Способ изготовления облегченной металлической балки Советский патент 1993 года по МПК E04C3/08 

VI

О

ел о

(А)

ел

Изобретение относится к изготовлению металлоконструкций, а именно балок с перфорированной стенкой, используемых в строительстве в качестве несущих элементов перекрытий и покрытий зданий.

Известен способ изготовления облегченной металлической балки, при котором роспуск исходной балки производится по ломанной,, динии-с образованием шести- 7 л н;цх,,. в стенке изготавливае- |мой балки. Недостатком данного способа яя тёяНо.; чтб в поясах балки в зонах от- BepCTHj4:uO;sHVtK%)T изгибающие моменты от олеречнн)Гс йл,что снижает несущую способность балки. Кроме того, в образованной балке не допускается произвольное приложение нагрузок на верхний пояс балки.

Известен способ изготовления облегченных балок, при котором производят резку стенки исходной балки по пилообразной линии с образованием полубалок с выступами и впадинами, последующим смещением полубалок по выступам, стыковку и сварку. Недостатком образованной балки-является пониженная несущая способность вследствие ее ограниченной высоты, т.к. необходимо обеспечить достаточную надвижку зубьев друг на друга для восприятия сдвигающих усилий и обеспечения жесткости стенки. При использовании вставок увеличивается расход стали. Кроме того, при изготовлении образуются отходы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ изготовления облегченной металлической балки, в котором выступы отдельных полубалок выполнены расширяющимися, отдельные полубалки соединяются друг с другом по выступам таким образом, что каждый выступ одной полубалки крепится к двум выступам другой с помощью свар- ки, при этом в балке образуются трапециевидные отверстия, расположенные в шахматном порядке.

Недостатком данного способа является пониженная несущая способность изготовленной балки, вследствие ее недостаточной конструктивной высоты. Несущая способность данной балки будет дополнительно снижаться в связи с необходимостью учета коэффициента продольного изгиба верхнего пояса в зоне отверстий в плоскости балки при его малой жесткости. Кроме того, в балке невозможно произвольное приложение нагрузок на верхний пояс, что не позволяет использовать ее под беспрогонную кровлю, либо в качестве подкрановой балки.

Целью настоящего изобретения является увеличение несущей способности балки.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе изготовления облегченной металлической балки, при котором производят резку вертикальной стенки ис- ходной балки по зигзагообразной линии с образованием полубалок с выступами и впадинами, осуществляют их стыковку и сварку по выступам, согласно изобретению зигзагообразную линию с расширяющимися тра0

пециевидными выступами с углом наклона

боковых сторон к большему основанию трапеции равным 45°, при этом меньшее основание равно 0,828 h, где h - высота выступа, затем образованные полубалки стыкуют по

5 выступам сварными швами на длину расширяющейся части выступов с образованием треугольных участков. Образовавшиеся участки отрезают от выступов по вертикальным линиям, после чего из выступов верхней

0 полубалки вырезают треугольные участки с прямым углом при вершине и разрезают их пополам по высоте. Образованные половины приваривают к выступам нижней полубалки с образованием на выступах обеих

5 полубалок V-образных вырезов. Затем отрезанные от стенки треугольники приваривают катетами к вертикальным и горизонтальным участкам стенки верхней полубалки. Образованные верхнюю и ниж0 нюю полубалки стыкуют сваркой по вертикальным линиям катетов V-образных выступов.

Предлагаемая,совокупность отличительных признаков позволяет использовать

5 для увеличения высоты балки практически всю плоскую часть стенки и получить облегченную балку высотой до 2,13 высоты исходной балки, что увеличивает ее несущую способность. Место приложения нагрузок к

0 верхнему поясу балки - произвольно.

На фиг.1 - 7 показана схема осуществления предлагаемого способа.

Изготовление облегченной балки производится путем роспуска исходной балки

5 по зигзагообразной линии с трапециевидными расширяющимися выступами на две одинаковых полубалки - верхнюю 1 и нижнюю 2 (фиг.1), причем длина большего основания трапеции в равна 2h/Cos 45° 2,828

0 h, где h - высота выступа, длина меньшего

основания - 2h ( ---- - 1 ) 0,828 h.

cos 45°

Затем производят стыковку образованных полубалок по выступам, причем сварку вы5

ступов друг с другом производят на неполную длину h (фиг.2) и отрезают выступающие треугольники 3. После этого из выступов верхней полубалки 1 вырезают треугольники с прямым углом при вершине

