Способ изготовления металлической перфорированной балки Советский патент 1990 года по МПК B21D7/02 B21D7/00 E04C3/08 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению металлических перфорированных балок, использующихся в строительстве.

Целью изобретения является повышение несущей способности балки за счет создания при сборке предварительного напряжения.

На фиг. 1 изображена заготовка образующая верхнюю часть балки с нанесенной линией реза: на фиг. 2 - заготовка, образующая нижнюю часть балки; на фиг 3 - полученная балка; на фиг. 4 - схема разметки заготовки.

Способ осуществляют следующим образом.

Разметку заготовки 1, образующей верхнюю часть балки высотой hf) , производят путем нанесения участков ломаной линии 2 расположенных вдоль и нормально к оси . Высоту h выступов 3 и 4 и их шаг

определяют из расчета-несущей способности балки, после чего заготовку разрезают на две части, которые имеют одинаковые высоты h и шаг выступов. Для разметки заготовки 5. образующей нижнюю часть балки, вначале расчетом определяют величину угла (р между нормалью к оси балки и линией реза 6. который должен быть равен половине угла между нормалями к продольной деформированной оси балки, расположенными в зоне действия максимального изгибающего момента, возникающего от эксплуатационной нагрузки. При зтом шаг выступов 7 и 8 принимают в соответствии с шагом выступов 3 и 4 верхней части балки а высоту выступов h назначают из расчета несущей способности балки. Длину заготовки 5. образующей нижнюю часть балки принимают на (0.02-0.08)h меньше длины заготовки 1. образующей верхнюю часть балки. В каждом конкретном случае это опOs

О

ю ел ю ю

ределяется расчетом. После разрезки каждой из заготовок 1 и 5 на две части производят объединение частей от каждой из них. Для этого им вначале придают.обратный выгиб, значение которого равно величине прогиба полученной балки от эксплуатационной нагрузки. При этом прямоугольные вырезы в верхней части балки становятся трапециевидными, с большим основанием трапэции в зоне, примыкающей к поясу бал- ки, @ трапециевидные вырезы у части, об: разующей нижнюю часть балки, - прямоугольными, После этого части 1 и 5 балки в деформированном состоянии сопрягаются между собой, т.е. трапециевид- ные выступы 7 и 8 нижней части вводятся в получившиеся за счет деформирования трапециевидные вырезы верхней части балки на требуемую величину при обеспечении совпадения плоскостей стенок стыкуемых частей. Размер линии контакта 9 кромок выступов 3, 4 и 7, 8 принимается из расчета прочности стыкового сварного шва. Сварку частей балки выполняют способами, позволяющими обеспечить равнопрочность шва и основного металла.

П р и м е р 1. Требуется изготовить перфорированную балку из двух одинаковых исходных двутавров. Пролет балки I, высота выступов у обоих двутавров одина- кова, высота поперечного сечения балки равна h. 2Нн. где Ьн - расстояние от нейтральной оси до наружной грани полки. Балка шарнирно оперта по концам и предназначена для работы на равномерно распределенную нагрузку интенсивностью q, относительный прогиб не превышает 1/2001. Для изготовления балки требуется определить угол р между наклонной линией реза 6 заготовки, образующей ниж- нюю часть балки и нормалью к оси балки, а также длины заготовок 1 и 5.

Учитывая, что прогиб балки от равномерно распределенной нагрузки равен f

gl

2g4 Е ® поворота сечений на

опоре (ро -XV

Е Y

где EY - изгибная

жесткость балки, находигиба к углу noiOpOTa

.f

Уо откуда

384

1

24

3,2 I,

Удлинение верхнего (укорочение нижнего) волокна (пояса) балки при изгибе Д1 .htg 0 где Q - угол поворота сечения

балки на опоре. Подставляя сюда значение

угла 0 . получаем Д| htg(3,2j 57,3). УчиIтывая, что f

200

, получаем

0,016h.

( 3,2 Отсюда находим длину нижней части балки. Она равна 1н 1-2Д1, а верхняя 1в 1 + 2Д1.

При высоте h (5 100 см А ,6 см, т.е. длина заготовки, образующей нижний пояс балки, меньше длины заготовки, образующей верхнюю часть балки, на ,5 см. Из выражения Al htgy7 находим угол между линией реза и нормалью к оси балки

arctg -.

При h(5 100cM у7 arctg- «1,0.°

П р и м е р 2. Требуется изготовить перфорированную балку, несущую сосредоточенную нагрузку, приложенную в середине пролета, относительный прогиб которой равен 1/400 I. Остальные параметры такие же, как в примере 1.

Аналогично предыдущему имеем:

1 РГ EY

1

48

Л f

1

РИ

РГ

-)/16 Е Y 1 Р|2

1

EY 16 EY

I ,

3,0j,

htg (3,0 - -j- 57,3) 0,008h;

1

rctg

arctg 0,008 0,5°.

При высоте h(5 100см ,8 см, a ,6 см; ,6 см, т.е. длина заготовки, образующей нижний пояс балки, должна быть меньше длины заготовки, образующей верхний пояс балки, на 3,2 см.

Приведенные примеры показывают, что согласно предлагаемому способу могут быть изготовлены все основные типы балок.

Данный способ позволяет получать балки предварительно напряженные, которые под нагрузкой будут иметь параллельные пояса. Изготовление балок технологично и осуществляется без отходов.

Формула изобретения

Способ изготовления металлической перфорированно / балки, включающий резку двух исходных заготовок по ломаным зигзагообразным линиям, одна из которых

имеет наклонные боковые стенки, гибку частей заготовок, а затем стыковку и сварку этих частей, отличающийся тем, что, с целью повышения несущей способности за счет создания при сборке предварительного напряжения, боковые участки ломаной зигзагообразной линии заготовки, образующей нижнюю часть балки, располагают при резке относительно нормали к продольной

оси балки на угол, равный половине угла между нормалями к продольной изогнутой под эксплуатационной нагрузкой оси балки в зоне действия максимального изгибающего момента, а гибку осуществляют на ве- личину. равную прогибу балки от эксплуатационной нагрузки в сторону, противоположную прогибу балки в рабочем положении.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению металлических перфорированных балок, использующихся в строительстве. Целью изобретения является повышение несущей способности за счет создания при сборке предварительного напряжения. Способ включает резку двух исходных заготовок по ломанным зигзагообразным линиям и последующие стыковку и сварку частей от каждой из заготовок. Боковые участки ломаной зигзагообразной линии заготовки, образующей нижнюю часть балки, наклоняют относительно нормали к продольной оси балки на угол, равный половине угла между нормалями к продольной изогнутой под эксплуатационной нагрузкой оси балки в зоне действия максимального изгибающего момента. Способ позволяет получать балки предварительно напряженные, которые под нагрузкой имеют параллельные пояса. 4 ил.

Фиг.1

5 678

(Риг.г

Фыз,4