RU2601351C1 - Bearing structure with grid from oval pipes - Google Patents
Bearing structure with grid from oval pipes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2601351C1 RU2601351C1 RU2015149364/03A RU2015149364A RU2601351C1 RU 2601351 C1 RU2601351 C1 RU 2601351C1 RU 2015149364/03 A RU2015149364/03 A RU 2015149364/03A RU 2015149364 A RU2015149364 A RU 2015149364A RU 2601351 C1 RU2601351 C1 RU 2601351C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oval
- structures
- grid
- flat
- pipes
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
- E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
- E04C3/04—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal
- E04C3/08—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal with apertured web, e.g. with a web consisting of bar-like components; Honeycomb girders
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/38—Connections for building structures in general
- E04B1/58—Connections for building structures in general of bar-shaped building elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Rod-Shaped Construction Members (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении ферм, прогонов, колонн, арок, рам и других длинномерных несущих решетчатых конструкций из труб. Трубчатые строительные конструкции отличаются повышенными технико-экономическими характеристиками, так как конструкционные материалы (сталь, алюминиевый сплав, металлопластик, композит, полимер, синтетика и другие) в поперечных сечениях элементов расположены весьма эффективным образом. Дальнейшему росту этих характеристик за счет применения более рациональных особо тонкостенных трубчатых (замкнутых гнутосварных) профилей способствуют их компоновки в несущих конструкциях с непосредственным примыканием стержней решетки к поясам в виде бесфасоночных узлов.The present invention relates to the construction and can be used in the manufacture of trusses, girders, columns, arches, frames and other lengthy supporting lattice structures from pipes. Tubular building structures are distinguished by enhanced technical and economic characteristics, since structural materials (steel, aluminum alloy, metal-plastic, composite, polymer, synthetics, and others) are located in cross sections of elements in a very efficient manner. The further growth of these characteristics due to the use of more rational, especially thin-walled tubular (closed bent-welded) profiles is facilitated by their layouts in the supporting structures with the direct adjoining of the lattice rods to the belts in the form of frameless assemblies.
Известным техническим решением является металлическая конструкция с решеткой из ромбических замкнутых гнутосварных профилей. Конструкция включает пояса трубчатого прямоугольного (квадратного) сечения и жестко прикрепленную к ним решетку, выполненную со сплющенными концами из изогнутых элементов V- или W-образного (зигзагообразного) очертания. Стержневые элементы решетки имеют трубчатое сечение ромбической формы с отношением диагоналей 1/2, где большая диагональ расположена в плоскости конструкции, а меньшая - из плоскости [Марутян А.С., Экба С.И. Металлическая конструкция с решеткой из ромбических замкнутых гнутосварных профилей. - Патент №2500863, 10.12.2013, бюл. №34]. Модификация этой конструкции представляет собой ферму из ромбических труб (гнутосварных профилей) с таким же отношением диагоналей поперечных сечений. У всех сжатых стержней фермы большая диагональ расположена в плоскости конструкции, а меньшая - из плоскости, и у всех растянутых стержней фермы большая диагональ расположена из плоскости конструкции, а меньшая - в плоскости. Верхний и нижний пояса в местах бесфасоночных примыканий решетки сплющены [Марутян А.С. Ферма из ромбических труб (гнутосварных профилей). - Патент №2548301, 20.04.2015, бюл. №11].A well-known technical solution is a metal structure with a lattice of rhombic closed bent-welded profiles. The design includes a belt of tubular rectangular (square) section and a lattice rigidly attached to them, made with flattened ends from curved elements of a V- or W-shaped (zigzag) shape. The rod elements of the lattice have a tubular cross-section of a rhombic shape with a diagonal ratio of 1/2, where the larger diagonal is located in the plane of the structure, and the smaller one is from the plane [Marutyan AS, Ekba S.I. Metal construction with lattice of rhombic closed bent-welded profiles. - Patent No. 2500003, December 10, 2013, bull. No. 34]. A modification of this design is a truss of rhombic pipes (bent-welded profiles) with the same ratio of diagonals of cross sections. For all compressed truss rods, the larger diagonal is located in the plane of the structure, and the smaller diagonal is from the plane, and for all stretched truss rods the larger diagonal is located in the plane of construction, and the smaller is in the plane. The upper and lower zones in the places of the faceless junction of the lattice are flattened [Marutyan AS Farm from rhombic pipes (bent profiles). - Patent No. 2548301, 04/20/2015, bull. No. 11].
