Вузол спряження сталевих балок з поперечно гофрованими хвилястими стінками

Реферат: Вузол спряження сталевих балок з поперечно гофрованими хвилястими стінками для пониженого з'єднання балок. Поперечне ребро проектується недотичним до стінки, складається з двох частин, що кріпляться тільки до полиць, завдяки чому розміщення ребер не вимагає узгодження з обрисом хвилі гофрованої стінки, зменшується навантаження на стінку та розвантажується стиснута верхня полиця, за рахунок чого знижуються витрати металу і трудомісткість виготовлення балки. UA 120477 U (12) UA 120477 U UA 120477 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі будівництва і може бути використана для довгомірних несучих будівельних елементів у вигляді балок із стінками, деформованими в поперечному напрямку у вигляді гофрів, наприклад хвилястого обрису. Відомі конструктивні рішення спряження двотаврових балок (головних) з балками, розміщеними в інших напрямках (другорядних) при їх примиканні збоку та вирівнюванні по верхніх гранях (тобто в одному рівні) за допомогою поперечних ребер, що кріпляться до полиць та стінки головних балок за допомогою зварювання. Такі ребра можуть виготовлятися як з листової сталі, так і з використанням кутиків відповідного калібра [1, рис. 9.6, в, стор. 230]. Для балок з хвилястими стінками такі ребра практично не виконують функцій забезпечення міцності або стійкості [1, глава 10] та використовуються переважно для утворення вузла спряження балок. Недоліком такого конструктивного рішення є те, що поперечні ребра, поставлені в місцях приєднання другорядних балок, через наявні хвилі стінки конструюються несиметричними відносно поздовжньої осі стінки та створюють ексцентриситет прикладання навантаження на стінку, або ж стінка балки розрізається на всю довжину, а частини стінки та полиць приварюються до поперечного ребра в прорізі, що вимагає додаткових трудовитрат та знижує надійність конструкції. Найбільш близьким за суттю до корисної моделі є конструктивне рішення, викладене в [2, вузли 15, 19], що не вимагає розрізування стінки. В даному конструктивному рішенні поперечні ребра не стикаються із стінкою, а хвиляста стінка в зоні примикання допоміжних балок для від'єднання поперечних ребер від стінки підсилена плоскими накладками товщиною 3…5 мм, до яких потім приварюються поперечні ребра, як у випадку з плоскою стінкою. Недоліком такого конструктивного рішення є підвищені витрати сталі і трудомісткість на виготовлення, підгонку та приварювання плоских накладок. Задачею розробки моделі вузла спряження сталевих балок двотаврового перерізу з гофрованою стінкою без порушення цілісності стінки в процесі виготовлення є зниження витрат сталі і трудомісткості виготовлення, отже і її вартості, а також підвищення несучої спроможності вузла. Задача вирішується тим, що двотаврова балка з поперечно гофрованою хвилястою стінкою та полицями із плоских смугових листів для спряження з другорядними балками облаштовується поперечним ребром-тягою, що приєднується до полиць та не дотикається до стінки (Фіг. 1). Конструктивно тяга виконується з плоскої смугової сталі (Фіг. 1,а) або з кутика (Фіг. 1,б) відповідного розміру. Таким чином, в стінці не виникають місцеві напруження (як у випадку відсутності ребра), а зусилля від другорядної балки передається на верхню та нижню полиці двотаврової балки через тягу. Конструкція працює таким чином. Допоміжна балка приєднується до ребра-тяги (Фіг. 2), в разі використання монтажного з'єднання на болтах, ширина ребра-тяги призначається з дотриманням нормативних вимог [3, табл. 16.3], а площа поперечного перерізу визначається з умови міцності або стійкості ребра-тяги [3, формули (8.1)-(8.5)]. Залежно від рівня спряження балок (Фіг. 3) поздовжнє зусилля в ребрі-тязі може бути відрегульоване за рахунок зміни висоти примикання допоміжної балки та буде визначатися так: l у верхній частині розтяг N1  N(1  1 ) , l l1 у нижній частині стиск N 2  N , l де N - зусилля, що передається від допоміжної балки; N1 та N2 - зусилля відповідно у верхній та нижній частинах ребра-тяги; l1 та l2 - довжина відповідно верхньої та нижньої частин ребра-тяги. За наявності болтового приєднання ребра-тяги до верхньої полиці через вертикальний овальний отвір (Фіг. 4) на верхню полицю зусилля не передається, тобто N1  0 . Додаткова ефективність досягається тим, що з використанням ребра-тяги частина навантаження переноситься на нижню розтягнуту полицю головної балки при відповідному зменшенні локального навантаження на верхню стиснуту полицю, а перевірка стійкості стінки виконується без врахування місцевих напружень, тобто loc  0 [3, формула (24.12)], а при з'єднанні ребра-тяги з верхньою полицею болтовим з'єднанням з вертикальним овальним отвором зусилля не передається також і на верхню стиснуту полицю. Конструктивне рішення дозволяє приєднувати балки під будь-яким кутом, змінюючи положення ребра-тяги. 1 UA 120477 U 5 10 15 Дане конструктивне рішення дозволяє зменшити витрати сталі, трудомісткості виготовлення та вартості балки, а також підвищити несучу спроможність за рахунок використання вузла, утвореного ребром-тягою. Сутьь корисної моделі пояснюється кресленнями: Фіг. 1. Схема балки з недотичним до стінки ребром-тягою, ребро-тяга з смугової сталі (а), ребро-тяга з прокатного кутика (б). Фіг. 2. Вузол сталевих балок, утворений ребром-тягою. Фіг. 3. Схема прикладання навантаження до ребра-тяги. Фіг. 4. Примикання ребра-тяги до верхньої полиці балки через кутик з овальним отвором. Джерела інформації: 1. Нілов О.О., Пермяков В.О., Шимановський О.В., Білик С.І., Лавріненко Л.І., Белов І.Д., Володимирський В.О. Металеві конструкції: Підручник. - Видання 2-е/ Під загальною редакцією О.О. Нілова та О.В. Шимановського. -К.: Вид-во "Сталь", 2010. - 869 с. 2. Балки двутавровые гофрированные облегченные (гофро-балки). ТУ У В.2.6-28.130653953-007:2007) Рекомендации по проектированию. - СМК "Металлист", Харьков, 2013. [Електронний ресурс] Режим доступу: http://smk.com.ua/assets/files/rekomendacii_po_proektirovaniyu_gofro-balok_2013.pdf 3. ДБН В.2.6-198:2014. Сталеві конструкції. Норми проектування. - К.: Мінрегіон України, 2014. - 199 с. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 1. Вузол спряження сталевих балок з поперечно гофрованими хвилястими стінками для пониженого з'єднання балок, який відрізняється тим, що поперечне ребро проектується недотичним до стінки, складається з двох частин, що кріпляться тільки до полиць, завдяки чому розміщення ребер не вимагає узгодження з обрисом хвилі гофрованої стінки, зменшується навантаження на стінку та розвантажується стиснута верхня полиця, за рахунок чого знижуються витрати металу і трудомісткість виготовлення балки. 2. Вузол спряження сталевих балок з поперечно гофрованими хвилястими стінками за п. 1, який відрізняється тим, що для розвантаження верхньої полиці балки поперечне недотичне до стінки ребро-тяга встановлюється під потрібним кутом. 2 UA 120477 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3