RU2651648C2 - Способ создания балочного элемента металлических конструкций с высокими прочностными характеристиками - Google Patents
Способ создания балочного элемента металлических конструкций с высокими прочностными характеристиками Download PDFInfo
- Publication number
- RU2651648C2 RU2651648C2 RU2016111781A RU2016111781A RU2651648C2 RU 2651648 C2 RU2651648 C2 RU 2651648C2 RU 2016111781 A RU2016111781 A RU 2016111781A RU 2016111781 A RU2016111781 A RU 2016111781A RU 2651648 C2 RU2651648 C2 RU 2651648C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- beam element
- width
- elements
- support
- rod
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 238000010276 construction Methods 0.000 title abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
- E04C2/30—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure
- E04C2/38—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by the shape or structure with attached ribs, flanges, or the like, e.g. framed panels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Rod-Shaped Construction Members (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области строительства, а именно к строительству из металлоконструкций. Способ создания балочного элемента металлических конструкций с высокими прочностными характеристиками. На ширине опирания балочного элемента устанавливают два стержневых элемента с размером полок в два раза меньшим ширины опирания балочного элемента или три стержневых элемента с размерами полок в три раза меньшими ширины опирания балочного элемента и так далее, или на ширине опирания балочного элемента устанавливают два стержневых элемента с шириной полок, равной половине ширины опирания балочного элемента, уменьшенной на толщину пластинчатых элементов, или на ширине опирания балочного элемента устанавливают три стержневых элемента с шириной полок, равной одной третьей ширины опирания балочного элемента, уменьшенной на толщину пластинчатых элементов. Высота стенки профиля может быть уменьшена на толщину пластинчатых элементов, а стержневые элементы могут быть произвольного профиля, иметь различную ориентацию относительно друг друга, располагаться вплотную или через расстояние и соединяться между собой и в плоскости одного стержня пластинчатыми элементами. Стержневые и пластинчатые элементы соединены друг с другом сварным, заклепочным или винтовым способами и имеют перфорацию, или одно, или несколько отверстий произвольной формы, а также пластинчатые элементы могут быть сплошными или прерывистыми вдоль длины балочного элемента. Технический результат состоит в снижении расхода материала на изготовление балочного элемента, его массы и стоимости, повышении прочностных и эксплуатационных характеристик, а именно: уменьшение кручения в тонкостенных стержнях, увеличение несущей способности, геометрической неизменяемости и устойчивости. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области строительства, а именно к строительству из металлоконструкций.
В настоящее время актуальным направлением является строительство в Арктической зоне РФ (стратегия развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2020 года. Цитируется по: URL: www.minregion.ru/upload/02_dtp/101001_str.doc. Дата обращения: 23.11.2014). При строительстве в таких условиях могут быть применены конструкции из горячекатаных металлических элементов, а также из холодногнутых профилей - технология строительства быстровозводимых сооружений с использованием каркасной системы из легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК). Конструкции из ЛСТК широко используются в строительной индустрии. В научной литературе имеется множество технических решений, предложено несколько подходов к расчету стержневых конструкций из холодногнутой стали. Однако аварий с каждым годом не становится меньше.
Из уровня техники известны способы возведения металлических конструкций, изложенные в Брудка Я., Лубиньски М. Легкие стальные конструкции. Изд. 2-е, доп. Пер. с польск. Под ред. С.С. Кармилова. - М.: Стройиздат, 1974, Трофимов В.И. Легкие металлические конструкции зданий и сооружений (разработка конструкций, исследования, расчет, изготовление, монтаж): Учеб. пособ. - М.: АСВ, 2002. - 576 с. Балочные элементы, полученные путем холодного загиба, подвержены кручению, имеют низкие показатели жесткости и устойчивости. Однако суровые климатические условия Арктической зоны вынуждают обеспечивать высокие прочностные и эксплуатационные характеристики несущих конструкций зданий, сооружений при их относительно малом весе.
Задачей изобретения является создание способа возведения балочного элемента металлических конструкций с высокими прочностными характеристиками.
Технический результат заключается в снижении расхода материала на изготовление балочного элемента, его массы и стоимости, повышении прочностных и эксплуатационных характеристик, а именно: уменьшение кручения в тонкостенных стержнях, увеличение несущей способности, геометрической неизменяемости и устойчивости.
Конструкция изобретения приведена на фиг. 1, 2, где
1 - стержневой элемент;
2 - пластинчатый элемент;
3 - отверстия.
Способ создания балочного элемента металлических конструкций с высокими прочностными характеристиками заключается в следующем.
Вариант 1: проектом установлено, что необходим монтаж металлической балки определенного сечения, ширина опирания полки которой равняется «а». Согласно новому техническому решению, на ширине опирания «а» устраиваются, например, два стержня с размерами полки, соответственно «а/2» (если три стержня, то «а/3» и так далее) при этом, для совместной работы, стержни соединяются между собой пластинчатыми элементами. Для еще большего увеличения несущей способности, жесткости и устойчивости общей конструкции балочного элемента стержневые элементы соединяются пластинчатыми элементами и в плоскости одного стержня. Таким образом, в работу вступают элементы добавленных стержней и пластинчатые элементы, которые значительно повысят прочностные и эксплуатационные характеристики балочного элемента, а именно: значительно уменьшат кручение в тонкостенных стержнях, увеличат несущую способность, придадут балочному элементу геометрическую неизменяемость и устойчивость.