Этим техническим решениям присущ недостаток известных трубчатых ферм из прямоугольных, квадратных, пятигранных и пятиугольных профилей, снижающий ресурс несущей способности конструкций и увеличивающий их материалоемкость из-за угловатости перечисленных форм поперечных сечений, сопровождающейся повышенной концентрацией напряжений.These technical solutions are characterized by a disadvantage of known tubular trusses of rectangular, square, pentahedral and pentagonal profiles, which reduces the load-bearing capacity of structures and increases their material consumption due to the angularity of the listed cross-sectional shapes, accompanied by an increased stress concentration.
Наиболее близким техническим решением (принятым за прототип) к предлагаемым несущим конструкциям с решетками из плоскоовальных труб является несущая конструкция с решеткой из овального профиля. Конструкция включает пояса и жестко прикрепленную к ним решетку, выполненную со сплющенными концами из изогнутых элементов зигзагообразного очертания. Стержневые элементы решетки имеют овальное сечение с отношением габаритов 1/2,5, где больший габарит расположен в плоскости конструкции, а меньший - из плоскости [Марутян А.С. Несущая конструкция из овальной трубы. - Патент №2554643, 27.06.2015, бюл. №18].The closest technical solution (adopted as a prototype) to the proposed load-bearing structures with lattices of flat oval pipes is a supporting structure with a lattice of oval profile. The design includes belts and a lattice rigidly attached to them, made with flattened ends from curved elements of a zigzag shape. The rod elements of the lattice have an oval cross-section with an aspect ratio of 1 / 2.5, where the larger dimension is located in the plane of the structure, and the smaller one is from the plane [Marutyan A.S. The supporting structure is made of oval pipe. - Patent No. 2554643, 06/27/2015, bull. No. 18].
Основной недостаток прототипа заключается в сложной форме овальной трубы, поверхность которой отличается полным отсутствием плоских участков и таким же отсутствием участков постоянной кривизны. Это отличие увеличивает трудоемкость как изготовления самой трубы, так и ее применения в несущих конструкциях, что сопровождается определенным ростом затрат.The main disadvantage of the prototype is the complex shape of the oval pipe, the surface of which is characterized by the complete absence of flat sections and the same absence of sections of constant curvature. This difference increases the complexity of both manufacturing the pipe itself and its use in load-bearing structures, which is accompanied by a certain increase in costs.
Так, например, овальные трубы на 3,5…4,4% дороже плоскоовальных профилей:So, for example, oval pipes are 3.5 ... 4.4% more expensive than flat oval profiles:
- по прайс-листу от 01.04.2008 ОАО Московский трубный завод (Москва, ул. Барклая, 6) тонна овальной трубы стоила 37090 рублей, а плоскоовальной - 35510 рублей (37090/35510=1,044);- according to the price list dated April 1, 2008 Moscow Tube Works OJSC (6, Barclay St., Moscow) a ton of oval pipe cost 37,090 rubles, and a flat oval pipe - 35,510 rubles (37090/35510 = 1,044);
- по прайс-листу от 27.11.2013 КлассиК ООО ПКФ (Киев, ул. Марата, 21) тонна овальной трубы стоила 8800 гривен, а плоскоовальной - 8500 гривен (8800/8500=1,035).- according to the price list dated 11/27/2013 KlassiK PKF LLC (21, Marata St., Kiev) a ton of oval pipe cost 8,800 hryvnias, and a flat-oval one - 8500 hryvnias (8800/8500 = 1,035).
Техническим результатом предлагаемого решения является уменьшение трудоемкости изготовления несущих конструкций и снижение затрат на них.The technical result of the proposed solution is to reduce the complexity of manufacturing bearing structures and reduce costs.
Указанный технический результат достигается тем, что в несущих конструкциях, включающих пояса и жестко прикрепленные к ним решетки, выполненные со сплющенными концами из изогнутых элементов зигзагообразного очертания, стержневые элементы решеток имеют плоскоовальные сечения с отношением габаритов 1/2,63, где большие габариты расположены в плоскостях конструкций, а меньшие - из плоскостей.The specified technical result is achieved by the fact that in the supporting structures, including belts and lattices rigidly attached to them, made with tapered ends of curved elements of a zigzag shape, the core elements of the lattices have flat oval sections with a ratio of dimensions of 1 / 2.63, where large dimensions are located in planes of structures, and smaller ones from planes.
