RU204843U1 - Двутавровый гнутосварной профиль с перфорированной стенкой - Google Patents
Двутавровый гнутосварной профиль с перфорированной стенкой Download PDFInfo
- Publication number
- RU204843U1 RU204843U1 RU2021106213U RU2021106213U RU204843U1 RU 204843 U1 RU204843 U1 RU 204843U1 RU 2021106213 U RU2021106213 U RU 2021106213U RU 2021106213 U RU2021106213 U RU 2021106213U RU 204843 U1 RU204843 U1 RU 204843U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- height
- profile
- max
- welded
- wall
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
- E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
- E04C3/04—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Joining Of Building Structures In Genera (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области строительства и может быть использована в качестве изгибаемых элементов при разработке несущих конструкций зданий и сооружений различного назначения. В частности это могут быть элементы балок и балочных систем (балочных клеток, прогонов, ригелей, стропил, косоуров и т.д.).Техническим результатом предлагаемого решения является увеличение ресурсов несущей способности и эксплуатации, снижение концентрации напряжений и наклепа основного металла в зонах наложения швов двутаврового гнутосварного профиля, уменьшение расхода конструкционного материала.Указанный технический результат достигается тем, что в двутавровом гнутосварном профиле с одинарной (одиночной) стенкой, выполненном из единой листовой заготовки, пояса которого изогнуты в виде треугольного очертания с прямым углом между наклонными гранями и замкнуты двумя сварными швами, где каждая из наклонных граней в поперечном сечении имеет форму половины круглого полукольца с радиусом, равным высоте поясов и вдвое короче их ширины, перфорация стенки и прочность на изгиб максимальны, когда высота вырезов достигает 0,8438 высоты профиля, а отношение размеров ширины и высоты профиля равно 1/6,414.
Description
Полезная модель относится к области строительства и может быть использована в качестве изгибаемых элементов при разработке несущих конструкций зданий и сооружений различного назначения. В частности это могут быть элементы балок и балочных систем (балочных клеток, прогонов, ригелей, стропил, косоуров и т.д.).
Известно техническое решение балки, выполненной из единой листовой заготовки, пояса которой загнуты в виде треугольника и замкнуты двумя сварными швами. Высота стенки этой балки оптимизирована по предельно допустимой гибкости и составляет 2/3 всей высоты [Москалев Н.С., Попова Р.А. Стальные конструкции легких зданий. - М.: Издательство АСВ, 2003. - С. 65, рис. 4.5]. В такой балке весьма удачно оптимизирована стенка, однако треугольные профили поясов при этом заметно отличаются от такой рациональной формы, как прямоугольный треугольник, где угол между наклонными гранями поясов и плоскостью стенки равен 45°, а высота поясного профиля вдвое короче его ширины.
Еще одно известное техническое решение, которое можно принять в качестве аналога, представляет собой двутавровый гнутосварной профиль, выполненный из единой листовой заготовки, полки которого загнуты в виде треугольника и замкнуты двумя сварными швами. Угол между наклонными гранями треугольного профиля поясов рассмотрен в интервале от 45° до 135°, а предпочтение, как наиболее оптимальному, отдано прямому углу, при котором угол между наклонными гранями поясов и плоскостью стенки равен 45°. При этом очевидно, что высота поясного профиля вдвое короче его ширины [патент США №3342007, 19.09.1967].
Наиболее близкое техническое решение, которое можно принять в качестве прототипа, заключается в двутавровом гнутосварном профиле, выполненном из единой листовой заготовки, полки которого загнуты в виде треугольного очертания с прямым углом между наклонными гранями и замкнуты двумя сварными швами. Каждая из наклонных граней в поперечном сечении имеет форму половины круглого полукольца с радиусом, равным высоте полок и вдвое короче их ширины [Марутян А.С. Двутавровый гнутосварной профиль. - Патент №2686762, 30.04.2019, бюл. №13].
