Способ изготовления предварительно напряженной перфорированной металлической балки Советский патент 1985 года по МПК E04C3/08 E04C3/10 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при производстве строительных металлоконструкций.

Цель изобретения - повышение несущей способности металлических бало1;С путем наиболее полного использования прочностных свойств материала.

На фиг. 1 показана разметка линии разрезки балки и направление перемещения одной из частей; на фиг. 2 - отдельные части балки с щпренгельной системой перед их выгибом навстречу одна другой; на фиг. 3 - полученная балка, общий вид; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 3.

Изготовление конструкции осуществляется в следующем порядке. Выполняют разметку исходного профиля 1. Для этого на стенку исходного профиля 1 наносят парные кривые 2 и 3, подобные изгибающим моментам в балке (например, по квадратным параболам, окружностям), которые в средней части исходного профиля 1 расходятся к его поясам, а у концов сходятся и образуют замкнутый контур. На кривых 2 и, 3 размечают выступы и впадины гофр, т. е. точки перелома зигзагообразной линии 4 реза ai.a.a... и 61.2.3...г. таким образом, что каждой точке а...„, расположенной на кривой 2 и отстоящей на некотором расстоянии от оси А-А симметрии исходного профиля 1, в одной части исходного профиля соо -ветствует точка bi...,i, расположенная на кривой 3, находящаяся на таком же расстоянии от оси А-А в другой части исходного профиля, что обеспечивает совпадение гофр при сборке балки (например, точке ai соответствует точка Ьь точке а2 - Ьг и т. п.). А точкам аз...т на кривой 3 аналогично соответствуют точки Ьз...т на кривой 2. Кроме того, расстояния между соседними точками, расположенными на одной кривой (, аз-а4, , Ьз-Ь4 и т. п.) уменьшаются от концов исходного профиля 1 к его середине (например, в соответствии с законом изменения сдвиговых усилий в перфорированной балке). Затем соединяют прямыми линиями соответственные точки ai.2...n и bi,2..n и образуется зигзагообразная линия 4 реза, выступьь и впадины гофр такой линии уменьшаются от опор к середине.

После разрезки исходного профиля 1 по зигзагообразной ломаной линии 4 образуются отдельные части 5 и 6. Их раздвигают по вертикали на расстояние, равное максимальному расхождению друг от друга кривых 2 и 3. Одну из отдельных .частей (например часть 6) поворачивают на 180° относительно оси А-А. Соответствующие точки ai,2...n и bi,2...n расположены друг над другом. В средАей части пролета выступы гофр объединяются (например, сваркой).

К одной из отдельных частей (например, части 5) присоединяют шпренгельную систему 7, включающую, например, анкерные колодки 8, стойки 9, затяжку 10. После чего производят упругий выгиб части б и 5 навстречу одна другой до соприкосновения выступов гофр с последующей сваркой встык.

Полученная система является предварительно напряженной перфорированной 0 шпренгельной балкой.

В статическом отношении конструкция, изготовляемая предлагаемым способом работает следующим образом.

При взаимном упругом выгибе частей 6 5 и присоединенной шпренгельной системой 7 в части 6 во зникают изгибающие моменты, при этом в долке части ,6 появляются растягивающие напряжения, а в . нижних частях стенки - сжимающие. В затяжке 10 при выгибе частей 6 и 5 возникают растягивающие- напряжения, при этом отдельная часть 5 сжато-изогнута.

После объединения частей 6 и 5 (например, сварки встык выступающих кромок) конструкция получается предварительно напряженной.

При приложении эксплуатационной нагрузки в затяжке 10 возникают дополнительные растягивающие усилия, а в балке - изгибающие моменты и дополнительна сжимающая сила (равная по величине приращению усилий в затяжке 10). От действия изгибающих моментов в полке верхнего пояса балки возникают сжимающие напряжения, а в полке нижнего пояса - растягивающие. От приращения усилий в затяжке 10 в полках верхнего и нижнего поясов балки возникают -дополнительные сжимающие напряжения.

Уменьшение шага гофр от опор к середине пролета позволяет уменьшить нормальные напряжения в ослабленных сечениях

0 балки в средней части пролета, так как при этом снижается значение дополнительных нормальных напряжений местного изгиба от действия поперечной силы. Увеличение шага гофр от середины к опорам соответствует эпюре сдвиговых уси-, ЛИЙ, что позволяет наиболее полно использовать прочностные свойства материала стенки.

Присоединение шпренгельной системы 7 к одной из отдельных частей (например,

0 части 5) до ее объединения с частью 6 приводит к тому, что при упругом выгибе частей 6 и 5 навстречу одна другой возникает распор от тяжения затяжки 10, который передается на часть 5 как сжимающая сила и вызывает в ней сжимающие напряжения, умень5 щающие значения растягивающих напряжений при изгибе в момент изготовления, что приводит к снижению суммарных ндрмальных напряжений при эксплуатации. В то

же время на отдельную часть 6 распор от тяжения затяжки 10 при изготовлеНИИ не передается, что в конечном счете снижает величину суммарных сжимающих

напряжений в полке части 6 и, следовательно, позволяет, наиболее полно использовать прочностные свойства материала балки и снизить материалоемкость.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕДВАРИТЕ ЛЬНО-НАПРЯЖЕННОЙ ПЕРФОРИРОВАННОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ БАЛКИ, включающий зигзагообразную резку исходного профиля с увеличивающейся от концов балки к середине высотой гофров, устайовку полученных частей одна над другой с контактом в средней части, упругий выгиб их навстречу одна другой до соприкосновения кромок между собой и сварку их, отличающийся тем, что, с целью повышения несущей способности путем наиболее полного использования прочностных свойств материала, резку осуществляют по зигзагообразной линии, вписанной в контур парных кривых линий, шаг гофров уменьшают от опор к середине, причем перед выгибом к одной из частей балки присоединяют шпренгельную систему. / 1 ел aV Оз bj bz 3 QD QO Pui.1 ;o СЛ