RU2773742C1 - Curved thin-walled metal profile - Google Patents

Curved thin-walled metal profile Download PDF

Info

Publication number
RU2773742C1
RU2773742C1 RU2021106461A RU2021106461A RU2773742C1 RU 2773742 C1 RU2773742 C1 RU 2773742C1 RU 2021106461 A RU2021106461 A RU 2021106461A RU 2021106461 A RU2021106461 A RU 2021106461A RU 2773742 C1 RU2773742 C1 RU 2773742C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
profile
width
equal
base
recess
Prior art date
Application number
RU2021106461A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Феликс Васильевич Брыль
Сергей Гавриилович Поправко
Ростислав Владимирович Руденко
Игорь Васильевич Брыль
Original Assignee
Феликс Васильевич Брыль
Сергей Гавриилович Поправко
Ростислав Владимирович Руденко
Игорь Васильевич Брыль
Filing date
Publication date
Application filed by Феликс Васильевич Брыль, Сергей Гавриилович Поправко, Ростислав Владимирович Руденко, Игорь Васильевич Брыль filed Critical Феликс Васильевич Брыль
Application granted granted Critical
Publication of RU2773742C1 publication Critical patent/RU2773742C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: building.
SUBSTANCE: invention relates to the field of building, in particular, to a curved metal profile. Curved thin-walled metal profile comprises a side wall, coupled on both sides thereof, at an angle of 90°, with parallel shelves of equal width, and with a trapezoidal recess into the profile in the central part of the wall along the longitudinal axis of symmetry, formed by symmetrical inclined walls coupled with the base parallel to the side wall, wherein the trapezoidal recess is made with a height equal to the width of the shelf, and in the base of the recess, with a width equal to 0.25-0.35 of the height of the profile; a grooved corrugation with a width equal to 0.28-0.48 of the width of the base and a curvature described by a radius with a centre located in the longitudinal plane of symmetry of the profile equal to 0.14-0.52 of the width of the base is made along the longitudinal axis of symmetry into the recess.
EFFECT: increase in the bearing capacity of the profile.
2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области наземного строительства, в частности к длинномерным несущим элементам строительных конструкций, а именно к холодногнутым профилям проката и может быть использовано при производстве несущих и связывающих металлоконструкций в судостроении, авиастроении, в строительстве и производстве строительных конструкций, которые могут найти широкое применение при изготовлении комплектов сопрягаемых профилей для изготовления рам и пространственных конструкций, используемых при возведении технических, хозяйственных и бытовых объектов различного назначения.The invention relates to the field of ground construction, in particular to long bearing elements of building structures, namely to cold-formed rolled profiles and can be used in the production of load-bearing and connecting metal structures in shipbuilding, aircraft engineering, in construction and in the production of building structures, which can be widely used in production of sets of mating profiles for the manufacture of frames and spatial structures used in the construction of technical, economic and household facilities for various purposes.

Известен гнутый профиль преимущественно для дорожных ограждений автомагистралей, содержащий горизонтальную боковую стенку с расположенной в ее середине трапециевидным гофром, наклонные боковые стенки, сопряженные с горизонтальными полками заданных величин, имеющими отбортовки шириной, равной 4-4,5 толщины профиля и наклонные вниз под углом 68-72 0 к полкам, при этом угол наклона между наклонными боковыми стенками и горизонтальной стенкой равен 100-104°, высота гофра составляет 0,18-0,22 от высоты профиля, а ширина гофра равна 0,39-0,43 ширины горизонтальной стенки (RU, №2124410 С1, МПК B21D 5/08 (1995.01), опубл. 10.01.1999 г.).A bent profile is known mainly for road barriers of highways, containing a horizontal side wall with a trapezoidal corrugation located in its middle, inclined side walls associated with horizontal shelves of given values, having flanges with a width equal to 4-4.5 of the profile thickness and inclined downward at an angle of 68 -72 0 to the shelves, while the angle of inclination between the inclined side walls and the horizontal wall is 100-104 °, the corrugation height is 0.18-0.22 of the profile height, and the corrugation width is 0.39-0.43 of the width of the horizontal walls (RU, No. 2124410 C1, IPC B21D 5/08 (1995.01), publ. 10.01.1999).