Недостатком профиля технического решения прототипа является то, что его расчетное сечение, оптимизированное по критерию максимальной прочности на изгиб, имеет сравнительно узкую и высокую компоновку с отношением размеров ширины и высоты меньше 1/14, снижающим устойчивость одинарной (одиночной) стенки. Для сравнения здесь можно добавить, что аналогичный профиль с двойной стенкой имеет оптимальную компоновку с отношением размеров ширины и высоты почти в три раза больше: 1/5,2 [Марутян А.С. Двутавровые гнутосварные профили и расчет их оптимальных параметров. - Строительная механика и расчет сооружений, 2020, №2. - С. 67-76]. С другой стороны, решение оптимизационной задачи применительно к двутавровому гнутозамкнутому профилю с трубчатыми полками и двойной перфорированной стенкой показало, что прочность на изгиб и перфорация стенки максимальны, когда высота вырезов достигает 0,6844 всей высоты профиля, а отношение размеров ширины и высоты оптимальной компоновки увеличивается с 1/5,2 до 1/3,168 [Марутян А.С. Двутавровый гнутозамкнутый профиль с трубчатыми полками и перфорированной полкой. - Патент №199895, 24.09.2020, бюл. №27]. Поэтому с учетом полного совпадения двутавровых очертаний гнутосварных и гнутозамкнутых профилей с двойными стенками целесообразно в качестве расчетно-теоретической предпосылки принять определенный рост отношения размеров ширины и высоты оптимальной компоновки при максимальной перфорации одинарной (одиночной) стенки.
Техническим результатом предлагаемого решения является увеличение ресурсов несущей способности и эксплуатации, снижение концентрации напряжений и наклепа основного металла в зонах наложения швов двутаврового гнутосварного профиля, уменьшение расхода конструкционного материала.
Указанный технический результат достигается тем, что в двутавровом гнутосварном профиле с одинарной (одиночной) стенкой, выполненном из единой листовой заготовки, пояса которого изогнуты в виде треугольного очертания с прямым углом между наклонными гранями и замкнуты двумя сварными швами, где каждая из наклонных граней в поперечном сечении имеет форму половины круглого полукольца с радиусом, равным высоте поясов и вдвое короче их ширины, перфорация стенки и прочность на изгиб максимальны, когда высота вырезов достигает 0,8438 высоты профиля, а отношение размеров ширины и высоты профиля равно 1/6,414.
Предлагаемый двутавровый гнутосварной профиль обладает достаточно универсальным техническим решением, с реализацией которого сопряжения его стенки и поясов имеют плавные формы с весьма значительным радиусом закруглений, что, минимизируя зоны концентрации напряжений и наклепа основного металла, увеличивает ресурсы его несущей способности и эксплуатации [Нежданов К.К., Гарькин И.Н. Подкрановая балка с повышенным техническим ресурсом эксплуатации. - Региональная архитектура и строительство, 2017, №3. - С. 119-122]. При этом перфорация его одинарной стенки позволяет увеличить отношение размеров ширины и высоты оптимальной компоновки с 1/14 до 1/6,414.
Предлагаемое техническое решение поясняется графическими материалами, где на
фиг. 1 представлено сечение двутаврового гнутосварного профиля с перфорированной стенкой при высоте вырезов h меньше предельно допустимой hmax(h<hmax);
фиг. 2 - сечение двутаврового гнутосварного профиля с перфорированной стенкой при высоте вырезов h равной предельно допустимой hmax(h=hmax);
фиг. 3 - расчетная схема поперечного сечения двутаврового гнутосварного профиля с перфорированной стенкой (пунктиром обозначена средняя линия тонкостенного сечения);
фиг. 4 - аксонометрия фрагмента двутаврового гнутосварного профиля с перфорированной стенкой при высоте вырезов h меньше предельно допустимой hmax (h<hmax);
фиг. 5 - аксонометрия фрагмента двутаврового гнутосварного профиля с перфорированной стенкой при высоте вырезов h равной предельно допустимой hmax (h=hmax);
фиг. 6 - графики зависимостей основных расчетных параметров двутаврового гнутосварного профиля с перфорированной стенкой от относительной высоты вырезов h/V(где V - размер высоты профиля по средней линии его расчетного сечения).
