RU2332275C2

RU2332275C2 - Steel panel-plate holder

Info

Publication number: RU2332275C2
Application number: RU2006133125/02A
Authority: RU
Inventors: Вадим Григорьевич Антипанов (RU); Вадим Григорьевич Антипанов; Анатолий Васильевич Урмацких (RU); Анатолий Васильевич Урмацких; Владимир Леонидович Корнилов (RU); Владимир Леонидович Корнилов; Александр Владимирович Архандеев (RU); Александр Владимирович Архандеев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат"
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2008-08-27
Also published as: RU2006133125A

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention pertains to objects made from ridged panels. The steel-plate has two ridged sheets, made from steel with given mechanical properties. One sheet has lengthwise through ridges, separated on the width of the sheet by flat inter-ridge regions, while the other sheet has transverse closed ridges and flat lateral regions. The top of all ridges are directed outside the plate holder. The side edges of the sheet with lengthwise ridges are folded by 180° and reach the folded part of the side edges of the sheet with transverse ridges, thereby forming side edges of the plate holder. Better strength properties are attained.

EFFECT: better strength properties of objects made from the sheet ridged panels.

5 cl, 1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к изделиям из листовых гофрированных профилей типа панелей без наполнителя и может быть использовано в качестве различных перекрытий, настилов и стеновых панелей.The invention relates to products from sheet corrugated profiles such as panels without filler and can be used as various floors, floorings and wall panels.

Такие изделия могут изготавливаться из стальных гофрированных листов самых разнообразных видов, производимых на профилегибочных станах. Сортамент холодногнутых гофрированных профилей и изделия из них (например, сварные ребристые плиты) достаточно подробно описаны, например, в книгах И.С.Тришевского и др. «Холодногнутые гофрированные профили проката», Киев, «Технiка», 1973, с.8-26 и «Производство гнутых профилей (оборудование и технология)», М.: Металлургия, 1982, с.312-314. Сварные ребристые плиты изготавливают на специализированных агрегатах с достаточно сложной технологией производства, но получаемые изделия готовы к конкретному использованию.Such products can be made of corrugated steel sheets of a wide variety of types produced on roll forming mills. The assortment of cold-formed corrugated profiles and products from them (for example, welded ribbed plates) are described in sufficient detail, for example, in the books of I. S. Trishevsky and others. “Cold-rolled corrugated profiles for hire", Kiev, "Technika", 1973, p.8- 26 and "Production of bent profiles (equipment and technology)", Moscow: Metallurgy, 1982, s.312-314. Welded ribbed plates are made on specialized units with a fairly sophisticated production technology, but the resulting products are ready for specific use.

Известна ребристая плита для сложного панельного перекрытия, у которой профиль состоит из выступающих ребер, образованных на плоской плите, а поверхность верхних фланцев ребер подвергается профилированию для усиления сцепления между ребристой плитой и бетоном панельного перекрытия (см. пат. РФ №2103453, кл. Е04В 5/04, опубл. 27.01.1998 г.).Known ribbed slab for complex panel overlap, in which the profile consists of protruding ribs formed on a flat slab, and the surface of the upper flanges of the ribs is profiled to enhance adhesion between the ribbed slab and concrete of the floor slab (see US Pat. RF No. 2103453, class E04B 5/04, published on January 27, 1998).

Недостатком известного устройства являются относительно невысокие его прочностные характеристики и ограниченная область применения (бетонные панели).A disadvantage of the known device is its relatively low strength characteristics and limited scope (concrete panels).

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является панель, описанная в пат. РФ №2265552, кл. В64С 3/26, опубл. 10.07.2005 г.The closest analogue to the claimed object is the panel described in US Pat. RF №2265552, class B64C 3/26, publ. 07/10/2005

Эта многослойная панель содержит гофрированные листы, выполненные из материала с заданными свойствами, и характеризуется тем, что она содержит два плоских внешних листа, между которыми располагаются гофрированные листы зигзагообразной формы с чередующимися выступами и впадинами. Недостатком известного устройства является относительная сложность его устройства и невысокие прочностные характеристики.This multilayer panel contains corrugated sheets made of a material with desired properties, and is characterized in that it contains two flat outer sheets, between which there are corrugated sheets in a zigzag shape with alternating protrusions and depressions. A disadvantage of the known device is the relative complexity of its device and low strength characteristics.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение несущей способности и прочностных характеристик панели, что снижает производственные затраты.The technical task of the present invention is to increase the bearing capacity and strength characteristics of the panel, which reduces production costs.

