PL222776B1 - Profil nośny konstrukcji budowlanej i sposób wytwarzania profilu nośnego konstrukcji budowlanej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest profil nośny konstrukcji budowlanej i sposób wytwarzania profilu nośnego konstrukcji budowlanej, w których ustroje konstrukcyjne stanowią ramy nośne wykonane z profili walcowanych lub spawanych walcownie.

Przykładem może być rozwiązanie przedstawione w opisie polskiego patentu nr 122 140, w którym zestaw ustrojów przestrzennych do budowania domów mieszkalnych jednorodzinnych, parterowych i piętrowych o zabudowie wolnostojącej, bliźniaczej, szeregowej i atrialnej, składa się z dwóch podstawowych wielkości ustrojów różniących się długością, mianowicie przy jednakowej szerokości odpowiadającej skrajni drogowej jedne ustroje mają długość półtorakrotnie, a drugie dwukrotnie większą, a jedne i drugie są wykonane z identycznych belek, słupów i elementów sztywno łączących belki ze słupami. Słupy i belki są wykonane z pustych profili zamkniętych o przekroju kwadratowym w przypadku słupów, prostokątnym w przypadku belek, z tym, że mniejszy poziomy bok przekroju belki odpowiada bokowi przekroju słupa, a dalej w skład zestawu wchodzą ramy dachowe wykonane z tych samych belek i elementów oraz dla budynków, których część jest przesunięta w pionie o pół kondygnacji, ramy dachowe jednorodnie związane są ze ścianą osłonową pokrywającą te różnicę.

Profil nośny konstrukcji budowlanej według wynalazku ma postać profilu dwuteownika, w którego środniku znajdują się oddzielne eliptyczne wycięcia o krzywych sinusoidalnych o szerokości a, rozmieszczonych na całej długości profilu z podziałem na długość I = (3-9)a. Powierzchnie między eliptycznymi wycięciami stanowią jednolity materiał profilu.

Sposób wytwarzania profilu nośnego według wynalazku polega na tym, że w profilu dwuteowym gorąco walcowanym dokonuje się przecięcia wzdłużnego środnika sinusoidalną linią, po czym następuje ich rozłączenie i liniowe równoległe przesunięcie do momentu uzyskania styku dwóch przyległych występów poszczególnych krzywych sinusoidalnych przeciętego dwuteownika. W następnej operacji wykonuje się nierozłączne połączenie krawędzi styków przyległych występów, uzyskując przestrzeń ażurową profilu dwuteownika w postaci eliptycznych wycięć.

Profile nośne wykonane sposobem według wynalazku będą o 50% wyższe od profilu wyjściowego. Podwyższenie przekroju belki bez dodatkowego dodania materiału, spowoduje znaczne zwiększenie nośności i sztywności belki ażurowej w stosunku do kształtownika, z którego ją wykonano.

Wdrażana technologia daje możliwość dodatkowego zwiększenia wysokości belki za pomocą wstawek z blach prostokątnych, konstrukcyjnych ze stali niskostopowych o podwyższonej wytrzymałości umieszczanych odpowiednio w osi belki, stanowiących dodatkowo o innowacyjności wdrażanej technologii. Geometria profilu pozwala na nieograniczoną liczbę możliwych kombinacji zależnych od zastosowania, wymaganego momentu bezwładności lub wytrzymałości na duże obciążenia. W autorskich profilach/belkach ażurowych stosuje się innowacyjną zmienną wielkość wycięcia sinusoidalnego stanowiącego o wymaganej wielkości profilu, a tym samym jego wytrzymałości konstrukcyjnej. Obliczeniowo dopasowana wielkość sinusoidy pozwala na zmniejszenie ciężaru, optymalizację cięcia, wysokości oraz długości połączeń spawanych wywierających korzystny wpływ na koszt technologii wytworzenia profilu.