Для вывода приведенных численных отношений, количественной оценки ресурсов несущей способности двутаврового гнутосварного профиля с перфорированной стенкой целесообразно рассчитать площадь А, а также моменты инерции его сечения Ix и Iy относительно главных центральных осей, воспользовавшись формулами, апробированными при оптимизации двутавровых гнутосварных профилей с одинарной стенкой без ее перфорации:
A=tU(1/n+4,14);
Ix=tU3(0,0833333/n3+1,035/n2-0,3199746/n+0,0941567);
Iy=0,3441566tU3,
где t - толщина листовой заготовки; U - размер ширины профиля по средней линии его расчетного сечения;
n=U/V
n - отношение размеров ширины и высоты профиля по средней линии его расчетного сечения [Марутян А.С. Двутавровые гнутосварные профили и расчет их оптимальных параметров. - Строительная механика и расчет сооружений, 2020, №2. - С. 67-76].
Для начала решения оптимизационной задачи целесообразно рассмотреть расчетный случай без вырезов в одинарной стенке двутаврового профиля:
h/V=0;
U=(A/t)/(1/n+4,14); V=U/n;
Wx=2Ix/V=(A2/t)/(0,1666666/n2+2,07/n-0,6399492+0,1883134n)/(1/n+4,14)2,
где A и t - площадь сечения и толщина листовой заготовки для профилирования гнутосварного двутавра, A=const и t=const.
Чтобы найти экстремальное значение момента сопротивления расчетного сечения Wx=Wx,max, его выражение необходимо продифференцировать по переменной n и, приравняв к нулю производную (dWx/dn=0), получить уравнение четвертой степени
3,2276163n4+3,1184698n3-40,212811n2-6,993095n+0,6900004=0
с корнями
n1=-3,9662568; n2=-0,2415459; n3=0,0703645; n4=3,1712636.
Из найденных корней практическое значение имеет третий, значение которого можно округлить до
n=0,0703645=1/14,211711≈1/14,212.
Тогда расчетные параметры оптимизированного профиля составят:
A=18,351711tU; U=0,0544908A/t; V=0,7744075A/t;
hmax=V-U=0,7199167A/t;
Ix=0,0718031A3/t2; Iy=0,0000556A3/t2; Wx=Wx,max=0,185440A2/t.
Далее при решении оптимизационной задачи двутаврового гнутосварного профиля с вырезами в одинарной стенке необходимо дополнительно учитывать критерий максимальной перфорации, когда высота этих вырезов достигает предельно допускаемого значения, ограниченного по вертикали плоской частью расчетного сечения:
h=hmax=V-U или h/hmax=1.
Продолжение решения оптимизационной задачи представляет собой последовательное рассмотрение всего ряда расчетных случаев, когда высота вырезов в перфорированной стенке поступательно растет с шагом, равным 0,1 высоты по средней линии тонкостенного сечения двутаврового профиля:
