RU2627810C1 - Сталебетонная балка - Google Patents
Сталебетонная балка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2627810C1 RU2627810C1 RU2016119481A RU2016119481A RU2627810C1 RU 2627810 C1 RU2627810 C1 RU 2627810C1 RU 2016119481 A RU2016119481 A RU 2016119481A RU 2016119481 A RU2016119481 A RU 2016119481A RU 2627810 C1 RU2627810 C1 RU 2627810C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- concrete
- steel
- wall
- sheets
- length
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- E04B1/18—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons
- E04B1/30—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts being composed of two or more materials; Composite steel and concrete constructions
-
- 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
- E04C3/06—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal with substantially solid, i.e. unapertured, web
- E04C3/07—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal with substantially solid, i.e. unapertured, web at least partly of bent or otherwise deformed strip- or sheet-like material
-
- 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
- E04C3/29—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces built-up from parts of different material, i.e. composite structures
- E04C3/293—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces built-up from parts of different material, i.e. composite structures the materials being steel and concrete
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Rod-Shaped Construction Members (AREA)
Abstract
Изобретение относится к строительству, а именно к балкам покрытий и перекрытий зданий и сооружений, к подкрановым балкам и другим элементам, работающим преимущественно в условиях пространственного изгиба. Задача изобретения - снижение материалоемкости сталебетонной балки. Технический результат достигается тем, что сталебетонная балка, включающая верхний и нижний пояса, стенку и бетон, расположенный в замкнутом контуре в верхней части сечения балки, имеет замкнутый контур для расположения бетона. Замкнутый контур образован верхним поясом и стенкой, состоящей из двух листов, которые в верхней части балки изогнуты наружу в соответствии с эпюрой нормальных сжимающих напряжений в сечениях балки. Верхние кромки листов стенки разнесены в горизонтальной плоскости и образуют по длине балки две кривые, соответствующие эпюре изгибающего момента в балке. Верхние точки сопряжения листов стенки расположены на вертикальной кривой, соответствующей эпюре изгибающего момента в балке. А листы стенки объединены фиксаторами переменной длины, которые обеспечивают ей криволинейную форму по высоте и длине балки. 7 ил.
Description
Изобретение относится к строительству, а именно к балкам покрытий и перекрытий зданий и сооружений, к подкрановым балкам и другим элементам, работающим преимущественно в условиях пространственного изгиба.
Известна составная сталебетонная балка, включающая бетон замоноличивания, стальные тонкостенные профили, образующие двутавровое сечение, имеющие анкерные элементы в виде выштампованных в стенке шпилек с загибами, расположенных поочередно в обе стороны балки минимум в два ряда с уменьшающимся к опорам шагом (RU 155973, Е04С 3/293, 27.10.2015 г.).
Недостатком такого технического решения является повышенная материалоемкость балки за счет неэффективного использования бетона по сечению вследствие нерациональной формы его поперечного сечения, недостаточного сцепления бетона с поверхностью верхнего пояса балки и отсутствия замкнутого стального контура, повышающего прочность бетона вследствие объемного обжатия.
Известна также сталежелезобетонная балка, включающая стальные листы и прокатные профили или сварные профили, образующие коробчатую балку, внутри которой размещен бетон (RU 79908, Е04С 3/00, 20.01.2009 г.).
Недостатком такого конструктивного решения является повышенная материалоемкость балки за счет неэффективного использования бетона и стали по сечению, обусловленная нерациональной формой поперечного сечения бетона и недостаточным сцеплением бетона с поверхностью стальных элементов.
Наиболее близким техническим решением к заявленному является строительный элемент типа составной балки, включающей вертикальную стенку и два пояса, один из которых выполнен в виде полого трубчатого элемента, заполненного бетоном (SU 385011, Е04С 3/29, 20.08.1973 г.).
