RU2120005C1

RU2120005C1 - Steel-wooden beam

Info

Publication number: RU2120005C1
Application number: RU98103879A
Authority: RU
Inventors: С.А. Баранов; В.М. Соболев; С.В. Пономарев; В.Н. Панов; В.И. Комаров; Ю.П. Сараев
Original assignee: Соболев Валериан Маркович; Сараев Юрий Парфеньевич; Комаров Владимир Иванович; Комарова Людмила Геннадьевна; Баранов Станислав Александрович; Пономарев Сергей Владимирович; Панов Владимир Николаевич
Priority date: 1998-03-03
Filing date: 1998-03-03
Publication date: 1998-10-10

Abstract

FIELD: steel-wooden beams used as main and additional bearing beams in wall panels forms and floors and ceilings of cast-in-situ buildings. SUBSTANCE: beam has metal core in the form of double-T shape enclosed in wooden cover-plates tightened by fasteners. Metal core is made of double-T shape from rigidly joined channels, of which form wall and two other, shape flanges Wooden cover-plates are formed by vertical walls and by outside beds T-shaped in cross-section and joined with the help of thermal adhesive along seams located at an angle from 0 to 60 deg to horizon Formed between shape flanges and planes of outside wooden bed are gaps filled with compensators in the form of polyurethane bands. Vertical walls of outside wooden cover-plates are prefabricated from plates and bars square to them and joined with one another with the help of thermal adhesive. Channels forming flanges of shape are joined with channel forming shape wall by means of plug welds and walls of these channels are butt-welded to each other with stitch welding. Flanges of channel forming shape wall may be partially cut and bent alternately through angle of plus-minus 90 deg to horizontal position and welded to channels forming shape flanges. Shape wall may be formed of welded channels conjugated with each other walls and joined with channels forming shape flanges. All channels forming double-T shape of metal core may be made bent. EFFECT: steel-wooden beam of high strength whose metal core and wooden cover-plates functioning as a single structure; higher corrosion resistance of metal core. 8 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано, например, в конструкциях опалубки для возведения монолитных бетонных сооружений. The invention relates to the construction and can be used, for example, in the construction of formwork for the construction of monolithic concrete structures.

Известна металлодеревянная балка, придающая жесткость щитам стеновой опалубки. Балка выполнена в виде гнутого из металлического листа прямоугольного профиля коробчатого сечения, у которого две стороны, образующие сечение, продлены за его пределы и образуют открытую полость, заполненную деревянным бруском, обращенным к палубе (заявка ФРГ OS 3705356, кл. Е 04 G 11/48, 1987). Known metal-wood beam, which gives rigidity to the shields of wall formwork. The beam is made in the form of a box-shaped rectangular section bent from a metal sheet, in which the two sides forming the section are extended beyond it and form an open cavity filled with a wooden block facing the deck (application FRG OS 3705356, class E 04 G 11 / 48, 1987).

Для опалубки перекрытий применяют металлодеревянную балку двутаврового сечения с развитой верхней полкой, в продольный паз которой вставлен деревянный брусок, служащий для фиксации горизонтальных опалубочных щитов (Патент Великобритании 2054961, кл. Е 04 С 3/04, 1981). For the formwork of ceilings, a double-T-section metal-wooden beam with a developed upper shelf is used, in the longitudinal groove of which a wooden block is inserted, which serves to fix horizontal formwork panels (British Patent 2054961, CL E 04 C 3/04, 1981).

Оба описанных выше технических решения предусматривают использование деревянной части металлодеревянной балки лишь в качестве фиксатора палубы, в работе всей балки как ее составляющая эта деревянная часть практически не участвует. Both of the technical solutions described above provide for the use of the wooden part of the metal-wooden beam only as a deck fixer, this wooden part is practically not involved in the work of the entire beam as its component.