В предлагаемых несущих конструкциях верхние и нижние пояса, а также решетки между ними выполнены из трубчатых профилей. Для непосредственного примыкания к поясам с образованием бесфасоночных узлов плоскоовальные трубы решеток в заданных по проекту местах сплющивают и двойными гибами придают им зигзагообразные очертания. Протяженность листовых заготовок (штрипсов) плоскоовальных профилей можно подобрать из расчета на всю длину конструкций или их отправочных марок. Сплющивания и двойные гибы плоскоовальных элементов решеток обеспечивают компоновку бесфасоночных узловых соединений без конструктивных эксцентриситетов, характерных для стропильных и подстропильных ферм из прямоугольных (квадратных) гнутосварных замкнутых профилей, что исключает появление изгибающих моментов и позитивно влияет на расход конструкционного материала. Однако вместе с тем для повышения степени унификации узлов верхних и нижних поясов вполне оправдано применение конструктивных эксцентриситетов, ограниченных 0,25 высоты поясных элементов, что допускает не учитывать их в расчетах [Руководство по проектированию стальных конструкций из гнутосварных замкнутых профилей. М.: ЦНИИпроектстальконструкция, 1978. - С. 24, п. 4.2.8].In the proposed load-bearing structures, the upper and lower zones, as well as the gratings between them, are made of tubular profiles. To directly adjoin the belts with the formation of blockless assemblies, the flat-oval tubes of the gratings are flattened in the places specified by the project and give them zigzag outlines with double bends. The length of the sheet blanks (strips) of flat oval profiles can be selected based on the entire length of the structures or their shipping marks. Flattening and double bending of flat-oval elements of the gratings provide the layout of frameless nodal joints without structural eccentricities, characteristic for truss and sub-truss trusses from rectangular (square) bent-welded closed profiles, which eliminates the appearance of bending moments and positively affects the consumption of structural material. However, at the same time, to increase the degree of unification of the nodes of the upper and lower zones, the use of constructive eccentricities limited to 0.25 of the height of the waist elements is quite justified, which allows them not to be taken into account in the calculations [Guide for the design of steel structures from bent-welded closed profiles. M.: Central Scientific Research Institute of Steel Construction, 1978. - S. 24, p. 4.2.8].
Сплющивания предохраняют стенки поясных элементов от продавливаний и позволяют уменьшить их толщины. По линиям гибов плоскоовального профиля в плоскости конструкций образуются листовые шарниры, которые соответствуют шарнирно-стержневым расчетным схемам (моделям) и избавляют от необходимости учитывать жесткости узлов, что также способствует снижению металлоемкости. Из плоскостей конструкций те же гибы сплющенных участков плоскоовальных профилей имеют наибольшие жесткости, приближенные к жесткостям рамных креплений, за счет которых в несущих конструкциях можно сократить связевые элементы, как это сделано, например, в конструкциях покрытий типа «Тагил» [Металлические конструкции. В 3 т. Т. 2. Стальные конструкции зданий и сооружений. (Справочник проектировщика). / Под ред. В.В. Кузнецова (ЦНИИпроектстальконструкция им. Н.П. Мельникова). - М.: Изд-во АСВ, 1998. - С. 235-236]. При шарнирных закреплениях в плоскостях конструкций и жестких (рамных) из плоскостей расчетные длины стержневых элементов решеток в плоскостях конструкций в два раза больше расчетных длин из плоскостей [Металлические конструкции. В 3 т. Т. 1. Элементы конструкций: Учебник для вузов. / Под ред. В.В. Горева. - М.: Высшая школа, 2004. - С. 332, рис. 6.11]. Исходя из этого, чтобы стержневые элементы решеток в плоскостях и из плоскостей конструкций имели одни и те же гибкости, целесообразны такие профили поперечных сечений, у которых радиусы инерции по главным центральным осям отличаются между собой также в два раза. Такому условию вполне отвечают тонкостенные трубчатые сечения плоскоовальной формы с отношением габаритов 1/2,63, где большие габариты расположены в плоскостях конструкций, а меньшие - из плоскостей. Причем значения радиусов инерции по большим габаритам превышают величины радиусов инерции аналогичных круглых профилей (равновеликих по площадям поперечных сечений), что определенным образом способствует дальнейшему снижению материалоемкости несущих конструкций. Кроме того, плоскоовальные профили в предлагаемых несущих конструкциях отношением габаритов 1/2,63 отличаются от плоскоовальных труб по ГОСТ Р 54157-2010 [ГОСТ Р 54157-2010. Трубы стальные профильные для металлоконструкций. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 2011. - С. 62-65].Flattening protects the walls of the waist elements from punching and reduce their thickness. Sheet hinges are formed along the bends of the flat oval profile in the plane of the structures, which correspond to the articulated-rod design schemes (models) and eliminate the need to take into account the stiffness of the nodes, which also helps to reduce the metal consumption. Of the planes of structures, the same bends of flattened sections of plane-oval profiles have the greatest stiffness, close to the stiffnesses of frame fasteners, due to which coupling elements can be reduced in load-bearing structures, as is done, for example, in structures of coatings of the Tagil type [Metal structures. In 3 t. T. 2. Steel structures of buildings and structures. (Designer reference). / Ed. V.V. Kuznetsov (Central Scientific Research Instituteprojectstalconstruction named after N.P. Melnikov). - M.: Publishing house of the DIA, 1998. - S. 235-236]. With articulated fastenings in the planes of structures and rigid (frame) of planes, the calculated lengths of the core elements of the gratings in the planes of structures are twice as long as the calculated lengths from the planes [Metal structures. In 3 t. T. 1. Elements of constructions: Textbook for high schools. / Ed. V.V. Grief. - M.: Higher School, 2004 .-- S. 332, Fig. 6.11]. On this basis, so that the core elements of the gratings in the planes and from the planes of structures have the same flexibility, it is advisable to use such profiles of cross sections in which the radii of inertia along the main central axes also differ by half. Thin-walled tubular sections of a flat oval shape with an aspect ratio of 1 / 2.63, where large dimensions are located in the planes of the structures, and smaller ones from the planes, fully meet this condition. Moreover, the values of the radii of inertia in large dimensions exceed the radii of inertia of similar circular profiles (equal in cross-sectional areas), which in a certain way contributes to a further decrease in the material consumption of the supporting structures. In addition, flat oval profiles in the proposed load-bearing structures with an aspect ratio of 1 / 2.63 differ from flat oval pipes according to GOST R 54157-2010 [GOST R 54157-2010. Steel profile pipes for metal structures. Technical conditions - M .: Standartinform, 2011. - S. 62-65].
Предлагаемое техническое решение поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 показан фрагмент несущей конструкции с решеткой из плоскоовальной трубы; на фиг. 2 - поперечный разрез несущей конструкции; на фиг. 3 представлен фрагмент несущей конструкции с решеткой из плоскоовальной трубы и узлами, унифицированными с использованием для верхнего пояса конструктивных эксцентриситетов; на фиг. 4 - поперечный разрез несущей конструкции с унифицированными узлами; на фиг. 5 приведена расчетная схема поперечного сечения плоскоовальной трубы; на фиг. 6 - расчетная схема одного из двух криволинейных участков поперечного сечения плоскоовальной трубы, имеющих форму круглых полуколец; на фиг. 7 отражен общий вид плоскоовальных профилей.The proposed technical solution is illustrated by graphic materials, where in FIG. 1 shows a fragment of a supporting structure with a grating of a flat oval pipe; in FIG. 2 is a cross section of a supporting structure; in FIG. Figure 3 shows a fragment of the supporting structure with a lattice of a flat oval pipe and units unified using structural eccentricities for the upper belt; in FIG. 4 is a cross-sectional view of a supporting structure with standardized units; in FIG. 5 shows a design diagram of a cross section of a flat oval pipe; in FIG. 6 is a design diagram of one of two curvilinear sections of a cross section of a flat oval pipe having the shape of round half rings; in FIG. 7 shows a general view of flat oval profiles.
