RU2304479C2 - Method for enhancing carrying capability of cylindrical tube at bending - Google Patents

Method for enhancing carrying capability of cylindrical tube at bending Download PDF

Info

Publication number
RU2304479C2
RU2304479C2 RU2005115787/02A RU2005115787A RU2304479C2 RU 2304479 C2 RU2304479 C2 RU 2304479C2 RU 2005115787/02 A RU2005115787/02 A RU 2005115787/02A RU 2005115787 A RU2005115787 A RU 2005115787A RU 2304479 C2 RU2304479 C2 RU 2304479C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oval
profile
moment
pipe
resistance
Prior art date
Application number
RU2005115787/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005115787A (en
Inventor
Кирилл Константинович Нежданов (RU)
Кирилл Константинович Нежданов
В чеслав Александрович Туманов (RU)
Вячеслав Александрович Туманов
Алексей Кириллович Нежданов (RU)
Алексей Кириллович Нежданов
Сергей Геннадьевич Рубликов (RU)
Сергей Геннадьевич Рубликов
Original Assignee
Пензенский государственный университет архитектуры и строительства
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 университет архитектуры и строительства filed Critical Пензенский государственный университет архитектуры и строительства
Priority to RU2005115787/02A priority Critical patent/RU2304479C2/en
Publication of RU2005115787A publication Critical patent/RU2005115787A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2304479C2 publication Critical patent/RU2304479C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
  • Rod-Shaped Construction Members (AREA)

Abstract

FIELD: plastic working of metals.
SUBSTANCE: method comprises steps of imparting oval profile to tube; heating cylindrical tube till rolling temperature and reducing it in stand by means of rolls at four sides while deforming it to oval shape having two mutually opposite arches joined by their foots one to other. One-piece oval tubular shape is formed at working; said shape has percentage height and main moment of inertia normalized by means of mathematical relations. Percentage height of shape corresponds to its maximum resistance momentum.
EFFECT: improved carrying capability and rigidity of products made with small material consumption, enlarged using range of tubes.
2 dwg, 1 ex, 2 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к строительству мостовых и подкрановых конструкций, а также при перекрытии больших пролетов зданий.The present invention relates to the construction of bridge and crane structures, as well as when covering large spans of buildings.

Известен двутавровый профиль, хорошо работающий на изгиб [1, с.260], [2, с.52].Known I-beam profile that works well for bending [1, p. 260], [2, p. 52].

Сечение балки подбирают по максимальному изгибающему моменту М в ней. Проверку прочности балки в этом сечении производят по формулеThe beam section is selected according to the maximum bending moment M in it. The strength test of the beam in this section is carried out according to the formula

Figure 00000002
Figure 00000002

где WХ - максимальный момент сопротивления балки относительно главной оси Х ее сечения;where W X is the maximum moment of resistance of the beam relative to the main axis X of its section;

γ - коэффициент условий работы конструкций [3, с. 12];γ is the coefficient of the working conditions of structures [3, p. 12];

RY - расчетное сопротивление стали, зависящее от марки стали и толщины элемента;R Y is the design resistance of steel, depending on the grade of steel and the thickness of the element;

σ - максимальные напряжения на верхнем и нижнем краю сечения.σ are the maximum stresses at the upper and lower edge of the section.

Из формулы (1) видно, что при одинаковых М, γ и одинаковой прочности стали R, несущая способность балки зависит от момента сопротивления WX. Момент же сопротивления зависит от профиля сечения.From formula (1) it can be seen that for the same M, γ and the same strength of steel R, the bearing capacity of the beam depends on the moment of resistance W X. The moment of resistance depends on the section profile.

Эффективность конкретного профиля сечения характеризует радиус ядра сеченияThe effectiveness of a particular section profile characterizes the radius of the section core

Figure 00000003
Figure 00000003

где А - площадь профиля сечения.where A is the cross-sectional area.

Сравнивая сортаменты двутавровых профилей [1, с.260] цилиндрических труб [2, с.52], легко заметить, что при одинаковой материалоемкости цилиндрические трубы обладают меньшими моментами сопротивления и меньшими радиусами ядра сечения, чем двутавры.Comparing the assortments of I-profiles [1, p. 260] of cylindrical pipes [2, p. 52], it is easy to see that, with the same material consumption, cylindrical pipes have lower moments of resistance and smaller radii of the core section than I-beams.