Известна также из заявки ФРГ OS 3231758, кл. Е 04 С 3/12, 1984, деревянная балка двутаврового профиля, отдельные горизонтальные части которой на стыке соединены друг с другом наружными металлическими накладками, соединенными друг с другом и с деревянными балками при помощи болтового соединения, пропущенного сквозь накладки и балки. На участке, где расположены металлические накладки, балка работает как единый металлодеревянный элемент, воспринимающий приходящую на нее нагрузку. Однако накладки устанавливаются лишь на ограниченном участке балки, а их конструкция не может обеспечить конкурентоспособность такой сочлененной балки с чисто металлической балкой аналогичного назначения, поскольку поперечное сечение накладок не является наилучшим для восприятия поперечных нагрузок. Also known from the application of Germany OS 3231758, class. E 04 C 3/12, 1984, a wooden beam of an I-beam, the individual horizontal parts of which at the junction are connected to each other by external metal plates connected to each other and to wooden beams by means of a bolt connection passed through the plates and beams. In the area where the metal plates are located, the beam works as a single metal-wooden element, perceiving the load coming to it. However, the pads are installed only on a limited section of the beam, and their design cannot ensure the competitiveness of such an articulated beam with a purely metal beam of a similar purpose, since the cross section of the pads is not the best for the perception of transverse loads.

Наиболее близким аналогом предлагаемой конструкции, принимаемым за прототип заявленному изобретению, является металлодеревянная балка, содержащая металлический сердечник в виде двутаврового профиля, заключенного в деревянные обкладки, стянутые крепежными деталями. Стенка сердечника продлена за пределы двутаврового профиля и выходит наружу поверхности балки, а крепежные детали стягивают деревянные и металлические элементы балки по вертикали, по сути лишь фиксируя их относительно друг друга. Такое расположение крепежных деталей приводит к тому, что деревянные обкладки слабо препятствуют потере устойчивости металлического сердечника, который к тому же имеет открытые ребра, требующие коррозионной защиты (Заявка ФРГ 3313685, кл. Е 04 С 3/292, 1984). The closest analogue of the proposed design, taken as a prototype of the claimed invention, is a metal-wooden beam containing a metal core in the form of an I-beam profile, enclosed in wooden plates, tightened with fasteners. The core wall is extended beyond the I-beam profile and extends outward to the surface of the beam, and the fasteners pull the wooden and metal elements of the beam vertically, essentially only fixing them relative to each other. This arrangement of fasteners leads to the fact that the wood lining weakly prevent the loss of stability of the metal core, which also has open ribs that require corrosion protection (Application Germany 3313685, CL E 04 S 3/292, 1984).

Задачей изобретения является создание технологичной в изготовлении высокопрочной металлодеревянной балки для опалубки перекрытий и стен, конкурентоспособной с металлическими и деревянными балками того же назначения и не уступающей им по несущей способности. The objective of the invention is the creation of technological in the manufacture of high-strength metal beams for formwork floors and walls, competitive with metal and wooden beams of the same purpose and not inferior to them in bearing capacity.

