Предварительно-напряженная балка
ОП ИСАНИЕ .ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКРМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсиик
Социалистическим
Республик
E 04 С 3/10 3Ъоударстеенный коммтет СССР (53) УД К 624, 014.. 2 (088. 81 ао делам нзобретеннй н открытий Опубликовано 15. 06. 82. Бюллетень № 22 Дата опубликования описания 15 . 06 .82 (72) Авторы изобретения Н. С. Козлов и B. П. Марокко Норильский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени горно-металлургический комбинат им.А.П;Завенягина и Проектный институт "Норильскпроект" Норильского ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени горнометаллургического комбината им.А.П.Завенягина (71) Заявители (54) ПРЕДВАРИТЕЛЬНО-НАПРЯЖЕННАЯ 6АЛКА Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве основных несущих конструкций покрытий зданий. пролетных строений транспортных и других сооружений. Известна предварительно-напряженная балка, включающая затяжку, концы которой закреплены на упорах, и распорный элемент, размещенный по центру балки между нижним поясом и затяжкой. Распорный элемент, рамещенный по центру, выполнен в виде стойки, приваренной к нижнему поясу (1). Однако сварные швы крепления распорного элемента являются дополни15 тельным очагом концентрации напряжений в растянутом нижнем поясе балки. Кроме того, для изготовления этой конструкции необходимо стендовое обору20 дование и проведение сложного контроля. Не обеспечивается также достаточное снижение материалоемкости балки. из-за наличия больших усилий в нем. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является предварительно-напряженная балка, включаюшая затяжку, концы которой закреплены на упорах, и распорный элемент (2). Но прямолинейное очертание балки не обеспечивает достаточное повышение несущей способности. так как величины плеч усилия натяжения затяжки относительно центров тяжести попереч ных сечений балки остаются малыми из-за ограничений строительной высоты балки и условий транспортировки. Поэтому для создания требуемого предг напряжения балки необходимо по-прежнему большое усилие натяжения затяжки. нужен каток большого диаметра, что увеличивает до нерациональных размеров строительную высоту балки.. Кроме того, вследствие наличия вертикальной составляющей силы натяжения затяжки в точке перегиба. где 935583 каток соприкасается с затяжкой, каток является только одной упругоподатливой опорой для балки и делит ее только на два пролета, что недостаточно повышает несущую способность балки и недостаточно снижает ее материалоемкость. Целью изобретения является сниже ние материалоемкости предварительнонапряженной балки. 10 Указанная цель достигается тем, что в предварительно-напряженной балке, включающей затяжку, концы которой закреплены на опорах и распорный элемент, балка выполнена М-образной, à 1s распорный элемент образован V-образной частью балки, причем балка снабжена дополнительной затяжкой, соединяющей вершины верхних углов перелома оси балки. Затяжка, концы которой закреплены на опорах, прикреплена к вершине нижнего угла перелома. На чертеже изображена предлагаемая предварительно-напряженная балка. Предварительно-напряженная М-образ-2s ная балка 1 с опорными шарнирами 2 на концах содержит затяжку 3, закрепленную концами на торцах, а в точке перегиба к вершине центрального угла перелома и затяжку 4, размещенную в уровне вершин двух крайних уг@ов перелома. Затяжка 3 выполнена из высокопрочной стали. После изготовления балки 1 к ней крепят в уровне вершин двух крайних 35 углов перелома концы затяжки 4. Затем затяжку 3 в прямолинейном состоянии концами крепят к торцам балки 1. Потом при помощи домкратов или лебед. ки натягивают затяжку 3 на центральный угол перелома балки 1 и крепят к нему. Выполнение предварительно-напряженной балки М-образной. у которой 45 два крайних угла перелома расположены по одну, а центральный - по другую сторону прямой, проходящей через опорные шарниры, позволяет совместить распорный элемент с балкой и создать необходимое предварительное 50 напряжение переменной величины по, длине балки при небольшом усилии натяжения в затяжке, концы которой закреплены на упорах или торцах. так как длины плеч усилия натяжения за55 тяжки относительно центров тяжести поперечных сечений балки можно выбрать достаточно больших величин без ущерба для выбора рациональной строительной высоты балки и условий транспортировки. б Рациональный выбор строительной высоты балки обусловлен тем, что наклонные внешние ветви балки дают возможность непосредственного устройства скатов кровли. Расположение двух крайних углов перелома по одну, а центрального— по другую сторону прямой, проходящей через опорные шарниры, обуславливает появление вертикальной составляющей силы натяжения натяжки, закрепленной концами на упорах или торцах балки. Введение дополнительной затяжки в уровень вершин двух крайних углов перелома балки позволяет создать предварительное напряжение в ней на перирд преднапряжения. При действии на балку внешней нагрузки усилие натяжения верхней затяжки совместно с усилием натяжения в нижней затяжке и вертикальной ее составляющей, передаваемой через внутренние ветви балки к верхним углам перелома, обуславливает образование системы силовых фак" торов, соответствующих двум упругозащемленным опорам, на которые опираются внутренние концы внешних ветвей балки. Силовыми факторами каждой из образовавшейся упругозащемленной опоры являются момент усилий натяжения затяжек и часть вертикальной составляющей усилия натяжения нижней затяжки, действующие на внутренний конец каждой из внешних ветвей балки. В итоге, предваоительно-напряженная балка уподобляется трехпролетной неразрезной балке, опертой на концах на шарнирные опоры, а в промежуткена две упругоподатливые опоры, что способствует повышению ее несущей способности и.снижению материалоемкости. Прикрепление нижней затяжки в точке пеоегиба к вершине центоального угла перелома балки не позволяет затяжке соскальзывать с угла перелома в процессе работы балки. Использование предлагаемой поедварительно-напряженной балки в сравнении с известной, обеспечивает сниже; ние материалоемкости в 1,5-2 раза, а в сравнении с типовой фермой, применяемой в строительстве, обеспечивает экономический эффект снижения мате5 935583 4 риалоемкости на 40-454 и снижения разной частью балки, причем балка стоимости на 65-703. Теоретическое снабжена дополнительной затяжкой, обоснование технико-экономической соединяющей вершины верхних углов эффективности изобретения выполнено перелома оси балкч. на основе разработанного техническо- . s 2. Балка по и. 1, о т л и ч аго проектна предварительно-напряжен- ю щ а я с я тем, что затяжка, конной балки. цы которой закреплены на опорах, прикреплена к вершине нижнего угла перелома. 1О Формула изобретения Составитель Е. Ермолова Редактор Л. Авраменко Техред А. Бабинец Корректор Н. Стец. Тираж 724 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5 Заказ 4171/34 Филиал ППП "Патент", .r. Ужгород, ул. Проектная, 4 1, Предварительно-напояженная балка, включающая затяжку, концы которой закреплены на опорах, и распорный элемент, отличающаяся тем, что, с целью снижения материалоемкости, балка выполнена И-образной, а распорный элемент образован V-обИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе Беленя E. И. Предварительнонапряженные несущие металлические конструкции, И., Стройиздат, 1975, с. 120. 2. Авторское свидетельство СССР Н 699142, кл. Е 04 С 3/10, 1978.