Для цилиндрической трубы 3 радиус ядра сеченияFor a cylindrical pipe 3, the radius of the core section

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

⌀102·0,8 см⌀102 · 0.8 cm

Figure 00000008
Figure 00000008

илиor

IX=A·r2=254·35,82=325536,6 см4 I X = A · r 2 = 254 · 35.8 2 = 325536.6 cm 4

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

(см.табл.1 и табл.2)(see table 1 and table 2)

В настоящее время двутавровый профиль является лучшим из сплошно-стенчатых при работе его на изгиб. То есть обладает максимальным моментом сопротивления WX.Currently, the I-beam profile is the best of the solid-walled when working on bending. That is, it has a maximum resistance moment W X.

Максимальная высота сечения прокатываемых в настоящее время двутавров достигает 1 м [1, с.260].The maximum cross-sectional height of the currently rolled I-beams reaches 1 m [1, p. 260].

Максимальный диаметр цилиндрических труб по ГОСТ 10704-63* достигает значительно больших величин 1420 мм [2, с.77].The maximum diameter of cylindrical pipes in accordance with GOST 10704-63 * reaches significantly larger values of 1420 mm [2, p.77].

Известны трубы и большего диаметра.Pipes of a larger diameter are known.

Известна также рельсобалочная конструкция авторов Нежданова К.К., Туманова А.В., Нежданова А.К., Карева М.А. [4, патент №2192381, 10.11.2002, Бюл №31].The rail and beam structure of the authors Nezhdanova K.K., Tumanova A.V., Nezhdanova A.K., Kareva M.A. [4, patent No. 2192381, 10.11.2002, Bull No. 31].

В рельсобалочной конструкции подкрановая балка выполнена трубчатой эллиптической в сечении. Примем это техническое решение за аналог.In the rail and beam construction, the crane beam is made of tubular elliptical in cross section. We accept this technical solution as an analogue.

В аналоге не описан способ получения эллиптической в сечении трубы.In the analogue, a method for producing an elliptical pipe section is not described.

Цилиндрическую трубу как балку практически не используют, так как прочность ее на изгиб, при одинаковой материалоемкости, меньше, чем у двутавра, и поэтому материалоемкость повышается. Это и является недостатком балки из цилиндрической трубы.A cylindrical pipe is practically not used as a beam, since its bending strength, with the same material consumption, is less than that of an I-beam, and therefore the material consumption increases. This is a drawback of a beam from a cylindrical pipe.

У трубчатой балки имеются следующие отличные свойства:The tubular beam has the following excellent properties:

- амортизирующая способность, смягчающая динамические воздействия;- cushioning ability, mitigating dynamic effects;

- пониженная коррозиестойкость, так как внешняя поверхность ее значительно меньше и отсутствуют зоны, где накапливаются пыль и влага;- reduced corrosion resistance, since its outer surface is much smaller and there are no areas where dust and moisture accumulate;

- устойчивость стенки трубы при ее изгибе значительно выше по сравнению с двутавровой балкой из-за кривизны стенки;- the stability of the pipe wall when bending is much higher compared to the I-beam due to the curvature of the wall;

Технический результат изобретения - повышение несущей способности цилиндрической трубы на изгиб и, как следствие, снижение ее материалоемкости деформированием круглого сечения трубы валками в овальное сечение из двух взаимно зеркальных арок, соединенных пятами в монолитную трубу; расширение области применения балок с овальными трубчатыми профилями.The technical result of the invention is to increase the load-bearing capacity of a cylindrical pipe in bending and, as a result, to reduce its material consumption by deforming a circular cross-section of the pipe by rolls into an oval section from two mutually mirror arches connected by heels into a monolithic pipe; expanding the scope of beams with oval tubular profiles.

Технический результат реализован тем, что несущую способность стандартной цилиндрической трубы повышают. Для этого цилиндрическую трубу разогревают до температуры 600...650°С, обжимают ее в клети валками с четырех сторон, деформируя в овальный профиль, состоящий из двух взаимно зеркальных арок, соединенных друг с другом пятами, с образованием монолитного овального трубчатого профиля с относительной высотойThe technical result is realized in that the bearing capacity of a standard cylindrical pipe is increased. To do this, a cylindrical pipe is heated to a temperature of 600 ... 650 ° C, squeezed in a cage by rolls on four sides, deforming into an oval profile consisting of two mutually mirror arches joined together by heels, with the formation of a monolithic oval tubular profile with a relative tall

Figure 00000011
Figure 00000011

соответствующей максимальному моменту сопротивления, определяемой из кубического уравненияcorresponding to the maximum moment of resistance determined from the cubic equation