Предлагаемое техническое решение несущих конструкций включает верхние (сжатые) пояса 1, нижние (растянутые) пояса 2, а также соединяющие их решетки 3 зигзагообразного очертания из плоскоовальных труб. Сечения плоскоовальных труб подобраны с отношением габаритов 1/2,63, где больший габарит расположен в плоскостях конструкций, а меньший - из плоскостей. В местах, предусмотренных проектом под бесфасоночные узловые соединения поясов с решетками, плоскоовальные профили решетчатых элементов сплющивают с образованием площадок, необходимых и достаточных для удобного размещения, центровки и надежного закрепления всех сходящихся в каждом узле элементов (включая детали подвесных потолков, подвесных кранов, инженерных коммуникаций, технологического оборудования и т.д.). Плоскоовальным профилям стержневых элементов решеток в нужных по проекту местах после сплющиваний посредством двойных гибов придают зигзагообразное очертание.The proposed technical solution of the supporting structures includes the upper (compressed)
Формирование переходных и сплющенных участков стержневых элементов трубчатого сечения решеток рекомендуется производить с обеспечением уклона переходного участка 1/6…1/4 [1. Трофимов В.И., Каминский A.M. Легкие металлические конструкции зданий и сооружений: Учебное пособие. - М.: Изд-во АСВ, 2002. - С. 152; 2. J.A. Packer, J. Wardenier, X.-L. Zhao, G.J. van der Vegte and Y. Kurobane. Construction with hollow steel sections. Design Guide for rectangular hollow section (RHS) joints under predominantly static loading. CIDECT, 2009. - P. 102]. По линиям двойных гибов образуются листовые шарниры, расстояние между которыми можно подобрать из условия абсолютной центровки бесфасоночных узлов несущих конструкций (ферм) как с треугольными решетками, так и раскосными. Между этими шарнирами сплющенные участки плоскоовальных профилей решеток подкрепляют полки поясных элементов, одновременно соблюдая необходимое и достаточное размещение сварных швов. Последние должны рассчитываться лишь на разность усилий в примыкающих стержнях, а свариваться они могут в самом удобном (нижнем) положении.The formation of transitional and flattened sections of the core elements of the tubular section of the gratings is recommended to be made with a slope of the
Для вывода приведенного отношения и количественной оценки ресурсов несущей способности целесообразно рассчитать осевые моментов инерции IХ и IY, а также площадь сечения А плоскоовального трубчатого профиля. Сечение этого профиля можно рассматривать как фигуру, включающую в свой состав два прямоугольника и два полукольца. В свою очередь за составное полукольцо можно принять сектор тонкостенного кольца с угловым параметром α=90°=π/2=1,57 [Справочник по сопротивлению материалов. / Под ред. Г.С.Писаренко. - Киев: Наукова думка, 1988. - С. 68-69]:To derive the above ratio and quantify the resources of the bearing capacity, it is advisable to calculate the axial moments of inertia I X and I Y , as well as the cross-sectional area A of the flat oval tubular profile. The section of this profile can be considered as a figure that includes two rectangles and two half rings. In turn, a sector of a thin-walled ring with an angular parameter α = 90 ° = π / 2 = 1.57 can be taken as a composite half-ring [Reference for resistance of materials. / Ed. G.S. Pisarenko. - Kiev: Naukova Dumka, 1988. - S. 68-69]:
где yc, IХ, IY, А - соответственно ордината центра тяжести сечения, момент инерции сечения относительно оси x-x, момент инерции сечения относительно оси у-у, площадь сечения полукольца;where y c , I X , I Y , A are respectively the ordinate of the center of gravity of the section, the moment of inertia of the section relative to the xx axis, the moment of inertia of the section relative to the y-y axis, the cross-sectional area of the half ring;
R - радиус полукольца по его средней линии, R=0,5U;R is the radius of the semicircle along its midline, R = 0.5U;
U - меньший габарит поперечного сечения плоскоовальной трубы по средней линии;U is the smaller dimension of the cross section of the flat oval pipe in the midline;
V - больший габарит поперечного сечения плоскоовальной трубы по средней линии;V is the larger dimension of the cross section of a flat oval pipe in the midline;
n - отношение меньшего габарита к большему, n=U/V;n is the ratio of the smaller to the larger, n = U / V;
t - толщина стенки плоскоовальной трубы.t is the wall thickness of the flat oval pipe.
Для расчета осевых моментов инерции сечения плоскоовальной трубы можно применить правило параллельного переноса осей:To calculate the axial moments of inertia of a section of a flat oval pipe, you can apply the rule of parallel transfer of axes:
где значение большего габарита V заменено его соотношением с меньшим габаритом U, то есть V=U/n.where the value of the larger dimension V is replaced by its ratio with the smaller dimension U, that is, V = U / n.
Площадь поперечного сечения тонкостенной плоскоовальной трубы допустимо рассчитать по длине средней линии:The cross-sectional area of a thin-walled flat oval pipe can be calculated along the length of the midline:
Полученные расчетные формулы необходимо протестировать, так как для их вывода использована средняя линия поперечного сечения плоскоовальной трубы. Кроме того, в расчете момента инерции сечения относительно оси у-у исключено второе слагаемое, весьма незначительное по своей абсолютной величине из-за содержащегося в нем параметра толщины, возведенного в третью степень. Тестовый расчет целесообразно выполнить на базе 12 наиболее крупнокалиберных и толстостенных плоскоовальных труб типа А по ГОСТ Р 54157-2010, а его основные итоги нагляднее представить в табличной форме. Как видно, полученные расчетные формулы достаточно корректны для продолжения численных выкладок с их применением.The obtained calculation formulas must be tested, since the middle line of the cross section of the flat oval pipe was used to derive them. In addition, in the calculation of the moment of inertia of the cross section relative to the yy axis, the second term is excluded, which is very insignificant in its absolute value due to the thickness parameter raised to the third power contained in it. It is advisable to perform the test calculation on the basis of the 12 largest large-caliber and thick-walled flat-oval type A pipes according to GOST R 54157-2010, and its main results are more clearly presented in tabular form. As can be seen, the obtained calculation formulas are correct enough to continue numerical calculations with their application.