Для решения этой задачи стальная панель-кассета, содержащая гофрированные листы, выполненные из стали заданных механических свойств и толщины S с гофрами заданных конфигурации и размеров, состоит из двух листов, один из которых содержит продольные сквозные гофры, разделенные по ширине листа плоскими межгофровыми участками, другой лист содержит поперечные замкнутые гофры и плоские боковые участки, а вершины всех гофр направлены наружу профиля, при этом боковые кромки листа с поперечными гофрами охватываются загнутыми на 180° боковыми кромками листа с продольными гофрами с образованием боковых кромок кассеты толщиной 3S, толщина гофрированных листов S=0,70...2,0 мм, предел прочности их материала σ_в=400...480 МПа, а величина относительного удлинения δ₅≥24%; все гофры могут быть с полукруглым поперечным сечением, а количество продольных гофров 3...9, межосевые расстояния всех гофр и их высота Н могут быть одинаковы при Н=(10...40)S, а длина панель-кассеты не менее 3 м и ширина - 1,0...1,5 м.To solve this problem, a steel panel-cassette containing corrugated sheets made of steel of specified mechanical properties and thickness S with corrugations of a given configuration and size, consists of two sheets, one of which contains longitudinal through corrugations, separated along the sheet width by flat inter-corrugated sections, the other sheet contains transverse closed corrugations and flat lateral sections, and the vertices of all corrugations are directed outward of the profile, while the lateral edges of the sheet with transverse corrugations are covered by 180 ° lateral corrugations kami sheet with longitudinal corrugations to form side edges of the cassette 3S thickness, the thickness of the corrugated sheets S = 0.70 ... 2.0 mm, the tensile strength of the material _in σ = 400 ... 480 MPa, and the elongation δ ≥ ₅ 24%; all corrugations can be with a semicircular cross-section, and the number of longitudinal corrugations is 3 ... 9, the interaxal distances of all corrugations and their height H can be the same at Н = (10 ... 40) S, and the panel-cassette length is not less than 3 m and width - 1.0 ... 1.5 m.

Все приведенные характеристики заявляемого устройства получены при обработке опытных данных и являются эмпирическими.All of the characteristics of the inventive device obtained in the processing of experimental data and are empirical.

Сущность заявляемого технического решения заключается в разработке конструкции изделия из гофрированных листовых профилей, имеющего обширный спектр применения. Оно может использоваться в качестве стеновых панелей перекрытий и настилов, а также как упрочняющий элемент (например, в транспортном машиностроении) и быть взаимозаменяемым с аналогичными изделиями-кассетами.The essence of the proposed technical solution lies in the development of the design of the product from corrugated sheet profiles having a wide range of applications. It can be used as wall panels of floors and flooring, as well as a reinforcing element (for example, in transport engineering) and can be used interchangeably with similar cassette products.

Основная особенность панель-кассеты - наличие взаимно перпендикулярных гофр на ее поверхностях, что в сочетании с жесткими кромками делает ее особо устойчивой к любым изгибающим нагрузкам и к скручиванию. Заявляемые параметры устройства предотвращают искажение геометрии и отсутствие трещинообразования гофрированных листов при их профилировании. Наличие полостей внутри панель-кассеты позволяет пропускать через нее, например, охлаждающую (нагревающую) жидкость, а также уменьшает теплопроводность изделия. Выполнение гофр полукруглыми уменьшает вероятность трещинообразования.The main feature of the panel-cassette is the presence of mutually perpendicular corrugations on its surfaces, which in combination with hard edges makes it especially resistant to any bending loads and to twisting. The inventive parameters of the device prevent distortion of the geometry and the absence of cracking of corrugated sheets during their profiling. The presence of cavities inside the panel-cassettes allows you to pass through it, for example, a cooling (heating) liquid, and also reduces the thermal conductivity of the product. The implementation of the corrugations semicircular reduces the likelihood of cracking.

Предлагаемое устройство схематично показано на чертеже (а - вид в плане на поверхность с продольными гофрами, δ - то же, на поверхность с поперечными гофрами).The proposed device is schematically shown in the drawing (a is a plan view of a surface with longitudinal corrugations, δ is the same as a surface with transverse corrugations).

Панель-кассета образована двумя гофрированными листами, один из которых с продольными гофрами (1), другой - с поперечными (2). Оба листа имеют одинаковую толщину S=1,0...2,5 мм (при одинаковой толщине упрощается одновременное профилирование двух полос с формообразованием разнонаправленных гофр). Продольные 3 и поперечные 4 гофры, разделенные плоскими участками 5, имеют полукруглую форму и выполнены с одинаковой высотой Н, а ширина гофр (b₁ и b₂) может быть либо одинаковой, либо незначительно отличаться; количество продольных гофр - 3...9. Кромки 6 панель-кассеты имеют толщину, равную 3S.The cassette panel is formed by two corrugated sheets, one of which with longitudinal corrugations (1), the other with transverse (2). Both sheets have the same thickness S = 1.0 ... 2.5 mm (with the same thickness, the simultaneous profiling of two strips with the formation of multidirectional corrugations is simplified). The longitudinal 3 and transverse 4 corrugations, separated by flat sections 5, have a semicircular shape and are made with the same height H, and the width of the corrugations (b ₁ and b ₂ ) can be either the same or slightly different; the number of longitudinal corrugations is 3 ... 9. The edges 6 of the panel-cassettes have a thickness equal to 3S.