Недостатком такого конструктивного решения является повышенная материалоемкость балки за счет нерационального использования бетона по высоте сечения и пролету балки, так как размеры бетонного сечения не соответствует эпюре нормальных сжимающих напряжений как по поперечному сечению, так и по длине пролета, недостаточного сцепления бетона с поверхностью стальных элементов, т.к. отсутствуют специальные элементы для повышения сцепления, что приводит к снижению эффективности совместной работы стали и бетона и к снижению устойчивости сжатых стальных элементов балки.
Задача изобретения - снижение материалоемкости сталебетонной балки.
Технический результат достигается тем, что сталебетонная балка, включающая верхний и нижний пояса, стенку и бетон, расположенный в замкнутом контуре в верхней части сечения балки, имеет замкнутый контур для расположения бетона, образованный верхним поясом и стенкой, состоящей из двух листов, которые в верхней части балки изогнуты наружу в соответствие с эпюрой нормальных сжимающих напряжений в сечениях балки, верхние кромки листов стенки разнесены в горизонтальной плоскости и образуют по длине балки две кривые, соответствующие эпюре изгибающего момента в балке, верхние точки сопряжения листов стенки расположены на вертикальной кривой, соответствующей эпюре изгибающего момента в балке, а листы стенки объединены фиксаторами переменной длины, которые обеспечивают ей криволинейную форму по высоте и длине балки.
Сущность изобретения поясняется чертежами:
- фиг. 1 - общий вид сталебетонной балки;
- фиг. 2 - вид сталебетонной балки сверху;
- фиг. 3 - фрагмент продольного разреза балки;
- фиг. 4…7 - поперечные сечения 1-1, 2-2, 3-3, 4-4 на фиг. 3.
Сталебетонная балка включает верхний пояс 1 и нижний пояс 2, которые приварены к стенке 3, и бетон 4, расположенный в замкнутом контуре, образованном верхним поясом 1 и стенкой 3, состоящей из двух листов 5, верхние кромки 6 которых разнесены в горизонтальной плоскости и образуют по длине сталебетонной балки две кривые 7 (фиг. 2), листы 5 стенки 3 объединены фиксаторами переменной длины 8, например, в виде шпилек с гайками или стрежней со сварными соединениями, верхние точки сопряжения 9 листов 5 расположены на вертикальной кривой 10 (фиг. 1, 3) и закреплены фиксаторами переменной длины 8.
Верхний пояс 1 приваривается к верхним кромкам 6 стенки 3 и опорной диафрагме 11 после укладки бетона 4.
Кривые 7, образованные верхними кромками 6 листов 5 стенки 3 сталебетонной балки, расположенные в горизонтальной плоскости, подобны эпюре изгибающего момента в сталебетонной балке.
Верхние точки сопряжения 9 листов 5 расположены на вертикальной кривой 10 подобной эпюре изгибающего момента в сталебетонной балке.
Длина фиксаторов переменной длины 8, объединяющих листы 5 стенки 3 сталебетонной балки, переменна и соответствует эпюре нормальных сжимающих напряжений в поперечных сечениях сталебетонной балки.
Верхние кромки 6 листов 5 стенки 3 разнесены в горизонтальной плоскости и образуют по длине сталебетонной балки две кривые 7, подобные эпюре изгибающего момента в сталебетонной балке (фиг. 2), а вертикальная кривая 10, образованная верхними точками соприкосновения 9 листов 5 стенки 3 сталебетонной балки, подобна эпюре изгибающего момента в сталебетонной балке. В совокупности это приводит к тому, что площадь поперечного сечения сталебетонной балки, заполненная бетоном в каждом сечении по длине сталебетонной балки переменно (фиг. 4, 5, 6, 7), и обеспечивает равнонапряженность поперечных сечений сталебетонной балки с бетоном, а значения напряжений в них равны пределу прочности бетона на сжатие, что позволяет полностью использовать прочностные свойства бетона и, как следствие, приводит к снижению материалоемкости сталебетонной балки в целом.
