СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБЛЕГЧЕННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ Российский патент 1998 года по МПК B23K31/00 B23K101/18 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для изготовления из балок двутаврового профиля облегченных металлических конструкций типа рам для каркасов зданий промышленного, гражданского и сельскохозяйственного назначения.

Известны способы изготовления рамных металлических конструкций, позволяющие снизить металлоемкость. При этом рамы выполняют из прокатных или сварных двутавров с переменной высотой поперечного сечения в соответствии с законом применения внутренних усилий от внешней нагрузки.

Например, элементы переменной жесткости из прокатных двутавров получают путем продольного роспуска стенки профиля по наклонной прямой линии и соответствующей сборки и сварки образовавшихся половин. Резка стенки профиля может быть выполнена по зигзагообразной линии с последующими раздвижкой и смещением (при необходимости разворотом) и сваркой встык разрезанных частей балки по выступающим кромкам.

Упомянутые способы позволяют снизить расход металла. Однако они технически сложны, включают значительные по объему работы по резке и сварке элементов, что приводит к снижению надежности конструкции в целом за счет погрешностей изготовления и присутствия сварки, кроме того, для осуществления зигзагообразного реза требуется специальное оборудование.

Наиболее близким к предложенному является способ изготовления рамной металлической конструкции, при котором используют прокатный двутавр, усиленный на участках действия наибольших усилий, например, с помощью тавров переменного сечения (вутов). Тавры могут быть получены роспуском прокатного двутавра. Технологически способ более прост, не требует сложного оборудования, привлечения высококвалифицированных рабочих, может быть выполнен в полевых условиях. Кроме того, устранены операции резки и частично уменьшен объем сварочных работ, что повышает надежность и технологичность конструкций.

Недостатком способа является лишняя металлоемкость за счет нерационального расположения внутренних полок двутавров в малонапряженной средней зоне рамного узла. Кроме того, недостатком способа необходимо считать достаточно значительный объем сварочных работ.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение металлоемкости, повышение технологичности способа.

Поставленная задача решена тем, что балку и полку рамы выполняют из одного элемента - заготовки, в стенке которой на участке примыкания к узлу осуществляют продольный рез, завершающийся поперечными резами стенки в сторону внутренней полки; на уровне центра узла в стенке вырезают треугольник вершиной к внешней полке, а основанием на линии продольного реза, затем отгибают вырезанные тавровые участки и верхний участок двутавра и на вставке производят стыковку отогнутых элементов.

Использование предложенного способа обеспечивает снижение металлоемкости рамного узла на 20-30%, т.к. из ненагруженных зон узла выносятся металлоемкие участки профиля - полки. Повышается технологичность, т.к. сокращается длина сварных швов.

На фиг. 1 показана схема резов в исходной балке и направление отгибов подготовленных участков балки; на фиг. 2 - рамный узел, изготовленный предлагаемым способом.

Процесс изготовления узла начинают с того, что в исходной балке 1 двутаврового сечения разрезают стенку по непрерывной продольной линии 2, затем по концам продольного реза осуществляют поперечные резы стенки по линиям 3, оставляя полки двутавра целыми. Далее осуществляют поперечный рез стенки и полки двутавра по линии 4 и вырезают участок стенки 5. В образованной таким образом заготовке отгибают вокруг точек "A" и "B" тавровые участки 6 на угол α , необходимый для образования перехода от балки к полке, и укорачивают их на необходимую для стыковки на вставке длину l₁. Эти участки в дальнейшем образуют внутренний пояс рамного узла. Далее производят отгиб вокруг точки C верхнего участка двутавра 7 на угол β . Затем устанавливают вставку 8 (фиг. 2), на нем производят стыковку участков стенки внешнего пояса и отогнутых тавровых элементов 6, образующих внутренний пояс.

В зависимости от расчетных усилий вставка может укрепляться дополнительными элементами для повышения устойчивости. Участки стенки в местах примыкания элементов внутреннего пояса к исходному двутавру замыкаются вставками 9.

Резка исходных балок может осуществляться огневым (кислородным или плазменным) или механическим способами.

Отгиб элементов может производиться либо вручную (т.к. не требует больших усилий), либо специальными винтовыми приспособлениями. Сварка - полуавтоматом. Все операции могут быть легко механизированы и выполняться на высокопроизводительных линиях.

Использование: при изготовлении облегченных металлических конструкций, например, рам. В стенке балки двутаврового профиля выполняют продольный рез. От его концов делают поперечные резы в сторону одной из полок. Надрезанный участок разрезают на две части. Напротив этого реза в стенке балки выполняют треугольный вырез. Отгибают надрезанные участки. Изгибают балку по месту треугольного выреза. Размещают в месте стыковки элементов вставку. Выполняют сварку. Способ технологичен, позволяет снизить металлоемкость. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ изготовления облегченных металлических конструкций, преимущественно узлов рам, включающий выполнение узла в виде сварного сопряжения балок двутаврового профиля через вставку, отличающийся тем, что в стенке балки выполняют продольный рез заданной длины, от концов продольного реза делают поперечные резы стенки в сторону одной из полок, надрезанный участок разрезают на две части и напротив этого реза в стенке балки, прилегающей к подрезанному участку, выполняют треугольный вырез, вершиной обращенный к ненадрезанной полке балки, отгибают надрезанные участки на заданный угол, гнут балку по месту треугольного выреза до получения нужного профиля узла, размещают в месте стыковки вставку и выполняют сварку. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в местах соединения стенок надрезанных участков со стенкой двутавра размещают вставки.