Вариант 2: Расчетом установлено, что необходим монтаж балки определенного сечения, ширина опирания полки которой равняется «а». Согласного новому техническому решению, на ширине опирания «а» располагаются стержни совместно с пластинчатыми элементами.
Таким образом, вариант 1 позволяет пренебречь толщиной пластины, располагающейся в плоскости стержней, при проектировании балочного элемента конструкции. Аналогично и с высотой стенки профиля, то есть ее высота может быть подобрана с учетом толщины пластинчатых элементов и без их учета.
Снижение веса достигается тем, что в стержнях и в пластинчатых элементах выполняется перфорация или создаются отверстия различной геометрической формы, см. фиг. 2.
Напряженно-деформируемое состояние балочного элемента в значительной степени зависит от вида и места приложения нагрузки, вида сечения профилей, входящих в ее конструкцию, расстояния между ними, их ориентации относительно друг друга и способа крепления стержневых и пластинчатых элементов. Поэтому, в заявленном техническом решении стержни могут быть различного профиля. Ориентация профилей относительно друг друга также может быть различна. Пластинчатые элементы в рамках одного балочного элемента соединяют рядом расположенные стержни в горизонтальном и вертикальном направлениях. При креплении пластинчатого элемента в плоскости одного стержня пластинчатые элементы могут выступать в качестве дополнительной стенки. Стержни могут располагаться относительно друг друга вплотную или через расстояние. Соединение стержней с пластинчатыми элементами может быть реализовано, например, сварным, заклепочным или винтовым способами. В пластинчатых элементах могут быть выполнены отверстия, а также пластинчатые элементы могут быть сплошными или прерывистыми вдоль длины стержня, то есть к стержням крепится не одна, а много пластин. Толщины пластинчатых элементов могут быть различны и определяются расчетом в зависимости от требований к несущей способности, жесткости, устойчивости балки и др. Данные отличительные признаки влияют на механические характеристики изобретения и позволяют достичь заявленный технический результат.
Выполнение отверстия вдоль всего пластинчатого или стержневого элемента в некоторых случаях может привести к значительному снижению прочностных и эксплуатационных характеристик заявленного технического решения, поэтому целесообразно выполнение нескольких отверстий, например, вдоль длины стержня.
Общая композиция балочного элемента, состоящая из перечисленных отличительных признаков, имеет синергетический эффект - взаимное усиление действия, направленное на достижение технического результата, то есть комбинация отличительных признаков в отдельности и совместно с известным техническим решением дает гораздо больший эффект, чем сумма этих признаков по отдельности. Данный эффект обусловлен спецификой работы конструкции балочного элемента и его отдельных элементов, входящих в предложенную конструкцию балки. Так, например, когда ресурс несущей способности отдельного стержневого элемента или пластинчатого элемента балки еще не исчерпан, общая конструкция или ее отдельные элементы теряют устойчивость. Вертикальные и горизонтальные пластинчатые элементы совместно обеспечивают геометрическую неизменяемость стержневого элемента, значительно уменьшают кручение в тонкостенных стержнях, что позволяет использовать максимальный ресурс несущей способности стержня. Таким образом совместная работа пластинчатых и стержневых элементов в предложенном изобретении позволяет достичь высокие механические характеристики, чем их использование по отдельности.
Способ создания балочного элемента металлических конструкций с высокими прочностными характеристиками может использоваться в промышленном и гражданском строительстве, при возведении конструкций на суще и ледяных образованиях Арктической зоны Российской Федерации.