Чтобы радиусы инерции по главным центральным осям отличались между собой в два раза (iX=2iY), соответствующие моменты инерции должны разниться в четыре раза, то есть IX =4IY.In order for the radii of inertia along the main central axes to differ by half (i X = 2i Y ), the corresponding moments of inertia must differ by four times, that is, I X = 4I Y.
Если подставить значения моментов инерции, то для отношения меньшего габарита к большему (n=U/V) можно получить кубическое уравнениеIf we substitute the values of the moments of inertia, then for the ratio of the smaller to the larger (n = U / V), we can obtain the cubic equation
с корнямиwith roots
Из этих корней практический интерес представляет второй, значение которого можно округлить до n2=0,38024=1/2,63, получив тем самым приведенное отношение.Of these roots, the second is of practical interest, the value of which can be rounded to n 2 = 0.38024 = 1 / 2.63, thereby obtaining the above ratio.
Если для продолжения расчетных выкладок в качестве исходных данных принять площадь сечения A=const с толщиной t=const штрипса (листовой заготовки), то применительно к плоскоовальным трубам с отношением n=0,38024=1/2,63 можно записать:If, to continue the computational calculations, we take as the initial data the cross-sectional area A = const with the thickness t = const of the strip (sheet blank), then with respect to flat-oval pipes with the ratio n = 0.38024 = 1 / 2.63, we can write:
Полученные результаты нового технического решения интересно сравнить с его прототипом, коим является овальная труба с отношением n=0,4=1/2,5. Тогда, приняв и в этом случае A=const с t=const, применительно к прототипу аналогично можно записать:It is interesting to compare the results of the new technical solution with its prototype, which is an oval pipe with a ratio of n = 0.4 = 1 / 2.5. Then, taking in this case A = const with t = const, as applied to the prototype, we can similarly write:
Сравнение итогов позволяет сделать вывод, согласно которому все расчетные параметры прототипа по абсолютной величине превышают расчетные параметры предложенного решения:A comparison of the results allows us to conclude that all the calculated parameters of the prototype in absolute value exceed the calculated parameters of the proposed solution:
то есть при заданных условиях, когда A=const и t=const, а iX=2iY (IX=4IY), у плоскоовальных труб поперечные сечения на 10,7…16,5% компактнее, чем у овальных, при этом у овальных труб геометрические характеристики сечений на 4,5…10,4% больше, чем у плоскоовальных.that is, under given conditions, when A = const and t = const, and i X = 2i Y (I X = 4I Y ), cross-sectional pipes have 10.7 ... 16.5% more cross sections than oval pipes In this case, oval pipes have geometric cross-sectional characteristics 4.5 ... 10.4% more than flat oval pipes.
Проиллюстрировать полученные выводы можно на примере из материала патента №2554643 (прототипа), где для треугольной решетки зигзагообразного очертания использована овальная труба мм на базе круглой трубы мм с площадью сечения 9,3965 см2, принятой из условия обеспечения прочности на разрыв нисходящего, то есть растянутого, опорного раскоса.The findings can be illustrated by the example from the material of patent No. 2554643 (prototype), where an oval tube was used for a triangular lattice of a zigzag shape mm based on a round pipe mm with a cross-sectional area of 9.3965 cm 2 , adopted from the condition for ensuring the tensile strength of the downward, that is, stretched, support brace.
Сжатый раскос из овальной трубы мм имеет следующие характеристики:Oval pipe brace mm has the following characteristics:
где λ - расчетная гибкость; - длина раскоса; λ* - приведенная гибкость; Ry - расчетное сопротивление стали по пределу текучести; Е - модуль упругости стали; φ - коэффициент продольного изгиба.where λ is the design flexibility; - the length of the brace; λ * - reduced flexibility; R y is the calculated steel yield strength; E is the modulus of elasticity of steel; φ is the coefficient of longitudinal bending.
