FI80241B

FI80241B - Self-supporting plane steel structure

Info

Publication number: FI80241B
Application number: FI871996A
Authority: FI
Inventors: Lars Lundin
Original assignee: Lundin Lars Patent
Priority date: 1987-05-05
Filing date: 1987-05-05
Publication date: 1990-01-31
Also published as: FI80241C; FI871996A; FI871996A0

Description

1 802411 80241

Itsekantava tasomainen teräsrakenneSelf-supporting planar steel structure

Esillä olevan keksinnön kohteena on itsekantava tasomainen hitsattu teräsrakenne, jonka toisen sivun muodostaa olennaisesti suora teräslevy. Keksintö kohdistuu myöskin tällaisen teräsrakenteen käyttöön nimenomaan laivan lastitilan kannessa.The present invention relates to a self-supporting planar welded steel structure, the other side of which is formed by a substantially straight steel plate. The invention also relates to the use of such a steel structure specifically in the deck of a ship's cargo space.

Tavallisin tapa muodostaa tasomainen itsekantava teräsrakenne on se, että kootaan teräspalkeista tai vastaavista rakenteen itsekantava kehys, joka sitten peitetään yhtenäisellä levyllä. Tämä pätee myöskin esimerkiksi lastitilojen luukkujen kohdalla. Näille luukuille on tänä päivänä ominaista huomattava paino, mikä jonkin verran huonontaa laivan lastauskapasiteet-tia, ja toisaalta niiden valmistustyö sisältää lukuisia vaiheita ja on aikaavievää ja kallista. Etenkin on niin, ja tämä pätee millä tahansa tämäntyyppisei 1 e teräsrakenteel1 e, että valmistustyö, toisin sanoen sovinnaisen palkkirungon kokoaminen ja peitelevyn kiinnittäminen tämän päälle kyetään vain osittain automatisoimaan ja tämä nostaa valmistuskustannuksia.The most common way to form a planar self-supporting steel structure is to assemble a self-supporting frame of the structure from steel beams or the like, which is then covered with a solid plate. This also applies, for example, to hatches in cargo spaces. These hatches today are characterized by considerable weight, which somewhat degrades the ship's loading capacity, and on the other hand, their manufacturing work involves numerous steps and is time-consuming and expensive. In particular, and this is true of any type of steel structure, the manufacturing work, i.e. the assembly of the conventional beam frame and the fixing of the cover plate thereon, can only be partially automated and this increases the manufacturing cost.

Edellä esitetyn vuoksi on keksinnön tarkoituksena aikaansaada sellainen itsekantava hitsattu teräsrakenne, jonka valmistaminen voidaan hyvin pitkälle automatisoida, jolloin rakenteen hinta samalla tulee edullisemmaksi. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi on keksinnölle tunnusomaista se, että se käsittää joukon putki segmenttejä, jotka on asetettu kupera puoli teräslevyä vasten ja vieri viereen siten, että niiden pitkit-täisreunat ovat yhdessä tasossa, jolloin kahden vierekkäisen putkisegment!n pitkittäisreunat ovat kulloinkin yhteenhitsa-tut ja kukin putki segmentti on lisäksi hitsattu kiinni teräs-levyyn, ainakin joistakin segmentin ja teräslevyn kosketus-viivan kohdista. On luonnollista, että tällainen rakenne ei ole materiaalikustannuksiltaan välttämättä edullisempi kuin palkeista koottu kehys peitelevyineen, mutta kun rakenne kootaan yhdentyyppisistä vierekkäin asetetuista putkisegmenteis- 2 80241 tä, niin että vain segmenttien pituus ja lukumäärä vaihtelee rakenteen koosta riippuen, voidaan valmistus eli hitsaus pääasiassa suorittaa automaattisesti hitsausrobotei11 a. Kahden vierekkäisen putkisegment!n toisiaan kohti olevat kaarevat sivut muodostavat yhdessä pääl1ehitsatun suoran levyn kanssa kolmion, jonka korkeus riippuu segmentin kaaren pituudesta. Nämä peräkkäiset kolmiot, joissa on kulloinkin kaksi kaarevaa sivua, antavat rakenteelle sen tarvittavan jäykkyyden .In view of the above, the object of the invention is to provide such a self-supporting welded steel structure, the production of which can be automated to a very large extent, whereby the price of the structure becomes more favorable at the same time. To achieve this object, the invention is characterized in that it comprises a plurality of pipe segments arranged against a convex side of a steel plate and side by side so that their longitudinal edges are in one plane, the longitudinal edges of two adjacent pipe segments being in each case welded together and each the pipe segment is further welded to the steel plate, at least at some points on the contact line between the segment and the steel plate. It is natural that such a structure is not necessarily more cost effective than a beam-assembled frame with cover plates, but when the structure is assembled from one type of adjacent pipe segments, so that only the length and number of segments vary depending on the size of the structure, a. The curved sides of two adjacent pipe segments facing each other together with the welded straight plate form a triangle, the height of which depends on the length of the arc of the segment. These successive triangles, each with two curved sides, give the structure its necessary rigidity.