Figure 00000012
Figure 00000012

где h - высота арки от главной оси Х до профиля сечения срединной линии;where h is the height of the arch from the main axis X to the section profile of the midline;

b - ширина арки по срединной линии;b is the width of the arch in the midline;

t - толщина стенки, обжимаемой валками трубы,t is the thickness of the wall, crimped by the rolls of the pipe,

А - площадь овального сечения;A is the oval sectional area;

и главным моментом инерцииand the moment of inertia

Figure 00000013
Figure 00000013

Сопоставление разработанного способа получения работающей на изгиб трубы с овальным профилем с известными способами усиления конструкций показывает следующие существенные отличия, а именно:A comparison of the developed method for producing a bending pipe with an oval profile with known methods of reinforcing structures shows the following significant differences, namely:

- цилиндрическую трубу разогревают и деформацией изменяют профиль сечения в овальный, обжимая его с четырех сторон прокатными валками;- a cylindrical pipe is heated and the section profile is oval, deformed by crimping it from four sides with rolling rolls;

- после деформирования получают новый овальный профиль, состоящий из прямой и зеркальной арок, соединенных их пятами в монолитное сечение.- after deformation, a new oval profile is obtained, consisting of straight and mirror arches connected by their heels in a monolithic section.

В качестве основы овального профиля из двух взаимно зеркальных арок, соединенных в овал пятами, примем параболическую арку постоянной толщины t [5, с.445]. Арки отлично работают на сжатие и известны очень давно (например, арки римского водопровода). Арки используют в мостах [6, с.238].As the basis of the oval profile of two mutually mirror arches connected by an heel in the oval, we take a parabolic arch of constant thickness t [5, p. 455]. Arches work perfectly in compression and have been known for a very long time (for example, arches of the Roman water supply). Arches are used in bridges [6, p.238].

Характеристики сечения арки легко определить по формулам [7, с.72].The characteristics of the cross section of the arch can be easily determined by the formulas [7, p. 72].

На фиг.1 показан овальный профиль из двух взаимно зеркальных арок, соединенных пятами в монолитную трубу. На фиг.2 - обжатие трубы валками.Figure 1 shows an oval profile of two mutually mirror arches connected by heels in a monolithic pipe. Figure 2 - compression of the pipe rolls.

Введем следующие обозначения:We introduce the following notation:

h - высота каждой из арок от главной оси Х до средней линии;h is the height of each of the arches from the main axis X to the midline;

b - ширина как прямой, так и зеркальной арки;b is the width of both a straight and a mirror arch;

t - толщина арки;t is the thickness of the arch;

h+t/2 - максимальная высота арки;h + t / 2 - maximum height of the arch;

b+t - максимальная ширина арки;b + t is the maximum width of the arch;

2(h-t) - максимальный размер полости овала по вертикали;2 (h-t) - the maximum size of the vertical oval cavity;

b-t - максимальная ширина полости по горизонтали; b-t is the maximum horizontal width of the cavity;

относительная высота сеченияrelative section height

Figure 00000011
Figure 00000011

Площадь овального сечения из взаимно зеркальных арок остается постоянной - constThe oval cross-sectional area from mutually mirror arches remains constant - const

Figure 00000014
Figure 00000014

отсюдаfrom here

Figure 00000015
Figure 00000015

Обозначим относительную высоту овального профиля, то есть большего диаметра по средней линии к меньшемуDenote the relative height of the oval profile, i.e., a larger diameter along the midline to a smaller

Figure 00000016
Figure 00000016

тогдаthen

Figure 00000017
Figure 00000017

Figure 00000018
Figure 00000018

Figure 00000019
Figure 00000019

Главный момент инерции IX овального профиля относительно оси ХThe main moment of inertia I X oval profile relative to the X axis

Figure 00000020
Figure 00000020

Figure 00000021
Figure 00000021

Момент сопротивления овального профиля на уровне средней линииOval profile drag at midline

Figure 00000022
Figure 00000022

Подставим (9) в (11)Substitute (9) into (11)

Figure 00000023
Figure 00000023

Найдем экстремум момента сопротивления WX в зависимости от высоты арки h при постоянной площади сечения A constFind the extremum of the moment of resistance W X depending on the height of the arch h with a constant cross-sectional area A const

Figure 00000024
Figure 00000024

Для нахождения высоты арки h, при которой момент сопротивления достигает экстремума, получили уравнение третьей степени, которое легко решается [8, с.138]To find the height of the arch h, at which the moment of resistance reaches an extremum, an equation of the third degree was obtained, which is easily solved [8, p.138]

