Двутавровая балка

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфеэ Сфветскик Социалистическик Республик(22) Заявлено 230180 (21) 2872861/29-33 Р ) М л с присоединением заявки Но -Е 04 С 3/04 Государственный комитет С С С.Р яо дедам изобретений и открытий(54) ДВУТАВРОВАЯ БАЛКА Изобретение относится к строительству и может быть использовано в. качестве несущей конструкции,Известна конструкция комбинированной балки, состоящей из двутавровогопрофиля и накладок, изготовленных изполимерных композиционных материаловтипа угле- или боропластиков, выполненных в виде прямых полос,которыекрепятся к полкам балки с помощьюклея или напрессовываются на них впроцессе изготовления (1).Недостатком такой конструкцииявляется то,что при нагружении такихбалок в клеевом слое по концам накладок возникает пик касательных напряжений, что приводит и разрушениюбалки (по клею) при этом нормальные(растягивающие или сжимающие) напряжения в накладках не достигают пре- , 20дельных значений и полностью не используются высокие прочностные характеристики композиционных материалов.Наиболее близкой по техническойсущности к изобретению является двутавровая балка с усиливающими накладками из композиционного материала,расположенными на полках балки (2 1.Недостатком этой конструкции является трудоемкость изготовления, а ЗО также трудность осуществления стыка по торцам таких балок с другими элементами конструкции поскольку накладка замкнута по торцам.Кроме того, поскольку при изготовлении конструкции накладка напрессовывается на металлическую балку в процессе изготовления самой накладки, то это ведет к появлению внутренних напряжений в слое, соединяющем композиционный материал и металл, поскольку отверждение накладки ведется при высокой температуре, а коэффициенты линейного расширения композиционных материалов и металла сильно отличаются друг от друга.Цель изобретения - повышение надежности работы балки, наиболее эффективное использование высокопрочных, высокомодульных полимерных композиционных материалов и воэможность изготовления балок любой длины. Поставленная цель достигается тем, что .в двутавровой балке с усиливающими накладками из композиционного материала, расположенными на полках балки, накладки выполнены с отогнутыми концами, под углом 45 90 о к плоскости полок.Размер отогнутых концов равен 5-10 толщинам накладки, а радиус отгиба равен 5-25 толщинам накладки.Для балок с использованием угле- пластика угол загиба по отношению к плоскости накладки сдолжен быть 45" 90 д при радиусе перегиба г не менее -10 мм в зависимости от толщины на;( Кладки, для боропластика угол.атгиба 45-60 , радиус отгиба 30-50 мм (т.е. для накладок толщиной да 2,5 мм радиус перегиба - 5 мм для углепластика и 30 мм для боропластика, а для накладок толщиной более 2,5 мм радиус отгиба до 10 мм для углепластика и до 50 мм для боропластика) .Длина отогнутых концов составляет 5-10 толщин , накладки, на не менее 15 мм.На Фиг. 1 изображена двутавравая балка; на фиг. 2 - разрез А-А на Фиг. 1.Двутавровая балка состоит иэ метал лического профиля 1 и накладок 2, выполненных из композиционного материала.Балка изготавливается следующим образом.В вогнутую форму (угол загиба 90 радиус перегиба 10 мм) для автоклав- ного формования накладки выкладывают пакет, состоящий иэ 24 слоев углеродной ленты шириной 90 мм, пропитанной эпоксипным связующим, накрывают пакет цулагой, слоем дренажной стекло- ткани и одевают на форму вакуумный мешок. Производят вакуумно-автоклавное Формование пакета по режиму отверждения связующего. Готовую накладку извлекают из Формы (толщина готовой накладки 3 мм, длина загнутых концов 15 мм). Затем производится подготовка поверхности полок двутавровой балки из сплава Д(высотой 180 мм) под склеивание. Поверхность протирают ацетоном, обеэжиривают бензином, наносят под слой клея и проводят термообработку этого клея. На склеиваемые поверхности наносят клей (клеевую пленку) и производят склеивание в автоклаве.При такой конструкции балки разрушение по клею не происходит, так как по концам в месте. пика сдвиговых напряжений включаются в работу загнутые концы накладок из композиционных ма. - териалов.Разрушение происходит приб = равр (накладки) .Балка обладает по сравнению с известными преимуществами, поскольку можно изготавливать накладки отдельно длиной до 18 м, соединять накладки с полками балки клеем, при этом при правильном подборе клея с учетом температуры эксплуатации иэделия можно уменьшить остаточные внутренние напряжения в клеевом слое в процессе изготовления балки, а также устанавливать на противоположные полки нак О ладки из различных композиционныхматериалов и изготавливать накладки, комбинированные по длине;,технологический процесс изготовления таких балок проще, исключен трудоемкий прд цесс намотки, не требуется металлических законцовок к профилям, возможно применение автоматической выкладки препрега из композиционного материала для Формования усиливающих нак О ладок и изготовление большого количества заготовок. В целом трудоемкость изготовления балок снижается на 50-6025формула изобретения1. Двутавровая балка с усиливающими накладками из композиционногоматериала, расположенными на полкахбалки, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения надежностиработы балки, наиболее эффективногоиспользования композиционного материала и возможности изготовлениябалок любой длины, а также снижениятрудоемкости изготовления балок,накладки выполнены с отогнутыми концами под углом 45-90 О к плоскостиполок.40 2. Валка по п. 1, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что размер отогнутых концов равен 5-10 толщинам накладки.3, Балка по и. 1, отличающ а я с я тем, что радиус отгибаравен 5-25 толщинам накладки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авиационные материалы. - Научттехн. сборник Всесоюзного научно-исследовательского института авиационных материалов. Вып. 2, М., ОНТИ ВНАМ, 1977, с. 124.2. Авторское свидетельство СССР9 443152, кл. Е 04 С 3/04, 1972.874926 Фиг,Я-АФиг. ЯСоставитель Е.Чиркова Редактор В.Данко Техред Т.Маточка Корректор Н. Стец Заказ 9279/51Тираж 768 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4