Способ изготовления предварительно напряженной перфорированной металлической балки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 15999 9) (111 в Е 04 СЗ/08,3 СССРКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН КОЙ БАЛКИ, включающи ную резку исходного профил щейся от концов балки к се гофров, устайовку полученн над другой с контактом в упругий выгиб их навстречу соприкосновения кромок меж ку их, отличающийся тем, повышения несущей способн иболее полного использов ных свойств материала, вляют по зигзагообразной ной в контур парных крив гоф ров уменьшают от опо причем перед выгибом к тей балки присоединяют шп Ъ Ф ц 1 3 В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ТОРСКОМ,ФСВИДЕТЕЛЬСТ(71) Ленинградский ордена Ленина институтинженеров железнодорожного транспортаим. акад. В. Н. Образцова(54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯПРЕДВАРИТЕЛЬНО-НАПРЯЖЕННОЙПЕРФОРИРОВАННОЙ МЕТАЛЛИЧЕСи зигзагообразя с увел ич ива юредине высотой ых частей одна средней части, одна другой до ду собой и сварчто, с целью ости путем наания прочнострезку осущестлинии, вписаных линий, шаг р к середине, одной из часренгельную сисИзобретение относится к строительству и может быть использовано при производстве строительных металлоконструкций.Цель изобретения - повышение несущей способности металлических балок путем наиболее полного использования прочностных свойств материала.На фиг. 1 показана разметка линии разрезки балки и направление перемещения одной из частей; на фиг. 2 отдельные части балки с шпренгельной системой перед их выгибом навстречу одна другой; на фиг, 3 - полученная балка, общий вид; на фиг. 4 - сечение А - А на фиг. 3.Изготовление конструкции осуществляется в следующем порядке. Выполняют разметку исходного профиля 1. Дляэтого на стенку исходного профиля 1 наносят парные кривые 2 и 3, подобные изгибающим моментам в балке (например, по квадратным параболам, окружностям), которые в средней части исходного профиля 1 расходятся к его поясам, а у концов сходятся и образуют замкнутый контур. На кривых 2 и, 3 размечают выступы и впадины гофр, т. е. точки перелома зигзагообразной линии 4 реза аг,з и б 1,г,з таким образом, что каждой точке а , расположенной на кривой 2 и отстоящей на некотором расстоянии от оси А - А симметрии исходного профиля 1, в одной части исходного профиля соответствует точка Ь 1 , расположенная на кривой 3, находящаяся на таком же расстоянии от оси А - А в другой части исходного профиля, что обеспечивает совпадение гофр при сборке балки (например, точке а соответствует точка Ь 1, точке аг - Ьг и т. п.). А точкам аз на кривой 3 аналогично соответствуют точки Ь на кривой 2. Кроме того, расстояния между соседними точками, расположенными на одной кривой (а аг, аз - а 4, Ь Ьг, Ьз - Ь 4 и т. п.) уменьшаются от концов исходного профиля 1 к его середине (например, в соответствии с законом изменения сдвиговых усилий в перфорированнойбалке). Затем соединяют прямыми линиями соответственные точки а 1 г и Ьг и образуется зигзагообразная линия 4 реза, выступьь и впадины гофр такой линии уменьшаются от опор к середине. После разрезки исходного профиля 1 по зигзагообразной ломаной линии 4 образуются отдельные части 5 и 6. Их раздвигают по вертикали на расстояние, равное максимальному расхождению друг от друга кривых 2 и 3, Одну из отдельных частей (например часть 6) поворачивают на 180 относительно оси А - А. Соответствующие точки а 1 г и Ь 1 г расположены друг над другом. В средней части пролета выступы гофр объединяются (например, сваркой). К одной из отдельных частей (например, части 5) присоединяют шпренгельную систему 7, включающую, например, анкерные колодки 8, стойки 9, затяжку 10.После чего производят упругий выгиб 5вчасти 6 и 5 навстречу одна другои до соприкосновения выступов гофр с последующей сваркой встык.Полученная система является предварительно напряженной перфорированной шпренгельной балкой.В статииеском отношении конструкция,изготовляемая предлагаемым способом работает следующим образом.При взаимном упругом выгибе частей 6 5и 5 с присоединенной шпренгельной системой 7 в части 6 возникают изгибающие моменты, при этом в полке части 6 появляются растягиваю щие напряжения, а в нижних частях стенки - сжимающие. В затяжке 1 О при выгибе частей 6 и 5 воз никают растягивающие напряжения, приэтом отдельная часть 5 сжато-изогнута,После объединения частей 6 и 5 (например, сварки встык выступающих кромок) конструкция получается предварительно напряженной.25При приложении эксплуатационной нагрузки в затяжке 10 возникают дополнительные растягивающие усилия, а в балке - изгибающие моменты и дополнительна сжимающая сила (равная по величине прира 1 цению усилий в затяжке 10). От действия изгибающих моментов в полке верхнего пояса балки возникают сжимающие напряжения, а в полке нижнего пояса растягйвающие. От приращения усилий в затяжке 10 в полках верхнего и нижнего поясов балки возникают .дополнительные сжимающие напряжения.Уменьшение шага гофр от опор к середине пролета позволяет уменьшить нормальные напряжения в ослабленных сечениях40 балки в средней части пролета, так как приэтом снижается значение дополнительных нормальных напряжений местного изгиба от действия поперечной силы.Увеличение шага гофр от середины копорам соответствует эпюре сдвиговых уси-, лий, что позволяет наиболее полно использовать прочностные свойства материала стенки.Присоединение шпренгельной системы 7к одной из отдельных частей (например, 5 О части 5) до ее объединения с частью 6 приво.дит к тому, что при упругом выгибе частей 6 и 5 навстречу одна другой возникает распор от тяжения затяжки 10, который передается на часть 5 как сжимающая сила и вызывает в ней сжимающие напряжения, уменьшающие значения растягиваюших напряжений при изгибе в момент изготовления, что приводит к снижению суммарных ндрмальных напряжений при эксплуатации. В то1159995 Фиг ФигЗ Составитель Е а Техред И. Вер Тираж 696 ИПИ Государственного комите о делам изобретений и от кр Москва, Ж - 35, Раушская н ПП Патент, г. Ужгород, ул.Корректор В. Гирняк Подписноеа СССР 11303лиал б., д. 4/5 Проектная,же время на отдельную часть б распор от тяжения затяжки 10 при изготовле- нии не передается, что в конечном счете снижает величину суммарных сжимающих напряжений в полке части б и, следовательно, позволяет, наиболее полно использовать прочностные свойства материала балки и снизить материалоемкость.