Эта задача решается за счет того, что металлодеревянная балка содержит металлический сердечник в виде двутаврового профиля, заключенного в деревянные обкладки. Сердечник и обкладки стянуты крепежными деталями. Металлический сердечник выполнен из жестко соединенных друг с другом швеллеров, один из которых образует стенку, а два других - полки профиля. Деревянные обкладки образованы вертикальными стенками, имеющими форму швеллера с отогнутыми концами полок и вутами в местах сочленения стенки и полок, и наружными постелями Т-образного сечения, соединенными между собой термосклейкой по швам, расположенным под углом от О до 6О градусов к горизонту. Между полками профиля и обращенными к ним плоскостями наружных деревянных постелей образованы зазоры, заполненные компенсаторами. Вертикальные стенки наружных деревянных обкладок выполнены сборными из плоских пластин и расположенных перпендикулярно к ним брусков, соединенных друг с другом на термосклейке, причем бруски в местах примыкания к плоским пластинам дополнительно снабжены вутами. Швеллеры, образующие полки профиля, могут быть соединены с швеллером, образующим стенку профиля, на электрозаклепках, а стенки этих швеллеров приварены друг к другу встык шаговым швом. Полки швеллера, образующего стенку профиля, могут быть надрезаны и отогнуты попеременно на угол плюс-минус 90 градусов в горизонтальное положение и приварены электрозаклепками к швеллерам, образующим полки профиля. Компенсаторы выполнены в виде полиуретановых лент. Кроме того, крепежные детали, стягивающие металлический сердечник и деревянные обкладки, могут быть установлены вдоль балки в шахматном порядке, а стенка профиля может быть образована из сваренных швеллеров, сочлененных друг с другом своими стенками и соединенных с швеллерами, образующими полки профиля, на электрозаклепках. Все швеллеры, образующие двутавровый профиль металлического сердечника, выполнены гнутыми. This problem is solved due to the fact that the metal-wooden beam contains a metal core in the form of an I-beam profile enclosed in wooden plates. The core and plates are pulled together with fasteners. The metal core is made of channels rigidly connected to each other, one of which forms a wall, and the other two - profile shelves. Wooden facings are formed by vertical walls in the form of a channel with bent ends of shelves and flanges at the joints of the walls and shelves, and external T-shaped beds, interconnected by heat-gluing at the seams located at an angle from 0 to 6 degrees to the horizontal. Between the shelves of the profile and the planes of the outer wooden beds facing them, gaps formed by compensators are formed. The vertical walls of the outer wooden facings are made of prefabricated flat plates and bars perpendicular to them, connected to each other by thermal gluing, and the bars at the places adjoining the flat plates are additionally equipped with gutters. The channels forming the profile shelves can be connected to the channel forming the profile wall on electric rivets, and the walls of these channels are welded to each other end-to-end with a step seam. The shelves of the channel forming the profile wall can be incised and bent alternately at an angle of plus or minus 90 degrees to the horizontal position and electrically riveted to the channels forming the profile shelves. Compensators are made in the form of polyurethane tapes. In addition, fasteners that tighten the metal core and wooden lining can be staggered along the beam, and the profile wall can be formed of welded channels, joined to each other by their walls and connected to channels forming the profile shelves, on electrical rivets. All channels forming the I-beam profile of the metal core are made bent.

Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения с прототипом показывает, что оно отличается тем, что металлический сердечник двутаврового профиля выполнен из жестко соединенных друг с другом швеллеров, один из которых образует стенку, а два других - полки профиля. Деревянные обкладки образованы вертикальными стенками, имеющими форму швеллера с отогнутыми концами полок и вутами в местах сочленения стенки и полок, и наружными постелями Т-образного сечения, соединенными между собой термосклейкой по швам, расположенным под углом от О до 60 градусов к горизонту. Между полками профиля и обращенными к ним плоскостями наружных деревянных постелей образованы зазоры, заполненные компенсаторами. Отличие заключается также в том, что вертикальные стенки наружных деревянных обкладок могут быть выполнены сборными из плоских пластин и расположенных перпендикулярно к ним брусков, соединенных друг с другом на термосклейке, причем бруски в местах примыкания к плоским пластинам дополнительно снабжены вутами. Швеллеры, образующие полки профиля, могут быть соединены с швеллером, образующим стенку профиля, на электрозаклепках, а стенки этих швеллеров приварены друг к другу встык шаговым швом. Полки швеллера, образующего стенку профиля, могут быть надрезаны и отогнуты попеременно на угол плюс-минус 90 градусов в горизонтальное положение и приварены электрозаклепками к швеллерам, образующим полки профиля. Компенсаторы могут быть выполнены в виде полиуретановых лент, а крепежные детали, стягивающие металлический сердечник и деревянные обкладки, могут быть установлены вдоль балки в шахматном порядке. Стенка профиля может быть образована из сваренных швеллеров, сочлененных друг с другом своими стенками и соединенных с швеллерами, образующими полки профиля, на электрозаклепках и все швеллеры, образующие двутавровый профиль металлического сердечника, выполнены гнутыми. A comparative analysis of the invention with the prototype shows that it differs in that the metal core of the I-beam profile is made of channels rigidly connected to each other, one of which forms a wall, and the other two form shelf profiles. Wooden facings are formed by vertical walls in the form of a channel with bent ends of shelves and flanges at the joints of the wall and shelves, and external T-shaped beds, interconnected by heat-gluing at the seams located at an angle from O to 60 degrees to the horizontal. Between the shelves of the profile and the planes of the outer wooden beds facing them, gaps formed by compensators are formed. The difference also lies in the fact that the vertical walls of the outer wooden lining can be prefabricated from flat plates and bars located perpendicular to them, connected to each other by thermal gluing, and the bars at the places adjoining the flat plates are additionally equipped with flutes. The channels forming the profile shelves can be connected to the channel forming the profile wall on electric rivets, and the walls of these channels are welded to each other end-to-end with a step seam. The shelves of the channel forming the profile wall can be incised and bent alternately at an angle of plus or minus 90 degrees to the horizontal position and electrically riveted to the channels forming the profile shelves. Compensators can be made in the form of polyurethane tapes, and fasteners that tighten the metal core and wood lining can be installed along the beam in a checkerboard pattern. The profile wall can be formed of welded channels, joined to each other by their walls and connected to channels forming the profile shelves, on electric rivets and all channels forming the I-beam profile of the metal core are bent.

