены С-образного профиля, расстояние между ними не превышает их ширины, а наибольший радиус закругле35 ния каждого из них не превышает отношения

R6 г(S где r — наибольший радиус поперечного сечения подкрепляющего элемента;

R — радиус поперечного сечения цилиндрической оболочки; о — толщина стенки подкрепляющего элемента;

$ — толщина стенки цилиндрической оболочки.

45

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Рабочий чертеж башенного крана КБДС500, Харьковский филиал Проектно-технологического института «Энергомонтажпроект», 1972, лист 11 — 12.

55 2. Авторское свидетельство СССР МО 351385, кл. Е 04Н 12/08, 1972. основной оболочки во всех направлениях, т. е. обеспечивает работу основной оболочки на сжатие (растяжение) и изгиб в продольном и поперечном направлениях, а также на

5 кручение и сдвиг.

Подкрепляющие элементы совместно с основной оболочкой образуют замкнутые контуры в поперечном сечении, охватывающие большую площадь и существенно повышаю10 щие крутильную жесткость оболочки. Кроме того, эти замкнутые контуры оболочек создают эффект защемления вдоль линии соединения с оболочкой, что дополнительно увеличивает жесткость основной оболочки.

15 Повышенная жесткость основной цилиндрической оболочки подкрепляющими открытыми элементами позволяет значительно снизить толщину стенок и тем самым уменьшить расход металла только, например, на одну колон20 ну башенного крана на 15 т по сравнению с трубчатой колонной.

613049

Составитель Б. Смирнов

Техред А. Камышникова Корректор И. Позняковскай

Редактор Т. Никольская

Подписное ипография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1020/11 Изд. № 497 Тираж 820

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5