при h/V=0,1
U=(A/t)/(1/n+4,14); V=U/n; h=0,1V=0,1U/n;
Ix=Ixo-th3/12=Ixo-t(0,1U/n)3/12=(0,08325/n3+1,035/n2-0,3199746/n+0,0941567);
Wx=(A2/t)/(0,1665/n2+2,07/n-0,6399492+0,1883134n)/(1/n+4,14)2;
3,2276163n4+3,1184698n3-40,212811n2-6,987384n+0,69138=0;
n1=-3,9663272; n2=-0,2415459; n3=0,0705059; n4=3,1711837;
n=0,0705059=1/14,183210≈1/14,183;
A=18,32321tU; U=0,0545755A/t; V=0,7740557A/t;
h=0,1V=0,0774056A/t; hmax=V-U=0,7194802A/t; h/hmax=0,1075854;
Ix=0,0717317A3/t2; Iy=0,0000559A3/t2; Wx=Wx,max=0,1853398A2/t;
при h/V=0,2
U=(A/t)/(1/n+4,14); V=U/n=0,2V=0,2U/n;
Ix=Ixo-th3/12=Ixo-t(0,2U/n)3/12=(0,086667/n3+1,035/n2-0,3199746/n+0,0941567);
Wx=(A2/t)/(0,1653334/n2+2,07/n-0,6399492+0,1883134n)/(1/n+4,14)2;
3,2276163n4+3,1184698n3-40,212811n2-6,947394n+0,7010394=0;
n1=-3,9667572; n2=-0,2415459; n3=0,0714958; n4=3,1706237;
n=0,0714958=1/13,986835≈1/13,987;
A=18,126835tU; U=0,0551668A/t; V=0,7716089A/t;
h=0,2V=0,144833A/t; hmax=V-U=0,7164421A/t; h/hmax=0,2021559;
Ix=0,0712363A3/t2; Iy=0,0000577A3/t2; Wx=Wx,max=0,1846435A2/t;
при h/V=0,3
U=(A/t)/(1/n+4,14); V=U/n; h=0,3V=0,3U/n;
Ix=Ixo-th3/12=Ixo-t(0,3/n)3/12=(0,0810833/n3+1,035/n2-0,3199746/n+0,0941567);
Wx=(A2/t)/(0,1621666/n2+2,07/n-0,6399492+0,1883134n)/(1/n+4,14)2;
3,2276163n4+3,1184698n3-40,212811n2-6,838839n+0,7272606=0;
n1=-3,9679237; n2=- 0,2415459; n3=0,0741838; n4=3,1691021;
n=0,0741838=1/13,480032≈1/13,480;
A=17,620032tU; U=0,0567535A/t; V=0,7650389A/t;
h=0,3V=0,2295116A/t; hmax=V-U/=0,7082854A/t; h//hmax=0,3240383;
Ix=0,0699145A3/t2; Iy=0,0000628A3/t2; Wx=Wx,max=0,1827737A2/t;
при h/V=0,4
U=(A/t)/(1/n+4,14); V=U/n; h=0,4V=0,4U/n;
Ix=Ixo-th3/12=Ixo-t(0,4/n)3/12=(0,0780/n3+1,035/n2-0,3199746/n+0,0941567);
Wx=(A2/t)/(0,1560/n2+2,07/n-0,6399492+0,1883134n)/(1/n+4,14)2;
3,2276163n4+3,1184698n3-40,212811n2-6,627453n+0,77832=0;
n1=-3,9701918; n2=-0,2415459; n3=0,0794211; n4=3,166133;
n=0,0794211=1/12,591112≈1/12,591;
A=16,731112tU; U=0,0597688A/t; V=0,7525556A/t;
h=0,4V=0,3010222A/t; hmax=V-U/=0,6927868A/t; h/hmax=0,4345091;
Ix=0,0674378A3/t2; Iy=0,0000734A3/t2; Wx=Wx,max=0,1792234A2/t;
при h/V=0,5
U=(A/t)/(1/n+4,14); V=U/n; h=0,5V=0,5U/n;
Ix=Ixo-th3/12=Ixo-t(0,5/n)2/12=(0,0729167/n3+1,035/n2- 0,3199746/n+0,0941567);
Wx=(A2/t)/(0,1458334/n2+2,07/n-0,6399492+0,1883134n)/(1/n+4,14)2;