Figure 00000025
Figure 00000025

После подстановки (10) и (11) в (8) получим значение момента сопротивления WX нового овального профиля в зависимости от его относительной высотыAfter substituting (10) and (11) in (8), we obtain the value of the moment of resistance W X of the new oval profile, depending on its relative height

Figure 00000026
Figure 00000026

Figure 00000027
Figure 00000027

Взяв производную от (15)Taking the derivative of (15)

Figure 00000028
Figure 00000028

получим уравнение третьей степени для определения относительной высоты профиляwe obtain the equation of the third degree to determine the relative height of the profile

Figure 00000029
Figure 00000029

при которой его момент сопротивления WX достигает максимумаat which its resistance moment W X reaches a maximum

Figure 00000030
Figure 00000030

Например для трубы диаметром 1420For example, for a pipe with a diameter of 1420

А=443 t=1A = 443 t = 1

n3-3n2+2,7176114·10-5·n+9,0587045·10-6=0n 3 -3n 2 + 2.7176114 · 10 -5 · n + 9.0587045 · 10 -6 = 0

n=2.99999n = 2.99999

Для тонкостенных профилей получаем максимум момента сопротивления WX при n=3.For thin-walled profiles, we obtain the maximum moment of resistance W X at n = 3.

При n=3 получаем из (10)For n = 3, we obtain from (10)

Figure 00000031
Figure 00000031

Главный момент инерции IX овального профиля равенThe main moment of inertia I X of the oval profile is

Figure 00000032
Figure 00000032

Его максимальный момент сопротивленияIts maximum moment of resistance

Figure 00000033
Figure 00000033

Пример конкретной реализацииConcrete implementation example

Повысим несущую способность цилиндрической трубы ⌀ 1320·11 мм на изгиб обжатием ее в валках овальный профиль.We increase the bearing capacity of the cylindrical pipe ⌀ 1320 · 11 mm for bending by compressing it in rolls oval profile.

У цилиндрической трубыAt a cylindrical pipe

Главный момент инерции D=133,1 см; d=130,9 смThe main moment of inertia is D = 133.1 cm; d = 130.9 cm

Figure 00000034
Figure 00000034

Момент сопротивленияMoment of resistance

Figure 00000035
Figure 00000035

Площадь сечения трубы [2, с.77] по сортаменту А=452 см2 The cross-sectional area of the pipe [2, p.77] according to assortment A = 452 cm 2

Уточним площадь сеченияWe specify the cross-sectional area

A=π·dcp·t=π(132 -1,1)·1,1=452,35791 см2.A = π · d cp · t = π (132 -1.1) · 1.1 = 452.35791 cm 2 .

Площадь в сортаменте меньше фактической на 0.079%. Для вычисления используем точную площадь сечения. Площадь сечения трубы после деформирования остается неизменной A- const.The area in the assortment is less than actual by 0.079%. To calculate, we use the exact cross-sectional area. The cross-sectional area of the pipe after deformation remains unchanged A-const.

Определим относительную высоту овального профиляDefine the relative height of the oval profile

Figure 00000011
Figure 00000011

по ф.16according to clause 16

n3-3n2+3,8159226·10-5·n+1,2719742·10-5=0n 3 -3n 2 + 3.8159226 · 10 -5 · n + 1.2719742 · 10 -5 = 0

n=2,99999n = 2,99999

Для тонкостенного сечения n=3For thin-walled section n = 3

Высота аркиArch height

Figure 00000036
Figure 00000036

Главный момент инерции овального профиля из двух взаимно зеркальных арок по ф.18The main moment of inertia of the oval profile from two mutually mirror arches according to f. 18

IXO=2111651 см4 (в 2,125 раза увеличивается)I XO = 2111651 cm 4 (2.125-fold increase)

Момент сопротивления его по ф. 19The moment of his resistance according to f. 19

WXO=18012,51 см3 (в 1,197 раза увеличивается)W XO = 18012.51 cm 3 (1.197 times increase)

Таблица 1
Сравнение моментов инерции IX и моментов сопротивления WX цилиндрической трубы и овального профиля из двух взаимно зеркальных арок после его деформирования в валках.
Table 1
Comparison of the moments of inertia I X and the moments of resistance W X of the cylindrical pipe and the oval profile of two mutually mirror arches after its deformation in the rolls.
Габариты, смDimensions, cm А, см2 A cm 2 t, смt, cm IX, см4 I X cm 4 WX, см3 W X cm 3 ширина b, смwidth b, cm

