PL101074B1 - Sposob sprezania zginanych ustrojow belkowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób sprezania u- strojów belkowych pracujacych na zginanie.

Znane sa sposoby sprezania belek zelbetowych lub stalowych polegajace na Wprowadzeniu do bel¬ ki dodatkowego elementu naprezajacego. Z reguly jest to ciegno lub zespól ciegien stalowych, ze sta¬ li o duzej wytrzymalosci na rozrywanie, które w stanie naciagnietym sa zespolone z belka. Zespo¬ lenie ciegna stalowego z belka dokonuje sie przez wykorzystanie przyczepnosci miedzy belka i cie¬ gnem na calej dlugosci, lub, w przypadku braku przyczerJhosci pomiedzy belka i ciegnem, na za¬ kotwieniu konców ciegna.

Wynalazek ma na celu opracowanie sposobu .sprezania ustrojów belkowych z wyeliminowaniem wszelkich dodatkowych elementów sprezajacych.

Cel wedlug wynalazku osiaga sie przez zastoso¬ wanie nowej technologii wykonania ustrojów, bel¬ kowych, powodujacej wprowadzenie do nich stanu naprezen wstepnych.

Zgodnie z wynalazkiem korzystny stan napre¬ zen wewnetrznych uzyskuje sie przez wykonanie belki z dwu czesci — górnej i dolnej. Czesc dol¬ na wykonuje sie krótsza od górnej, rozciaga ja do uzyskania dlugosci takiej jak dlugosc czesci górnej i w tym stanie laczy sie trwale obie czesci w ca¬ losc, lub czesc górna wykonuje sie dluzsza od dol¬ nej, sciska te czesc do uzyskania takiej dlugosci jak dlugosc czesci dolnej i w tym stanie laczy sie trwale obie czesci w calosc.

W jednym i drugim opisanym przypadku po ze¬ spoleniu dwóch czesci belki w calosc zdejmuje sie obciazenie rozciagajace czesc dolna lub sciskajace czesc górna. W wyniku tego zabiegu wywoluje sie w belce samozrównowazony stan naprezen wstep¬ nych. Po przylozeniu obciazen zewnetrznych uzy¬ skuje sie koncowy stan naprezen bedacy suma na¬ prezen wywolanych przez obciazenie zewnetrzne i naprezen wstepnych.

Sposób wedlug wynalazku umozliwia wydatne zmniejszenie ekstremalnych naprezen normalnych w najbardziej niebezpiecznym przekroju, przy czym regulacje stanu naprezenia osiaga sie przez dobór pierwotnej róznicy dlugosci miedzy dwoma czesciami belki przed- ich zespojeniem.

W efekcie wynalazek umozliwia uzyskanie oszczednosci materialowych w wyniku przenosze¬ nia danego obciazenia przez belke o mniejszym polu przekroju poprzecznego lub przez belke wy-*- konana z materialu o mniejszej wytrzymalosci na zginanie.

Wynalazek umozliwia takze odciazenie pewnych czesci przekroju belki od naprezen sumarycznych w celu wykonania w tych czesciach np. otworów.

Efekt ten osiaga ,sie przez laczne operowanie pier* wotna róznica dlugosci dwóch czesci belki oraz przesunieciem plaszczyzny podzialu tych dwóch czesci belki w góre lub w dól od osi obojetnej koncowego ustroju belkowego.

Przedmiot wynalazku jest dokladniej opisany 101 074101 074 na przykladach wykonania w zwiazku z rysun¬ kiem, na którym fig. 1 przedstawia dwie czesci belki stalowej przed ich zlaczeniem, fig. 2 — prze¬ krój poprzeczny belki pokazanej na fig. 1, fig. 3 — belke pokazana na fig. 1 po rozciagnieciu jej cze¬ sci dolnej, fig. 4 — te sama belke po polaczeniu jej czesci w calosc i po zdjeciu obciazenia rozcia¬ gajacego, fig. 5 — rozklad naprezen wstepnych w belce pokazanej ma fig. 4, fig, 6 — te sama belke poddana obciazeniu zewnetrznemu, fig. 7 — roz¬ klad czesci naprezen od obciazenia zewnetrznego w belcie pokazanej na fig. 6, fig. 8 — stan napre¬ zen koncowych w belce pokazanej na fig. 6, a fig. 9 — przekrój poprzeczny belki betonowej opisanej w przykladzie 2.

Przyklad I. Stalowa belke dwuteowa, prze¬ znaczona do pracy na zginanie, wykonuje sie z dwóch belek teowych o jednakowym profilu. Dol¬ na belka teowa jest pierwotnie krótsza od górnej o wymiar A 1, jak to ipokazano na fig. 1 rysunku.

Wymiar A 1 wyznacza sie ze wzoru: 2Me l(h—h') Al = (1) E(Ii-2I_l) gdzie: jj_ — moment bezwladnosci przekroju teownika wzgledem osi f\ gidzie J' — glówna, srod¬ kowa os bezwladnosci przekroju; Ii — momemt bezwladnosci przekroju zlozo¬ nego dwuteowego wzgledem osi f, gdzie f — glówna, srodkowa os bezwladnosci przekroju; Me — maksymalny moment zginajacy w prze¬ kroju poprzecznym belki, wywolany ob¬ ciazeniem zewnetrznym; E — modul sprezystosci materialu.

