Плита несущего настила Советский патент 1984 года по МПК E01D19/12 E04C2/38 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано преимущественно в мостостроении в конструкциях металлических несущих настилов пролетных строений моста, а также в элементах рабочих площадок промыщленных зданий. По основному авт. св. № 539118 известна плита несущего настила, выполненная в виде листа с подкрепляющими элементами, содержащими ребра, расположенные наклонно к продольной кромке листа и под острым углом одно к другому, причем угол между соседними ребрами .может составлять 15-25° 1. Недостатки известной плиты несущего настила заключаются в относительно низких усталостной прочности и надежности работы при воздействии переменных нагрузок вследствие наличия достаточно резких концентраторов напряжений в местах обрыва щвов крепления ребер к листу, ориентированных в направлении главного изгиба плиты. Цель изобретения - повыщение усталостной прочности и надежности работы плиты при воздействии переменных нагрузок. Эта цель достигается тем, что плита несущего настила снабжена прикрепленными к листу деконцентраторами в виде пластинчатых элементов, каждый из которых соединен со сходящимися с торцами соответствующей пары сходящихся соседних ребер. При этом пластинчатые элементы могут быть выполнены U-образной в плане формы за одно целое с ребрами. Кроме того,и каждый пластинчатый элемент может быть расположен параллельно продольной оси плиты, прикреплен однои боковой гранью к торцам соответствующей пары сходящихся соседних ребер посредством валиковых щвов и выполнен со скошенными по высоте концевыми участками. ,. , . На фиг. 1 изображена плита с деконцентраторами U-образной в плане формы, выполненными за одно целое с .ребрами, вид снизу; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1; на фиг. 4 - плита с деконцентраторами, выполненными в виде и-дбразных в плане пластинчатых элементов, вид снизу; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - узел II на фиг. 4; на фиг. 7 - плита с плоскими пластинчатыми деконцентраторами, вид снизу; на фиг. 8 - разрез В-В на фиг. 7; на фиг. 9 - узел III на фиг. 7; на фиг. 10. - разрез Г-Г на фиг. 9; на фиг. 11 - плита несущего настила, укрепленная на несущих элементах конструкции, поперечный разрез. Плита несущего настила включает лист 1 с подкрепляющими элементами в виде ребер 2, расположенных наклонно к продоль ным кромкам листа и под острым углом а 15-25° друг к другу, и деконцентраторы в виде пластинчатых элементов 3, каждый из которых соединен с торцами соответствующей пары сходящихся ребер 2 с образованием непрерывной зигзагообраз ной в плане рещетки. Пластинчатые элементы 3 (деконцентраторы) могут быть выполнены U-образной в плане формы за одно целое с ребрами 2 из длинномерной заготовки. Прикрепление к листу 1 зигзагообразной в плане рещетки ребер 2 с пластинчатыми элементами - деконцентраторами 3 целесообразно осуществлять с использованием полуавтоматической сварки в среде защитного газа. Стыковые швы 4 Между торцовыми кромками полосовых заготовок, образующих зигзагообразную рещетку, следует выполнять также полуавтоматической сваркой с односторонней разделкой торцовых кромок стыкуемых заготовок. Крайние ребра секции плиты целесообразно располагать параллельно поперечным кромкам секции и выполнять со скощенными по высоте концами для обеспечения плавного перехода к листу настила. Каждый пластинчатый элемент - деконцентратор 3 может быть выполнен в виде U-образного в плане элемента 5 и соединен концами с торцами соответствующей пары сходящихся под углом а 15-25° соседних ребер 2 посредством стыковых щвов 6. При этом в качестве ребер 2 используют короткие полосовые элементы, а деконцентраторы 3 в виде элементов 5 могут быть выполнены либо методом штамповки или холодного гнутья из пластины щириной, равной высоте ребер, либо полу g, поперечной и продольной разрезкой трубчатого элемента (не показан) до полукруглого кольцевого сегмента, имеющего диаметр, равный расстоянию между торцами сходящихся соседних ребер 2. Стыковые g целесообразно выполнять также с использованием полуавтоматической сварки в среде защитного газа с ортотропной разделкой стыкуемых торцовых кромок ребер и деконцентраторов. Каждый пластинчатый элемент - деконцентратор 3 может быть выполнен в виде плоской пластины 7, расположенной пара.