Межосевые расстояния «а» гофр одинаковы, что делает их жесткость (сопротивление изгибу) практически одинаковой как относительно оси у, так и оси х (см. ниже результаты опытной проверки). Высота гофр Н=(10...40)S выбрана как в аспекте получения требуемой жесткости панель-кассеты, так и в аспекте отсутствия трещинообразования при формовке замкнутых гофр (обеспечению последнего обстоятельства способствуют и выбранные величины σ_в и δ₅).The interaxal distances “a” of the corrugations are the same, which makes their rigidity (bending resistance) almost the same both with respect to the y axis and the x axis (see the results of the experimental test below). The height of the corrugations N = (10 ... 40) S is selected both in terms of obtaining the required rigidity of the panel-cassettes, and in the aspect of the absence of crack formation during the formation of closed corrugations (the chosen values of σ _in and δ ₅ also contribute to the latter circumstance).

Габаритные размеры L и В устройства выбраны исходя из рациональности профилирования гофрированных листов на типовом профилегибочном стане 0,5-2,5×300-1500.The overall dimensions L and B of the device are selected based on the rationality of profiling corrugated sheets on a typical roll forming mill 0.5-2.5 × 300-1500.

Готовые (сформованные) гофрированные листы, составляющие панель-кассету, имеют различную ширину: у листа с продольными гофрами она больше за счет большей ширины плоских околокромочных участков 7, которые при сборке изделия из листов 1 и 2 подгибаются на 180°, образуя плотное их «замковое» соединение, не пропускающее (как показали опыты), например, воду при определенном ее давлении.The finished (formed) corrugated sheets constituting the cassette panel have a different width: for a sheet with longitudinal corrugations, it is larger due to the greater width of the flat near-edge sections 7, which, when assembling the product from sheets 1 and 2, are bent 180 °, forming their tight castle "connection, not passing (as experiments have shown), for example, water at a certain pressure.

Опытную проверку заявляемого устройства осуществляли в ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». С этой целью на профилегибочном стане «0,5-2,5×300-1500» комбината были изготовлены гофрированные листы с полукруглыми продольными (сквозными) и поперечными (замкнутыми) гофрами различных параметров из полосовой заготовки толщиной S=0,7...2,0 мм (сортамент стана) и шириной В=1,0...1,5 м с σ_в<500 МПа и δ=18...28%. Количество продольных гофр варьировалось от 2 до 11, а высота гофр была в пределах Н=(10...40)·S, причем на части листов величины «а» (продольных и поперечных) были разными. Длина листов после порезки (и длина панелей-кассет) была в пределах L=3...9 м, что обусловлено техническими возможностями стана «0,5-2,5» ОАО «ММК».Experimental verification of the inventive device was carried out at OJSC "Magnitogorsk Iron and Steel Works". To this end, corrugated sheets with semicircular longitudinal (through) and transverse (closed) corrugations of various parameters from a strip billet with a thickness of S = 0.7 ... were made on the roll forming mill “0.5-2.5 × 300-1500" of the plant. 2.0 mm (mill assortment) and a width of B = 1.0 ... 1.5 m with σ _at <500 MPa and δ = 18 ... 28%. The number of longitudinal corrugations varied from 2 to 11, and the height of the corrugations was in the range H = (10 ... 40) · S, and on the part of the sheets the values of “a” (longitudinal and transverse) were different. The length of the sheets after cutting (and the length of the panel-cassettes) was within L = 3 ... 9 m, which is due to the technical capabilities of the mill "0.5-2.5" of OJSC "MMK".

Наилучшие результаты (максимальные прочностные характеристики при минимальной металлоемкости) получены для заявляемой панель-кассеты. Для изделий с параметрами, отличными от заявляемых, и изготовленных из стали с другими σ_в и δ₅, достигнутые показатели были хуже.The best results (maximum strength characteristics with minimum metal consumption) were obtained for the inventive panel-cassettes. For products with parameters different from the claimed, and made of steel with other σ _in and δ ₅ , the achieved results were worse.