Формирование на основе известного гнутого профиля сочленений при изготовлении составных балок, рам и пространственных конструкций ограничено низкой вариативностью сопряжений из-за малого числа плоскостей (две, реже - три) для соединения их в конструкцию. Данный профиль используется преимущественно в качестве стоек, либо горизонтальных брусьев, соединяющих стойки, что требует для их сборки дополнительных крепежных элементов (планок, косынок, фланцев, крепежа) и выполнения большого количества отверстий под болтовые соединения, ослабляющих сечения связей, либо проведения местных сварочных операций, поражающих защитные покрытия и создающих температурные напряжения в металле, приводящие к деформации элементов конструкций. Кроме того, использование известного профиля при изготовлении металлических конструкций, например, составных балок длиной более 6-10 метров, ограничено тем, что профиль имеет невысокую поперечную жесткость из-за диспропорций в геометрической форме поперечного сечения и значительного удаления оси приложения нагрузок к элементу от главных центральных осей инерции профиля, что приводит к потере устойчивости и требует укрепления потенциально ненадежных элементов балки.The formation on the basis of the known bent profile of joints in the manufacture of composite beams, frames and spatial structures is limited by the low variability of interfaces due to the small number of planes (two, less often three) to connect them into a structure. This profile is used mainly as racks, or horizontal bars connecting the racks, which requires additional fasteners for their assembly (slats, scarves, flanges, fasteners) and a large number of holes for bolted connections, weakening the sections of the connections, or local welding operations. , striking protective coatings and creating thermal stresses in the metal, leading to deformation of structural elements. In addition, the use of a known profile in the manufacture of metal structures, for example, composite beams with a length of more than 6-10 meters, is limited by the fact that the profile has a low transverse rigidity due to disproportions in the geometric shape of the cross section and a significant removal of the axis of application of loads to the element from the main central axes of inertia of the profile, which leads to a loss of stability and requires the strengthening of potentially unreliable beam elements.

Использование известного профиля, например, в судостроении, ограничивает его технологические возможности, поскольку изготовленные на его основе судовые конструкции в условиях приложения инерционных и вибрационных нагрузок приводят к возникновению сложных «не классических» нагрузок на элементы конструкций, искажая эпюры нагрузок и геометрию профилей (изгиб, скручивание и т.п.), что увеличивает вероятность усталостных разрушений, снижая срок эксплуатации.The use of a well-known profile, for example, in shipbuilding, limits its technological capabilities, since ship structures made on its basis under the conditions of application of inertial and vibrational loads lead to complex “non-classical” loads on structural elements, distorting load diagrams and profile geometry (bending, twisting, etc.), which increases the likelihood of fatigue failure, reducing the service life.

Кроме того, использование данного профиля с недостаточной поперечной жесткостью нецелесообразно в архитектурных проектах малых форм, судостроении для формирования палубных надстроек и ограждений, и авиастроении.In addition, the use of this profile with insufficient transverse rigidity is impractical in small-form architectural projects, shipbuilding for the formation of deck superstructures and railings, and aircraft industry.

Известен гнутый стальной профиль, содержащий две полки с перпендикулярными отгибами, направленными навстречу друг к другу, и боковую стенку между полками с углублением в центральной части, образующим уступы высотой, превышающей толщину профиля, который выполнен толщиной 0,8-2 мм с возможностью сочленения и сопряжения двух профилей, при этом полки выполнены разной ширины, с разницей, равной двойной толщине профиля, а уступы выполнены разной высоты, с разницей, равной толщине профиля, причем больший уступ расположен со стороны большей полки (RU, №2478764 С1, МПК Е04С 3/07 (2006.01), опубл. 10.04.2013 г.).A bent steel profile is known, containing two shelves with perpendicular bends directed towards each other, and a side wall between the shelves with a recess in the central part, forming ledges with a height exceeding the thickness of the profile, which is made 0.8-2 mm thick with the possibility of articulation and pairing of two profiles, while the shelves are made of different widths, with a difference equal to the double thickness of the profile, and the ledges are made of different heights, with a difference equal to the thickness of the profile, and the larger ledge is located on the side of the larger shelf (RU, No. 2478764 C1, IPC E04C 3 /07 (2006.01), published on April 10, 2013).

Сформированный в результате сопряжения двух профилей составной строительный элемент представляет собой образованную однотипным профилем сопряженную пару, элементы которой отличаются размерами (отгибы, уступы, полки), при этом их сопряженные части в местах контакта соединены метизами, а стыки с каждой стороны пары соединены накладками. Соединение профилей метизами при формировании балок, рам и пространственных конструкций возможно только для коротких секций. Таким образом, для формирования длинномерных конструкций требуется значительное количество секций, увеличивающих количество стыковых соединений, что приводит к неравномерному распределению напряжений, ухудшая несущую способность конструкций.The composite building element formed as a result of conjugation of two profiles is a conjugated pair formed by a profile of the same type, the elements of which differ in size (bends, ledges, shelves), while their conjugated parts are connected by hardware at the points of contact, and the joints on each side of the pair are connected by overlays. The connection of profiles with hardware when forming beams, frames and spatial structures is possible only for short sections. Thus, for the formation of long structures, a significant number of sections is required, increasing the number of butt joints, which leads to an uneven distribution of stresses, worsening the bearing capacity of structures.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является строительный элемент в виде гнутого тонкостенного металлического профиля толщиной 0,8-1,2 мм, содержащего боковую стенку, сопряженную по обеим ее сторонам с параллельными полками одинаковой ширины, и с выполненным в ее центральной части по продольной оси симметрии трапециевидным углублением внутрь профиля, образующим уступы симметричными наклонными стенками высотой, превышающей толщину профиля, сопряженными с параллельным боковой стенке основанием, при этом сопряжения полок и боковой стенки выполнены радиусными с одинаковой величиной R=2,8 мм под углом 90° (RU, №33046 U1, МПК B21D 5/06 (2000.01), Е04С 3/07 (2000.01), Е04С 3/32 (2000.01), E04D 12/00 (2000.01), опубл. 10.10.2003 г.).The closest analogue of the invention is a building element in the form of a bent thin-walled metal profile with a thickness of 0.8-1.2 mm, containing a side wall, coupled on both sides with parallel shelves of the same width, and made in its central part along the longitudinal axis of symmetry a trapezoidal recess inside the profile, forming ledges by symmetrical inclined walls with a height exceeding the thickness of the profile, coupled with a base parallel to the side wall, while the mating of the shelves and the side wall is made radial with the same value R = 2.8 mm at an angle of 90 ° (RU, No. 33046 U1, IPC B21D 5/06 (2000.01), E04C 3/07 (2000.01), E04C 3/32 (2000.01), E04D 12/00 (2000.01), published 10.10.2003).