3,2276163n4+3,1184698n3-40,212811n2-6,27895n+0,8624994=0;
n1=-3,9739227; n2=- 0,2415459; n3=0,0880650; n4=3,16122;
n=0,0880650=1/11,355248≈1/11,355;
A=15,495248tU; U=0,0645359A/t; V=0,7328212A/t;
h=0,5V=0,3664105A/t; hmax=V-U=0,6682852A/t; h/hmax=0,5482846;
Ix=0,0636152A3/t2; Iy=0,0000924A3/t2; Wx=Wx,max=0,1736172A2/t;
при h/V=0,6
U=(A/t)/(1/n+4,14); V=U/n; h=0,6V=0,6U/n;
Ix=Ixo-th3/12=Ixo-t(0,6/n)3/12=(0,0653333/n3+1,035/n2- 0,3199746/n+0,0941567);
Wx=(A2/t)/(0,1306666/n2+2,07/n-0,6399492+0,1883134n)/(1/n+4,14)2;
3,2276163/n4+3,1184698n3-40,212811n2-5,7590445n+0,9880805=0;
n1=-3,9794686; n2=-0,2415459; n3=0,1009822; n4=3,1538487;
n=0,1009822=1/9,9027353≈1/9,903;
A=14,042735tU; U=0,0712111A/t; V=0,7051846A/t;
h=0,6V=0,4231107A/t; hmax=V-U/=0,6339735A/t; h/hmax=0,6673949;
Ix=0,0584149A3/t2; Iy=0,0001242A3/t2; Wx=Wx,max=0,1656854A2/t;
при h/V=0,7
U=(A/t)/(1/n+4,14); V=U/n; h=0,7V=0,7U/n;
Ix=Ixo-th3/12=Ixo-t(0,7/n)3/12=(0,054750/n3+1,035/n2- 0,3199746/n+0,0941567);
Wx=(A2/t/(0,10950/n2+2,07/n-0,6399492+0,1883134n)/(1/n+4,14)2;
3,2276163n4+3,1184698/n3-40,212811n2-5,0334704n+1,16334=0;
n1=-3,987169; n2=-0,2415459; n3=0,1190558; n4=3,1434756;
n=0,1190558=1/8,3994227≈1/8,399;
A=12,539422tU; U=0,0797484A/t; V=0,6698405A/t;
h=0,7V=0,4688883A/t; hmax=V-U=0,59021A/t; h/hmax=0,7944431;
Ix=0,0521653A3/t2; Ix=0,0001745A3/t2; Wx=Wx,max=0,1551543A2/t;
при h/V=0,8
U=(A/t)/(1/n+4,14); V=U/n; h=0,8V=0,8U/n;
Ix=Ixο-th3/12=Ixo-t(0,8/n)3/12=(0,0406667/n3+1,035/n2-0,3199746/n+0,0941567);
Wx=(A2/t)/(0,081333/n2+2,07/n-0,6399492+0,1883134n)/(1/n+4,14)2;
3,2276163n4+3,1184698n3-40,212811n2-4,067941n+1,1365594=0;
n1=-3,9973459; n2=-0,2415459; n3=0,1431955; n4=3,1295127;
n=0,1431955=1/6,9834596≈1/6,983;
A=11,12359tU; U=0,08990A/t; V=0,627813A/t;
h=0,8V=0,5022504A/t; hmax=V-U=0,537913A/t; h/hmax=0,9337019;
Ix=0,0451821A3/t2; Iy=0,000250A3/t2; Wx=Wx,max=0,1439348A2/t;
при h/V=0,9
U=(A/t)/(1/n+4,14); V=U/n; h=0,9V=0,9U/n;
Ix=Ixo-th3/12=Ixo-t(0,9/n)3/12=(0,0225833/n3+1,035/n2- 0,3199746/n+0,0941567);
Wx=(A2/t/(0,0451666/n2+2,07/n-0,6399492+0,1883134n)/(1/n+4,14)2;
3,2276163n4+3,1184698n3-40,212811n2-2,828172n+1,6960206=0;
n1=-4,0102985; n2=-0,2415459; n3=0,1743532; n4=3,1113077;
n=0,1743532=1/5,735484≈1/5,735;
A=9,875484tU; U=0,1012608A/t; V=0,5807797A/t;
h=0,9V=0,5227017A/t; hmax=V-U=0,4795188A/t; h/hmax=1,0900546;
Ix=0,0379675A3/t2; Ix=0,0003573A3/t2; Wx=Wx,max=0,1307466A2/t.