(фиг.2), вырезанные треугольники разрезают пополам по высоте (фиг.2) и половины 4 приваривают к выступам нижней полубалки 2 (фиг/3), таким образом на выступах обеих полубалок образуются вырезы V-образной формы. Отрезанные треугольные участки 3 приваривают катетами к вертикальным участкам стенки и стенкам тзвров во впадинах верхней полубалки-(фиг,4). Треугольные участки из стенки вырезаются с закруглением прямого угла при вершине по г 10 мм (фиг.б), а его половины привариваются закруглениями к середине выступа нижней полубалки (фиг.б). Затем образованные нижняя и верхняя полубалки стыкуются друг с другом вертикальными швами (фиг.б). На конце балки вваривается жесткая встав- 0,828 h

ка 5 высотой

0,414 h, где h

высота выступа (фиг.З). При необходимости возможна постановка ребер жесткости 7 (фиг.б). На другом конце балки также ввари- жесткая вставка 6 (фиг.5). Треугольные участки 3 отрезаются от стенки в нижнем углу с закруглением с целью уменьшения концентрации напряжений (фиг.б).

Данную конструкцию предполагается использовать при строительстве производственного корпуса в качестве подстропильных балок пролетом 18 м. Балка изготавливается из 170Б1 марка стали

Формула изобретения Способ изготовления облегченной металлической балки, включающий резку стенки исходной заготовки по зигзагообразной линии с образованием полубалок с расширяющимися трапециевидными выступами и их стыковку по выступам, отличающий- с я тем, что, с целью увеличения несущей способности балки, зигзагообразную линию выполняют с наклоном боковых сторон к основаниям, равным 45° с меньшим основанием, равным 0,828 h, где h - высота выступа, образованные полубалки стыкуют по высотам сварными швами на длину расширяющейся части выступов с образованием треугольных участков, образовавшиеся уча /

/

0

ВстЗпс 6. Высота образованной балки - 1477 мм. Высота выступов при роспуске исходной балки h 547 мм, длина меньшего основания э 453 мм. Момент инерции балки по наименьшим сечениям поясов ix 526300 см , момент сопротивления Wx - 7126 см3. Балка - прототип имеет высоту равную 1,8 высоты исходной балки 124,8см, 1Х 439500 см4. Wx - 7041 см3. Увеличение жесткости:

526300-439500 439500

%.

Увеличение несущей способности по моменту сопротивления (без учета дополнительных изгибающих моментов в тавровых сечениях поясов от действия поперечных сил):

7126-7041 7041

.2 %.

Кроме того, преимуществами предлагаемой балки является возможность произвольного приложения нагрузок к верхнему поясу, а также большие по сравнению с прототипом размеры отверстий в стенке, позво- ляющие пропустить через них коммуникации больших габаритов.

стки отрезают от выступов по вертикальным линиям, после чего из выступов верхней полубалки вырезают треугольные участки с прямым углом при вершине, разрезают их пополам по высоте, образованные половины приваривают к выступам нижней полубалки с образованием на выступах обеих полубалок V-образных вырезов, затем отрезанные от стенки треугольники приваривают катетами к вертикальным и горизонтальным участкам стенки верхней полубалки, образованные верхнюю и нижнюю полубалки стыкуют сваркой по вертикальным линиям катетов V-образных выступов.

л/

te

Использование: изобретение относится к области изготовления металлоконструкций, а именно - балок с перфорированной стенкой. Сущность изобретения: способ изготовления облегченной металлической балки, включающий резку стенки исходной заготовки по зигзагообразной линии с образованием полубалок с расширяющимися трапециевидными выступами и их стыковку по выступам, причем зигзагообразную линию выполняют с наклоном боковых сторон к основаниям, равным 45°, с меньшим основанием, равным 0,828 h, где h - высота выступа, образованные полубалки стыкуют по выступам сварными швами на длину расширяющейся части выступов с образованием треугольных участков, образовавшиеся участки отрезают от выступов по вертикальным линиям; после чего из выступов верхней полубалки вырезают треугольные участки с прямым углом при вершине, разрезают их пополам по высоте, образованные половины приваривают к выступам нижней полубалки с образованием на выступах обеих полубалок V-образных вырезов, затем отрезанные от стенки треугольника приваривают катетами к вертикальным и горизонтальным участкам стенки верхней полубалки, образованные верхнюю и нижнюю полубалки стыкуют сваркой по вертикальным линиям катетов V-образных выступов, б ил.: у fe

Линия роспуска

№

Фиг.1

9С096А1