Конфигурация поперечного сечения данного профиля, в котором трапециевидное углубление выполнено высотой значительно меньше ширины полки, обуславливает ориентацию поверхностей полок и основания в разных плоскостях, при этом профильная боковая стенка выполняет в основном соединительную функцию. В результате, в условиях приложения нагрузки, возникающие напряжения преимущественно распределяются по сечению полок, при этом профиль имеет невысокую жесткость в средней части сечения, и, как следствие, низкую несущую способность и устойчивость.The configuration of the cross section of this profile, in which the trapezoidal recess is made with a height much less than the width of the shelf, determines the orientation of the surfaces of the shelves and the base in different planes, while the profile side wall performs mainly a connecting function. As a result, under load application conditions, the resulting stresses are mainly distributed over the section of the flanges, while the profile has low rigidity in the middle part of the section, and, as a result, low bearing capacity and stability.

Формирование на основе данного профиля сочленений при изготовлении составных элементов и конструкций для получения необходимой жесткости и устойчивости требует использования профилей большего номинала, или увеличения его толщины, или применения подкрепляющих сечение дополнительных элементов (пластины, уголки и т.п.) с пробивкой отверстий под крепежные элементы в определенных местах, что снижает жесткость сечения профиля и приводит к искажению его геометрии (изгиб, скручивание, разнополосность и т.п.). В результате это затрудняет сборку из-за необходимости выполнения подготовительных слесарных операций и сложных сварочных работ, увеличивает металлоемкость и ограничивает возможность использования данного профиля в судостроении, энергоблоках, в авиастроении для формирования силовых элементов из алюминия и титана, обладающих высокими пластическими свойствами, машиностроении и строительстве металлокаркасных сооружений в зонах повышенной сейсмичности.The formation of joints based on this profile in the manufacture of composite elements and structures in order to obtain the necessary rigidity and stability requires the use of profiles of a larger nominal value, or an increase in its thickness, or the use of additional elements reinforcing the section (plates, corners, etc.) with punching holes for fastening elements in certain places, which reduces the rigidity of the profile section and leads to a distortion of its geometry (bending, twisting, band diversity, etc.). As a result, this complicates the assembly due to the need to perform preparatory locksmith operations and complex welding work, increases the metal consumption and limits the possibility of using this profile in shipbuilding, power units, in the aircraft industry for the formation of power elements from aluminum and titanium with high plastic properties, mechanical engineering and construction metal frame structures in areas of high seismicity.

Таким образом, технологические возможности известного профиля ограничены при формировании на его основе сочленений при изготовлении составных балок, рам и пространственных конструкций из-за малой вариативности сопряжений при невысокой несущей способности и устойчивости профиля.Thus, the technological capabilities of the known profile are limited in the formation of joints on its basis in the manufacture of composite beams, frames and spatial structures due to the low variability of interfaces with a low bearing capacity and stability of the profile.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования гнутого тонкостенного металлического профиля, в котором за счет изменения конфигурации поперечного сечения и геометрических параметров обеспечивается оптимальная ориентация поверхностей элементов профиля с возможностью в условиях приложения нагрузки равномерного распределения напряжений по сечению профиля с повышением жесткости, что приводит к увеличению вариативности сопряжений при повышении несущей способности и устойчивости профиля, расширяя технологические возможности формирования на его основе сочленений при изготовлении составных элементов и конструкций со снижением металлоемкости.The invention is based on the task of improving a bent thin-walled metal profile, in which, by changing the configuration of the cross section and geometric parameters, the optimal orientation of the surfaces of the profile elements is ensured with the possibility, under load conditions, of a uniform distribution of stresses over the section of the profile with increased rigidity, which leads to an increase in the variability of interfaces while increasing the bearing capacity and stability of the profile, expanding the technological possibilities of forming joints on its basis in the manufacture of composite elements and structures with a decrease in metal consumption.