Figure 00000037
Figure 00000037
Iкр, см4 I cr , cm 4 ⌀102·0,8⌀102.88 254254 0,80.8 325536,6325536.6 63836383 59,5312559.53125 25,13025,130 h=89,296875h = 89.296875 254254 0,80.8 694438,8694,438.8 7742,17742.1 30,48130,481 485789485789 увеличивается вincreases in 2,08 раза2.08 times 1,213 раза1,213 times 1,2131,213 ⌀122·0,9⌀122 · 0.9 342342 0,90.9 629420629420 10318,410318.4 30,17030,170 935963935963 h=106,875h = 106.875 342342 0,90.9 1339381,71339381.7 12479,712479.7 71,2571.25 36,49036,490 увеличивается вincreases in 2,087 раза2,087 times 1,209 раза1,209 times 1,2091,209 ⌀132·1,1⌀1321.1 452,3579452.3579 1,11,1 993583,6993583.6 15054,315054,3 77,04545377,045453 33,28033,280 14495581449558 h=115,56818h = 115.56818 21116512111651 18012,518012.5 39,81939,819 увеличивается вincreases in 2,125 раза2.125 times 1,197 раза1,197 times 1,1971,197 ⌀142·2⌀142 · 2 443443 2,02.0 1100877,31100877.3 15505,315505.3 35,00135,001 h=124,59375h = 124.59375 2357876,52357876.5 18848,918848.9 83,0683.06 42,54842,548 16464071646407 увеличивается вincreases in 2,14 раза2.14 times 1,216 раза1,216 times 1,2161,216

Примечание: Момент инерции для цилиндрической трубы вычисляетсяNote: The moment of inertia for a cylindrical pipe is calculated

Figure 00000038
Figure 00000038

где r - радиус инерции.where r is the radius of inertia.

Момент инерции IX для нового сечения вычисляется по ф.18, а момент сопротивленияThe moment of inertia I X for a new section is calculated according to f. 18, and the moment of resistance

Figure 00000039
Figure 00000039

ВыводOutput

Деформирование трубы с соблюдением относительной высоты нового овального профиляPipe deformation with respect to the relative height of the new oval profile

Figure 00000040
Figure 00000040

привело к повышению прочности на 18,4...21,6%, а жесткости в 2,08...2,14 раза. Данные по повышению прочности и жесткости труб при их деформировании валками в овальный профиль даны в табл.1.led to an increase in strength by 18.4 ... 21.6%, and rigidity in 2.08 ... 2.14 times. Data on increasing the strength and stiffness of pipes when they are deformed by rolls into an oval profile are given in Table 1.

Для этих труб в табл.1 будем использовать площадь сечения, приведенную в сортаменте.For these pipes in Table 1 we will use the cross-sectional area given in the assortment.

Проверим отношениеCheck the relation

Figure 00000011
Figure 00000011

для труб ⌀102·0,8 см2;for pipes ⌀102 · 0.8 cm 2 ;

Figure 00000041
Figure 00000041

WX=6537,4 см3 W X = 6537.4 cm 3

Figure 00000042
Figure 00000042

n=2,99999; IX=641808,7 см4; WX=10521,5 см3 n = 2,99999; I X = 641808.7 cm 4 ; W X = 10521.5 cm 3

⌀122·0,9 см; A=342 см2 ⌀122 · 0.9 cm; A = 342 cm 2

Figure 00000043
Figure 00000043

n=2,99999n = 2,99999

⌀132·1,1 см; A=355,1 см2 ⌀1321.1 cm; A = 355.1 cm 2

Figure 00000044
Figure 00000044

n=2,99999n = 2,99999

⌀142·1 см; A=443 см2; IX=1100877,3 см4; WX=15505 см3 ⌀1421 cm; A = 443 cm 2 ; I X = 1100877.3 cm 4 ; W X = 15505 cm 3

Figure 00000045
Figure 00000045

n=2,99999n = 2,99999

Для этих труб принимаем n=3For these pipes we take n = 3

Приведем еще следующее сравнение. Заменим метровые двутавры [8, с.261] эквивалентными по площади трубами, а затем произведем обжатие этих труб в новый профиль, образованный двумя взаимно зеркальными арками.We give the following comparison. Replace meter I-beams [8, p. 261] with equivalent pipes in area, and then we will compress these pipes into a new profile formed by two mutually mirror arches.

