Комбинированный строительный структурный блок Советский патент 1986 года по МПК E04C2/32 E04B5/14 

Изобретение относится к строительству, авиа- и судостроению и может быть использовано в конструкциях панелей и блоков покрытий, перекрытий, перегородок, корпусов и переборок судов, летательных ап- Паратов, сосудов и других цилиндрических оболочек, а также в качестве армокар- каса для железо- и пластобетонных конструкций.

Цель изобретения - повышение несущей способности, снижение металлоемкости.

На фиг. 1 изображен пространственный блок покрытия,аксонометрия; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - фрагмент гофрированной полосы-заполнителя, аксонометрия; на фиг. 5 - развертка полосы-заполнителя; на фиг. 6 - вариант блока, продольный разрез, с односторонней обшивкой, прикрепленной .к вершинам пирамид; на фиг. 7 - то же, с набором парных гофрированных пирамидальных полос-заполните- лей соединенных вершинами пирамид.

Пространственный блок покрытия состоит из обшивки 1, гофрированных полос-заполнителей 2, стержневых элементов 3, располагаемых вдоль пролета, и при необходимости стержневых элементов 4, располагаемых поперек пролета. Обшивка 1 может быть гладкой, профилированной или состоять из ш,итов. Блок может иметь двустороннюю обшивку, одна из которых может быть прикреплена к основанию, а дру- гая - к вершинам пирамидальных элементов гофрированных полос-заполнителей. При варианте замены гибкой обшивки жесткими щитами на консольных участках блока целесообразно располагать пирамидальные гофры вершинами вверх (фиг. 6).Гофрированная полоса-заполнитель 2 представляет собой многократно перегнутую загот овку из листового металла с местной надрезкой кромок, при этом линии 5 перегиба образуют треугольные грани и отбортованные трапециевидные ленточные кром- ки (фиг. 5). Перегибы выполняются таким образом, что полоса приобретает пространственную форму из регулярно чередующихся пирамидальных листовых структур - пирамидальных гофров (фиг. 4). Каждый из пирамидальных элементов имеет четыре треугольные -грани, три из которых сплошные, а одна - не сплошная (сквозная), образованная двумя трапециевидными ленточными отбортовками. После соединения двух смежных гофрированных полос при форми- ровании блока две отбортовки несплошной грани и одна отбортовка противоположной сплошной грани образуют треугольный контур.

Во всех местах перегибов заготовки, включая примыкания пирамидальных гофров друг к другу, на участках отбортовки и в местах сопряжения смежных гофрированных полос-заполнителей образуются двухгранные

j

10

20

, ,0п

5

5

углы (складки), увеличивающие жесткость конструкции, что позволяет этим участкам воспринимать сжимающие усилия.

В случае, когда собственной жесткости и прочности складок недостаточно, вдоль линий перегибов или сопряжений для усиления складок могут быть установлены стержневые элементы в самых различных комбинациях: вдоль верхних и нижних поясов - элементы 3, вдоль пирамидальных ребер - элементы 6, а в поперечном направлении - элементы 4.

Для увеличения несущей способности и жесткости системы гофрированные полосы- заполнители соединяются в два слоя вершинами пирамидальных гофров, а их основания объединяются для совместной работы и восприятия внешней нагрузки обшивками 1, усиленными стержневыми элементами 3 (фиг. 7). Это позволяет существенно увеличить пролет конструкции.

Для обеспечения работы системы в двух направлениях (перекрестная конструкция- структура) элементы усиления могут быть установлены не только вдоль, но и поперек пролета. В этом случае система работает как пространственная жесткая плита с расположением опор под ней в самых различных вариантах.

Комбинированный строительный структурный блок, включающий набор пирамидальных гофрированных полос, три грани которых представляют собой треугольники, а четвертая образована отгибами кромок, обладает высокой пространственной жесткостью и неизменяемостью конструктивной формы. Грани складок, отбортовки и другие места сопряжений пирамидальных полос, вследствие перегибов листовой заготовки, способны эффективно воспринимать сжимающие усилия. Поскольку стержневые элементы, устанавливаемые вдоль перегибов по основанию пирамид, располагаются на максимально возможном удалении от нейтрального слоя, момент инерции и связанные с ним характеристики прочности и жесткости конструкции в целом приобретают значения, близкие к предельно возможным при данном расходе материала, т. е. расход материала при данной требуемой несущей способности системы является практически наименьшим. Система обладает способностью эффективно воспринимать из- гибаЮщие моменты, продольные и поперечные (сдвигающие) силы во всех направлениях. Появляется возможность выполнять комбинированные блоки значительных размеров и несущей способности вследствие пирамидально-складчатой структуры гофрированных полос, которые служат своего рода решеткой для поясов, образованных стержневыми элементами и продольными перегибами и отбортовками.

Соединения элементов, составляющих систему, предельно просты и технологичны.

доступны для производства работ методами контактной или дуговой сварки, склеивания и др. Это способствует достижению высокой технологичности и индустриализации изготовления изделия, а также сведению к минимуму расхода сварочных и других соединительных материалов. Конструкция содержит ограниченное количество узлов, при этом они являются однотипными и имеют небольшую суммарную длину линий контакта сопрягающихся элементов, которая обес

печивает расчетное прикрепление их друг к другу.

Система позволяет осуществлять предварительное напряжение обшивок и стержневых элементов у основания и по граням пирамид, что повышает эффективность конструктивного решения и позволяет использовать высокопрочные материалы. Это возможно вследствие того, что система является неизменяемой, а напрягающие элементь накладывают на нее дополнительные связи.

Л-/1

.2.

б-Б

Фыг.

ФигМ

Фиг. 5

Фиг.б

Фиг.7