Сталева рама із складених моносиметричних двотаврових профілів з поперечно-гофрованими стінками

Реферат: Сталева рама складається з ригеля і двох стояків, жорстко з'єднаних з ригелем, та з шарнірним або жорстким обпиранням на фундаменти. Кожний елемент виконують з одного моносиметричного двотавра постійної висоти, який розрізаний на ділянки, що розташовані таким чином, щоб у стиснутій зоні знаходився пояс з більшою площею. UA 71801 U (12) UA 71801 U UA 71801 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі будівництва і може бути використана при виробництві сталевих рам для застосування в каркасах одноповерхових будівель громадського, промислового та сільськогосподарського призначення. Відома конструкція сталевої рами, елементи якої мають змінний переріз за рахунок зміни висоти стінки по довжині. Такі елементи можуть виготовлятися як з листової сталі з плоскими стінками [1], так і з використанням гофрованих стінок [2]. Недоліком таких рам є те, що у порівнянні з рамами постійного перерізу, які мають таку саму несучу здатність, рами зі змінною по довжині висотою перерізу мають підвищену деформативність при вітрових та однобічних снігових навантаженнях, підвищені витрати металу, трудомісткість виготовлення і монтажу, а також наявність значних відходів при виготовленні. Найбільш близьким аналогом є суцільностінчаста сталева рама, яка складається з стояків, які шарнірно спираються на фундаменти та мають двотавровий переріз з попередньо напруженою стінкою, що має змінну по довжині висоту та гнучкість від 80 (на опорі) до 200 (в карнизному вузлі), і ригеля двотаврового асиметричного перерізу, жорстко приєднаного до стояків і складеного із трьох рівних частин з гнучкістю попередньо напруженої стінки 200…500, причому середня частина повернута відносно крайніх на 180° навколо поздовжньої осі з розташуванням більшої полиці по верхньому поясу ригеля [3]. Недоліками такої рами, крім вищезгаданих, є підвищена трудомісткість виготовлення, внаслідок необхідності створення попереднього напруження тонкої стінки двотаврів, а також складність контролю величини попереднього напруження. Задачею корисної моделі є зниження витрат сталі і трудомісткості виготовлення, отже вартості сталевої рами, а також розширення діапазону районів застосування з підвищеними сніговими і вітровими навантаженнями. Поставлена задача вирішується тим, що в елементах сталевої рами, яка складається з ригеля і двох стояків з шарнірним або жорстким обпиранням на фундамент та жорстким примиканням ригеля до стояків використовуються двотаври моносиметричного перерізу з гофрованою стінкою постійної висоти по довжині елемента, тобто його пояси мають різну площу, а відповідно, і різні моменти опору W. Особливістю статичної роботи такої рами є наявність в її елементах поздовжньої сили та згинального моменту, який змінює величину та свій знак на протилежний декілька разів по довжині елемента. Для зменшення витрат сталі елемент рами згідно з епюрою згинальних моментів, розбивається на декілька ділянок (відправних елементів) певної довжини таким чином, щоб у стиснутій зоні або більш напруженій зоні перерізу розташовувався пояс з більшою площею, а у розтягнутій або менш стиснутій зоні перерізу - пояс з меншою площею. Елемент виконується з одного і того ж самого моносиметричпого двотавра з постійною висотою перерізу по довжині, ділянки якого повертаються одна відносно іншої на 180° вздовж поздовжньої осі елемента. Отриманий таким чином профіль має меншу площу перерізу у порівнянні з елементом симетричного перерізу, бо найбільш повно використовується для сприймання поздовжньої стискувальної сили та згинальних моментів різних знаків. Одночасно з цим він має постійну жорсткість по довжині L. Така конструкція дозволяє cконструювати елементи рами з використанням одного (чи двох) типорозмірів профілів, що забезпечує зменшення витрат сталі та трудомісткості виготовленні конструкцій в заводських умовах. В разі жорсткого спирання стояків на фундаменти аналогічним чином з того самого (чи іншого) двотаврового профілю виконуються і стояки, які змінюють свій переріз в місці зміни знаку епюри згинальних моментів. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому показана схема рами. Необхідна довжина ділянок l1 і h1, зображених на кресленні залежить від значення снігового і вітрового навантаження та співвідношення висоти і прольоту рами H/L. Додаткове зменшення згинальних моментів і прогинів в прольоті ригелів забезпечується також внаслідок появи згинального розвантажувального моменту від зміщення осей ділянок на величину е. Пояси елементів рами виготовляються із широкоштабової сталі, а стінка - із холоднокатаної сталі товщиною 2…3 мм. Використання гофрованої стінки з гнучкістю 300-600 також призводить до економії витрат сталі та зниження трудомісткості виготовлення і монтажу. Джерела інформації: 1. Катюшин В. В. Здания с каркасами из стальных рам переменного сечения (расчет, проектирование, строительство). - М.: ОАО "Изд-во "Стройиздат", 2005. - С. 11-13, 35-39, 54. 656 с. 2. Нилов А. А., Мартишок А. Я., Лазнюк М. В., Рыженко С. С. Рамы из сварных двутавров с гофрированной стенкой // Збірник наукових праць Українського науково-дослідного та 1 UA 71801 U проектного інституту сталевих конструкцій імені В. М. Шимановського / Під загальною редакцією заслуженого діяча науки і техніки України, д.т.н., професора О. В. Шимановського. - К.: Вид-во "Сталь", 2009, вип. 4. - С. 71-78. 3. Авторское свидетельство СССР № 894128, кл. Е04С 3/10, 1981. 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 Сталева рама, яка складається з ригеля і двох стояків, жорстко з'єднаних з ригелем, та з шарнірним або жорстким обпиранням на фундаменти, яка відрізняється тим, що кожний елемент виконують з одного моносиметричного двотавра постійної висоти, який у відповідності з епюрою згинальних моментів розрізаний на ділянки, що розташовані таким чином, щоб у стиснутій зоні знаходився пояс з більшою площею. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2