Будівельна балка

Реферат: Винахід належить до галузі будівництва і може бути використаний як будівельна несуча балка, яка застосовується для опори дахів, настилів, стель і перекриттів, а також для безкаркасних конструкцій в спорудженнях промислового і цивільного призначення, таких як виробничі, складські, спортивні, сільськогосподарські і комерційні споруди. В основу винаходу поставлено задачу удосконалити відому будівельну балку, що містить каркас, виконаний у вигляді профілю коробчастого перетину, внутрішні кутові ділянки якого виконані з подовжніми С-подібними захватами, орієнтованими відкритими ділянками назовні, шляхом виконання каркаса збірним, що включає однакові щонайменше один верхній і один нижній П-подібні профілі і з'єднаний з ними за допомогою замкових з'єднань щонайменше один Н-подібний сполучний профіль, що дозволяє забезпечити необхідну несучу здатність і жорсткість будівельної балки, а також монтувати балку практично будь-якої необхідної довжини. Новим є те, що каркас балки виконаний збірним і включає однакові щонайменше один верхній і один нижній П-подібні профілі і з'єднаний з ними за допомогою замкових з'єднань щонайменше один Н-подібний сполучний профіль, при цьому кожне замкове з'єднання включає подовжню монтажну вилку з внутрішніми зубами, яка виконана на крайових ділянках одних вертикальних стінок П-подібних профілів і Н-подібного сполучного профілю і встановлений в ній з можливістю фіксації подовжній монтажний стрижень із зубами, який виконаний на крайових ділянках інших вертикальних стінок П-подібних профілів і Н-подібного сполучного профілю. UA 110100 C2 (12) UA 110100 C2 UA 110100 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до області будівництва і може бути використаний як будівельна несуча балка, яка застосовується для опори дахів, настилів, стель і перекриттів, а також для без фермових конструкцій в спорудженнях промислового і цивільного призначення, таких як виробничі, складські, спортивні, сільськогосподарські і комерційні споруди. Відома будівельна балка (див. патент Російської Федерації № 2 276 239, опубліковано 10.05.2006, бюл. №13) яка містить основний каркас, що складається з верхнього і нижнього поясів і розташованих між ними ребер жорсткості, при цьому бічні грані елементів основного каркаса знаходяться в одній вертикальній площині, бічні стінки з гофрованих тонких листів, що скріплені з поясами і ребрами жорсткості, гофри бічних стінок розташовані уздовж подовжньої осі балки, а в гофрах, полиці яких не примикають до ребер жорсткості і поясів, розташовані підкріплюючі ребра, орієнтовані також уздовж подовжньої осі балки, причому елементи основного каркаса, що підкріплюють ребра і бічні стінки сполучені між собою, а підкріплюючі ребра розташовані в гофрах бічних стінок лише в найбільш напружених зонах балки. Основним недоліком вказаного технічного рішення є складність конструкції, що у свою чергу веде до значних трудовитрат на збірку балки. Іншим важливим недоліком є значна вага, складна конструкція виконана з метала, а коли потрібно перекрити безопорний проліт шириною порядку 10-20 метрів вага балки буде значною. Аналіз технічного рівня показав, що у минулому було розроблене і створене безліч балок і балочних систем для використання в будівництві. Конструкція і виготовлення таких балок виконувалися в більшості випадків на основі конкретного застосування та конкретних будівель і споруд. Додатково до цього виготовлення таких балок і балочних систем ускладнювалася за рахунок обмежень, що накладаються конкретною конструкцією компонентів балок і системи кріплення, використовуваної для з'єднання компонентів балок. Таким чином, з'явилася потреба в будівельній балці, компоненти якої стандартизовані з одночасним забезпеченням вимог різних конструкцій будівель і споруд. Найбільш близькою за технічною суттю до винаходу, що заявляється, є профіль силової "MSF", який є будівельною балкою, конструкція якої розкрита в патенті України на промисловий зразок № 22408, опубліковано 10.11.2011, бюл. № 21. Вказана будівельна балка містить каркас, виконаний у вигляді профілю коробчастого перетину, кутові ділянки профілю виконані з подовжніми С-подібними