Характеристики того же раскоса из плоскоовальной трубы будут несколько отличаться:The characteristics of the same brace from a flat oval pipe will differ slightly:
то есть, если плоскоовальная труба мм компактнее овальной на 10…17% (121/110=1,1 и 49/42=1,17), то ее несущая способность уменьшилась всего на 1,7% (0,797/0,784=1,017). Такие итоги делают выбор плоскоовальной трубы более обоснованным, поскольку форма ее проще, трудоемкость изготовления и применения в конструкции меньше, а цена ниже.that is, if a flat oval pipe mm more compact than oval by 10 ... 17% (121/110 = 1.1 and 49/42 = 1.17), then its bearing capacity decreased by only 1.7% (0.797 / 0.784 = 1.017). Such results make the choice of a flat oval pipe more justified, since its shape is simpler, the complexity of manufacturing and use in the structure is less, and the price is lower.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет в зависимости от проектных решений определенным подбором отношения габаритов сечения плоскоовальных труб, а также расположением этих габаритов в осевых плоскостях конструкций регулировать их напряженно-деформированные состояния. Такое регулирование обеспечивает оптимизацию физико-механических свойств и технико-экономических характеристик несущих конструкций зданий и сооружений. При этом появляется возможность в качестве исходных заготовок для плоскоовальных профилей применить соответствующие им по калибру круглые трубы, что может привести к дополнительному положительному эффекту. В качестве заводских соединений таких заготовок вполне применимы сварные стыки с продольными прорезями [Марутян А.С, Кобалия Т.Л., Павленко Ю.И. Сварное стыковое соединение трубчатых стержней. - Патент №2429329, 20.09.2011, бюл. №26], которые проще размещать на участках, свободных от сплющивания.Thus, the proposed technical solution allows, depending on the design solutions, a certain selection of the ratio of the dimensions of the cross section of flat oval pipes, as well as the location of these dimensions in the axial planes of the structures to regulate their stress-strain state. Such regulation provides optimization of the physico-mechanical properties and technical and economic characteristics of the supporting structures of buildings and structures. At the same time, it becomes possible to use round tubes corresponding to their caliber as initial blanks for flat oval profiles, which can lead to an additional positive effect. As factory joints of such blanks, welded joints with longitudinal slots are quite applicable [Marutyan A.S., Kobalia T.L., Pavlenko Yu.I. Welded butt connection of tubular rods. - Patent No. 2429329, 09/20/2011, bull. No. 26], which are easier to place in areas free from flattening.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015149364/03A RU2601351C1 (en) | 2015-11-17 | 2015-11-17 | Bearing structure with grid from oval pipes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015149364/03A RU2601351C1 (en) | 2015-11-17 | 2015-11-17 | Bearing structure with grid from oval pipes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2601351C1 true RU2601351C1 (en) | 2016-11-10 |
Family
ID=57277927
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015149364/03A RU2601351C1 (en) | 2015-11-17 | 2015-11-17 | Bearing structure with grid from oval pipes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2601351C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2664092C1 (en) * | 2017-09-20 | 2018-08-15 | Александр Суренович Марутян | Three-sided lattice support with belts of flat oval pipes |
RU2669410C1 (en) * | 2017-11-21 | 2018-10-11 | Александр Суренович Марутян | Half-plane profile pipe |
RU2691426C1 (en) * | 2017-12-11 | 2019-06-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ | Lattice structure |
RU193985U1 (en) * | 2019-08-29 | 2019-11-22 | Александр Суренович Марутян | BEARING STRUCTURE WITH RECTANGULAR TUBE GRILLE |
RU207351U1 (en) * | 2021-07-14 | 2021-10-25 | Александр Суренович Марутян | STRUCTURE WITH U-PROFILE GRILLE |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1760041A1 (en) * | 1990-01-03 | 1992-09-07 | Государственный Проектный И Научно-Исследовательский Институт "Укрниипроектстальконструкция" | Metal thin-walled latticed structure |
RU2487222C2 (en) * | 2011-06-27 | 2013-07-10 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Пензенский государственный университет архитектуры и строительства | Method to increase durability of steel truss |