Этот анализ позволяет сделать вывод о наличии новизны в предложенном изобретении. This analysis allows us to conclude that there is novelty in the proposed invention.

Сравнение предлагаемой балки с другими известными конструкциями того же назначения показывает, что выполнение металлического сердечника из жестко соединенных друг с другом швеллеров, образующих его стенку и полки, а деревянных обкладок - в виде стенок швеллерного профиля и наружных постелей Т-образного сечения, соединенных между собой термосклейкой, позволяют получить технологичное в изготовлении изделие, конкурентоспособное с цельнодеревянными или цельнометаллическими балками, применяемыми в опалубке. Comparison of the proposed beam with other known structures of the same purpose shows that the metal core is made of channels rigidly connected to each other, forming its wall and shelves, and wooden lining - in the form of channel channel walls and external T-shaped beds connected to each other thermoglue, they allow to obtain a product technologically advanced in manufacture, competitive with solid wood or all-metal beams used in formwork.

Эта же задача дополнительно решается расположением стыков деревянных элементов относительно горизонта, а образование зазора между полками металлического профиля и обращенной к нему плоскостью наружной деревянной постели и заполнение этого зазора компенсаторами позволяет снизить требования к точности изготовления балки, не изменяя ее прочностных характеристик. Различные варианты выполнения металлического сердечника, описанные в заявке, также направлены на упрощение технологии изготовления балки. The same problem is additionally solved by the location of the joints of wooden elements relative to the horizon, and the formation of a gap between the shelves of the metal profile and the plane of the outer wooden bed facing it and the filling of this gap with compensators can reduce the requirements for the accuracy of the manufacture of the beam without changing its strength characteristics. Various embodiments of the metal core described in the application are also aimed at simplifying the manufacturing technology of the beam.

Вместе с тем расположение металлического сердечника внутри деревянных обкладок и его обжатие крепежными деталями позволяет обкладкам и сердечнику под нагрузкой работать как единое целое и, в частности, повысить устойчивость металлического сердечника при воздействии вертикальной поперечной относительно длины балки нагрузки, т.е. получить конкурентоспособную балку. Дополнительный эффект от размещения металлического сердечника в деревянных обкладках заключается в том, что повышается коррозионная стойкость сердечника. At the same time, the location of the metal core inside the wooden plates and its compression by fasteners allows the plates and the core under load to work as a unit and, in particular, to increase the stability of the metal core when exposed to a load transverse with respect to the length of the beam, i.e. get a competitive beam. An additional effect of the placement of the metal core in the wooden lining is that the corrosion resistance of the core is increased.