захватами, орієнтованими відкритими ділянками назовні. Вказане технічне рішення було спробою створити універсальну будівельну балку із стандартизованими компонентами із забезпеченням вимог різних споруд і будівель. Подовжні С-подібні захвати використовуються для з'єднання з іншими конструктивними елементами споруди. Балка виготовляється накатувальним пресом з алюмінієвого сплаву АД 31 ГОСТ 4784-97. Балка може бути виготовлена різних типорозмірів при товщині стінок 6-10 мм. Основним недоліком вказаною будівельної балки є відсутність можливості забезпечити необхідну несучу здатність і жорсткість, оскільки для забезпечення необхідній несучої здатності необхідно збільшувати товщину стінок, що економічно невигідно, або збільшувати площу поперечного перетину балки. Сучасні технології дозволяють накатувальним пресом з алюмінієвого сплаву АД 31 2 виготовляти балку з максимальним поперечним перетином площею до 200 см . Отже, така балка має межу по несучій здатності і жорсткості. Іншим важливим недоліком вказаної будівельної балки є існуюча межа по ширині перекриття, це обумовлено тим, що заводи виготовляють балки з алюмінієвих сплавів завдовжки порядку 7 метрів. Іншими словами здійснювати перекриття між двома опорами шириною більше 7 метрів звичайними алюмінієвими балками не є можливим. У основу винаходу поставлено задачу удосконалити відому будівельну балку, що містить каркас, виконаний у вигляді профілю коробчастого перетину, внутрішні кутові ділянки якого виконані з подовжніми С-подібними захватами, орієнтованими відкритими ділянками назовні, шляхом виконання каркаса збірним, що включає однакові щонайменше один верхній і один нижній П-подібні профілі і з'єднаний з ними за допомогою замкових з'єднань щонайменше один Н-подібний сполучний профіль, що дозволяє забезпечити необхідну несучу здатність і жорсткість будівельної балки, а також монтувати балку практично будь-якої необхідної довжини. Поставлена задача досягається завдяки тому, що каркас виконаний збірним, що включає однакові щонайменше один верхній і один нижній П-подібні профілі і з'єднаний з ними за допомогою замкових з'єднань щонайменше один Н-подібний сполучний профіль, при цьому кожне замкове з'єднання включає подовжню монтажну вилку з внутрішніми зубами, яка виконана на крайових ділянках одних вертикальних стінок П-подібних профілів і Н-подібного сполучного профілю і встановлений в ній з можливістю фіксації подовжній монтажний стрижень 1 UA 110100 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 із зубами, який виконаний на крайових ділянках інших вертикальних стінок П-подібних профілів і Н-подібного сполучного профілю. У конструкції будівельної балки разом з двома П-подібними профілями може використовуватися один Н-подібний сполучний профіль, два, три, і так далі, відповідно можна збирати балку з різними площами поперечного перетину, і тим самим забезпечувати необхідну несучу здатність і жорсткість балки. При необхідності зведення перекриття шириною порядку, наприклад, 14 метрів, встановлюють у стик два нижні П-подібні профілі, кожен з яких має довжину 7 метрів, потім в середній частині в місці стику з'єднують їх за допомогою замкових з'єднань з Н-подібним сполучним профілем завдовжки 7 метрів, далі розрізають інший Н-подібний сполучний профіль на дві частини, кожна з яких має довжину 3,5 метрів і з'єднують їх з нижніми П-подібними профілями за допомогою замкових з'єднань, після чого у верхній частині встановлюють у стик два верхні П-подібні профілі і фіксують їх за допомогою замкових з'єднань з Н-подібними сполучними профілями. Таким чином вмонтовують будівельну балку завдовжки 14 метрів. Зображення пояснюється кресленнями: Фіг. 1 - загальний вигляд будівельної балки; Фіг. 2 - вигляд спереду на будівельну балку; Фіг. 3 - замкове з'єднання; Фіг. 4 - подовжена будівельна балка. Будівельна балка містить каркас 1, виконаний у вигляді профілю коробчастого перетину. Внутрішні кутові ділянки профілю виконані з подовжніми С-подібними захватами 2, 3, 4, 5, орієнтованими відкритими ділянками назовні. Каркас 1 виконаний збірним, що включає однакові щонайменше один верхній 6 і один ніжній 7 П-подібні профілі і з'єднаний з ними за