Из последних двух шагов расчетных выкладок решения оптимизационной задачи видно, что 0,9337019≤h/hmax≤1,0900546 при 0,8≤h/V≤0,9. Поэтому завершить решение поставленной задачи целесообразно по методу поэтапных приближений значений h и hmax в пределах выявленного интервала:
при h/V=0,84375≈0,8438
U=(A/t)/(1/n+4,14); V=U/n; h=0,84375V=0,84375U/n;
Ix=Ixo-th3/12=Ixo-t(0,84375/n)3/12=(0,0332769/n3+1,035/n2-0,3199746/n+0,0941567);
Wx=(A2/t/(0,0665538/n2+2,07/n-0,6399492+0,1883134n)/(1/n+4,14)2;
3,2276163n4+3,1184698n3-40,212811n2-3,561309n+1,5189345=0;
n1=-4,0026544; n2=- 0,2415459; n3=0,1559054; n4=3,1221114;
n=0,1559054=1/6,414146≈1/6,414;
A=10,554146tU; U=0,0947494A/t; V=0,6077364A/t;
h=0,84375V=0,5127787A/t; hmax=V-U=0,5129870A/t;
h/hmax=0,9995939≈1,0;
Ix=0,0420236A3/t2; Iy=0,0002927A3/t2; Wx=Wx,max=0,1382954A2/t.
Судя по основным результатам, систематизированным в табличной форме, максимальная перфорация одинарной стенки двутаврового гнутосварного профиля привела к тому, что его оптимальная компоновка стала более компактной по высоте. В частности, отношение размеров ширины и высоты возросло в 14,212/6,414=2,2 раза, момент инерции (момент сопротивления) сечения в плоскости наибольшей жесткости (в плоскости стенки) уменьшился в 0,0718031/0,0420236=1,7 раза (0,1854400/0,1382954=1,34 раза), а момент инерции в плоскости наименьшей жесткости (из плоскости стенки) увеличился в 0,0002927/0,0000556=5,3 раза. При этом расчетно-теоретическая предпосылка о некотором росте отношения размеров ширины и высоты оптимальной компоновки при максимальной перфорации одинарной стенки подтвердилась. Поэтому принятая расчетно-теоретическая предпосылка и решение оптимизационной задачи не нуждаются в корректировке.
Пример реализации предлагаемого двутаврового гнутосварного профиля с перфорированной стенкой можно привести, если в качестве базового объекта для сравнения использовать гнутосварную балку с трубчатыми поясами треугольной формы и стенкой, оптимизированной по предельно допустимой гибкости (hw/t=208,7) и составляющей 2/3 высоты балки [Москалев Н.С., Попова Р.А. Стальные конструкции легких зданий. - М.: Издательство АСВ, 2003. - С. 65, рис. 4.5], а также имеющую следующие расчетные параметры:
U=160 мм (100%); V=1250 мм (100%); hw=834 мм; t=4 мм (100%);
hw/t=834/4=208,7 (100%); A=81,3 см2 (100%); Ix=164700 см4 (100%);
Wx=2635 см3 (100%); n=U/V=160/1250=0,1280=1/7,81250;
hw/V=834/1250=0,66720≈2/3,
где hw - высота стенки; hw/V=2/3.
Расчетные параметры двутаврового гнутосварного профиля с одинарной стенкой без вырезов по техническому решению прототипа составляют:
hw/V=(V-U)/V=2/3 откуда n=U/V=1/3=0,3333333;
V=250 мм (100%); U=V/3=11250/3=416,66666≈416 мм (260,0%);
A=tU(1/n+4,14)=tU(1×3+4,14)=7,14tU;
t=A/(7,14U)=81,3/(7,14×41,6)=0,2737≈0,27 см (67,50%);
A=7,14×0,27×41,6=80,196 см2 (98,64%);
Ix=tU3(0,0833333/n3+1,035/n2-0,3199746/n+0,0941567)=0,27×41,63=(0,0833333×33+1,035×32-0,3199746×3+0,0941567)=207968 см4 (126,3%);
Wx=2×207968/125,0=3327,5 см3 (126,3%).
Как видно, расход конструкционного материала уменьшился, а момент инерции и момент сопротивления расчетного сечения увеличились, однако, при этом увеличилась и гибкость стенки:
hw/t=(1250-416)/2,7=308,9 (148,0%).