Suora teräslevy mitoitetaan sopivimmin niin, että sen reunat ulottuvat uloimpien putkisegmentti en keskiviivoja pitkin, jolloin nämä reunat luonnollisesti hitsataan kiinni näihin putkisegmentteihi n. Näin saadaan rakenteelle eli kannelle pyöristetty ulkoreuna. Rakenteen keskellä oleviin putkiseg-mentteihin hitsataan teräslevy sopivimmin kiinni siten, että putkisegmentteihi n tehdään ennen levyn kiinnitystä läpimeneviä aukkoja kosketusviivaa pitkin, jolloin hitsaus suoritetaan näiden aukkojen reunoihin.The straight steel plate is preferably dimensioned so that its edges extend along the center lines of the outermost pipe segments, whereby these edges are naturally welded to these pipe segments. This gives a rounded outer edge to the structure, i.e. the deck. The steel plate is preferably welded to the pipe segments in the middle of the structure, so that through the openings along the contact line are made in the pipe segments before the plate is fastened, whereby welding is performed to the edges of these openings.

On selvää, että rakennetta voidaan myöskin vielä vahvistaa putki segmenttien avoimelta puolelta, esimerkiksi rakenteen reunoja pitkin ulottuvilla palkeilla tai sen tapaisella, tai koko rakenteen yli ulottuvalla teräsverkolla, joka hitsataan kiinni putki segmentti en reunoihin.It is clear that the structure can also be further strengthened on the open side of the pipe segments, for example by beams extending along the edges of the structure or the like, or by a steel mesh extending over the entire structure, which is welded to the edges of the pipe segments.

Putki segment!t voivat esimerkiksi olla putken puolikkaita tai, mikäli pienempi korkeus eli kantavuus riittää, esimerkiksi putken kolmasosia.The pipe segments can be, for example, halves of the pipe or, if a lower height or load-bearing capacity is sufficient, for example thirds of the pipe.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin esimerkkien muodossa ja viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuva 1 esittää keksinnön mukaista rakennetta perspektiivikuvana, kuva 2 esittää putki segment!n osaa sisäpuolelta katsottuna, ti 3 80241 kuva 3 esittää erästä toista suoritusmuotoa suoraan päästä katsottuna, kuva 4 esittää vielä erästä suoritusmuotoa vahvistuselement-tei neen.The invention will now be described in more detail by way of example and with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 shows the structure according to the invention in perspective, Figure 2 shows a part of a pipe segment seen from the inside, ti 3 80241 Figure 3 shows another embodiment directly from the end, Figure 4 shows another embodiment reinforcement element.

Kuvan 1 mukaisessa suoritusmuodossa ovat putkisegmentit put-kenpuolikkaita. Puolikkaat saadaan esimerkiksi putkea pl as-maleikkauksel1 a halkaisemalla. Jos kyseessä on esimerkiksi valmistuslinjalta tuleva putki, jota ei ole vielä hitsattu umpeen, riittää yksi leikkaus.In the embodiment according to Figure 1, the pipe segments are pipe halves. The halves are obtained, for example, by splitting the pipe with a plastic cutting. For example, in the case of a pipe from a production line that has not yet been sealed, one cut is sufficient.

Kuten kuvasta ilmenee, putkisegmentit 1 asetetaan vierekkäin niin, että niiden pitkittäiset reunat sijaitsevat yhdessä ja samassa tasossa ja että aina kahden vierekkäisen putkisegmen-tin reunat koskettavat toisiaan. Tämän jälkeen putkisegmentit hitsataan yhteen mainituista reunoista, jotka reunat ovat silloin sopivimmin käännetyt ylöspäin päinvastoin kuin kuvassa 1. Hitsaussauman kohta on kuvassa 1 merkitty numerolla 2. Nämä saumat 2 voidaan suorittaa hitsausroboti11 a, joko yksi sauma kerrallaan tai kaikki saumat yhdellä kertaa.As can be seen from the figure, the pipe segments 1 are placed side by side so that their longitudinal edges are in one and the same plane and that the edges of the two adjacent pipe segments always touch each other. The pipe segments are then welded to one of said edges, which edges are then preferably turned upwards in contrast to Figure 1. The weld seam is indicated by the number 2 in Figure 1. These seams 2 can be performed by a welding robot 11a, either one seam at a time or all seams at once.

Tasomainen teräslevy 3 voidaan mitoittaa niin, että sen pitkittäiset reunat yhtyvät ulompien putkisegmenttien 1 keskiviivoihin. Teräslevy 3 voidaan tällöin hitsata kiinni uloim-piin putkisegmentteihi n näistä reunoista. Tällainen hitsaus-sauma on kuvassa 1 merkitty numerolla 4. Keskellä sijaitsevien putkisegmenttien kohdalla voidaan levyn 3 kiinnitys suorittaa pisteittä in kosketusviivoja pitkin. Tätä varten tehdään ennen levyn asettamista paikoilleen putkisegmentteihi n 1 säännöllisin välein aukkoja 6, kuten paremmin selviää kuvasta 2. Hitsaus voidaan tällöin suorittaa näiden aukkojen 6 reunoihin ja teräslevyn 3 yläpinta jää ehjäksi ja sileäksi.The planar steel plate 3 can be dimensioned so that its longitudinal edges coincide with the center lines of the outer pipe segments 1. The steel plate 3 can then be welded to the outermost pipe segments at these edges. Such a weld seam is indicated by the number 4 in Fig. 1. In the case of the pipe segments located in the middle, the fastening of the plate 3 can be performed pointlessly along the contact lines. To this end, before inserting the plate, openings 6 are made in the pipe segments 1 at regular intervals, as can be better seen in Fig. 2. Welding can then be carried out on the edges of these openings 6 and the upper surface of the steel plate 3 remains intact and smooth.