Поставленная задача решается тем, что гнутый тонкостенный металлический профиль, содержащий боковую стенку, сопряженную по обеим ее сторонам под углом 90° с параллельными полками одинаковой ширины, и с выполненным в ее центральной части по продольной оси симметрии трапециевидным углублением внутрь профиля, образованным симметричными наклонными стенками, сопряженными с параллельным боковой стенке основанием, согласно изобретению трапециевидное углубление выполнено высотой, равной ширине полки, а в основании углубления шириной, равной 0,25-0,35 высоты профиля по продольной оси симметрии внутрь углубления выполнен желобчатый гофр шириной, равной 0,28-0,48 ширины основания и кривизной, описанной радиусом с центром, расположенным в продольной плоскости симметрии профиля, равным 0,14-0,52 ширины основания.The problem is solved by the fact that a bent thin-walled metal profile containing a side wall connected on both sides at an angle of 90 ° with parallel shelves of the same width, and with a trapezoidal recess made in its central part along the longitudinal axis of symmetry inside the profile, formed by symmetrical inclined walls , conjugated with the base parallel to the side wall, according to the invention, the trapezoidal recess is made with a height equal to the width of the shelf, and at the base of the recess with a width equal to 0.25-0.35 of the profile height along the longitudinal axis of symmetry, a grooved corrugation with a width of 0.28 is made inside the recess. -0.48 of the base width and curvature described by a radius with a center located in the longitudinal plane of profile symmetry equal to 0.14-0.52 of the base width.

Целесообразно выполнение полок с отгибами под прямым углом, направленными навстречу друг другу, шириной, равной 0,10-0,25 ширины полки.It is advisable to make shelves with bends at right angles, directed towards each other, with a width equal to 0.10-0.25 of the shelf width.

Выполнение трапециевидного углубления высотой, равной ширине полки, основание которого выполнено шириной, равной 0,25-0,35 высоты профиля, обеспечивает оптимальную ориентацию поверхностей элементов профиля с образованием прямоугольного контура. При этом поверхности полок и основания трапециевидного углубления расположены в одной плоскости, параллельной плоскости, в которой расположена поверхность боковой стенки, сопряженная с симметричными наклонными стенками углубления, что обеспечивает в условиях приложения нагрузки равномерное распределение напряжений по сечению профиля с повышением жесткости. Выполнение в основании трапециевидного углубления по продольной оси симметрии внутрь углубления желобчатого гофра шириной, равной 0,28-0,48 ширины основания и кривизной, описанной радиусом с центром, расположенным в продольной плоскости симметрии профиля, равным 0,14-0,52 ширины основания, в условиях приложения нагрузки обеспечивает дополнительное сопротивление изгибающим и крутящим моментам, что приводит к выравниванию напряжений по сечению профиля с увеличением жесткости в средней части его сечения.The implementation of a trapezoidal recess with a height equal to the width of the shelf, the base of which is made with a width equal to 0.25-0.35 of the profile height, ensures the optimal orientation of the surfaces of the profile elements with the formation of a rectangular contour. At the same time, the surfaces of the shelves and the base of the trapezoidal recess are located in the same plane parallel to the plane in which the surface of the side wall is located, conjugated with the symmetrical inclined walls of the recess, which ensures, under load application conditions, a uniform distribution of stresses over the profile section with increased rigidity. Execution in the base of a trapezoidal recess along the longitudinal axis of symmetry inside the recess of the grooved corrugation with a width equal to 0.28-0.48 of the width of the base and a curvature described by a radius with a center located in the longitudinal plane of symmetry of the profile, equal to 0.14-0.52 of the width of the base , under load application conditions, provides additional resistance to bending and torsional moments, which leads to stress equalization along the profile section with an increase in rigidity in the middle part of its section.

Таким образом, обеспечивается возможность сопряжения профиля по всем четырем сторонам его прямоугольного контура с повышением жесткости, что приводит к увеличению вариативности сопряжений при повышении несущей способности и устойчивости профиля, расширяя технологические возможности формированием на его основе сочленений при изготовлении составных элементов и конструкций со снижением металлоемкости.Thus, it is possible to interface the profile on all four sides of its rectangular contour with an increase in rigidity, which leads to an increase in the variability of interfaces with an increase in the bearing capacity and stability of the profile, expanding the technological possibilities by forming joints on its basis in the manufacture of composite elements and structures with a decrease in metal consumption.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан гнутый тонкостенный металлический профиль с желобчатым гофром в виде полукруга, поперечное сечение; на фиг. 2 - гнутый тонкостенный металлический профиль с желобчатым гофром в виде сегмента круга, поперечное сечение; на фиг. 3 - гнутый тонкостенный металлический профиль с отгибами полок, поперечное сечение; на фиг. 4 - составная балка в виде полочного двутавра, поперечное сечение; на фиг. 5 - составная балка в виде коробчатого двутавра, поперечное сечение: на фиг. 6 - составная балка в виде коробчатого двутавра, изготовленная из профилей с отгибами полок, поперечное сечение.The essence of the invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows a bent thin-walled metal profile with a grooved corrugation in the form of a semicircle, cross section; in fig. 2 - bent thin-walled metal profile with a grooved corrugation in the form of a segment of a circle, cross section; in fig. 3 - bent thin-walled metal profile with flanges of shelves, cross section; in fig. 4 - composite beam in the form of a shelf I-beam, cross section; in fig. 5 - a composite beam in the form of a box-shaped I-beam, cross section: in Fig. 6 - a composite beam in the form of a box-shaped I-beam, made of profiles with limbs of the shelves, cross section.