Так, использование гофрированных листов с S<0,7 мм и В<1,0 м не дало необходимых прочностных характеристик панель-кассетам. К этому же результату привело и использование в качестве заготовки для листов стали с б_в<400 МПа и δ₅<24%. Не достигнута желаемая несущая способность изделий и при наличии только двух продольных гофр, а при их количестве более 9 повышение прочностных характеристик стало незначительным, но возросло количество формующих клетей (и трудозатраты) на стане «0,5-2,5».Thus, the use of corrugated sheets with S <0.7 mm and B <1.0 m did not give the necessary strength characteristics for panel cassettes. The use of steel as a blank for steel sheets with a b _of <400 MPa and δ ₅ <24% led to the same result. The desired load-bearing capacity of the products was not achieved even with only two longitudinal corrugations, and with their number exceeding 9, the increase in strength characteristics became insignificant, but the number of forming stands (and labor costs) at the “0.5-2.5” mill increased.

При Н<10 S снижалось сопротивление панелей-кассет изгибу и скручиванию, а при Н>40 S на замкнутых гофрах наблюдалось появление трещин (так же, как и при использовании с б_в>480 МПа δ₅<24%). При разных величинах «а» для продольных и поперечных гофр нарушалась «изотропность» изделий, т.е. примерное равенство прочностных показателей в двух взаимно перпендикулярных направлениях.When N <10 S decreased resistance cassettes panels bending and twisting, and at H> observed cracking (as well as when used with _B> 480 MPa δ ₅ <24%) 40 S on closed corrugations. For different values of “a” for the longitudinal and transverse corrugations, the “isotropy” of the products was violated, i.e. approximate equality of strength indicators in two mutually perpendicular directions.

Многослойная панель в опытах не испытывалась ввиду сложности ее изготовления и заведомо большей металлоемкости (по сравнению с предлагаемой панель-кассетой). Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущества перед известным объектом.The multilayer panel in the experiments was not tested due to the complexity of its manufacture and obviously greater metal consumption (compared with the proposed panel-cassette). Thus, an experimental verification confirmed the acceptability of the technical solution found to achieve the goal and its advantages over a known object.

По данным технико-экономических исследований, проведенных в Центральной лаборатории ОАО «ММК», использование предлагаемой панель-кассеты в различных сооружениях позволит экономить от 8 до 60% металла.According to technical and economic studies conducted at the Central Laboratory of OJSC MMK, the use of the proposed panel cassette in various structures will save from 8 to 60% of the metal.

Пример конкретного выполненияConcrete example

Панель-кассета имеет вид, показанный на чертеже.The panel-cassette has the form shown in the drawing.

Основные размеры (матер. - ст.20 с σ_в=440 МПа и δ₅<26%):Main dimensions (material - Art. 20 with σ _in = 440 MPa and δ ₅ <26%):

L=5 м; В=1,25 м; S=1,7 мм; количество продольных гофр 6, поперечных 26; межосевое расстояние гофр а=180 мм; высота гофр Н=42 мм, т.е. Н≃25 S, ширина в₁=в₂=50 мм.L = 5 m; B = 1.25 m; S = 1.7 mm; the number of longitudinal corrugations 6, transverse 26; distance between the corrugations a = 180 mm; corrugation height H = 42 mm, i.e. Н≃25 S, width ₁ = ₂ = 50 mm.

Для участка панель-кассеты с L=В величины изгибающей и скучивающей нагрузок по осям х и у одинаковы.For the panel-cartridge section with L = B, the values of bending and bending loads along the x and y axes are the same.

Claims

1. Steel panel-cartridge containing corrugated sheets made of steel of specified mechanical properties and thickness S with corrugations of a given configuration and size, characterized in that it contains two corrugated sheets, one of which is made of longitudinal through corrugations separated by sheet width flat interfacial sections, on the other - transverse closed corrugations and flat side sections, the tops of all corrugations are directed outward of the cassette, the side edges of the sheet with longitudinal corrugations are 180 ° bent and cover the sides s transverse edges of the sheet with corrugations to form side edges of the cassette 3S thickness, wherein the thickness of each corrugated sheet S = 0.7 ... 2.0 mm, the tensile strength of the material _in σ = 400 ... 480 MPa, and the value of the relative elongations δ ₅ > 24%.

2. The cassette panel according to claim 1, characterized in that all the corrugations have a semicircular cross section, while the number of longitudinal corrugations is 3 ... 9.

3. The panel-cartridge according to claim 1 or 2, characterized in that the center distance of all corrugations are the same.

4. The panel-cartridge according to claim 1, characterized in that the height H of all the corrugations is the same and H = (10 ... 40) S.

5. The cassette panel according to claim 1, characterized in that its length is at least 3 m and a width of 1.0 ... 1.5 m.