RU2548301C1 (en) * | 2013-11-06 | 2015-04-20 | Александр Суренович Марутян | Truss from orthorhombic pipes (roll-welded profiles) |
RU2554643C1 (en) * | 2014-05-19 | 2015-06-27 | Александр Суренович Марутян | Load-carrying structure with frame from oval tube |
RU153753U1 (en) * | 2014-10-07 | 2015-07-27 | Александр Суренович Марутян | LATTLE SPATIAL NODE OF COVERING (OVERLAP) FROM CROSS FARS OF TYPE "NOVOKYSLOVODSK" |
RU2584337C1 (en) * | 2015-02-18 | 2016-05-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Объединение "Инновационные Технологии - Киси" | Triangular grid support |
-
2015
- 2015-11-17 RU RU2015149364/03A patent/RU2601351C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1760041A1 (en) * | 1990-01-03 | 1992-09-07 | Государственный Проектный И Научно-Исследовательский Институт "Укрниипроектстальконструкция" | Metal thin-walled latticed structure |
RU2487222C2 (en) * | 2011-06-27 | 2013-07-10 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Пензенский государственный университет архитектуры и строительства | Method to increase durability of steel truss |
RU2548301C1 (en) * | 2013-11-06 | 2015-04-20 | Александр Суренович Марутян | Truss from orthorhombic pipes (roll-welded profiles) |
RU2554643C1 (en) * | 2014-05-19 | 2015-06-27 | Александр Суренович Марутян | Load-carrying structure with frame from oval tube |
RU153753U1 (en) * | 2014-10-07 | 2015-07-27 | Александр Суренович Марутян | LATTLE SPATIAL NODE OF COVERING (OVERLAP) FROM CROSS FARS OF TYPE "NOVOKYSLOVODSK" |
RU2584337C1 (en) * | 2015-02-18 | 2016-05-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Объединение "Инновационные Технологии - Киси" | Triangular grid support |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2664092C1 (en) * | 2017-09-20 | 2018-08-15 | Александр Суренович Марутян | Three-sided lattice support with belts of flat oval pipes |
RU2669410C1 (en) * | 2017-11-21 | 2018-10-11 | Александр Суренович Марутян | Half-plane profile pipe |
RU2691426C1 (en) * | 2017-12-11 | 2019-06-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ | Lattice structure |
RU193985U1 (en) * | 2019-08-29 | 2019-11-22 | Александр Суренович Марутян | BEARING STRUCTURE WITH RECTANGULAR TUBE GRILLE |
RU207351U1 (en) * | 2021-07-14 | 2021-10-25 | Александр Суренович Марутян | STRUCTURE WITH U-PROFILE GRILLE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2601351C1 (en) | Bearing structure with grid from oval pipes | |
Zende et al. | Comparative study of analysis and design of pre-engineered-buildings and conventional frames | |
RU2554643C1 (en) | Load-carrying structure with frame from oval tube | |
CN104358357A (en) | Star-section reinforced concrete combination column with reinforced with external angle steel | |
RU2548301C1 (en) | Truss from orthorhombic pipes (roll-welded profiles) | |
Tan et al. | Static properties and stability of super-long span aluminum alloy mega-latticed structures | |
RU2618771C1 (en) | Bearing structure with lattice of lenticular pipes | |
RU2664092C1 (en) | Three-sided lattice support with belts of flat oval pipes | |
RU114981U1 (en) | FRAME VARIABLE CONSTRUCTION | |
RU2500863C1 (en) | Metal structure with grid from rhombic closed bent-welded shapes | |
RU193985U1 (en) | BEARING STRUCTURE WITH RECTANGULAR TUBE GRILLE | |
Zhang et al. | On the static properties and stability of 800 m long-span mega-latticed suspension structures | |
RU193994U1 (en) | DOUBLE BEAM WITH CORRUGATED WALL AND TUBULAR BELTS | |
Prokopska et al. | Innovative Building Forms Determined by Orthotropic Properties of Folded Sheets Transformed into Roof Shells | |
Schling et al. | Design and construction of the asymptotic pavilion | |
RU180553U1 (en) | STEEL SLIPPING FARM | |
RU2669410C1 (en) | Half-plane profile pipe | |
RU223758U1 (en) | TRIANGULAR ISOSceles PROFILE PIPE WITH REINFORCED EDGES | |
Koo et al. | A study on the stability of the single-layer latticed dome during erection using the step-up method | |
RU202405U1 (en) | TRIANGULAR EQUAL PROFILE PIPE (BENT WELDED PROFILE) | |
RU221057U1 (en) | TRIANGULAR ISOSceles PROFILE PIPE | |
RU220504U1 (en) | TRIANGULAR EQUAL LEGEND WELDED PROFILE | |
Xu et al. | Structural design of irregular curved lattice shells in China | |
Marutyan et al. | Improvement of truss bearing capacity by means of rhombic pipes | |
RU221056U1 (en) | SUPPORTING STRUCTURE WITH U-SHAPED GRID |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181118 |