RU2108279C1 - Zee beam and method of its manufacture - Google Patents

Zee beam and method of its manufacture Download PDF

Info

Publication number
RU2108279C1
RU2108279C1 RU95117432A RU95117432A RU2108279C1 RU 2108279 C1 RU2108279 C1 RU 2108279C1 RU 95117432 A RU95117432 A RU 95117432A RU 95117432 A RU95117432 A RU 95117432A RU 2108279 C1 RU2108279 C1 RU 2108279C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wall
profile
belts
section
moment
Prior art date
Application number
RU95117432A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95117432A (en
Inventor
К.К. Нежданов
А.К. Нежданов
А.В. Васильев
Original Assignee
Пензенский государственный архитектурно-строительный институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пензенский государственный архитектурно-строительный институт filed Critical Пензенский государственный архитектурно-строительный институт
Priority to RU95117432A priority Critical patent/RU2108279C1/en
Publication of RU95117432A publication Critical patent/RU95117432A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2108279C1 publication Critical patent/RU2108279C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; metal structures. SUBSTANCE: in rolling the beam its section is formed so that redistribution of area between wall and belts in proportion of 0.6 - 0.75 per wall and 0.4 - 0.25 per two belts is provided. Wall is connected with belts at acute angle and is tilted relative to vertical through angle θ which is determined by relationship between height, thickness and width of wall and belts. EFFECT: improved quality of zee beam. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к металлическим конструкциям. The invention relates to metal structures.

Известен зетобразный профиль с ортогональными стенкой и поясами - прототип. Known zeta profile with orthogonal wall and belts - prototype.

Недостаток прототипа - его малая несущая способность, так как главные центральные оси - горизонтальная x и вертикальная y - повернуты на угол α по отношению к осям x и y. The disadvantage of the prototype is its low bearing capacity, since the main central axes — horizontal x and vertical y — are rotated through an angle α with respect to the x and y axes.

α = 0,5arctg[2lxу/(lx-lу)], (1)
где Ix, Iy - моменты инерции относительно осей x и y;
Ixy - центробежный момент инерции.α = 0.5arctg [2l xy / (l x -l y )], (1)
where I x , I y are the moments of inertia with respect to the x and y axes;
I xy is the centrifugal moment of inertia.

Цель изобретения - повышение несущей способности зетобразного профиля без изменения расхода материала. The purpose of the invention is to increase the bearing capacity of the zeta profile without changing the consumption of material.

Цель достигнута формированием сечения зетобразного профиля при прокатывании его на прокатном стане. Деформируют профиль, перераспределяя площадь его сечения A между стенкой и поясами в пропорции (0,6-0,75)A - на стенку, (0,4-0,25)A - на два пояса, наклоняют стенку по отношению к вертикали под острым углом, равным:

Figure 00000002

где
h - высота сечения профиля,
tп - толщина пояса,
b - ширина пояса,
tст - толщина стенки,
Aп - сечения каждого пояса.The goal was achieved by forming a cross section of a zeta profile when rolling it on a rolling mill. The profile is deformed by redistributing its cross-sectional area A between the wall and the belts in the proportion (0.6-0.75) A - on the wall, (0.4-0.25) A - on two belts, tilt the wall with respect to the vertical under acute angle equal to:
Figure 00000002

Where
h - profile section height,
t p - the thickness of the belt,
b is the width of the belt,
t article - wall thickness,
A p - section of each belt.

Первоначальное сечение (прототип) обладает центробежным моментом инерции Ixy. Наклоном стенки уменьшают центробежный момент инерции до нуля, Ixy=0

Figure 00000003

отсюда получаем оптимальный угол θ наклона стенки к вертикали.The initial cross section (prototype) has a centrifugal moment of inertia I xy . By tilting the walls, the centrifugal moment of inertia is reduced to zero, I xy = 0
Figure 00000003

from here we obtain the optimal angle θ of the wall inclination to the vertical.