Claims (1)
- Способ создания балочного элемента металлических конструкций с высокими прочностными характеристиками, отличающийся тем, что на ширине опирания балочного элемента устанавливаются два стержневых элемента с размером полок в два раза меньшим ширины опирания балочного элемента или три стержневых элемента с размерами полок в три раза меньшими ширины опирания балочного элемента и так далее, или на ширине опирания балочного элемента устанавливаются два стержневых элемента с шириной полок, равной половине ширины опирания балочного элемента, уменьшенной на толщину пластинчатых элементов, или на ширине опирания балочного элемента устанавливаются три стержневых элемента с шириной полок, равной одной третьей ширины опирания балочного элемента, уменьшенной на толщину пластинчатых элементов, при этом высота стенки профиля может быть уменьшена на толщину пластинчатых элементов, а стержневые элементы могут быть произвольного профиля, иметь различную ориентацию относительно друг друга, располагаться вплотную или через расстояние и соединяться между собой и в плоскости одного стержня пластинчатыми элементами, при этом стержневые и пластинчатые элементы соединены друг с другом сварным, заклепочным или винтовым способами и имеют перфорацию, или одно, или несколько отверстий произвольной формы, а также пластинчатые элементы могут быть сплошными или прерывистыми вдоль длины балочного элемента.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016111781A RU2651648C2 (ru) | 2016-03-29 | 2016-03-29 | Способ создания балочного элемента металлических конструкций с высокими прочностными характеристиками |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016111781A RU2651648C2 (ru) | 2016-03-29 | 2016-03-29 | Способ создания балочного элемента металлических конструкций с высокими прочностными характеристиками |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016111781A RU2016111781A (ru) | 2017-10-04 |
| RU2651648C2 true RU2651648C2 (ru) | 2018-04-23 |
Family
ID=60047793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016111781A RU2651648C2 (ru) | 2016-03-29 | 2016-03-29 | Способ создания балочного элемента металлических конструкций с высокими прочностными характеристиками |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2651648C2 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4688358A (en) * | 1983-05-23 | 1987-08-25 | Madray Herbert R | Construction system |
| RU2061154C1 (ru) * | 1991-08-14 | 1996-05-27 | Упат ГмбХ унд Ко. | Устройство для крепления облицовочной панели к несущему элементу здания и способ крепления облицовочной панели к несущему элементу |
| RU70911U1 (ru) * | 2007-08-10 | 2008-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Перфорированная двухветвевая стойка с гофрированными вставками |
| US20130288029A1 (en) * | 2000-12-01 | 2013-10-31 | Aleksandr I. KAMENOMOSTSKIY | Thin-webbed profile member and panel based on it (variants) |
| RU2582611C1 (ru) * | 2015-01-20 | 2016-04-27 | Сергей Валерьевич Серёгин | Балочный элемент металлических конструкций с высокими прочностными характеристиками |
-
2016
- 2016-03-29 RU RU2016111781A patent/RU2651648C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4688358A (en) * | 1983-05-23 | 1987-08-25 | Madray Herbert R | Construction system |
| RU2061154C1 (ru) * | 1991-08-14 | 1996-05-27 | Упат ГмбХ унд Ко. | Устройство для крепления облицовочной панели к несущему элементу здания и способ крепления облицовочной панели к несущему элементу |
| US20130288029A1 (en) * | 2000-12-01 | 2013-10-31 | Aleksandr I. KAMENOMOSTSKIY | Thin-webbed profile member and panel based on it (variants) |
| RU70911U1 (ru) * | 2007-08-10 | 2008-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Перфорированная двухветвевая стойка с гофрированными вставками |
| RU2582611C1 (ru) * | 2015-01-20 | 2016-04-27 | Сергей Валерьевич Серёгин | Балочный элемент металлических конструкций с высокими прочностными характеристиками |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016111781A (ru) | 2017-10-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3012379A1 (en) | Dissipator panels and respective building system | |
| Baniotopoulos et al. | Optimal structural design of glass curtain-wall systems | |
| RU91583U1 (ru) | Балка с переменно-гофрированной стенкой | |
| RU2492301C1 (ru) | Балка с гофрированной асимметричным профилем стенкой | |
| RU2651648C2 (ru) | Способ создания балочного элемента металлических конструкций с высокими прочностными характеристиками | |
| RU2567797C1 (ru) | Здание комплектной поставки | |
| Patil et al. | flat slab construction in India | |
| CN205777792U (zh) | 预制结构节点耗能减震t型阻尼器 | |
| RU2582611C1 (ru) | Балочный элемент металлических конструкций с высокими прочностными характеристиками | |
| RU181315U1 (ru) | Железобетонная балка | |
| RU182930U1 (ru) | Композитобетонная балка | |
| RU2577569C1 (ru) | Пространственная конструкция фермы из тонкостенных стержней с повышенными эксплуатационными характеристиками | |
| Chairunnisa et al. | Analysis and design of shear wall coupling beam using hybrid steel truss encased in reinforced mortar | |
| RU2618810C1 (ru) | Треугольная решетка стержневых конструкций с дополнительными полустойками и полураскосами (y-образными стойками) | |
| RU2617496C1 (ru) | Высокопрочный стержневой элемент из стальных холодногнутых профилей для строительства на суше и ледяных образованиях арктической зоны российской федерации | |
| RU2617234C1 (ru) | Стержневой строительный элемент для возведения зданий, сооружений на ледяных образованиях арктической зоны российской федерации | |
| CN106480998B (zh) | 一种区域约束混凝土剪力墙及其制作方法 | |
| CN110805347A (zh) | 一种用于建筑结构抗震的节点型橡胶金属阻尼器 | |
| Bilgin | Seismic performance evaluation of an existing school building in Turkey | |
| RU166510U1 (ru) | Балка двутаврового сечения с гофрированной стенкой | |
| Khadavi et al. | Prediction on flexural strength of encased composite beam with cold-formed steel section | |
| RU2629270C1 (ru) | Балка двутаврового сечения с гофрированной стенкой | |
| RU180553U1 (ru) | Стальная стропильная ферма покрытия | |
| US20150059275A1 (en) | Construction System Using Metal Stud Frame Element | |
| CN106049956B (zh) | 预制结构节点耗能减震t型阻尼器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180330 |