Гнутый тонкостенный металлический профиль содержит вертикальную боковую стенку 1, сопряженную с обеих ее сторон под углом 90° с параллельными полками 2 одинаковой ширины. В центральной части боковой стенки 1 по продольной оси симметрии выполнено трапециевидное углубление внутрь профиля, образованное симметричными наклонными стенками 3, сопряженными с параллельным боковой стенке 1 основанием 4. Трапециевидное углубление выполнено высотой, равной ширине полки 2, а основание 4 углубления выполнено шириной, равной 0,25-0,35 высоты профиля. В основании 4 углубления по продольной оси симметрии внутрь углубления выполнен желобчатый гофр 5 шириной, равной 0,28-0,48 ширины основания 4 и кривизной, описанной радиусом R с центром, расположенным в продольной плоскости симметрии профиля, равным 0,14-0,52 ширины основания.The bent thin-walled metal profile contains a vertical side wall 1 connected on both sides at an angle of 90° with parallel shelves 2 of the same width. In the central part of the side wall 1, along the longitudinal axis of symmetry, a trapezoidal recess is made inside the profile, formed by symmetrical inclined walls 3, coupled with a base 4 parallel to the side wall 1. The trapezoidal recess is made with a height equal to the width of the shelf 2, and the base 4 of the recess is made with a width equal to 0 .25-0.35 profile height. At the base 4 of the recess along the longitudinal axis of symmetry inside the recess, a grooved corrugation 5 is made with a width equal to 0.28-0.48 of the width of the base 4 and a curvature described by a radius R with a center located in the longitudinal plane of symmetry of the profile, equal to 0.14-0, 52 base widths.

Например, при высоте профиля 180 мм, ширина основания 4 углубления, равная 0,33 его высоты составляет 60 мм, при этом ширина желобчатого гофра 5, равная 0,48 ширины основания 4, составляет 28,8 мм. Желобчатый гофр, кривизной, описанный радиусом R с центром, расположенным в продольной плоскости симметрии профиля, равным 0,24 ширины основания, что составляет 14,4 мм, представляет в сечении полукруг (фиг. 1), а желобчатый гофр, кривизной, описанный радиусом R2 с центром, расположенным в продольной плоскости симметрии профиля, равным 0,50 ширины основания, что составляет 30 мм, представляет в сечении сегмент круга (фиг. 2).For example, with a profile height of 180 mm, the width of the base 4 of the recess, equal to 0.33 of its height, is 60 mm, while the width of the grooved corrugation 5, equal to 0.48 of the width of the base 4, is 28.8 mm. The grooved corrugation, with curvature, described by radius R with the center located in the longitudinal plane of symmetry of the profile, equal to 0.24 of the base width, which is 14.4 mm, is a semicircle in cross section (Fig. 1), and the grooved corrugation, by curvature, described by radius R2 with a center located in the longitudinal plane of symmetry of the profile, equal to 0.50 of the width of the base, which is 30 mm, represents a segment of a circle in cross section (Fig. 2).

В гнутом тонкостенном металлическом профиле полки 2 выполнены с отгибами 6 под прямым углом, направленными навстречу друг другу, шириной, равной 0,10-0,25 ширины полки 2 (фиг. 3).In a bent thin-walled metal profile, the shelves 2 are made with bends 6 at a right angle, directed towards each other, with a width equal to 0.10-0.25 of the width of the shelf 2 (Fig. 3).

Изготовление гнутого тонкостенного металлического профиля и формирование на его основе сочленений при изготовлении составных балок осуществляется следующим образом.The manufacture of a bent thin-walled metal profile and the formation of joints on its basis in the manufacture of composite beams is carried out as follows.

Процесс профилирования осуществляется на профилегибочном стане путем пропускания рулонной полосы из конструкционной углеродистой стали марки Ст. 3 толщиной от 1,0 мм до 5,0 мм через последовательно установленные пары валков-роликов. Процесс профилирования является непрерывным и заключается в изменении конфигурации поперечного сечения заготовки последовательной по технологическим переходам гибкой соответствующими калиброванными валками до обеспечения ориентации поверхностей кромок полок 2 и основания 4 трапециевидного углубления в одной плоскости, параллельной плоскости, в которой расположена поверхность боковой стенки 1, сопряженная с симметричными наклонными стенками 3 углубления, обеспечивая возможность сопряжения профиля по четырем сторонам его контура.The profiling process is carried out on a roll forming mill by passing a rolled strip of structural carbon steel grade St. 3 with a thickness from 1.0 mm to 5.0 mm through successively installed pairs of rolls-rollers. The profiling process is continuous and consists in changing the configuration of the cross-section of the workpiece, consistent in technological transitions, flexible with the corresponding calibrated rolls to ensure the orientation of the surfaces of the edges of the shelves 2 and the base 4 of the trapezoidal recess in one plane parallel to the plane in which the surface of the side wall 1 is located, conjugated with symmetrical inclined walls 3 recesses, providing the possibility of pairing the profile on the four sides of its contour.