Изменение пропорции распределения материала по сечению профиля между стенкой и поясами обеспечивает возрастание момента сопротивления Wx балки до максимума.Changing the proportion of the distribution of the material over the cross section of the profile between the wall and the belts ensures an increase in the moment of resistance W x of the beam to a maximum.

Рекомендуемая пропорция - 0,6 - 0,75 площади сечения на стенку. Максимальное ее значение - 0,75 на стенку - обеспечивает максимальный момент сопротивления Wx профиля, но в этом случае максимально возрастает высота сечения h. Если же стенка содержит 60% площади всего сечения, то момент сопротивления Wx меньше своего максимального значения всего лишь на 2% высоты сечения h уменьшается по сравнению с вариантом в пропорции 0,75 значительно - на 20%. Поэтому с целью уменьшения вертикальных габаритов рационально прокатывать профиль при расходе металла на стенку в 60% или несколько выше.The recommended proportion is 0.6 - 0.75 of the cross-sectional area per wall. Its maximum value - 0.75 per wall - provides the maximum moment of resistance W x of the profile, but in this case the height of the section h increases as much as possible. If the wall contains 60% of the total cross-sectional area, then the resistance moment W x is less than its maximum value by only 2% of the cross-sectional height h decreases significantly compared to the version in the proportion of 0.75 - by 20%. Therefore, in order to reduce vertical dimensions, it is rational to roll the profile at a metal flow rate of 60% or slightly higher on the wall.

При одинаковой толщине стенки и пояса профиль легко изготавливается на листогибочном станке из прокатного листа. With the same wall and belt thicknesses, the profile is easily made on a bending machine from a rolling sheet.

Угол θ наклона стенки к вертикальной оси обеспечивает горизонтальную и вертикальную ориентацию главных осей x, y. Это позволяет сделать вывод, что изобретения связаны единым изобретательским замыслом. Сравнение заявляемых технических решений с прототипом позволило установить соответствие их критерию "новизна". При изучении других известных решений в данной области техники признаки, отличающие изобретения от прототипа, не были выявлены, и поэтому они обеспечивают предложенному техническому решению соответствие критерию "существенные отличия". The angle θ of the inclination of the wall to the vertical axis provides horizontal and vertical orientation of the main axes x, y. This allows us to conclude that the inventions are connected by a single inventive concept. Comparison of the claimed technical solutions with the prototype made it possible to establish compliance with their criterion of "novelty." When studying other known solutions in the art, features that distinguish the invention from the prototype were not identified, and therefore they provide the proposed technical solution according to the criterion of "significant differences".

Примеры конкретного выполнения. На фиг. 1 показан предлагаемый - профиль максимальной прочности; на фиг. 2 - зетобразный профиль - прототип. Examples of specific performance. In FIG. 1 shows the proposed profile of maximum strength; in FIG. 2 - Zeta profile - prototype.

Прототип и разработанный профиль содержат стенку 1 и пояса 2. Высота прототипа h (фиг. 2), а предлагаемого профиля
hθ= h•cosθ. (4)
Площадь всего сечения A одинакова, как в первом случае, так и во втором. Площадь сечения пояса Aп, его толщина - tп, ширина - b, толщина стенки tст.The prototype and the developed profile contain the wall 1 and belt 2. The height of the prototype h (Fig. 2), and the proposed profile
h θ = h • cosθ. (4)
The area of the entire cross section A is the same both in the first case and in the second. The cross-sectional area of the belt is A p , its thickness is t p , the width is b, the wall thickness is t st .

Оптимальный угол θ наклона стенки получен трансформацией прототипа в предлагаемый профиль. При трансформации центробежный момент инерции Ixy (3) полностью компенсируется (Ixy= 0) и отсюда получаем угол θ (2), а моменты инерции при изгибе Ix, Iy, изменяясь, превращаются в главные.The optimal angle θ of the wall inclination is obtained by transforming the prototype into the proposed profile. During the transformation, the centrifugal moment of inertia I xy (3) is completely compensated (I xy = 0) and from this we obtain the angle θ (2), and the moments of inertia during bending I x , I y , changing, turn into the main ones.