Обеспечить устойчивость такой стенки можно при помощи продольного гофрирования, как это сделано в легких металлоконструкциях типа «Орск» [Трофимов В.И., Каминский A.M. Легкие металлические конструкции зданий и сооружений. - М.: Изд-во АСВ, 2002. - С. 16].
Если одинарную стенку двутаврового гнутосварного профиля прототипа подвергнуть перфорации без роспуска его зигзагообразным резом, то полученные расчетные параметры можно отнести только к цельным сечениям простенков между вырезами, поскольку несущая способность определяется расчетным сечением нетто с учетом вырезов:
An=Ao-thmax=80,196-0,27×83,4=57,678 см2 (70,94%);
Ixn=Ixo-thmax 3/12=207968-0,27×83,4712=194917 см4 (118,3%);
Wxn=2×194917/125,0=3118,7 см3 (118,3%),
где высота вырезов достигает предельно допустимого значения, равного высоте стенки, h=hmax=hw=V-U=125,0-41,6=83,4 см.
Уменьшение площади расчетного сечения нетто указывает на дальнейшее облегчение профиля, но расход конструкционного материала и гибкость перфорированной стенки остались прежними.
Более эффективна перфорация стенки двутаврового гнутосварного профиля с роспуском его зигзагообразным резом, где для сохранения прежнего параметра вырезов (h=hmax=hw=83,4 см) высоту исходного профиля до перфорации, очевидно, необходимо уменьшить в полтора раза:
Vo=V/1,5=1250/1,5=833,33333≈834 мм;
no=U/Vo=416/834=0,4988009≈0,50=1/2,0;
Ao=tU/(1/no+4,14)=tU/(1×2+4,14)=6,14tU;
t=A/(6,14U)=81,3/(6,14×41,6)=0,3182942≈0,31 см (77,50%);
Ao=6,14×0,31×41,6=79,181 см2 (97,39%);
An=Ao-thmax=79,181-0,31×83,4=53,327 см2 (65,59%);
Ixo=207968×0,31/0,27=238778 см4 (145,0%);
Ixn=Ixo-thmax 3/12=238778-0,31×83,4712=223792 см4 (135,9%);
Wxo=2×238778/125,0=3820,4 см3 (145,0%);
Wxn=2×223792/125,0=3580,7 см3 (135,9%);
hw/t=(1250-416)/3,1=269,0 (128,9%).
Как видно по полученным результатам, после второй перфорации расход конструкционного материала и гибкость перфорированной стенки уменьшились, а момент инерции и момент сопротивления расчетного сечения нетто увеличились.
Таким образом, подводя некоторые итоги, можно заключить, что предлагаемый двутавровый гнутосварной профиль с перфорированной стенкой достаточно эффективен, рационален и перспективен для применения в несущих конструкциях зданий и сооружений, включая легкие металлические конструкции комплектной поставки.
Claims (1)
- Двутавровый гнутосварной профиль с одинарной (одиночной) стенкой, выполненный из единой листовой заготовки, пояса которого изогнуты в виде треугольного очертания с прямым углом между наклонными гранями и замкнуты двумя сварными швами, где каждая из наклонных граней в поперечном сечении имеет форму половины круглого полукольца с радиусом, равным высоте поясов и вдвое короче их ширины, отличающийся тем, что перфорация стенки и прочность на изгиб максимальны, когда высота вырезов достигает 0,8438 высоты профиля, а отношение размеров ширины и высоты профиля равно 1/6,414.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021106213U RU204843U1 (ru) | 2021-03-10 | 2021-03-10 | Двутавровый гнутосварной профиль с перфорированной стенкой |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021106213U RU204843U1 (ru) | 2021-03-10 | 2021-03-10 | Двутавровый гнутосварной профиль с перфорированной стенкой |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU204843U1 true RU204843U1 (ru) | 2021-06-15 |
Family
ID=76414853
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021106213U RU204843U1 (ru) | 2021-03-10 | 2021-03-10 | Двутавровый гнутосварной профиль с перфорированной стенкой |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU204843U1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4002000A (en) * | 1975-06-30 | 1977-01-11 | Palmer-Shile Company | Beam construction and method of manufacture |
