RU2076184C1

RU2076184C1 - Steel equal-flange angle section

Info

Publication number: RU2076184C1
Application number: RU93033700A
Authority: RU
Inventors: Виталий Павлович Соколов
Original assignee: Виталий Павлович Соколов
Priority date: 1993-07-01
Filing date: 1993-07-01
Publication date: 1997-03-27

Abstract

FIELD: construction, particular, designs of sections applicable in the capacity of members of through, spatial, planar and other designs made of single angle sections. SUBSTANCE: steel equal-flange angle section formed by flanges of invariable thickness with width-thickness ratio in excess of 10 and circular segment whose wall thickness equals the flange thickness in which flanges are arranged at angle of 60 deg, and internal radius of circular segment R is determined from the relation R=

Description

Изобретение относится к строительству, в частности к конструкциям профилей, используемых в качестве элементов сквозных пространственных, плоскостных и других конструкций, выполняемых из одиночных уголковых профилей. The invention relates to the construction, in particular, to structures of profiles used as elements of through spatial, planar and other structures made of single corner profiles.

Известен прессованный уголковый профиль, выполненный из алюминиево-магниевого сплава, имеющий угловое поперечное сечение, образованное двумя полками постоянной толщины, с отношением ширины полки b_п к толщине t, равном 10 и менее, т.е. n≅10, причем полки соединены впритык и расположены под углом α, равным 60^o [1]
Недостатками известного профиля являются невысокие расчетно-прочностные характеристики, повышенный расход металла и значительно высокая стоимость единицы измерения.A well-known extruded corner profile made of aluminum-magnesium alloy having an angular cross section formed by two shelves of constant thickness, with the ratio of the width of the shelf b _p to the thickness t equal to 10 or less, i.e. n≅10, and the shelves are connected end to end and are located at an angle α equal to 60 ^o [1]
The disadvantages of the known profile are low design and strength characteristics, increased metal consumption and significantly high unit cost.

Известен гнутый уголковый профиль, выполненный из алюминиево-магниевого сплава, имеющий угловое поперечное сечение, образованное двумя полками постоянной толщины, расположенными под углом, равным 60^o, с отношением ширины полки b_п к толщине t, равном 10 и менее, т.е. n≅10, и кольцевым сегментом, имеющим толщину стенки, равную толщине полки, причем внутренний радиус кольцевого сегмента R величина, зависимая от материала (состава сплава) и толщины стенки листа, т.е. характеристик, влияющих на образование трещин [2]
Недостатки известного профиля: невысокие расчетно-прочностные характеристики; незначительная область применения; повышенный расход металла; значительно высокая стоимость единицы измерения.Known bent corner profile made of aluminum-magnesium alloy having an angular cross section formed by two shelves of constant thickness, located at an angle equal to 60 ^o , with the ratio of the width of the shelf b _p to the thickness t equal to 10 or less, i.e. n≅10, and an annular segment having a wall thickness equal to the thickness of the shelf, the inner radius of the annular segment R being a quantity dependent on the material (alloy composition) and the sheet wall thickness, i.e. characteristics affecting crack formation [2]
The disadvantages of the known profile: low design and strength characteristics; insignificant scope; increased metal consumption; significantly higher unit cost.

Наиболее близким, выбранным в качестве прототипа, является стальной гнутый равнополочный профиль, имеющий угловое поперечное сечение, образованное двумя полками постоянной толщины, расположенными под углом a, равным 90^o, с отношением ширины полки b_п к ее толщине t, равным более 10, т.е.

и кольцевым сегментом, имеющим толщину стенки, равную толщине полки, имеющим внутренний радиус

.The closest one selected as a prototype is a steel bent equal-shelf profile having an angular cross section formed by two shelves of constant thickness located at an angle a equal to 90 ^o , with the ratio of the width of the shelf b _p to its thickness t equal to more than 10, t .e.

and an annular segment having a wall thickness equal to the thickness of the shelf having an inner radius

.

Такой уголковый профиль является весьма технологичным в изготовлении и относится к профилям массового применения при проектировании и строительстве [3]
Недостатком известного профиля являются невысокие расчетно-прочностные характеристики при применении их в строительных конструкциях, выполненных из одиночных профилей.Such a corner profile is very technologically advanced in manufacture and relates to mass application profiles in design and construction [3]
A disadvantage of the known profile is the low design and strength characteristics when used in building structures made of single profiles.