Момент инерции относительно оси x Ix складывается из момента инерции стенки

Figure 00000004
,
и двух поясов
Figure 00000005

Тогда главный момент инерции Ixz полученного профиля равен
Figure 00000006

или
Ixz= Ixzcos2θ, (5)
то есть моменту инерции первоначального профиля (прототипа), умноженного на cos2 θ.The moment of inertia about the axis x I x is the sum of the moment of inertia of the wall
Figure 00000004
,
and two belts
Figure 00000005

Then the main moment of inertia I xz of the obtained profile is
Figure 00000006

or
I xz = I xz cos 2 θ, (5)
that is, the moment of inertia of the initial profile (prototype), multiplied by cos 2 θ.

Момент инерции при изгибе относительно вертикальной оси y сложится из момента инерции стенки

Figure 00000007

и двух поясов
Figure 00000008

Собственными моментами инерции горизонтальных поясов и стенки пренебрегли (в запас прочности).The moment of inertia during bending relative to the vertical axis y will add up from the moment of inertia of the wall
Figure 00000007

and two belts
Figure 00000008

The proper moments of inertia of the horizontal belts and walls were neglected (in safety margin).

Покажем эффективность предложенного способа, оптимизируя зетобразный профиль Z 20. We show the effectiveness of the proposed method by optimizing the Z-shaped profile Z 20.

Площадь всего сечения - A = 41,7 см2
Моменты инерции - Ix = 2513,7 см4 - Iy - 411,2 см4
Главные моменты инерции - Imax = 2764,5 см4
Толщины: пояса - tп = 1,5 см
стенки - tст = 1,0 см
Высота сечения - h = 20 см
Ширина полки - b = 7,0 см
Заявленные решения
1-й вариант. Повышение несущей способности прототипа путем поворота стенки по часовой стрелке на угол θ до полной компенсации центробежного момента инерции и превращения осей x, y в главные (см. таблицу).The total cross-sectional area - A = 41.7 cm 2
Moments of inertia - I x = 2513.7 cm 4 - I y - 411.2 cm 4
The main moments of inertia - I max = 2764.5 cm 4
Thicknesses: belts - t p = 1.5 cm
walls - t article = 1.0 cm
Section height - h = 20 cm
Shelf Width - b = 7.0 cm
Declared Decisions
1st option. Increasing the bearing capacity of the prototype by turning the wall clockwise by an angle θ until the centrifugal moment of inertia is completely compensated and the x, y axes become main (see table).

Определим требуемый угол наклона стенки (2)

Figure 00000009

Проверим ориентацию главных осей по формуле (3)
Figure 00000010

Ixу= 5,25cosθ(-148+147,99998) = 0.
Оси x, y - действительно главные.Determine the required angle of inclination of the wall (2)
Figure 00000009

Check the orientation of the main axes according to the formula (3)
Figure 00000010

I xy = 5.25cosθ (-148 + 147.99998) = 0.
The x, y axes are really the main ones.

Главный момент инерции относительно горизонтальной оси x предложенного профиля (5)

Figure 00000011

Момент сопротивления
Figure 00000012

Проверка прочности сечения. Действующий изгибающий момент равен:
M = 56200 кг см = 56200 Н см = 5620 гН см.The main moment of inertia about the horizontal axis x of the proposed profile (5)
Figure 00000011

Moment of resistance
Figure 00000012

Checking section strength. Effective bending moment is equal to:
M = 56,200 kg cm = 56,200 N cm = 5620 gN cm.

Figure 00000013

В прототипе напряжения были:
Figure 00000014

Несущая способность увеличилась более чем в два раза.
Figure 00000013

In the prototype voltage were:
Figure 00000014

Bearing capacity has more than doubled.