Таблица 2
Сравнение моментов инерции IX и моментов сопротивления WX прокатных двутавров и эквивалентных труб до и после их обжатия валками в овальный профиль
table 2
Comparison of the moments of inertia I X and the moments of resistance W X of the rolled I-beams and equivalent pipes before and after they are crimped by rolls into an oval profile
Габариты двутавров и труб, смDimensions of I-beams and pipes, cm А, см2 A cm 2 t, смt, cm IX, смI X cm WX, см3 W X cm 3 Ширина, смWidth cm IY, см4 I Y , cm 4 WY, см3 W Y cm 3 IKP, см4 I KP cm 4

Figure 00000046
Figure 00000046
I 100Б1I 100B1 289289 1,551.55 442460442460 89408940 1151011510 720720 312,3312.3 30,9330.93 0118,699·0,7750118.699 0.775 289289 2 0,7752 0.775 509004509004 8520,88520.8 min 29,48min 29,48 h=101,879h = 101.879 289289 2 0,7752 0.775 10899291089929 1035410354 66,91966,919 3958839588 11831183 760098760098 max 35,827max 35,827 увеличение вincrease in 2,4132,413 1,1581,158 3,443.44 1,641,64 2433,92433.9 1,1581,158 I 100Б2I 100B2 321321 1,551.55 521600521600 1043010430 1425014250 890890 545,2545.2 32,4932,49 0127,72183·0,80127.72183 0.8 321321 20,820.8 654579,3654,579.3 10186,310186.3 min 31.733min 31.733 h=112,85156h = 112.85156 321321 20,820.8 14016591401659 12376,512376.5 75,23475,234 53951,653951.6 16271627 14139021413902 max 38,556max 38,556 увеличение вincrease in 2,6872,687 1,1861,186 3,763.76 1,421.42 25932593 1,1861,186 I 100Б3I 100B3 358358 1,661.66 595560595560 1182011820 1661016610 10301030 694,8694.8 min 33,017min 33,017 ⌀137,295· 0,83⌀137.295 0.83 358358 20,8320.83 843563843563 12214,512,214.5 34,11934,119 h=121,31024h = 121.31024 358358 20,8320.83 18063401806340 14839,514839.5 80,87380,873 69527,469527,4 1719,41719.4 12583521258352 max 41.451max 41.451 увеличение вincrease in 3,0333,033 1,2551,255 4,1864,186 1,671,67 18111811 1,2551,255 I 100Б4I 100B4 397397 1,841.84 662170662170 1306013060 1862018620 11501150 936,3936.3 min 32,897min 32,897 ⌀137,3576·0,92⌀137.3576.92 397397 20,9220.92 93632279363227 13542,613542.6 34,11234,112 h=121,36549h = 121.36549 397397 20,9220.92 2004945,62004 945.6 16463,616463.6 80,91080,910 77175,377175.3 1907,71907.7 13987491398749 max 41,470max 41,470 увеличение вincrease in 3,0283,028 1,261.26 4,1454,145 1,661.66 14941494 1,261.26

Примечание: отношениеNote: attitude

Figure 00000047
Figure 00000047

Вывод:Output:

1. После обжатия эквивалентной трубы в овальный профиль произошло увеличение момента инерции IX, нового профиля по сравнению с двутавром такой же материалоемкости в 2,17...3,03 раза. Момент сопротивления WX нового профиля превысил момент сопротивления двутавра на 15,8...26% и, следовательно после обжатия в валках труба приобрела наилучшие изгибные характеристики. Показатель эффективности профиля - радиус ядра сечения1. After compression of the equivalent pipe into an oval profile, there was an increase in the moment of inertia I X , a new profile compared to the I-beam of the same material consumption by 2.17 ... 3.03 times. The moment of resistance W X of the new profile exceeded the moment of resistance of the I-beam by 15.8 ... 26% and, therefore, after compression in the rolls, the pipe acquired the best bending characteristics. Profile performance indicator - section core radius

Figure 00000048
Figure 00000048

возрос по сравнению с радиусом ядра сечения двутавра в 1,158...1,26 раза.increased in comparison with the radius of the core of the cross section of the I-beam 1.158 ... 1.26 times.

2. Ввиду больших диаметров труб, прокатываемых в настоящее время, 1420 мм и более появилась возможность отказаться от применения ненадежных ферм покрытия промышленных зданий и заменить их прокатными профилями из обжатых валками труб.2. In view of the large diameters of pipes being rolled at present, 1420 mm and more, it became possible to abandon the use of unreliable trusses for coating industrial buildings and replace them with rolling profiles made of tube-rolled tubes.

