Предварительно-напряженная балка

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТРе СКРМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСоциалистическимРеспублик 1 п 935583(22) Заявлено 28. 10.80(2 ) 2998335/29-33с присоединением заявки РЙао делам нзобретеннй н открытий(72) Авторы изобретения Н. С, Козлов и В. П. Марокко Норильский ордена Ленина и ордена Трудовоо Красного Знамени горно-металлургический комбинат им.А,П;Завенягина и Проектный институт "Норильскпроект" Норильского ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени горнометаллургического комбината им.А,П.Завенягина(54) ПРЕДВАРИТЕЛЬНО-НАПРЯЖЕННАЯ БАЛКА Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве основных несущих конструкцийпокрытий зданий. пролетных строенийтранспортных и других сооружений.Известна предварительно-напряженная балка, включающая затяжку, концыкоторой закреплены на упорах, и распорный элемент, размещенный по центрубалки между нижним поясом и затяжкой,Распорный элемент, рамещенный поцентру, выполнен в виде стойки, приваренной к нижнему поясу1,Однако сварные швы крепления распорного элемента являются дополни 15 тельным очагом концентрации напряжений в растянутом нижнем поясе балки. Кроме того, для изготовления этой конструкции необходимо стендовое оборуМ дование и проведение сложного контроля. Не обеспечивается также достаточное снижение материалоемкости балки, из-за наличия больших усилий в нем. Наиболее близкой по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому изобретению являетсяпредварительно-напряженная балка,включающая затяжку, концы которойзакреплены на упорах, и распорныйэлемент 2,Но прямолинейное очертание балкине обеспечивает достаточное повышениенесущей способности, так как величины плеч усилия натяжения затяжки относительно центров тяжести попереч- ных сечений балки остаются малымииз-за ограничений строительной высоты балки и условий транспортировки.Поэтому для создания требуемого предгнапряжения балки необходимо по-прежнему большое усилие натяжения затяжки, нужен каток большого диаметра,что увеличивает до нерациональныхразмеров строительную высоту балки.Кроме того, вследствие наличиявертикальной составляющей силы натяжения затяжки в точке перегиба, гдекаток соприкасается с затяжкой, каток является только одной упругоподатливой опорой для балки и делит ее только на два пролета, что недостаточно повышает несущую способность балки и недостаточно снижает ее материало- емкость.Целью изобретения является сниже ние материалоемкости предварительно- напряженной балки, 10Указанная цель достигается тем, что в предварительно-напряженной балке, включающей затяжку, концы которой закреплены на опорах и распорный элемент, балка выполнена М-образной, а 1 Б распорный элемент образован Ч-образной частью балки, причем балка снабжена дополнительной затяжкой, соединяющей вершины верхних углов перелома оси балки. Затяжка, концы которой закреплены на опорах, прикреплена к вершине нижнего угла перелома.На чертеже изображена предлагаемая предварительно-напряженная балка,Предварительно-напряженная М-образ- ная балка 1 с опорными шарнирами 2 на концах содержит затяжку 3, закрепленную концами на торцах, а в точке перегиба к вершине центрального угла перелома и затяжку М, размещенную в уровне вершин двух крайних уг 9 ов перелома. Затяжка 3 выполнена из высокопрочной стали.После изготовления балки 1 к ней крепят в уровне вершин двух крайних35 углов перелома концы затяжки 1, Затем затяжку 3 в прямолинейном состоянии концами крепят к торцам балки 1. Потом при помощи домкратов или лебед. ки натягивают затяжку 3 на центральный угол перелома балки 1 и крепят к нему. Выполнение предварительно-напряженной балки М-образной. у которой4 два крайних угла перелома расположены по одну, а центральный - по другую сторону прямой, проходящей через опорные шарниры, позволяет совместить распорный элемент с балкой и создать необходимое предварительное50 напряжение переменной величины по, длине балки при небольшом усилии натяжения в затяжке, концы которой закреплены на упорах или торцах. так как длины плеч усилия натяжения за 55 тяжки относительно центров тяжести поперечных сечений балки можно вы- брать достаточно больших величин без ущерба для выбора рациональной строительной высоты балки и условий транспортировки,бРациональный выбор строительнойвысоты балки обусловлен тем, что наклонные внешние ветви балки даютвозможность непосредственного устройства скатов кровли.Расположение двух крайних угловперелома по одну, а центрального -по другую сторону прямой, проходящейчерез опорные шарниры, обуславливаетпоявление вертикальной составляющейсилы натяжения натяжки, закрепленнойконцами на упорах или торцах балки.Введение дополнительной затяжки вуровень вершин двух крайних углов перелома балки позволяет создать предварительное напряжение в ней на перирд преднапряжения, При действии набалку внешней нагрузки усилие натяжения верхней затяжки совместно с усилием натяжения в нижней затяжке ивертикальной ее составляющей, передаваемой через внутренние ветви балкик верхним углам перелома, обуславливает образование системы силовых фак"торов, соответствующих двум упругозащемленным опорам, на которые опираются внутренние концы внешних ветвейбалки.Силовыми факторами каждой из образовавшейся упругозащемленной опорыявляются момент усилий натяжения затяжек и часть вертикальной составляющей усилия натяжения нижней затяжки, действующие на внутренний конецкаждой из внешних ветвей балки,В итоге, предваоительно-напряженная балка уподобляется трехпролетнойнеразрезной балке, опертой на концахна шарнирные опоры, а в промежуткена две упругоподатливые опоры, чтоспособствует повышению ее несущейспособности и.снижению материалоемкости,Прикрепление нижней затяжки в точке пеоегиба к вершине центоальногоугла перелома балки не позволяетзатяжке соскальзывать с угла переломав процессе работы балки. Использование предлагаемой поедварительно-напряженной балки в сравнении с известной, обеспечивает сниже; ние материалоемкости в 1,5-2 раза, а в сравнении с типовой фермой, применяемой в строительстве, обеспечивает экономический эффект снижения мате5 935583 4риалоемкости на 40-Щ и снижения разной частью балки, причем балка стоимости на 65-70. Теоретическое снабжена дополнительной затяжкой, обоснование технико-экономической соединяющей вершины верхних углов эффективности изобретения выполнено перелома оси балкч.на основе разработанного техническо- . % 2. Балка по и. 1, о т л и ч аго проектна предварительно-напряжен- ю щ а я с я тем, что затяжка, конной балки. цы которой закреплены на опорах,прикреплена к вершине нижнего угла перелома.1 ОФормула изобретения Составитель Е. Ермолова Техред А. Бабинец Корректор Н. Стец едактор Л. Авраме Тираж 724 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж"35, Рауаская наб., ц. 4/каз 4171 филиал ППП "Патент", .г. Ужгород, ул. Проектная,1, Предварительно-напояженная балка, включающая затяжку, концы которой закреплены на опорах, и распорный элемент, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения материало- емкости, балка выполнена М-образной, а распорный элемент образован 7-обИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе Беленя . И, Предварительнонапряженные несущие металлические 1 конструкции, М., Стройиздат, 19751 с. 120,2. Авторское свидетельство СССР й 699142, кл. Е 04 С 3/10, 1978.