2-й вариант. Повышение несущей способности прототипа путем увеличения материалоемкости стенки профиля до 60% и поворота стенки по часовой стрелке на угол θ до полной компенсации центробежного момента инерции и превращения осей x, y в главные (см. таблицу). 2nd option. Increasing the bearing capacity of the prototype by increasing the material consumption of the profile wall up to 60% and turning the wall clockwise by an angle θ until the centrifugal moment of inertia is completely compensated and the x, y axes become main (see table).

Figure 00000015

Проверим ориентации главных осей (3)
Figure 00000016

Оси x и y - действительно главные.
Figure 00000015

Check the orientation of the main axes (3)
Figure 00000016

The x and y axes are really the main ones.

Найдем:
момент инерции трансформированного сечения (5)

Figure 00000017

высоту сечения
hθ= hcosθ = 24,6cosθ = 24,17 см;
момент сопротивления
Figure 00000018

Проверим нормальные напряжения в заявленном устройстве
Figure 00000019

Произошло увеличение несущей способности по сравнению с прототипом почти в три раза.Find:
moment of inertia of the transformed section (5)
Figure 00000017

section height
h θ = hcosθ = 24.6cosθ = 24.17 cm;
moment of resistance
Figure 00000018

Check the normal voltage in the claimed device
Figure 00000019

There was an increase in bearing capacity compared with the prototype almost three times.

3-й вариант. Повышение несущей способности прототипа путем увеличения высоты начального профиля до 32 см и соответствующего увеличения материалоемкости стенки профиля, а также поворота стенки по часовой стрелке на угол θ до превращения осей x, y в главные (см. таблицу). 3rd option. The increase in the bearing capacity of the prototype by increasing the height of the initial profile to 32 cm and a corresponding increase in the material consumption of the profile wall, as well as turning the wall clockwise by an angle θ until the x, y axes turn into the main ones (see table).

Figure 00000020

Проверка ориентации главных осей
Figure 00000021

Действительно оси x и y являются главными.
Figure 00000020

Checking the orientation of the major axes
Figure 00000021

Indeed, the x and y axes are the main ones.

Момент инерции сечения

Figure 00000022

Высота профиля
hθ= hcosθ = 32cosθ = 31,62 см.
Момент сопротивления профиля
Figure 00000023

Проверим нормальные напряжения в заявленном устройстве
Figure 00000024

В прототипе напряжения были 568 кг/см2= 56,8 МПа (100%). Произошло увеличение несущей способности почти в четыре раза.Section inertia moment
Figure 00000022

Profile height
h θ = hcosθ = 32cosθ = 31.62 cm.
Profile drag moment
Figure 00000023

Check the normal voltage in the claimed device
Figure 00000024

In the prototype, the stresses were 568 kg / cm 2 = 56.8 MPa (100%). There was an increase in bearing capacity by almost four times.

Claims (2)

1. Зетобразный профиль, содержащий стенку и два параллельных друг другу горизонтальных пояса, отличающийся тем, что площадь сечения стенки выполнена равной 60 - 75% от всей площади сечения профиля, при этом между стенкой и поясами образован острый угол, а стенка наклонена к вертикали под углом, определяемым из соотношения
Figure 00000025

где h - высота сечения профиля;
tп - толщина пояса;
b - ширина пояса;
tс т - толщина стенки;
Ап - площадь сечения каждого пояса.1. Zeta-shaped profile containing a wall and two horizontal belts parallel to each other, characterized in that the cross-sectional area of the wall is 60 - 75% of the total cross-sectional area of the profile, while an acute angle is formed between the wall and the belts, and the wall is inclined to the vertical under angle determined from the relation
Figure 00000025