Кроме того, при действии внешней нагрузки поперечные деформации в бетоне 4 сдерживаются разнесенными в горизонтальной плоскости листами 5 стенки 3 и закрепленными фиксаторами переменной длины 8, за счет чего в бетоне 4 возникает объемное напряженное состояние сжатия, приводящее к повышению его прочности, и, как следствие, к снижению материалоемкости сталебетонной балки.
Вертикальная кривая 10, образованная верхними точками соприкосновения листов 5 стенки 3 сталебетонной балки подобна эпюре изгибающего момента в сталебетонной балке (фиг. 1), это приводит к уменьшению высоты, а следовательно, и объема бетона в малонапряженных зонах поперечных сечений сталебетонной балки в соответствии с уменьшением величины изгибающего момента, что снижает расход бетона на сталебетонную балку переменного сечения. Кроме того, уменьшение высоты бетона увеличивает расстояние от нейтральной оси балки до центра тяжести сжатой зоны бетона (плечо внутренней пары сил), а следовательно, увеличивает внутренний изгибающий момент в сечениях сталебетонной балки, что в совокупности приводит к увеличению несущей способности и, как следствие, к снижению материалоемкости сталебетонной балки в целом.
Фиксаторы переменной длины 8, объединяющие листы 5 стенки 3 сталебетонной балки, имеют переменную длину как по поперечному сечению, так и по длине сталебетонной балки, соответствующую эпюре нормальных сжимающих напряжений в поперечных сечениях сталебетонной балки, что позволяет обеспечить равнонапряженность бетона в поперечных сечениях сталебетонной балки.
При заполнении балки бетоном фиксаторы переменной длины 8 воспринимают боковое давление от незатвердевшего бетона 4 и позволяют отказаться от внешних опалубочных конструкций, что снижает трудоемкость изготовления и расход материалов при изготовлении сталебетонной балки за счет отсутствия внешних опалубочных конструкций.
Фиксаторы переменной длины 8 обеспечивают совместность деформаций бетона 4 и листов 5 стенки 3, что включает в работу стенки 3 бетон 4 и снижает напряжения в стенке 3, что, как следствие, уменьшает материалоемкость сталебетонной балки в целом.
Несущая способность балки обеспечивается подбором класса бетона, марки стали, размеров поперечного сечения балки и ее элементов.
Claims (1)
- Сталебетонная балка, включающая верхний и нижний пояса, стенку и бетон, расположенный в замкнутом контуре в верхней части сечения балки, отличающаяся тем, что замкнутый контур, в котором расположен бетон, образован верхним поясом и стенкой, состоящей из двух листов, которые в верхней части балки изогнуты наружу в соответствии с эпюрой нормальных сжимающих напряжений в сечениях балки, верхние кромки листов стенки разнесены в горизонтальной плоскости и образуют по длине сталебетонной балки две кривые, соответствующие эпюре изгибающего момента в балке, верхние точки сопряжения листов стенки расположены на вертикальной кривой, соответствующей эпюре изгибающего момента в балке, а листы стенки объединены фиксаторами переменной длины, которые обеспечивают ей криволинейную форму по высоте и длине балки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016119481A RU2627810C1 (ru) | 2016-05-19 | 2016-05-19 | Сталебетонная балка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016119481A RU2627810C1 (ru) | 2016-05-19 | 2016-05-19 | Сталебетонная балка |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2627810C1 true RU2627810C1 (ru) | 2017-08-11 |
Family
ID=59641720
