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

Изобретение относится к области изготовления металлоконструкций, в частности балок с перфорированной стенкой, используемых в строительстве в качестве несущих элементов зданий и сооружений.

Целью изобретения является увеличение несущей способности балки и снижение металлоемкости.

На фиг.1 показана схема роспуска исходной балки; на фиг.2 - стыковка верхней и нижней частей балки; на фиг.З - вырезка выступающих треугольных частей; на фиг,4 - конструкция балки, изготовленной по предлагаемому способу; на фиг.5 - узел I на фиг.4; на фиг.б - статическая схема балки.

Изготовление облегченной балки производится путем роспуска исходной балки по зигзагообразной линии с трапециевидными расширяющимися выступами на 2 одинаковых полубалки - верхнюю 1 и нижнюю 2 (фиг.1), последующей стыковки сварным швом по выступам (фиг.2), причем длина большего основания трапеции о

равна 2hB/cos45° 2,828hB, где h8 - высота выступа, длина меньшего основания а

2hB (-1) 0,828hB, угол между бокоcos45°

вой стороной трапеции и большим основанием 45°. Далее из стенки вырезаются выступающие части 3 в виде прямоугольных треугольников (фиг.З) и привариваются катетами к верхнему поясу и стенке балки (фиг.4) Треугольники вырезаются со скруг- лением прямого угла в местах их соединения с нижним поясом (фиг.5) с целью уменьшения концентрации напряжений. На конце балки вваривается жесткая вставка 4 (фиг,4) При необходимости возможна постановка ребер жесткости 5 (фиг 5) Согласно заявляемому изобретению углы между боковыми сторонами и большими основаниями выступов равны 45° (фиг.1), т к. после стыковки образуют прямые углы (фиг.2), которые затем своими сторонами примыкают к верхнему поясу и стенке (фиг 4) Высота

(Л

00

го

ел со о

выступа he (фиг.1) связана с размерами боровой стороны и основания выступа отношением:боковая сторона С

cos45°

1,424 пв (1) вследствие принятого угла наклона боковой стороны, большее основание hB

Ь « 2с 2

2,828 ha (2) , т.к. катеты

cos45°

отрезанных выступов ввариваются в отверстие длиной 2 с (фиг.5), меньшее основание выступа а (Ь - 2hB) (фиг.1), а 2hB(1 /cos 45°- - 1) 0,828hB (3) - из условия соотношения сторон в данной трапеции.

Изготовленная данным способом бзлка представляет собой систему жестких пластин сложной конфигурации, шарнирно соединенных в верхней части непосредственно друг с другом, в нижней - с помощью стэр- жней. По краям балку замыкают жесткие концевые элементы.

П р и м е р. В разрабатываемом проекте теплой автостоянки предполагается использовать облегченную металлическую балку, изготовленную по предлагаемому способу из двутавра 45Б1 пролётом 12 м с подвесным краном грузоподъемностью 50 кн пролетом 9 м (в местах крепления кранов к нижнему поясу вводятся подвески). Выполняется резка вертикальной стенки исходной балки по зигзагообразной линии с образованием полубалок с расширяющимися трапециевидными выступами с углом наклона боковых сторон к большему основанию, равным 45°. При этом высота выступа Ьв 355мм, длина большего основания Ь 1004,1 мм, длина меньшего основания а 294 мм. После роспуска исходной балки производится стыковка по выступам образованных полубалок. Затем вырезаются треугольные выступы стенки и привариваются катетами к верхнему поясу и стенке балки.

При этом высота образованной балки составляет 1,8 высоты исходного двутавра - 800 мм. Момент инерции балки по наименьшим сечениям поясов х 65475 см4; Wx 1636 см3. Высота балки-прототипа - 670 мм (1,5 высоты исходного двутавра), 1Х - 45070 см 1, Wx 1345 см2. Увеличение жесткости: 65475-45070 ,

45070.

При расчете по допускаемым напряжениям увеличение несущей способности:

(1636 - 1345)100% 71 R о/ .о/о.

Преимуществом предлагаемого способа изготовлений облегченной металлической балки по сравнению с прототипом является повышение несущей способности балки. При этом материал исходной балки используется полностью, без отходов.

Формула изобретения

Способ изготовления облегченной металлической балки, включающий резку стенки исходной заготовки по зигзагообразной линии с образованием полубалок с выступами и впадинами, их стыковку и сварку по

выступам, отличающийся тем, что, с целью повышения несущей способности балки и снижения металлоемкости, зигзагообразную линию выполняют с расширяющимися выступами в виде равнобоких

трапеций, причем разность между меньшими и большими основаниями равна 2hB, где ha - высота выступа, а величина меньшего основания равна 0,828 hB, а после стыковки и сварки по выступам из стенки вырезают

выступающие треугольные выступы и приваривают их катетами к верхнему поясу и стенке балки.

ijft ,ь а Ji

Использование: для приготовления металлических балок с перфорированной стенкой. Сущность изобретения: в способе изготовления облегченной металлической балки стенку исходной заготовки разрезают по зигзагообразной линии с образованием полубалок с выступами и впадинами, их стыковку и сварку осуществляют по выступам Зигзагообразную линию выполняют с расширяющимися выступами в виде равнобоких трапеций с определенным соотношением между основаниями и высотой. После стыковки и сварки по выступам из стенки вырезают выступающие треугольные выступы и приваривают их катетами к верхнему поясу и стенке балки/6 ил.

лиыия РОСДУСКА

Фиг. 2

ФмгЛ

VL

Фиг. 4