where h is the height of the cross section of the profile;
t p is the thickness of the belt;
b is the width of the belt;
t with t is the wall thickness;
And p is the cross-sectional area of each belt. 2. Способ изготовления зетообразного профиля, заключающийся в том, что формируют сечение профиля, прокатывая его на прокатном стане, отличающийся тем, что при прокатывании профиля деформируют его сечение, перераспределяя площадь между стенкой и поясами в пропорции 0,6 - 0,75 на стенку и 0,40 - 0,25 на пояса, и наклоняют стенку по отношению к вертикали под острым углом. 2. A method of manufacturing a zeta-shaped profile, which consists in forming a section of the profile by rolling it on a rolling mill, characterized in that when rolling the profile, its section is deformed, redistributing the area between the wall and the belts in a ratio of 0.6 - 0.75 to the wall and 0.40 - 0.25 per belt, and tilt the wall relative to the vertical at an acute angle.
RU95117432A 1995-10-09 1995-10-09 Zee beam and method of its manufacture RU2108279C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95117432A RU2108279C1 (en) 1995-10-09 1995-10-09 Zee beam and method of its manufacture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95117432A RU2108279C1 (en) 1995-10-09 1995-10-09 Zee beam and method of its manufacture

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95117432A RU95117432A (en) 1997-10-27
RU2108279C1 true RU2108279C1 (en) 1998-04-10

Family

ID=20172815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95117432A RU2108279C1 (en) 1995-10-09 1995-10-09 Zee beam and method of its manufacture

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2108279C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102873181A (en) * 2011-07-13 2013-01-16 喜利得股份公司 A method for producing a profile from a sheet-metal strip
CN103381506A (en) * 2012-05-03 2013-11-06 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 Sawing equipment for sawing Z-steel and method for sawing Z-steel

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Металлические конструкции. - Киев: Будивельник, 1976, с. 250. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102873181A (en) * 2011-07-13 2013-01-16 喜利得股份公司 A method for producing a profile from a sheet-metal strip
US9199289B2 (en) 2011-07-13 2015-12-01 Hilti Aktiengesellschaft Method for producing a profile from a sheet-metal strip
CN102873181B (en) * 2011-07-13 2016-12-07 喜利得股份公司 For the method being manufactured section bar by thin plate band
CN103381506A (en) * 2012-05-03 2013-11-06 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 Sawing equipment for sawing Z-steel and method for sawing Z-steel
CN103381506B (en) * 2012-05-03 2016-02-03 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 The sawing device of sawing Yi shape steel and the method for sawing Yi shape steel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4472473A (en) Curved cap corrugated sheet
US5294472A (en) Oblique web multiple surface panels fabricated of aromatic polycarbonates
US5802921A (en) Maximum power density gearing
JP3106050B2 (en) Brightness improvement sheet for surface light source
WO2020219500A1 (en) Shelf support beams and shelving units utilizing same
EP1420116B1 (en) Metal sheet pile
RU2108279C1 (en) Zee beam and method of its manufacture
US3527664A (en) Membrane structural module having double ruled quadric surfaces
US20230150223A1 (en) Flexible Honeycomb Structure and Manufacturing Method for Flexible Honeycomb Structure
JP3093766B2 (en) Toothed belt, toothed pulley and transmission
EP3631115B1 (en) A corrugated construction element, apparatus for producing such and method of manufacture
US6257851B1 (en) Generalized minimum diameter scroll component
AU2008295425B2 (en) Profile shape for a crane jib
CA2047537A1 (en) Roller leveler
WO2002032599A1 (en) Metal plate having mesh-type bead for duct and apparatus of producing the same
RU2076184C1 (en) Steel equal-flange angle section
Ritelli et al. A new way for old loci
US3292315A (en) Shell structure for concrete roofs and the like
US11981111B2 (en) Auxetic member for load bearing structures
TWI858054B (en) Shelf support beams and shelving units utilizing same
CN217352329U (en) Prefabricated wedge-shaped wave dissipation block
Cohen Effect of transverse shear deformation on anisotropic plate buckling
RU95117432A (en) ZETA-PROFILE AND METHOD FOR ITS MANUFACTURE
RU36119U1 (en) Thin-walled supporting structure of a closed pentagonal cross-section (its variants)
CN216405460U (en) Stock bin foundation structure