Экономический эффект возник из-за следующего:The economic effect arose due to the following:

- цилиндрическая труба деформированием в прокатных валках трансформирована в новый овальный профиль из двух взаимно зеркальных арок, соединенных друг с другом пятами; материалоемкость осталось неизменной;- a cylindrical pipe by deformation in the rolling rolls is transformed into a new oval profile of two mutually mirrored arches joined together by heels; material consumption has remained unchanged;

- повышена несущая способность нового профиля по сравнению с равноценным по материалоемкости прокатным двутавром на 15,8...26%, относительно оси Х;- the bearing capacity of the new profile has been increased in comparison with the material-intensive rolling double tee by 15.8 ... 26%, relative to the X axis;

- повышена жесткость по сравнению с прокатным двутавром IX в 2,17...3,03 раза относительно оси Х;- increased rigidity compared to the rolling I-beam I X 2.17 ... 3.03 times relative to the X axis;

- повышен момент инерции при кручении IX в 1427...2498 раз;- increased moment of inertia during torsion I X in 1427 ... 2498 times;

- повышен момент инерции IY в 3,76...4,186 раз;- increased moment of inertia I Y 3.76 ... 4.186 times;

- повышен момент сопротивления WX в 1,42...1,67 раз;- increased moment of resistance W X 1.42 ... 1.67 times;

- повышена коррозиестойкость конструкции.- increased corrosion resistance of the structure.

Таким образом, все показатели эффективности конструкции улучшились.Thus, all design performance indicators have improved.

ЛитератураLiterature

1. Сахновский М.М. Справочник конструктора строительных сварных конструкций, Днепропетровск, "Промiнь", 1975 г.1. Sakhnovsky M.M. Designer Handbook for Building Welded Structures, Dnepropetrovsk, "Promin", 1975

2. Васильченко В.Т. Рутман А.Н., Справочник конструктора металлических конструкций Киев: Будiвельник, 1980-288 с.2. Vasilchenko V.T. Rutman AN, Handbook of the designer of metal structures Kiev: Budivelnik, 1980-288 p.

3. СНиП 11-23-81* Стальные конструкции. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 988.3. SNiP 11-23-81 * Steel structures. M.: TsITP Gosstroy USSR, 988.

4. Нежданов К.К. Туманов В.А. Нежданов А.К. Карев М.А. Рельсобалочная конструкция. Патент России №2192381, 10.11.2002, Бюл, №31.4. Nezhdanov K.K. Tumanov V.A. Nezhdanov A.K. Karev M.A. Rail and beam construction. Patent of Russia No. 2192381, 10.11.2002, Bull, No. 31.

5. Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений/ Под ред. А.А.Уманского - М.: Стройиздат, 1960. - 1040 с.5. Reference designer of industrial, residential and public buildings and structures / Ed. A.A. Umansky - M .: Stroyizdat, 1960 .-- 1040 p.

6. Евграфов Г.К. "Мосты на железных дорогах". - М., 1947 г.6. Evgrafov G.K. "Bridges on the railways." - M., 1947

7. Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Справочник по сопротивлению материалов: Наукова думка, Киев - 1975. - 704 с.7. Pisarenko G.S., Yakovlev A.P., Matveev V.V. Handbook of resistance to materials: Naukova Dumka, Kiev - 1975. - 704 p.

8. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М., 1977 г.8. Vygodsky M.Ya. Handbook of Higher Mathematics. M., 1977

Claims (1)

Способ получения работающей на изгиб трубы с овальным профилем, заключающийся в том, что цилиндрическую трубу разогревают до температуры 600-650°С и обжимают ее в клети валками с четырех сторон, деформируя в овальный профиль, состоящий из двух взаимно зеркальных арок, соединенных друг с другом пятами, с образованием монолитного овального трубчатого профиля с относительной высотой
Figure 00000049
, соответствующей его максимальному моменту сопротивления, определяемой из кубического уравнения
A method of producing a bending pipe with an oval profile, namely, that the cylindrical pipe is heated to a temperature of 600-650 ° C and squeezed into the cage by rolls on four sides, deforming into an oval profile consisting of two mutually mirror arches connected to each other heel, with the formation of a monolithic oval tubular profile with a relative height
Figure 00000049
corresponding to its maximum moment of resistance, determined from the cubic equation
Figure 00000050
Figure 00000050
где h - высота арки от главной оси Х до профиля сечения срединной линии;where h is the height of the arch from the main axis X to the section profile of the midline; b - ширина арки по срединной линии;b is the width of the arch in the midline; t - толщина стенки, обжимаемой валками трубы;t is the thickness of the wall, crimped by the rolls of the pipe; А - площадь овального сечения;A is the oval sectional area; и главным моментом инерции
Figure 00000051
and the moment of inertia
Figure 00000051
RU2005115787/02A 2005-05-24 2005-05-24 Method for enhancing carrying capability of cylindrical tube at bending RU2304479C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005115787/02A RU2304479C2 (en) 2005-05-24 2005-05-24 Method for enhancing carrying capability of cylindrical tube at bending