Цель изобретения повышение расчетно-прочностных характеристик уголкового профиля за счет изменения формы поперечного сечения. The purpose of the invention is to increase the design and strength characteristics of the corner profile by changing the shape of the cross section.

Указанная цель достигается тем, что у стального равнополочного уголкового профиля, имеющего угловое поперечное сечение, образованное двумя полками постоянной толщины, имеющими отношение ширины полки b_п к толщине t более 10, т.е.

, и кольцевым сегментом, имеющим толщину стенки, равную толщине полки профиля, полки расположены под углом α, равным 60^o, а величина внутреннего радиуса R кольцевого сегмента равна

.This goal is achieved by the fact that a steel equal-angled corner profile having an angular cross section formed by two shelves of constant thickness, having a ratio of the width of the shelf b _p to the thickness t of more than 10, i.e.

and an annular segment having a wall thickness equal to the thickness of the profile shelf, the shelves are located at an angle α equal to 60 ^o , and the value of the inner radius R of the ring segment is

.

Сопоставимый анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявленный уголковый профиль отличается от известного тем, что в измененной форме поперечного сечения профиля полки располагаются под углом, не равном углу прототипа, т. е. величиной угла сопряжения полок (α=60^°≠α=90^°) и величиной внутреннего радиуса кольцевого сегмента, т.е.

.A comparable analysis with the prototype allows us to conclude that the claimed corner profile differs from the known one in that in the altered cross-sectional shape of the profile the shelves are located at an angle not equal to the angle of the prototype, i.e., the angle of the mating shelves (α = 60 ^° ≠ α = 90 ^° ) and the value of the inner radius of the annular segment, i.e.

.

Таким образом, заявленный стальной равнополочный уголковый профиль соответствует критерию "новизна". Thus, the claimed steel equal-angle corner profile meets the criterion of "novelty."

Сравнение заявленного решения в данной и других областях техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявленное от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия". Comparison of the claimed solution in this and other areas of technology did not allow us to identify signs that distinguish it from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "significant differences".

На чертеже изображен уголковый профиль, поперечное сечение. The drawing shows a corner profile, cross section.

Равнополочный стальной уголковый профиль содержит полки 1 и кольцевой сегмент 2, выполнен из стальной листовой заготовки, имеющей постоянную толщину t, полки с отношением ширины b_п к толщине, равной n > 10, в процессе изготовления (гиба, проката и т.д.) располагаются под углом α 60^oC, соединяются кольцевым сегментом 2, имеющим внутренний радиус

симптомами расчетных характеристик являются оси Х, Y, X₀ и Y₀, проходящие через центр тяжести поперечного сечения профиля.An equal-flanged steel corner profile contains shelves 1 and an annular segment 2, made of a steel sheet stock having a constant thickness t, shelves with a ratio of width b _p to thickness equal to n> 10, during the manufacturing process (bending, rolling, etc.) are located at an angle α 60 ^o C, are connected by an annular segment 2 having an inner radius

symptoms of design characteristics are the X, Y, X ₀ and Y ₀ axes passing through the center of gravity of the profile cross section.

Ось Y₀ является определяющей по расчетно-прочностным характеристикам, так как возможные деформации профиля, в первую очередь, возникнут относительно той оси, которая имеет наименьшее значение величины радиуса инерции, а ей и является ось Y₀.The Y ₀ axis is decisive in terms of the calculated strength characteristics, since possible deformations of the profile, first of all, arise relative to the axis that has the smallest value of the radius of inertia, and it is the Y ₀ axis.

Работа профиля заключается в следующем: равнополочный уголковый профиль, являясь несущим элементом стержнем сквозной конструкции, выполненной из одиночных профилей, под воздействием нагрузки воспринимает растягивающие, сжимающие и другие усилия, несущая способность которого зависит от величины радиуса инерции относительно оси Y₀, т.е. чем больше численная величина радиуса инерции, тем меньше его гибкость и тем больше несущая способность стержня.The work of the profile is as follows: an equal-flanged corner profile, being the supporting element of the through structure made of single profiles, under the influence of the load perceives tensile, compressive and other forces, the bearing capacity of which depends on the value of the radius of inertia with respect to the axis Y ₀ , i.e. the larger the numerical value of the radius of inertia, the less its flexibility and the greater the bearing capacity of the rod.