Эти положительные эффекты могут быть получены при использовании всех заявленных признаков. Проведенное сравнение позволяет сделать вывод о превышении предлагаемым техническим решением существующего уровня техники. These beneficial effects can be obtained by using all of the claimed features. The comparison allows us to conclude that the proposed technical solution exceeds the existing level of technology.

На фиг. 1 изображен общий вид балки; на фиг. 2 - металлический сердечник с швеллерной стойкой, полки которой надрезаны и развернуты на 90 градусов; на фиг. 3 - металлический сердечник, стойка которого образована двумя сочлененными гнутыми швеллерами; на фиг. 4 - вариант соединения деревянных обкладок. In FIG. 1 shows a general view of a beam; in FIG. 2 - a metal core with a channel rack, the shelves of which are notched and rotated 90 degrees; in FIG. 3 - a metal core, the strut of which is formed by two articulated bent channels; in FIG. 4 - a variant of the connection of wooden plates.

Металлодеревянная балка содержит металлический сердечник 1, выполненный в виде двутаврового профиля, заключенного в деревянные обкладки 2 и стянутого с обкладками крепежными деталями 3. Металлический сердечник образован жестко соединенными друг с другом швеллерами 4 и 5 гнутого профиля, один из которых 4 является стенкой сердечника, а два других 5 - его полками. Деревянные обкладки образованы вертикальными стенками 6, имеющими форму швеллера с отогнутыми концами полок 7 и вутами 8 в местах сочленения стенки и полок. Сверху и снизу к ним примыкают наружные постели 9 Т-образного сечения. Стыки 10, 11 между постелями 9 и стенками 6 деревянных обкладок 2 расположены под углом "а" к горизонту, равным от О до 60 градусов, причем сами деревянные элементы соединены между собой термосклейкой. Между полками 5 металлического профиля и обращенными к ним плоскостями 12 наружных деревянных постелей 9 образованы зазоры, заполненные компенсаторами 13, например, полиуретановыми лентами. The metal-wooden beam contains a metal core 1 made in the form of an I-beam, enclosed in wooden plates 2 and strapped together with fasteners 3. The metal core is formed by channels 4 and 5 of a bent profile rigidly connected to each other, one of which 4 is a core wall, and two other 5 - by its regiments. Wooden facings are formed by vertical walls 6, having the shape of a channel with bent ends of the shelves 7 and flutes 8 at the joints of the wall and shelves. Top and bottom adjacent to them are the outer beds of 9 T-shaped sections. The joints 10, 11 between the beds 9 and the walls 6 of the wooden plates 2 are located at an angle "a" to the horizon, equal to from O to 60 degrees, and the wooden elements themselves are interconnected by thermal adhesive. Between the shelves 5 of the metal profile and the planes 12 of the outer wooden beds 9 facing them, gaps are formed, filled with compensators 13, for example, polyurethane tapes.

Вертикальные стенки 6 наружных деревянных обкладок 2 могут быть выполнены сборными из плоских пластин 14 и расположенных перпендикулярно к ним брусков 15, соединенных друг с другом на термосклейке, причем бруски в местах примыкания к плоским пластинам дополнительно снабжены вутами 8. The vertical walls 6 of the outer wood lining 2 can be made prefabricated from flat plates 14 and bars 15 perpendicular to them, connected to each other by thermal gluing, and the bars at the places adjoining the flat plates are additionally equipped with flutes 8.

