Многопролетная несущая балка Советский патент 1982 года по МПК E04C3/00 

(54) МНОГОПРОЛЕТНАЯ НЕСУЩАЯ БАЛКА

I

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве несущих балок для промышленных зданий и соО4)ужений.

Известен также строительный элемент типа составной балки, в котором один из поясов выполнен в виде трубчатого элемента, заполненного бетоном 1.

Однако в такой балке несущая способность на изгиб, недостаточна, а использование прочностных и деформативньгх свойств матери-алов неполное, кроме того, недостатком является повышенная материалоемкость.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является многопролетная несущая балка, включающая пустотелый профиль, часть которого заполнена бетоном 2.

Недостатком этой балки является то, что часть бетона расположена в растянутой зоне балки, а часть внутренней трубы расположена в нейтральной зоне балки, это приводит к неполному использованию прочностных и деформативных характеристик материалов.

Цель изобретения - увеличение несущей способности на изгиб, срез и более полное

использование прочностных и деформативных свойств материалов.

Поставленная цель достигается тем, что многопролетная несущая балка, включающая пустотелый профиль, часть которого заполнена бетоном, снабжена поперечными диафрагмами, установленными в полости балки, на концах и у промежуточных опор, в зоне нулевых изгибающих моментов, причем концы диафрагм раздвинуты к сжатой и сближены к растянутой зонам, а в сжатых зонах между диафрагмами выще горизон10тальной оси балки, в ее полости установлены пластины, ограничивающие замкнутую полость, заполненную бетоном.

Пластина между диафрагмами выполнена с кривизной, соответствующей эпюре от изгибающего момента, выпуклость которой

15 обращена к растянутому поясу, причем высота замкнутой полости равна 0,1-0,4 высоты балки.

На фиг. 1 изображена многопролетная несущая балка, общий вид; на фиг. 2 - то

20 же, с криволинейными пластинами; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1 и 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1 и 2; на фиг. 5 - эпюра изгибающего момента в многопролетной несущей балке при загружении ее равномерно распределенной нагрузкой. Многопролетная несущая балка 1 состоит из полок 2 и стенок 3, образующих профиль, пустотелый внутри. В полости балки у промежуточных опор в зоне нулевых изгибающих моментов и на концах наклонно установлены поперечные диафрагмы 4. В сжатых зонах балки между диафрагмами выще геометрической горизонтальной оси в плоскости балки помещены пластины 5, плоские или изогнутые, а образованная замкнутая полость заполнена высокопрочным бетоном 6. Изготовление несущей балки 1 осуществляется следующим образом. Между стенками 3 устанавливают диафрагмы 4 и соединяют их со стенками при помощи электросварки. Между диафрагмами 4 и стенками 3 устанавливают пластины 5 с последующим их соединением электросваркой. Затем к-стенкам 3 приваривают полки 2. Образованные полости в будущей сжатой зоне балки от эксплуатационной нагрузки заполняют высокопрочным бетоном через специально оставленные отверстия, например, при помощи бетононасоса. Балка работает следующим образом. В неразрезных балках, являющихся статически неопределимыми системами, в середине первого и последующих пролетов нижние фибры сечения балки растянуты, а верхние сжаты, над второй и последующими опорами наоборот; верхние фибры сечения растянуты, а нижние сжаты. Поскольку металл работает наиболее эффективно при растяжении, то в балках в соответствии с эпюрами моментов в середине всех пролетов в вер сней зоне коробчатого тонкостенного стального сечения, а под второй и последующими опорами в нижней зоне коробчатого сече ния, вводится в работу на сжатие бетон. Бетон, при этом, обеспечивает местную устойчивость сжатых зон элементов тонкостенного стального коробчатого сечения балки и эффективно используется при работе-только на сжатие. Зоны бетонирования ограничены продольными и поперечными диафрагмами. Поперечные диафрагмы к тому же обеспечивают жесткость коробчатого сечения от закручивания и соответственно общую устойчивость балки. Продольные диафрагмы способствуют обеспечению местной устойчивости стенок коробчатого сечения в зоне максимальных нормальных сжимающих напряжений. Сечение такой балки может работать в упругопластической стадии. в результате диапазон использования рабочей прочности стали и бетона расщиряется на 15-20%, несущая способность балки увеличивается на 15-20%, а стоимость балки в целом снижается на 10-15%. В многопролетной несущей балке достигается увеличение несущей способности балки на изгиб, срез и более эффективно используются прочностные и деформативные свойства обычных сталей и высокопрочного бетона, в результате чего достигается снижение металлоемкости до 20% в сравнении с цельнометаллическими балками, кроме.того, достигается рациональная работа сжатого бетона, заключенного в балке в обойму; возможность практического создания многопролетной несущей балки из металла и бетона, жизнеспособность которой в значительной .мере определяется ее конструкцией и технологичностью в изготовлении; дальнейщее развитие в области теории и практики комплексных конструкций. Формула изобретения 1.Многопролетная несущая балка, включающая пустотелый профиль, часть которого заполнена бетоно.м, отличающаяся тем, что, с целью увеличения несущей способности на изгиб, срез и более полного использования прочностных и деформативных свойств материалов, балка снабжена поперечными диафрагмами, установленными в полости балки, на концах и у промежуточных опор в зоне нулевых изгибающих моментов, причем концы .диафрагм раздвинуты к сжатой и сближены к растянутой зонам, а в сжатых зонах между диафрагма.ми выше горизонтальной оси балки в ее полости установлены пластины, ограничивающие замкнутую полость, заполненную бетоном. 2.Балка по п. 1, отличающаяся тем, что пластина между диафрагмами выполнена с кривизной, соответствующей эпюре от изгибающего мо.мента, выпуклость которой обращена к растянутому поясу, причем высота замкнутой полости : равна 0,1-0,4 высоты балки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 385011, кл. Е 04 С 3/29, 1972. 2.Патент Японии № 50-16570, кл. 86 (5), опублик. 1975.

Л-Л

2 6

5-5

/

Фиг.

д ч

/К

Й/г.5