SU1191238A1 (ru) * | 1983-07-06 | 1985-11-15 | Всесоюзный Проектно-Технологический Институт Тяжелого Машиностроения | Способ изготовлени двутавровых балок с перфорированной стенкой |
CN103260787A (zh) * | 2010-10-01 | 2013-08-21 | 佛罗伦斯迈氏保护设备公司 | 用于扩展金属元件的设备和方法 |
RU176995U1 (ru) * | 2017-04-28 | 2018-02-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" | Перфорированная двутавровая металлическая балка |
RU2686762C1 (ru) * | 2018-07-23 | 2019-04-30 | Александр Суренович Марутян | Двутавровый гнутосварной профиль |
-
2021
- 2021-03-10 RU RU2021106213U patent/RU204843U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4002000A (en) * | 1975-06-30 | 1977-01-11 | Palmer-Shile Company | Beam construction and method of manufacture |
SU1191238A1 (ru) * | 1983-07-06 | 1985-11-15 | Всесоюзный Проектно-Технологический Институт Тяжелого Машиностроения | Способ изготовлени двутавровых балок с перфорированной стенкой |
CN103260787A (zh) * | 2010-10-01 | 2013-08-21 | 佛罗伦斯迈氏保护设备公司 | 用于扩展金属元件的设备和方法 |
RU176995U1 (ru) * | 2017-04-28 | 2018-02-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" | Перфорированная двутавровая металлическая балка |
RU2686762C1 (ru) * | 2018-07-23 | 2019-04-30 | Александр Суренович Марутян | Двутавровый гнутосварной профиль |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5527625A (en) | Roll formed metal member with reinforcement indentations | |
US8924187B1 (en) | Tool for optimized thin wall profile member (TPM) and TPM-panel design and selection | |
US6415577B1 (en) | Corrugated web beam connected to a top tube and bottom tube | |
RU2686762C1 (ru) | Двутавровый гнутосварной профиль | |
RU204843U1 (ru) | Двутавровый гнутосварной профиль с перфорированной стенкой | |
RU80691U1 (ru) | Узловое соединение | |
RU199895U1 (ru) | Двутавровый гнутозамкнутый профиль с трубчатыми полками и перфорированной стенкой | |
RU193994U1 (ru) | Двутавровая балка с гофрированной стенкой и трубчатыми поясами | |
RU114981U1 (ru) | Рамная конструкция с переменно-гофрированными элементами | |
RU2755179C1 (ru) | Двутавровый гнутозамкнутый профиль с отгибами и выкружками полок | |
RU214485U1 (ru) | Зетовый (z-образный) гнутозамкнутый профиль с перфорированной стенкой | |
RU218153U1 (ru) | Зетовый (z-образный) гнутозамкнутый профиль с перфорированной стенкой, отгибами и выкружками полок | |
RU91584U1 (ru) | Металлическая балка с мультигофрированной стенкой | |
RU2680564C1 (ru) | Трапециевидная профильная труба | |
RU2715778C1 (ru) | Двутавровый гнутозамкнутый профиль с перфорированной стенкой | |
RU2685013C1 (ru) | Швеллерный гнутозамкнутый профиль | |
RU2618810C1 (ru) | Треугольная решетка стержневых конструкций с дополнительными полустойками и полураскосами (y-образными стойками) | |
RU2701404C1 (ru) | Консольная балка регулярно-переменной высоты из профильных труб (гнутосварных профилей) | |
RU2683839C1 (ru) | Зетовый (z-образный) гнутозамкнутый профиль | |
RU197291U1 (ru) | Швеллерный гнутозамкнутый профиль с перфорированной стенкой | |
RU218011U1 (ru) | Пятиугольный равнокатетный гнутосварной профиль с усиленными гранями | |
RU2702492C1 (ru) | Ферма из гнутосварных профилей с поясами регулярно-переменных сечений | |
RU2767006C1 (ru) | Металлическая рама каркаса здания или сооружения | |
RU78836U1 (ru) | Ферма | |
RU207598U1 (ru) | Предварительно напряженная металлическая двутавровая балка |