ПОЛЫЙ СТЕРЖЕНЬ ДЛЯ ЛЕГКИХ КОНСТРУКЦИЙ Советский патент 1928 года по МПК E04C3/08 

Изобретение касается полых стержней, которые могут быть применяемы сами по себе или в качестве составных частей легковесных балок и ферм и должны, при большой собственной жесткости, быть возможно легковесными. С этой целью стержень, как целое, делается составным из двух частей и изготовляется соединением двух отдельных стержней, которые приспособлены к тому, чтобы их легко можно было соединить в один составной полый стержень, имеющий особенно большой момент инерции при данном весе на единицу длины и дающий возможность удобного присоединения к другим составным частям сооружения, а равно пригодный, в частности, для узловых скреплений.

На чертеже фиг. 1-5 представляют сечения различных вариантов предлагаемого полого стержня, фиг. 6 - сечение стержня в другой форме выполнения его, фиг. 7-10 поясняют применение этих стержней для сооружения составных балок, фиг. 11-15 изображают узловые скрепления с помощью таких полых стержней и, наконец, фиг. 16-18 - балки с попарно расположенными и образующими пояса полыми стержнями.

В вариантах по фиг. 1-5, в каждом случае, стержень А, имеющий корытообразную форму и относительно широкие полки, охватывает стержень В, тоже корытообразной формы и примерно той же ширины, но с более короткими полками. Оба стержня могут иметь более или менее закругленную основную форму прямоугольного типа. Для стержней, для которых требуется большой момент инерции, при небольшом лобовом сопротивлении, поперечное сечение берется в форме полукруга или полуэллипса. При этом вовсе не требуется, чтобы спинка внутреннего стержня В была плоской, она может иметь кривизну соответствующую или обратную таковой внешнего стержня А, при чем, в последнем случае, лишь необходимо, чтобы обе кромки стержней на внутренней стороне были непосредственно доступны. В некоторых случаях можно загибать корытообразно концы полок одного из стержней так, чтобы они охватили концы полки другого (фиг. 3 и 4). Это может иметь место, например, когда соединение производится путем электрической сварки или когда листовая сталь, из которой изготовляются стержни, настолько тонкостенна, что склепывание лишь двухслойно сложенных таких листов представляет трудности.

Основная форма поперечного сечения стержня может быть также трапецоидальной в том случае, когда полый стержень применяется не как самостоятельная часть сооружения, а служит для образования пояса ящикообразной балки с треугольным поперечным сечением. На фиг. 7 и 8 изображена в продольном виде и в поперечном разрезе балка, связи с которой сделаны, соответственно, плоскими. Если имеет значение, чтобы расположенные снаружи полок стержни связи не выходили из габарита ширины полых стержней, то целесообразно применять внешний стержень с несколько подогнутой полкой. На фиг. 9 и 10 показаны продольный вид и поперечное сечение таким образом сооруженной ящикообразной балки, в которой ширина фермы, несмотря на относительно широко сделанную связь D, не превосходит ширины поясных стержней. Вследствие этого, такая ферма может быть обтянута тканью, как это оказывается необходимым при постройке летательных аппаратов, без того, чтобы ткань была попорчена острыми краями или выступами.

Как можно видеть из фиг. 6, обе одинаково направленные полки дают возможность простого присоединения к листам Е узлового скрепления. В случае надобности можно также ввести в жесткое соединение с листами узлового скрепления середину внешней стержневой половины А с помощью простой корытообразной полосы F. Если внешняя стержневая половина А должна быть склепана с полосой, такая работа облегчается тем, что внутренняя стержневая половина В снабжается отверстиями, края которых сделаны с буртиками b′. Так как, благодаря этим буртикам, жесткость стержневой половины В существенно увеличивается, то отверстия можно проделать по всей длине и этим достигнуть заметного уменьшения в весе без вредного влияния на прочность.

Фиг. 11-13 изображают простое узловое скрепление с двумя взаимно перпендикулярно направленными стержнями в боковом виде, без верхнего покрывающего листа, боковой вид с частичным разрезом и разрез по обеим стержневым осям. Для отдельных частей даны те же обозначения, что и на фиг. 6, представляющей сечение предназначенных к соединению стержней. Соединение сквозного стержня 1 с двумя такими же, перпендикулярно от него ответвляющимися, стержнями 11 в одно прочное узловое скрепление понятно из фигур без дальнейших пояснений. Фиг. 14 и 15 представляют боковой вид с частичным разрезом и разрез узлового скрепления, в котором от сквозного поясного стержня 1 ответвляется один вертикальный стержень связи II и два косых стержня связи III. Все четыре стержня имеют одинаковое поперечное сечение и соединяются склепыванием с одним общим, скобообразно охватывающим поясной стержень, листом Е, при посредстве соединительных листов F, которыми середины стержней I и II присоединяются к узловому листу Е.

Балка, изображенная на фиг. 16, 17 и 18, состоит из четырех поясных стержней G и ряда связующих стержней Н. Поясные стержни, расположенные попарно с обеих сторон, составляющих вертикальную стенку стержней связи, образуют верхний и нижний пояс. Все стержни G и Н имеют по существу одинаковое поперечное сечение, состоящее из двух отдельных стержней G¹ и G² прямоугольного корытообразного сечения. Оба отдельные стержня имеют приблизительно одинаковую ширину, но значительно отличающуюся высоту.

Имеющий самую большую высоту стержень G¹ куполообразно охватывает стержень G² таким образом, что параллельные и одинаково направленные кромки составного стержня доступны как с внутренней, так и с внешней стороны. Поясные стержни G, обращенной к вертикальной стенке стороною своего внешнего стержня G¹, приклепаны в той стороне стержней связи Н, в которую направлены полки последних, и притом так, что плоскость симметрии поясных стержней перпендикулярна к плоскости симметрии стержней связи. Благодаря тому, что этим оставляются свободные полки в верхнем и нижнем поясах, балка, в случае надобности, может быть легко облицована покрывающими листами или каким-либо образом приклепана к другим частям сооружения. Чтобы облегчить склепывание поясных стержней со стержнями связи, у поясных стержней G обращенные к вертикальной стенке стороны внутренних стержней G² могут быть снабжены отверстиями для введения заклепок или заклепочного инструмента.

1. Полый стержень для легких конструкций, составленный из двух частей корытообразного сечения, отличающийся тем, что два корытообразных стержня А и В с плоскими или изогнутыми стенками соединены непосредственно своими обращенными наружу полками, имеющими неодинаковую ширину, в один стержень с замкнутой полостью (фиг. 1-5).

2. Форма выполнения полого стержня по п. 1, отличающаяся тем, что для введения заклепок и заклепочного инструмента, с целью соединения с другими конструктивными частями, внутренний стержень В имеет отверстия с буртиками b′ (фиг. 6).

3. Составная балка из стержней по п. 1, отличающаяся тем, что как пояса, так и части вертикальных стенок ее образованы из вышеозначенных стержней, расположенных так, что плоскость симметрии их поперечных сечений совпадает с продольной плоскостью симметрии всей балки (фиг. 7-15).

4. Составная балка из стержней по п. 1-2, отличающаяся тем, что каждый из ее поясов образован парой вышеозначенных стержней, общая плоскость симметрии которых перпендикулярна к плоскости, проходящей через середину связывающих пояса стержней, исполненных также согласно п.п. 1-2 (фиг. 16-18).