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

Изобретение относится к изготовлению металлических балок с перфорированной стенкой. .:

Целью изобретения является увеличе- .ние несущей способности балки.

На фиг. 1 показана схема роспуска исходной балки и дополнительной вырезки из верхней полубалки треугольных участков; на фиг. 2,- приварка к выступам нижней полубалки вырезанных треугольных участков; на фиг. 3 - вырезка треугольных участков из образованной нижней полубалки; на фиг. 4 - приварка.вырезанных из нижней полубалки треугольных участков k верхней;

на фиг. 5.- конструкция балки, изготовлен- ной по предлагаемому способу; на фиг. 6 - узел А на фиг. 5; на фиг. 7 - статическая схема балки, . . . | Изготовление облегченной балки про- изводится путем роспуска исходной балки по зигзагообразной линий с прямоугольны- | Ми выступами на две одинаковых полубалки f верхнюю 1 и нижнюю 2 и последующей вы- резкой из выступов верхней полубалки 1 ; прямоугольных треугольников с прямым уг- лом при вершине и разрезкой их по высоте на два одинаковых прямоугольных треугольника 3 (фиг. 1, причем отношение высо.41

ю

00

СП 4|

ты выступа к его длине равно 0,5, а вырезка треугольников из выступов верхней полубалки производится со скруглением прямого угла при вершине радиусом 10 мм (фиг.

6)..

Таким образом, выступы верхней полубалки приобретают V-образную форму. Далее вырезанные треугольные участки 3 приваривают катетами к выступам нижней полубалки, при этом также образуется V-об- разная форма (фиг. 2), при этом треугольные участки 3 привариваются скругленными углами к выступу нижней полубалки 2 со смещением катетов к середине выступа (фиг. 6).

К концевому участку нижней полубалки приваривают дополнительный элемент 4 (фиг. 2). После этого из образованных выступов нижней полубалки вырезаются участки 5 (фиг. 3) в виде прямоугольных треугольников с меньшим катетом, равным 0,5Ь и с углом наклона его к нижнему поясу балки, равным arcsin 0,6. При этом больший катет равен 2/ЗЬ, где b-длина выступа.

Вырезка треугольных участков 5 производится со скруглением прямого угла (фиг. .3). Вырезанные треугольные участки размещают в прямоугольных впадинах верхней полубалки 1 и приваривают катетами к верхнему поясу к стенке (фиг. 4). Образованные: верхнюю и нижнюю части стыкуют друг с другом сваркой вертикальным швом по краям элементов 3 и 5 (фиг, 6). На конце балки вваривается жесткая вставка 6 (фиг. 5). При необходимости возможна постановка ребер жесткости 7 (фиг. 6);

Согласно заявляемому изобретению углы наклона катетов, вырезаемых из нижней части треугольников к нижнему поясу балки (фиг. 6), равны arcsin 0,6. Так как в общем случае при стыковке полубалок без дополнительных выступов с V-образными вырезами угол наклона катета равен arcsin

-- -т-х-(1), где h - высота выступа; b 161т +V

длина выступа, то в нашем случае высота балки увеличивается еще на высоту выступа h. Таким образом, можно принять высоту отдельной полубалки 1,5h или в нашем случае равным 0,5 1,5Ь,

Подставляя это значение вместо h в формулу (1) получим угол наклона а (фиг. 6), равный arcsin 0,6, и величину большего катета - 4/3 h. Отношение высоты выступа к его длине, равное 0,5, в отдельных полубалках необходимо из условия получения прямого угла при вырезке треугольников из выступов верхней полубалки, в то же время данное соотношение дает достаточную длину стенки г (фиг. 6), воспринимающей сдвигающие усилия в балке.

Изготовленная данным способом балка представляет собой систему жестких пластин сложной конфигурации с квадратными отверстиями в верхней зоне, шарнирно соединенных в верхней части непосредственно друг с другом, в нижней - с помощью стержней (фиг. 7). По краям балку замыкают

жесткие концевые элементы..