В измененной форме поперечного сечения профиля, за счет изменения угла сопряжения полок до величины α 60^o, наклон полок и отношения расчетных геометрических размеров относительно осей, проходящих через центр тяжести сечения профиля и входящих в него элементов, получили различные по численной величине изменения, в результате чего радиус инерции относительно осей Х, Y, X₀ уменьшился соответственно на 5,9, 16,8 и 22% а относительно оси Y₀ увеличился на 23,5% одновременно за счет сопряжения полок с помощью кольцевого сегмента, имеющего внутренний радиус

, увеличились расстояния относительно осей Х, Y, X₀ и Y₀, проходящих через центр тяжести входящих в него элементов (полки 1 и кольцевой сегмент 2), вследствие этого увеличился радиус инерции профиля относительно осей Х, Y, X₀ и Y₀ соответственно на 23,7; 12,8; 11,2 и 5,1%
В результате изменения формы поперечного сечения профиля расчетно-прочностные характеристики относительно оси Х увеличились на 16,6% относительно оси Y уменьшились на 5,0% относительно оси Х₀ уменьшились на 4,0% и относительно оси Y₀ увеличились на 29,7%
Ниже приводится таблица расчетно-прочностных характеристик известных профилей в сравнении с предложенным.In the altered shape of the cross-section of the profile, due to a change in the mating angle of the shelves to a value of 60 ^° , the slope of the shelves and the ratio of the calculated geometric dimensions relative to the axes passing through the center of gravity of the cross-section of the profile and the elements included in it received changes in numerical value, then radius of inertia about the axes X, Y, X ₀ decreased respectively 5.9, 16.8 and 22% with respect to Y axis and ₀ to 23.5% increased simultaneously by mating flange by a ring segment having internal rad mustache

, the distances relative to the X, Y, X ₀ and Y ₀ axes passing through the center of gravity of the elements included in it (shelves 1 and the annular segment 2) increased, as a result of this, the profile inertia radius increased relative to the X, Y, X ₀ and Y ₀ axes, respectively by 23.7; 12.8; 11.2 and 5.1%
As a result of the change in the cross-sectional shape of the profile, the calculated strength characteristics relative to the X axis increased by 16.6% relative to the Y axis decreased by 5.0% relative to the X ₀ axis decreased by 4.0% and increased by 29.7% relative to the Y ₀ axis
Below is a table of the calculated strength characteristics of known profiles in comparison with the proposed one.

Таким образом, увеличение расчетно-прочностных характеристик путем изменения формы поперечного сечения профиля при его использовании в качестве несущих элементов сквозных стержневых конструкций (пространственных или плоскостных), выполненных из одиночных уголковых профилей, воспринимающих изгибающие, сжимающие или иные усилия, позволяет:
при равном расходе стали повысить несущую способность стержня на 30%
при заданной нагрузке снизить металлоемкость конструкции в среднем до 40%
в связи со снижением материалоемкости снизить стоимость и трудоемкость изготовления конструкций;
расширить или усилить область применения уголковых профилей.Thus, an increase in the design and strength characteristics by changing the shape of the cross section of the profile when it is used as load-bearing elements of through-rod structures (spatial or planar) made of single corner profiles that perceive bending, compressing or other forces, allows:
at equal steel consumption, increase the bearing capacity of the rod by 30%
at a given load, reduce the metal consumption of the structure by an average of 40%
in connection with the reduction of material consumption, reduce the cost and complexity of manufacturing structures;
expand or strengthen the scope of corner profiles.

Claims

Steel ravnopolochny corner profile formed by shelves of constant thickness connected by an annular segment and having a ratio of width to thickness h> 10, characterized in that the shelves are at an angle of 60 ^o , and the inner radius of the annular segment R is determined from the ratio
R (m • b _p ) / n,
where m> 2 is the numerical value of section rationality;
b _{p the} width of the profile shelf.