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005115787/02A RU2304479C2 (en) 2005-05-24 2005-05-24 Method for enhancing carrying capability of cylindrical tube at bending

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005115787A RU2005115787A (en) 2006-11-27
RU2304479C2 true RU2304479C2 (en) 2007-08-20

Family

ID=37664268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005115787/02A RU2304479C2 (en) 2005-05-24 2005-05-24 Method for enhancing carrying capability of cylindrical tube at bending

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2304479C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2460603C2 (en) * 2009-10-05 2012-09-10 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Пензенский Государственный Университет Архитектуры И Строительства" Method for obtaining oval-section pipe working in bending from cylindrical round-section pipe
RU2552584C2 (en) * 2013-01-09 2015-06-10 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Пензенский Государственный Университет Архитектуры И Строительства" Method to form composite shock-absorbing rail
RU2561428C2 (en) * 2011-06-24 2015-08-27 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Пензенский государственный университет архитектуры и строительства Method of exception of possibility of covering steelwork collapse from fire
RU2623558C2 (en) * 2015-12-14 2017-06-27 Александр Суренович Марутян Method of circular pipe reshaping

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2460603C2 (en) * 2009-10-05 2012-09-10 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Пензенский Государственный Университет Архитектуры И Строительства" Method for obtaining oval-section pipe working in bending from cylindrical round-section pipe
RU2561428C2 (en) * 2011-06-24 2015-08-27 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Пензенский государственный университет архитектуры и строительства Method of exception of possibility of covering steelwork collapse from fire
RU2552584C2 (en) * 2013-01-09 2015-06-10 Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Пензенский Государственный Университет Архитектуры И Строительства" Method to form composite shock-absorbing rail
RU2623558C2 (en) * 2015-12-14 2017-06-27 Александр Суренович Марутян Method of circular pipe reshaping

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005115787A (en) 2006-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hancock et al. Cold-formed steel structures to the AISI specification
RU2304479C2 (en) Method for enhancing carrying capability of cylindrical tube at bending
RU2487222C2 (en) Method to increase durability of steel truss
US20070056240A1 (en) Press-formable light-gauge truss framing element
RU2601351C1 (en) Bearing structure with grid from oval pipes
RU2641333C1 (en) Curved closed profile
Chavan et al. Economic evaluation of open and hollow structural sections in industrial trusses
RU2680560C1 (en) H-shaped bent closed profile (options)
RU2756683C1 (en) Method for reshaping a round pipe into a rectangular pipe
RU2623558C2 (en) Method of circular pipe reshaping
Kawaguchi et al. Experimental study on structural characteristics of portal frames consisting of square CFT columns
RU2627810C1 (en) Steel concrete beam
RU193994U1 (en) DOUBLE BEAM WITH CORRUGATED WALL AND TUBULAR BELTS
RU2460603C2 (en) Method for obtaining oval-section pipe working in bending from cylindrical round-section pipe
RU180553U1 (en) STEEL SLIPPING FARM
RU2794073C1 (en) Method for reprofiling a round pipe into a hexagonal pipe with equal sides
RU193985U1 (en) BEARING STRUCTURE WITH RECTANGULAR TUBE GRILLE
RU221057U1 (en) TRIANGULAR ISOSceles PROFILE PIPE
RU202405U1 (en) TRIANGULAR EQUAL PROFILE PIPE (BENT WELDED PROFILE)
Marutyan et al. Improvement of truss bearing capacity by means of rhombic pipes
RU169617U1 (en) STEEL CONCRETE COMPOSITION BEAM
CN112906093A (en) Method for calculating variable cross-section height of arch ring of large-span arch bridge
RU214014U1 (en) TRIANGULAR EQUILATERAL PROFILE PIPE WITH REINFORCED FACETS
RU2795544C1 (en) Method for reprofiling a round pipe into a hexagonal pipe
RU220504U1 (en) TRIANGULAR EQUAL LEGEND WELDED PROFILE

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070525