допомогою замкових з'єднань 8, 9, 10, 11 щонайменше один Н-подібний сполучний профіль 12 (див. фіг. 1, 2). Кожне замкове з'єднання 8, 9,10, 11, включає подовжню монтажну вилку 13 з внутрішніми зубами, яка виконана на крайових ділянках одних вертикальних стінок П-подібних профілів 6, 7 і Н-подібного сполучного профілю 12 і встановлений в ній з можливістю фіксації подовжній монтажний стрижень 14 із зубами, який виконаний на крайових ділянках інших вертикальних стінок П-подібних профілів 6, 7 і Н-подібного сполучного профілю 12 (див. фіг. 1, 2, 3, 4). Збирають і встановлюють будівельну балку таким чином. Після проведення необхідних досліджень і розрахунків, доставляють до місця зведення будівлі або споруди необхідну кількість П-подібних профілів 6,7 і H-подібних сполучних профілів 12. Далі, виходячи з ширини конкретного прольоту між двома опорами і необхідною розрахунковою несучою здатністю і жорсткістю будівельної балки, збирають конкретну будівельну балку, шляхом затягання відповідних монтажних стрижнів 14 у відповідні монтажні вилки 13 і фіксації їх за допомогою замкових з'єднань 8, 9, 10, 11. Оскільки монтажні вилки 13 виконані з внутрішніми зубами, а монтажні стрижні 14 із зубами, то після затягання монтажних стрижнів в монтажні вилки відбувається жорстка фіксація, обумовлена взаємодією зубів. Таким чином здійснюють монтаж конкретної будівельної балки, при цьому використовують щонайменше два П-подібних профілів 6, 7 і необхідну кількість сполучних профілів 12. При довжині балки порядку 10-15 метрів з таким завданням справляються двоє робітників. Далі піднімають будівельну балку і встановлюють її на опорах. Потім здійснюють кріплення балки на опорах, шляхом установки балки в кріпильні елементи опорних конструкцій. При необхідності використовувати будівельну балку завдовжки більше 7 метрів (сучасні заводи виготовляють будівельні балки з алюмінієвих сплавів завдовжки порядку 7 метрів), здійснюють монтаж балки необхідної довжини таким чином: Встановлюють у стик два нижні П-подібні профілі 7 (фіг. 4), потім по обидві сторони від стику встановлюють Н-подібний сполучний профіль 12 і фіксують його з П-подібними профілями за допомогою замкових з'єднань 8, 9, 10, 11. Далі розрізають на дві частини інший Н-подібний сполучний профіль 12, встановлюють ці частини у стик з Н-подібним сполучним профілем 12 з подальшою фіксацією з нижніми П-подібними профілями 7 за допомогою замкових з'єднань 8, 9,10, 11. У верхній частині встановлюють два верхні П-подібні профілі 6, з подальшою фіксацією з Н-подібними профілями 12 за допомогою замкових з'єднань 8,9,10,11. Особливо слід зазначити, що будівельна балка, яка заявляється, по суті є будівельною складеною несучою балкою. Балка працює таким чином. При дії вертикального навантаження відбувається поперечний вигин балки, при цьому виникаюча нормальна напруга сприймається верхнім і нижнім поясами 2 UA 110100 C2 (верхній і нижній П-подібні профілі 6, 7) і з'єднаними з ними Н-подібним профілями 12. Включення в спільну роботу профілів забезпечується за рахунок замкових з'єднань 8, 9, 10, 11, що зрештою забезпечує необхідну несучу здатність і вигинисту жорсткість балки по напрямку дії нормальної напруги. 5 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 Будівельна балка, що містить каркас, виконаний у вигляді профілю коробчастого перетину, при цьому внутрішні кутові ділянки профілю виконані з подовжніми С-подібними захватами, орієнтованими відкритими ділянками назовні, яка відрізняється тим, що каркас виконаний збірним і включає однакові, щонайменше, один верхній і один нижній П-подібні профілі і з'єднаний з ними за допомогою замкових з'єднань, щонайменше, один Н-подібний сполучний профіль, при цьому кожне замкове з'єднання включає подовжню монтажну вилку з внутрішніми зубами, яка виконана на краєвих ділянках одних вертикальних стінок П-подібних профілів і Нподібного сполучного профілю і встановлений в ній з можливістю фіксації подовжній монтажний стрижень із зубами, який виконаний на краєвих ділянках інших вертикальних стінок П-подібних профілів і Н-подібного сполучного профілю. 3 UA 110100 C2 4 UA 110100 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5