На начальной стадии профилирования осуществляется подача полосы в калиброванные валки для формирования по центру полосы продольного желобчатого гофра 5 шириной, равной 0,28-0,48 ширины основания и кривизной, описанной радиусом с центром, расположенным в продольной плоскости симметрии профиля, равным 0,14-0,52 ширины основания 4. Далее формируется трапециевидное углубление высотой, равной ширине полки 2, образованное симметричными наклонными стенками 3, сопряженными с основанием 4 шириной, равной 0,25-0,35 высоты профиля.At the initial stage of profiling, the strip is fed into calibrated rolls to form a longitudinal grooved corrugation 5 in the center of the strip with a width equal to 0.28-0.48 of the base width and a curvature described by a radius with a center located in the longitudinal plane of profile symmetry equal to 0.14 -0.52 the width of the base 4. Next, a trapezoidal recess is formed with a height equal to the width of the shelf 2, formed by symmetrical inclined walls 3 associated with the base 4 with a width equal to 0.25-0.35 of the profile height.

На последующих стадиях, на концевых участках полосы осуществляется формирование двух равных симметричных частей боковой стенки 1 с концевыми участками, на которых под углом 90° к боковой стенке 1 формируются параллельные полки 2 одинаковой ширины.At subsequent stages, at the end sections of the strip, two equal symmetrical parts of the side wall 1 are formed with end sections, on which parallel shelves 2 of the same width are formed at an angle of 90° to the side wall 1.

В такой же последовательности осуществляется процесс изготовления профиля с отгибами полок, в котором на завершающей стадии на полках 2 под углом 90° выполняются отгибы 6, шириной равной 0,10-0,25 ширины полки, направленные навстречу друг другу.In the same sequence, the process of manufacturing a profile with limbs of the shelves is carried out, in which at the final stage on the shelves 2 at an angle of 90 °, limbs 6 are made, with a width equal to 0.10-0.25 of the shelf width, directed towards each other.

Из пар полученных профилей изготавливаются путем формирования сочленений составные балки.Composite beams are made from pairs of profiles obtained by forming joints.

Из двух профилей с желобчатым гофром сечением в виде полукруга изготавливается балка в виде полочного двутавра (фиг. 4) путем сочленения боковой стенки 1 с соответствующей боковой стенкой другого профиля. При этом сочленение боковых стенок профилей выполняется с помощью болтовых, заклепочных и сварочных соединений (точечная и рельефная сварка). Также данное сочленение может выполняться с использованием термопрокладок по разъему для предотвращения образования мостиков холода в конструкциях полярных сооружений. В условиях приложения нагрузки, возникающие внутренние напряжения воспринимаются всеми площадями элементов профиля и равномерно распределяются по сечению балки, обеспечивая ее устойчивость.From two profiles with a grooved corrugation in the form of a semicircle, a beam is made in the form of a shelf I-beam (Fig. 4) by articulating the side wall 1 with the corresponding side wall of another profile. In this case, the articulation of the side walls of the profiles is carried out using bolted, riveted and welding joints (spot and relief welding). Also, this joint can be performed using thermal pads along the connector to prevent the formation of cold bridges in the structures of polar facilities. Under conditions of load application, the resulting internal stresses are perceived by all areas of the profile elements and are evenly distributed over the cross section of the beam, ensuring its stability.

Балка в виде коробчатого двутавра (фиг. 5) изготавливается путем сочленения полок 2 и оснований 4 трапециевидного углубления обоих профилей, образуя двумя желобчатыми гофрами сечением в виде сегмента круга, коммуникационный канал. При этом сочленение полок выполняется с помощью сварочных соединений (электросварка прерывистым швом), а оснований 4 углублений - с помощью болтовых соединений. В условиях приложения нагрузки, возникающие внутренние напряжения дополнительно воспринимаются желобчатыми гофрами и рассеиваются в местах изгибов боковой стенки профиля, равномерно распределяясь по сечению балки, что повышает сопротивляемость совместному действию изгибающих и крутящих моментов, обеспечивая ее устойчивость. Балка в виде коробчатого двутавра обладает высокой несущей способностью в условиях сочетания нагрузок на сдвиг и кручение, что особенно важно в судостроении.A beam in the form of a box-shaped I-beam (Fig. 5) is made by articulating shelves 2 and bases 4 of a trapezoidal recess of both profiles, forming a communication channel with two grooved corrugations with a section in the form of a segment of a circle. In this case, the articulation of the shelves is carried out using welding joints (electric welding with an intermittent seam), and the bases of 4 recesses are made using bolted connections. Under conditions of load application, the resulting internal stresses are additionally perceived by the grooved corrugations and dissipated in the places of bends of the side wall of the profile, evenly distributed over the cross section of the beam, which increases the resistance to the combined action of bending and torsional moments, ensuring its stability. A beam in the form of a box-shaped I-beam has a high bearing capacity under conditions of a combination of shear and torsion loads, which is especially important in shipbuilding.