Zastosowanie przedmiotowej technologii pozwala na wytworzenie profili o momencie bezwładności wartości 1732 x 10³ cm⁴ liczonym pod kątem prostym do otworu, który dla ekwiwalentnego profilu ACB(HD400 x 187; D = 450 mm, w = 150 mm, II = 580 mm) jest o ok. 15% większy. Kolejną zaletę zastosowanej technologii produkcji z wycięciem zmiennym sinusoidalnym stanowi powstałe pole otworu, które dla porównania jak powyżej jest dwa i pół razy większe dla profili wytworzonych według przedmiotowej autorskiej technologii ciecia sinusoidalnego. Przedstawiona metoda produkcji umożliwia precyzyjne przystosowanie wysokości profilu i minimalizuje pięciokrotnie przesunięcia poprzecznego podczas wytwarzania. Metodologia wycięcia sinusoidalnego w kształtownikach gorąco walcowanych pozwala na minimalizacje długości połączeń spawanych przy maksymalizacji wielkości oraz długości profilu. Szybki i łatwy montaż zapewniający elastyczność, oszczędność i bezpieczeństwo konstrukcji stanowi kolejną zaletę tej technologii. W celu uzyskania lekkości i udoskonalenia konstrukcji profili ażurowych o wycięciu sinusoidalnym wytwarzane są one z mniejszej ilości materiału. Działanie to optymalizuje wysokość konstrukcji, rozmiar fundamentów, liczbę profili i kolumn oraz inne ograniczenia. W ten sposób można zredukować ilość stali w obiektach wielkogabarytowych do ciężaru mniejszego niż 30 kg/m .

Przedmiot wynalazku został bliżej wyjaśniony na przykładzie wykonania przedstawionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok boczny oryginalnego wyjściowego dwuteownika, fig. 2 PL 222 776 B1 widok boczny ażurowego profilu dwuteownika, będącego profilem nośnym konstrukcji budowlanej, fig. 3 - widok boczny profilu dwuteowego z przecięciem wzdłużnym dwuteownika sinusoidalną linią cięcia, fig. 4 - widok boczny dwuteownika rozdzielonego po przecięciu, fig. 5 - widok boczny dwuteownika po przesunięciu liniowym i uzyskaniu styku dwóch przyległych występów przeciętego dwuteownika, w którym styki złączone są ze sobą nierozłącznie tworząc zwartą, jednorodną konstrukcje, fig. 6 - widok boczny dwuteownika przeciętego na pożądaną długość z zamknięciem środnika profilu poprzez przyspawanie blachy.

Profilem wyjściowym profilu nośnego jest dwuteownik o wysokości h, jak uwidoczniono na fig. 1, zaś końcowy profil nośny stanowi dwuteownik o wysokości H z eliptycznymi wycięciami o szerokości a i rozstawie na długości l = 6a, jak przedstawiono na fig. 2. Poszczególne operacje sposobu wytarzania profilu nośnego zostały uwidocznione na kolejnych rysunkach. Na fig. 3 przedstawiona jest operacja liniowego sinusoidalnego cięcia gazowego środnika dwuteownika, na fig. 4 widoczny jest moment rozdzielenia dwuteownika otrzymując dwa teowniki i szczelinę między krawędziami przecięcia, fig. 5 przedstawia efekt liniowego przesunięcia jednego z teowników względem drugiego, uzyskanie zetknięcia się ze sobą dwóch przeciwległych występów i połączenie ich najkorzystniej techniką spawania nadając dwuteownikowi znamiona dwuteownika ażurowego z przeznaczeniem jako profilu nośnego o konstrukcji budowlanej, fig. 6 uwidacznia profil ażurowy przecięty na żądaną długość z zamkniętym środnikiem, profilem gotowym do eksploatacji.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Profil nośny konstrukcji budowlanej, znamienny tym, że ma postać profilu dwuteownika, w którego środniku znajdują się oddzielne eliptyczne wycięcia o krzywych sinusoidalnych o szerokości a, rozmieszczone na całej długości profilu z podziałem na długość I = (3-9)a, przy czym powierzchnie między eliptycznymi wycięciami stanowią jednolity materiał profilu.
2. 2. Sposób wytwarzania profilu nośnego, znamienny tym, że w profilu dwuteowym gorąco walcowanym dokonuje się przecięcia wzdłużnego środnika sinusoidalną linią cięcia, po czym następuje ich rozłączenie i liniowe równoległe przesunięcie do momentu uzyskania styku dwóch przyległych występów poszczególnych krzywych sinusoidalnych przeciętego dwuteownika, w następnej operacji wykonuje się nierozłączne połączenie krawędzi styków przyległych występów uzyskując przestrzeń ażurową profilu dwuteownika w postaci eliptycznych wycięć.