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016119481A RU2627810C1 (ru) | 2016-05-19 | 2016-05-19 | Сталебетонная балка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2627810C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU183856U1 (ru) * | 2018-07-02 | 2018-10-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) | Сталебетонная составная балка |
RU2745288C1 (ru) * | 2020-10-01 | 2021-03-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | Балка композиционной структуры |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU385011A1 (ru) * | 1971-06-30 | 1973-05-29 | Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени кнженерно строительный институт | Строительный элемент типа составной балки |
SU859571A1 (ru) * | 1977-01-06 | 1981-08-30 | Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Строительный Институт | Строительный элемент с листовой арматурой |
SU872690A1 (ru) * | 1979-12-04 | 1981-10-15 | Симферопольский Филиал Севастопольского Приборостроительного Института | Балка |
DE4227056A1 (de) * | 1992-08-12 | 1994-02-17 | Werner Dr Ing Bartel | Verbundkonstruktion |
RU79908U1 (ru) * | 2008-07-24 | 2009-01-20 | Дмитрий Анатольевич Пекин | Сталежелезобетонная балка (варианты) |
-
2016
- 2016-05-19 RU RU2016119481A patent/RU2627810C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU385011A1 (ru) * | 1971-06-30 | 1973-05-29 | Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени кнженерно строительный институт | Строительный элемент типа составной балки |
SU859571A1 (ru) * | 1977-01-06 | 1981-08-30 | Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Строительный Институт | Строительный элемент с листовой арматурой |
SU872690A1 (ru) * | 1979-12-04 | 1981-10-15 | Симферопольский Филиал Севастопольского Приборостроительного Института | Балка |
DE4227056A1 (de) * | 1992-08-12 | 1994-02-17 | Werner Dr Ing Bartel | Verbundkonstruktion |
RU79908U1 (ru) * | 2008-07-24 | 2009-01-20 | Дмитрий Анатольевич Пекин | Сталежелезобетонная балка (варианты) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU183856U1 (ru) * | 2018-07-02 | 2018-10-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) | Сталебетонная составная балка |
RU2745288C1 (ru) * | 2020-10-01 | 2021-03-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | Балка композиционной структуры |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101062928B1 (ko) | 콘크리트 충전 강관기둥 | |
JP5719084B2 (ja) | 鉄筋コンクリート構造体に用いられる鉄筋組立体および剪断補強筋 | |
KR101533576B1 (ko) | 반채움 pc 트러스보강재 합성보 | |
RU2627810C1 (ru) | Сталебетонная балка | |
CN117306779A (zh) | 钢增强混凝土柱 | |
RU2605862C2 (ru) | Сталежелезобетонная балка | |
KR101539454B1 (ko) | 합성 트러스 탈형보용 구조체 및 이를 이용한 합성 트러스 탈형보 | |
CN104074274A (zh) | 预制夹心外墙板的连接节点 | |
KR20180001721A (ko) | Uh형 보강블럭으로 단부가 보강된 압축 보강형 복합보 | |
KR101470135B1 (ko) | 변단면 플랜지 철골 보를 이용한 철골 라멘 골조 | |
CN211037391U (zh) | 一种优化应力分布的剪力墙结构 | |
RU2409728C1 (ru) | Балка композиционной структуры с гофрированными элементами | |
RU2675002C1 (ru) | Предварительно напряженная сталебетонная балка | |
RU2621247C1 (ru) | Сталебетонная балка | |
RU123042U1 (ru) | Элемент монолитного бетонного перекрытия | |
KR101373262B1 (ko) | 연결판 교차식 콘크리트 충전 강관기둥 | |
CN205822507U (zh) | 一种钢板组合剪力墙 | |
RU182163U1 (ru) | Сталебетонная ферма | |
RU162845U1 (ru) | Металлическая балка с гофрированной стенкой | |
RU169617U1 (ru) | Сталебетонная составная балка | |
CN103806530A (zh) | 一种异形悬挑钢结构及其施工方法 | |
KR20130105091A (ko) | 리브데크와 강선트러스를 조합한 경량 리브트러스데크 | |
RU2691249C1 (ru) | Узел сопряжения трубобетонных колонн с балками перекрытий | |
RU173487U1 (ru) | Элемент монолитного бетонного перекрытия | |
RU2677188C1 (ru) | Предварительно напряженная сталебетонная балка |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190520 |