члельно продольной оси 8, прикреплен одной боковой гранью к торцам соответствующей пары сходящихся соседних ребер 2 посредст ом валиковых швов 9 и выполнен со скощенными по высоте концевыми участками 10 для обеспечения плавного перехода к листу настила. Особенностью предлагаемой плиты несущего настила является нелинейный характер работы в упругой стадии треугольных отсеков зигзагообразной решетки и образующих ее ребер, причем последних - за счет передачи нагрузки с плиты на несущие контурные элементы 11 конструкции (главные балки, прогоны и т. п.) только через лист, поскольку элементы 2 подкрепления листа 1 не закреплены на несущих контурных элементах. При этом, ввиду влияния жесткости угловых зон треугольных отсеков на напряженно-деформированное состояние и снижения активного ядра деформирования подобных отсеков по площади. соответствующей примерно 2/3 площади Ю круга, вписанного в треугольный отсек, максимальные относительные прогибы листа между ребрами оказываются, в том числе и за счет реализации мембранного эффекта, меньще регламентируемых 1/300 при снижении расхода металла по сравнению с ортогонально подкрепленными ортотропными плитами до 15% вследствие использования рационального разреженного набора ребер. Кроме того, особенностью конструкции 2 плиты с треугольной рещеткой подкрепляющих лист ребер является догружение малонапряженного в ортогонально подкрепленных плитах листа и снятие части напряжений с подкрепляющих ребер, являющихся в указанных, ортогонально подкрепленных плитах перегруженными, как показали, эксперименты, на 25-40% от расчетной нагрузки. Таким образом, в предлагаемой плите „несущего настила осуществлено более равномерное распределение потенциальной энергии между составляющими ее элементами (треугольные изотропные отсеки, ребра), что в совокупности обеспечило существенное снижение расхода металла. Выбор толщины листа зависит от пролета плиты в направлении главного изгиба, т. е. от расстояния между несущими, контурными элементами 11, которые в случае малой их жесткости могут быть объединены между понизу поперечными легкими уголковыми и т. п. затяжками 12, установленными с шагом 2-3 м во избежание 40 взаимных угловых перемещений между несущими контурными элементами 11. При толщине листа настила 10 мм расстояние между несущими контурными элементами, на которых закрепляется лист плиты,следует принимать равным 2,0 м, а при толщине листа 12 мм, являющегося наиболее употребительным в плитах несущих настилов, расстояние между несущими контурными элементами можно увеличить до 2,5 м, при основан 1И треугольного отсека, измеряемом расстоянием между осями соседних деконцентраторов, равном 500-700 мм. Выполнение предлагаемой плиты с конструктивными деконцентраторами в виде пластинчатых элементов, соединенных с торцами сходящИхся соседних ребер. .-г-,- „ ,,-, обеспечивает существенное повышение усталостной прочности и надежности работы плиты при воздействии переменной нагрузки, в частности при движении по настилу временной нагрузки (транспортных средств и т. п.). Повышение усталостного ресурса с использованием деконцентраторов - пластин достигается исключением концевых обрывов швов крепления ребер к листу, являющихся резким концентратором, вследствие совпадения направления швов крепления ребер с направлением главного изгиба предлагаемой плиты. При этом объединение концов сходящихся соседних ребер посредством конструктивных деконцентраторов исключает возможность взаимного поворота концов ребер из их тлоскости под нагрузкой, что также дополнительно повышает усталостную прочность подобной плиты. Применение предлагаемой конструкции плиты несущего настила обеспечит возможность существенного повышения его усталостной прочности и надежности работы при воздействии переменньгх нагрузок без увеличения металлоемкости, что существенно расширяет область ее применения на конструкции настилов с тяжелым режимом работы.

1. ПЛИТА НЕСУЩЕГО НАСТИЛА по авт. св. № 539118, отличающаяся тем, что, с целью повышения усталостной прочности и надежности работы плиты при воздействии переменных нагрузок, она снабжена прикрепленными к листу деконцентраторами в виде пластинчатых элементов, каждый из которых соединен со сходящимися торцами соответствующей пары сходящихся соседних ребер. 2.Плита по п. 1, отличающаяся тем, что пластинчатые элементы выполнены Uобразной в плане формы за одно целое с ребрами. 3.Плита по п. 1, отличающаяся тем, что каждый пластинчатый элемент расположен параллельно продольной оси плиты, прикреплен одной боковой гранью к торцам соответствующей пары сходящихся соседних . ребер посредством валиковых щвов и выполнен со скошенными по высоте концевыми участками.

А-А

/ 2 Фиг.г

Фиг. 3

52 il5 6

Фиг. 5

Фиг. 6

7 Фиг. 9

712 7

/III

-irT

//

fL

1

12

фиг. //