Do dolnego teownika przyklada sie obciazenie rozciagajace P, jak pokazano na fig. 3 rysunku,' przy czym uzyskuje sie rozciagniecie tego teowni¬ ka do dlugosci, jaka ma teownik górny. Nastepnie oba teowniki laczy sie przez zespawanie na calej dlugosci" i zdejmuje sie obciazenie rozciagajace. W otrzymanej belce dwuteowej uzyskuje sie rozklad naprezen wstepnych pokazany na fig. 5 rysunku.

Po przylozeniu obciazenia zewnetrznego, jak po¬ kazano na fig. 6 rysunku, które to obciazenie wy¬ woluje stan naprezen pokazany na fig. 7 rysunku, otrzymuje sie stan sumarycznych naprezen kon¬ cowych przedstawiony na fig. 8 rysunku.

Z porównania rozkladów naprezen pokazanych na fig. 7 i fig. 8 rysunku widac, ze w wyniku sprezenia za pomoca sposobu wedlug wynalazku uzyskuje sie efekt n — krotnego zmniejszenia ekstremalnych wartosci naprezen w skrajnych wlóknach belki. Wielkosc n wyraza sie wzorem: P0e— ae 1 h —h' (2) Pae h Ii— 21j_ gdzie: po«, ae — oznaczaja ekstremalne wartosci naprezen.

Ze wzoru (2) wynika, ze dzieki sprezeniu wedlug wynalazku dopuszczalne obciazenie belki dwueto- wej zwieksza sie n-krotnie.

Przyklad II. Belke betonowa, przeznaczona do pracy na zginanie, wykonuje sie z dwóch cze¬ sci, górnej i dolnej, o jednakowej grubosci, poka¬ zanych w przekroju na fig. 9 rysunku. Czesc dol¬ na jest pierwotnie krótsza od górnej o wymiar A 1» Plaszczyzny obu czesci belki, które maja byc ze soba zlaczone, pokrywa sie warstwa lepiszcza slu¬ zacego do laczenia betonu. Nastepnie do górnej czesci belki przyklada sie obciazenie sciskajace o wielkosci zapewniajacej scisniecie tej czesci o wy¬ miar A 1. Po uzyskaniu scisniecia dosuwa sie obie czesci belki do siebie, dociska je w kierunku pro¬ stopadlym do powierzchni laczenia i pozostawia w tym stanie na czas wymagany dla zwiazania le¬ piszcza, po czym zdejmuje sie obciazenie sciskajace czesc górna oraz docisk dwóch czesci do siebie.

Uzyskuje sie sprezona belke betonowa, do której stosuja sie zaleznosci omówione w przykladzie 1, z tym, ze przyjmuje sie w miejsce: moment bezwladnosci przekroju jednej i^ =—2 czesci belki wzgledem osi srodkowej 12 glównej f' moment bezwladnosci przekroju pola- t '—iL czonej belki wzgledem csi srodkowej, 40 12 glównej f, h h' =- 2 E — modul sprezystosci betonu.

Wprowadzajac scisniecie górnej czesci belki o Al wynoszace: 2Mel Al = Ebh2 ' (3) uzyskuje sie, pod dzialaniem obciazenia zewnetrz¬ nego, wyrównanie naprezen normalnych w przekro¬ ju o ekstremalnych momentach gnacych do war- Mc tosci a = —- , uzyskujac wspólczynnik zmmiejsze- bh 45 nia ekstremalnych naprezen n = —, i P c^ - "--- =.--.= —--_- - -- - ~A © 3i FIG. 6 FIG. 7 Me s p h- © Me-, h' 3i ® h-h' 1-2li FIG. 8 FIG. 9 LZG Z-d 3 w Pab. zam. 1495-78, nakl. 110+20 egz.

Cena 45 zl

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe 50 Sposób sprezania zginanych strojów belkowych, znamienny tym, ze belke wykonuje sie z dwóch czesci, górnej i dolnej, z których czesc dolna ma dlugosc mniejsza niz górna, a nastepnie przyklada sie do czesci dolnej obciazenie rozciagajace lub do 55 czesci górnej obciazenie sciskajace i na tej drodze doprowadza sie do wyrównania dlugosci obu wspomnianych czesci, po czym laczy sie obie cze¬ sci w calosc i po uzyskaniu ich trwalego zespole¬ nia zdejmuje sie przylozone obciazenie.101 074 Al/2 Al/2 FIG. 1 FIG. 2 o p FIG. 3 Errata lam 4, wiersz 24 bh3 jest: I, = — bh3 powinno byc: \x = —- lam 4, wiersz 26 b(2h)3 jest: It = 12 powinno byc: \x — b(2h)3 12 lam 4, wiersz 50 jest: Sposób sprezania zginanych strojów powinno byc: Sposób sprezania zginanych ustrojów101 074 M h'3i-2 31h !Hri))MMi))>)>H>)))>ll'm>n)l))llillMi))l>T)H ^^ -? *• .' V CT M Me h^h 5F2TI h-h' Me h'Ji-2Jih 3iPi23x) FIG. 4 FlG.5 ,Meh >lj ijni 1111)»11»>»> i) 111)»1111 n 111111111111 mi i**