П р;и м е р. В разрабатываемом проекте малярного цеха пролетом 21 м с шагом рам 6 м под прогонную кровлю с расчетной нагрузкой от покрытия равной 3500 Па предла5 гается использовать облегченную металлическую балку, изготовленную по предлагаемому способу из двутавра 55Б2 ГОСТ 26020-83, сталь С 245 по ГОСТ 27772-88. Высота исходной балки 5.50 мм, высота выступа

0 отдельной полубалки-440мм, длина выступа - 880 мм. Из выступов верхней полубалки вырезаются прямоугольные треугольники высотой 440 мм и разрезаются пополам по высоте, полученные треугольники привари 5 ваются к выступам нижней полубалки, из образованной нижней полубалки вырезаются участки в виде прямоугольных треугольников с закруглением прямого угла радиусом 30 мм с меньшим катетом равным

0 0,5 длины выступа, или 440 мм, угол наклона его к нижнему поясу балки равен arcsin 0,6 36°52, длина большего катета - 2/3 -880 587 мм. После этого вырезанные треугольники устанавливаются во впадинах верхней

5 полубалки и привариваются к верхнему поясу и стенке. Далее выступы нижней полубалки заводятся в образованные вилки верхней полубалки и стыкуются вертикальным сварным швом.

0 Вырезка треугольников из верхней полубалки производится с закруглением прямого угла радиусом 10 мм, половины вырезанных треугольников устанавливаются на выступы нижней полубалки закругле5 ниями смещенными к середине выступа для возможности заводки выступа нижней полубалки в вилку верхней. Высота изготовленной таким образом балки - 143 см. Момент инерции балки по наименьшим сечениям

0 поясов 394600 см4. Балка - прототип, выполненная из того же двутавра 55 Б2, имеет высоту 70 см, момент инерции 115000 см , увеличение жесткости - в 3,43 раза. Фор мул а изобретения

5 Способ изготовления облегченной металлической балки, включающий резку исходной балки по зигзагообразной линии с образованием верхней и нижней полубалок с прямоугольными выступами и впадинами и последующую их стыковку по выступам,

отличающийся тем, что, с целью повышения несущей способности балки, используют полубалки с прямоугольными выступами с отношением их высоты к их длине равным 0,5, а перед стыковкой полубалок из- выступов верхней полубалки вырезают участки в виде прямоугольных треугольников с прямым углом при вершине с образованием в верхней полубалке V-образных выступов, полученные треугольные участки разрезают пополам по высоте и эти половины привари

0

вают к выступам нижней полубалки с образованием V-образных выступов, затем из нижней полубалки вырезают прямоугольные треугольники с меньшим катетом, равным половине длины выступа, а большим - равным 2/3 длины выступа, после чего устанавливают эти треугольники катетами во впадины верхней полубалки, а стыковку частей балки осуществляют вертикальным швом по катетам на части V-образных выступов,:

Применение: изобретение относится к изготовлению металлоконструкций, а именно балок с перфорированной стенкой. Цель изобретения - увеличение несущей способ- .ности балки и унификации ее использования. .Сущность изобретения: по предложенному способу производят резку стенки исходной балки по зигзагообразной линии с образованием полубалок с выступами и впадинами. При этом зигзагообразную линию выполняют с прямоугольными выступами с отношением высоты выступа к его длине, равным 0,6. Дополнительно из выступов верхней полубалки вырезают прямоугольные треугольники с прямым углом при вершине. Вырезанные треугольники разрезают пополам по высоте и приваривают половины к выступам нижней полубалки, таким образом на обеих прлубалках образуются выступы в форме ласточкина хвоста. Затем из образованной нижней полубалки вырезают.прямоугольные треугольники с меньшим к;атетом, равным половине длины выступа, и углом наклона его к нижнему поясу, равным arcsin 0,7. Вырезанные треугольники приваривают к поясу и стенке верхней полубалки и соединяют сваркой две полубалки по вертикальным линиям. 7 ил. ел с