Kuvion 1 ja mukaisessa tapauksessa on ajateltu, että putki-segmentit 1 ovat putkenpuolikkaita. On kuitenkin selvää, että voidaan ajatella myös muunlaisia putki segmenttejä, kuten esimerkiksi putken kolmasosia, eli 120 asteen kaaria, kuten on 4 80241 havainnollistettu esimerkiksi kuvassa 3. Kuvaan 3 on myöskin hahmoteltu putki segmenttien avoimelle puolelle asetettavaa lisävahvistusta, joka voi olla esimerkiksi teräsverkon 7 muodossa. Tämä verkko tai muu vastaava vahvistuselementti kiinnitetään hitsaamalla putki segmenttien reunoihin.In the case of Figure 1 and, it is thought that the pipe segments 1 are pipe halves. However, it is clear that other types of pipe segments can be considered, such as pipe thirds, i.e. 120 degree arcs, as illustrated, for example, in Figure 3. Figure 3 also outlines additional reinforcement to be placed on the open side of the pipe segments, which may be in the form of a steel mesh 7. . This mesh or other similar reinforcing element is attached by welding the pipe to the edges of the segments.

Tällaisen verkon asemesta tai sen lisäksi voidaan luonnollisesti käyttää myös muita vahvistuselementtejä, kuten esimerkiksi teräsrakenteen reunoihin sijoitettuja palkkeja tai vastaavia. Tällaiset palkit on kuvassa 4 merkitty numeroilla 8 ja 9. Reunavahvistukset tulevat luonnollisesti verraten usein kysymykseen.Instead of or in addition to such a net, other reinforcing elements can of course also be used, such as beams placed on the edges of the steel structure or the like. Such beams are indicated by the numbers 8 and 9 in Figure 4. Edge reinforcements are, of course, relatively often in question.

Milloin esimerkiksi kuvan 1 mukaista rakennetta käytetään laivan lastitilan kannen muodostamiseksi, on selvää, että siihen kiinnitetään vielä joitakin 1isäelementtejä, kuten äsken mainitut, kuvan 4 mukaiset reunavahvistuselementit ja päätyjen tiivistyseiementit, joiden välityksellä esimerkiksi peräkkäiset kansiosat nojaavat tiivistäen toisiinsa. Nämä rakenteet eivät kuitenkaan kuulu keksinnön piiriin, vaan niitä varten on jo olemassa lukuisia, alan ammatti miehi11 e hyvin tunnettuja ratkaisuja.When, for example, the structure according to Fig. 1 is used to form the deck of a ship's cargo compartment, it is clear that some additional elements are attached to it, such as the aforementioned edge reinforcement elements according to Fig. 4 and end sealing seeds, for example successive cover parts. However, these structures do not fall within the scope of the invention, but numerous solutions are already well known to those skilled in the art.

Claims

1. Self-supporting planar & d welded frame construction, being ana aida, consists of a substantially straight atel plate <3>, characterized in that it comprises several pipe segments <1> at atm with the convex aid at atel plate <3> and aida at aida e, that such longitudinal edges are also located in the same pane, whereby the respective longitudinal edges include two adjacent tube segments (1) detecting the emma and each tube segment (1> deaautoma detecting firmly at the atel plate <3> etminatone at the few attenuated at the contact at the atm.

2. Frame construction according to claim 1, characterized in that the edge plates (3) are located approximately in the middle of the outer tube segment and said edge is detached in the tube segment (1).

3. A site structure according to claim 1, characterized in that openings <6> are made along the center lines of the tube segments which are located centrally in the cone structure, and that the tube segments are <5) faat in the plate plates (3) from the inaids at the dead. openings.

Steel structure according to Claim 1, characterized in that the provided minette has a preamp element (7, 8, 9) affixed to the pipe segments (1) at the edges of the segments (1).

5. Place cone structure according to claim 4, characterized in that the pre-tagging element is a atelic grid (7) which attracts substantially all of the cone structure.

6. The site structure according to claim 4, characterized in that the pre-labeling element consists of an ether profile or the like <8, 9) which extends along the edge of the cone structure. β 80241

Steel construction according to claim 1, characterized in that each pipe segment <1> comprises a pipe half, ie. 180 degrees. Θ. Steel construction according to claim 1, characterized in that each pipe segment (1) comprises one third of a pipe, ie. 120 degrees.

Use of an ATC structure as claimed in claim 1 a & aom the deck of the lathe compartment of a ship.