Швеллеры 5, образующие полки профиля, соединены с швеллером 4, образующим стенку профиля, на электрозаклепках 16, а стенки этих швеллеров приварены друг к другу встык шаговым швом 17. Полки 18 швеллера 4, образующего стенку профиля, могут быть надрезаны и отогнуты попеременно на угол плюс-минус 90 градусов в горизонтальное положение и приварены электрозаклепками 16 к швеллерам 5, образующим полки профиля. Стенка сердечника 1 может быть образована из сваренных швеллеров 19, сочлененных друг с другом своими стенками 20 и соединенных с швеллерами 5, образующими полки профиля, на электрозаклепках 16. The channels 5 forming the profile shelves are connected to the channel 4, forming the profile wall, on electric rivets 16, and the walls of these channels are welded to each other end-to-end with a step seam 17. The shelves 18 of the channel 4 forming the profile wall can be cut and bent alternately at an angle plus or minus 90 degrees to the horizontal position and are welded by electro-rivets 16 to the channels 5 forming the profile shelves. The wall of the core 1 can be formed of welded channels 19, connected to each other by their walls 20 and connected to the channels 5, forming the profile shelves, on the electric rivets 16.

Крепежные детали 3, стягивающие металлический сердечник 1 и деревянные обкладки 2, могут быть установлены вдоль балки в шахматном порядке. Они могут быть выполнены в виде болтовых соединений, глухих или полых заклепок или иного конструктивного решения, обеспечивающего надежное соединение элементов балки, которое производится под прессовой нагрузкой. Благодаря такому соединению все элементы балки после ее изготовления работают как единая конструкция. Компенсаторы 13 предназначены устранить последствия неточности изготовления деталей балки. Fasteners 3, tightening the metal core 1 and the wooden lining 2, can be installed along the beam in a checkerboard pattern. They can be made in the form of bolted joints, blind or hollow rivets or other design that provides a reliable connection of the beam elements, which is made under pressure. Thanks to this connection, all the elements of the beam after its manufacture work as a single structure. Compensators 13 are designed to eliminate the consequences of inaccuracies in the manufacture of beam parts.

При изготовлении балки вначале фрезеруются деревянные профильные детали, сваривается металлический сердечник, затем под прессом производятся термосклейка деревянных обкладок и установка крепежных деталей. Металлический стержень может полностью быть укрытым деревянными обкладками, а может в торцах балки выходить на ее поверхность. In the manufacture of the beam, wooden profile parts are milled first, the metal core is welded, then under the press, the wood panels are thermo-glued and the fasteners are installed. The metal rod can be completely covered with wooden plates, and can go to the surface at the ends of the beam.

Claims

1. A metal-wooden beam, mainly for formwork, containing a metal core in the form of an I-beam, enclosed in wooden lining, tightened with fasteners, characterized in that the metal core of the I-profile is made of channels rigidly connected to each other, one of which forms a wall, and the other two are shelves of the profile, while the wooden lining is formed by vertical walls having the shape of a channel with bent ends of the shelves and the sleeve at the joints of the wall and shelves, and outward bubbled beds T-shaped cross section, interconnected by seams termoskleykoy disposed at an angle of 0 to 60 degrees to the horizontal, the profile between the legs and facing thereto planes outer timber beds are formed gaps filled bellows.

2. The beam according to claim 1, characterized in that the vertical walls of the outer wooden facings are made of prefabricated flat plates and bars located perpendicular to them, connected to each other by thermal gluing, and the bars at the points of contact with the flat plates are additionally equipped with bushings.

3. The beam according to claim 1, characterized in that the channels forming the profile shelves are connected to the channel forming the profile wall on electrically rivets, and the walls of these channels are welded to each other end-to-end with a step weld.

4. The beam according to claim 1, characterized in that the shelves of the channel forming the profile wall are incised and bent alternately by an angle of plus or minus 90 degrees to the horizontal position and are electrically riveted to the channels forming the profile shelves.

5. The beam according to claim 1, characterized in that the compensators are made in the form of polyurethane tapes.

6. The beam according to claim 1, characterized in that the fasteners tightening the metal core and the wooden lining are installed along the beam in a checkerboard pattern.

7. The beam according to claim 1, characterized in that the wall of the profile is formed of welded channels that are joined to each other by their walls and connected to channels that form the shelves of the profile, on electrical rivets.

8. The beam according to claim 1, characterized in that all the channels forming the I-beam profile of the metal core are made bent.