Изготовление таких балок из профилей с желобчатым гофром сечением в виде полукруга, полки которых выполнены с отгибами 6 под прямым углом, направленными навстречу друг другу, осуществляется путем сочленения отгибов 6 и оснований 4 трапециевидного углубления обоих профилей (фиг. 6). При этом, наряду с увеличением жесткости, обеспечивается возможность выполнения «лепесткового соединения» парно размерных профилей при изготовлении конструкций Т-образной, Г-образной и др. форм, что значительно уменьшает использование подкрепляющих планок, уголков и создающих негативные напряжения сварочных соединений, снижая металлоемкость.The manufacture of such beams from profiles with a grooved corrugation in the form of a semicircle, the shelves of which are made with limbs 6 at right angles directed towards each other, is carried out by articulating limbs 6 and bases 4 of the trapezoidal recess of both profiles (Fig. 6). At the same time, along with an increase in rigidity, it is possible to perform a “petal connection” of pair-sized profiles in the manufacture of T-shaped, L-shaped, and other structures, which significantly reduces the use of reinforcing strips, corners and welding joints that create negative stresses, reducing metal consumption .

Заявляемый профиль также может изготавливаться из листового проката из холоднокатаной углеродистой стали, оцинкованной в агрегатах непрерывного цинкования толщиной от 0,5 мм до 4 мм, повышенной точности проката по толщине и ширине, и цинковым покрытием толщиной до 2,5 мм. Это дает возможность сочленения оцинкованных профилей при изготовлении конструкций сварочным соединением с выполнением точечной или рельефной сварки с последующей обработкой точек сварки изолирующими материалами, при этом сохраняя цинковое покрытие.The inventive profile can also be made from rolled sheets of cold-rolled carbon steel, galvanized in continuous galvanizing units with a thickness of 0.5 mm to 4 mm, increased accuracy of rolled products in thickness and width, and zinc coating up to 2.5 mm thick. This makes it possible to articulate galvanized profiles in the manufacture of structures by welding with spot or projection welding, followed by processing of welding points with insulating materials, while maintaining the zinc coating.

Использование заявляемого изобретения приводит к увеличению вариативности сопряжений при повышении несущей способности и устойчивости профиля, расширяя технологические возможности профиля формированием на его основе сочленений при изготовлении составных элементов и конструкций со снижением металлоемкости.The use of the claimed invention leads to an increase in the variability of interfaces with an increase in the bearing capacity and stability of the profile, expanding the technological capabilities of the profile by forming joints on its basis in the manufacture of composite elements and structures with a decrease in metal consumption.

Предлагаемый профиль обеспечивает многообразие форм составных элементов и конструкций с равнозначными несущими способностями. Формирование на его основе сочленений при изготовлении составных элементов и конструкций может осуществляться по всем четырем сторонам его прямоугольного контура без дополнительных конструктивных элементов, с помощью сочетания различных типов соединений, в частности, болтовых, заклепочных и лепестковых, точечно-рельефной сварки, а также электросваркой по полкам прерывистым швом. При этом процесс формирования упрощается, требует меньшего количества крепежных соединений, а изготовленные конструкции обладают повышенной виброустойчивостью по продольной оси профиля, обусловленной высокой жесткостью. Также, за счет повышенной виброустойчивости предлагаемый профиль может быть использован для изготовления пространственных каркасов ограждающих конструкций судовой архитектуры, энергетических (дизельных, газотурбинных и др.) блоков.The proposed profile provides a variety of forms of constituent elements and structures with equivalent bearing capacities. The formation of joints on its basis in the manufacture of composite elements and structures can be carried out on all four sides of its rectangular contour without additional structural elements, using a combination of various types of joints, in particular, bolted, riveted and petal, spot-relief welding, as well as electric welding along shelves with an interrupted seam. At the same time, the formation process is simplified, it requires a smaller number of fasteners, and the fabricated structures have increased vibration resistance along the longitudinal axis of the profile, due to high rigidity. Also, due to the increased vibration resistance, the proposed profile can be used for the manufacture of spatial frames of enclosing structures of ship architecture, energy (diesel, gas turbine, etc.) blocks.

Использование заявляемого профиля с высокой несущей способностью по сравнению с ближайшим аналогом обеспечивает при изготовлении составных элементов увеличение его длины до 25-30 м при снижении металлоемкости до 18-20%. Таким образом, предлагаемый профиль имеет широкие технологические возможности при формировании на его основе сочленений при изготовлении многообразных форм составных элементов и конструкций со снижением общего веса, что обеспечивает возможность его использования в архитектурных проектах малых форм, судостроении для формирования палубных надстроек и ограждений, авиастроении для формирования силовых стержней из алюминия и титана, обладающих высокими пластичными свойствами.The use of the proposed profile with high bearing capacity compared with the closest analogue provides in the manufacture of composite elements an increase in its length to 25-30 m with a decrease in metal consumption up to 18-20%. Thus, the proposed profile has wide technological capabilities in the formation of joints on its basis in the manufacture of various forms of composite elements and structures with a reduction in total weight, which makes it possible to use it in architectural projects of small forms, shipbuilding for the formation of deck superstructures and fences, aircraft industry for the formation power rods made of aluminum and titanium with high plastic properties.

Claims (2)

1. Гнутый тонкостенный металлический профиль, содержащий боковую стенку, сопряженную по обеим ее сторонам под углом 90° с параллельными полками одинаковой ширины, и с выполненным в ее центральной части по продольной оси симметрии трапециевидным углублением внутрь профиля, образованным симметричными наклонными стенками, сопряженными с параллельным боковой стенке основанием, отличающийся тем, что трапециевидное углубление выполнено высотой, равной ширине полки, а в основании углубления шириной, равной 0,25-0,35 высоты профиля, по продольной оси симметрии внутрь углубления выполнен желобчатый гофр шириной, равной 0,28-0,48 ширины основания, и кривизной, описанной радиусом с центром, расположенным в продольной плоскости симметрии профиля, равным 0,14-0,52 ширины основания.1. A bent thin-walled metal profile containing a side wall, coupled on both sides at an angle of 90 ° with parallel shelves of the same width, and with a trapezoidal recess made in its central part along the longitudinal axis of symmetry inside the profile, formed by symmetrical inclined walls, coupled with a parallel side wall with a base, characterized in that the trapezoidal recess is made with a height equal to the width of the shelf, and at the base of the recess with a width equal to 0.25-0.35 of the profile height, along the longitudinal axis of symmetry inside the recess there is a grooved corrugation with a width of 0.28- 0.48 of the base width, and curvature described by a radius with a center located in the longitudinal plane of profile symmetry, equal to 0.14-0.52 of the base width. 2. Гнутый тонкостенный металлический профиль по п. 1, отличающийся тем, что полки выполнены с отгибами под прямым углом, направленными навстречу друг другу, шириной, равной 0,10-0,25 ширины полки.2. A bent thin-walled metal profile according to claim 1, characterized in that the shelves are made with bends at a right angle, directed towards each other, with a width equal to 0.10-0.25 of the shelf width.
RU2021106461A 2021-03-11 Curved thin-walled metal profile RU2773742C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2773742C1 true RU2773742C1 (en) 2022-06-08

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2766905A1 (en) * 1997-07-11 1999-02-05 Placoplatre Sa Folded section girder for building construction
RU24483U1 (en) * 2002-04-11 2002-08-10 Феофанов Вадим Владимирович BUILDING ELEMENT AND BUILDING DESIGN ON ITS BASIS
RU33046U1 (en) * 2003-06-30 2003-10-10 Ахобадзе Давид Георгиевич Building element (2 options) and building structure based on it (2 options)
RU2478764C1 (en) * 2011-11-07 2013-04-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Bent steel shape and composite building element on its basis

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2766905A1 (en) * 1997-07-11 1999-02-05 Placoplatre Sa Folded section girder for building construction
RU24483U1 (en) * 2002-04-11 2002-08-10 Феофанов Вадим Владимирович BUILDING ELEMENT AND BUILDING DESIGN ON ITS BASIS
RU33046U1 (en) * 2003-06-30 2003-10-10 Ахобадзе Давид Георгиевич Building element (2 options) and building structure based on it (2 options)
RU2478764C1 (en) * 2011-11-07 2013-04-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Bent steel shape and composite building element on its basis

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6698155B2 (en) Building elements and building element assemblies formed therewith
EP3188853B1 (en) Profiles
KR20060032961A (en) An improved beam
US20040139684A1 (en) Building elements and building element assemblies formed therewith
US9273458B2 (en) Wide span static structure
US20090007520A1 (en) Modular Reinforced Structural Beam and Connecting Member System
EP2666924A2 (en) Truss structure using a material having a pi-shaped cross-section as an upper chord
CA2564519C (en) Grooved stiffened profile
RU98155U1 (en) BENT CLOSED PROFILE
US3328931A (en) Composite i-beam with splice at supports
CN113137005A (en) Partially-coated honeycomb steel-concrete composite beam and manufacturing method thereof
US20130125400A1 (en) Structural arrangement for generally planar devices
RU2773742C1 (en) Curved thin-walled metal profile
RU188950U1 (en) COMPOSITION COMBINED TWO-PARTNER BEAM
US20050188644A1 (en) Prefabricated Structural Panel of Post-Stressed Wood for the Manufacture of Immovable Properties
NZ503353A (en) Hollow flange section having a channel between ramp portions
RU183856U1 (en) STEEL CONCRETE COMPOSITION BEAM
KR101746130B1 (en) Cable tray
CN111360487A (en) Novel steel structure and preparation method thereof
JP2009121031A (en) Building member for residence
Rakhimov et al. Efficiency of application of metal arched structures
KR20220035519A (en) Prefabricated H-beam with truss-type connection structure
CN220202429U (en) Straight web box girder with web plate provided with special-shaped reinforcing bars
CN219411508U (en) Assembled cold-formed thin-walled steel plane truss structure
RU212778U1 (en) Building profile