RU28728U1

RU28728U1 - Corrugated sheet metal structural element

Info

Publication number: RU28728U1
Application number: RU2002132133/20U
Authority: RU
Inventors: Пекка Марьемаа
Original assignee: Закрытое акционерное общество "ГЕОТЕРРА"
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2003-04-10

Description

нию гофр, служат для соединения этих сторон между собой с образованием кольцевого элемента, а отверстия, расположенные по сторонам, параллельным направлению гофр, используются для соединения между собой колец, образованных свертыванием листа.corrugations are used to connect these sides with each other with the formation of an annular element, and holes located on the sides parallel to the direction of the corrugations are used to connect rings formed by folding the sheet.

При этом отверстия по одной из сторон листа, перпендикулярной направлению гофр, выполнены таким образом, что прямая линия, соединяющая их центры, образует некоторый угол с этой стороной. В результате этого при формировании из листового элемента кольца, оно приобретает не цилиндрическую форму, а форму усеченного конуса. Это позволяет при сборке трубы из таких колец вставлять кольца друг в друга с частичным перекрытием соседних колец.In this case, the holes on one side of the sheet perpendicular to the direction of the corrugations are made in such a way that a straight line connecting their centers forms a certain angle with this side. As a result of this, when a ring is formed from a sheet element, it acquires not a cylindrical shape, but the shape of a truncated cone. This allows for the assembly of pipes from such rings to insert rings into each other with a partial overlap of adjacent rings.

Недостатком известного конструктивного элемента является ограниченность его применения, которая заключается в невозможности изготовления из него труб (тоннелей, водоводов) большого сечения. Для сооружений большого сечения требуется материал достаточно большой толщины, формирование колец из которого требует больших усилий, а значит и сложного технологического оборудования.A disadvantage of the known structural element is its limited application, which consists in the impossibility of manufacturing large pipes (tunnels, water conduits) from it. For structures of large cross-section, material of sufficiently large thickness is required, the formation of rings from which requires great efforts, and hence complex technological equipment.

Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности и достигаемому результату является листовой гофрированный конструкционный элемент, известный из US 3638434, 1972 /3/. Элемент представляет собой прямоугольный гофрированный лист металла, по периметру которого выполнены отверстия, используемые для соединения элементов между собой. При этом отверстия по сторонам, предназначенным для соединения друг с другом, выполнены на одинаковом расстоянии между собой. Указанный элемент используется при сооружении объектов различного назначения, имеющих значительные размеры, следующим образом. Сначала исходному гофрированному листу прямоугольной формы придают требуемую кривизну, а затем из нескольких листовых элементов собирают кольцеобразный элемент. Для этого элементы накладывают друг на друга с частичным перекрытием так, чтобы отверстия совпали и соединяют с помощью болтов или винтов. Затем соединяют между собой, также с помощью болтов, сформированные кольцевые элементы.Closest to the claimed in its technical essence and the achieved result is a sheet corrugated structural element, known from US 3638434, 1972/3 /. The element is a rectangular corrugated sheet of metal, along the perimeter of which there are holes used to connect the elements together. In this case, the holes on the sides intended for connection with each other are made at the same distance between each other. The specified element is used in the construction of facilities for various purposes, having significant dimensions, as follows. First, the initial curvature sheet of a rectangular shape is given the required curvature, and then an annular element is assembled from several sheet elements. To do this, the elements are superimposed on each other with a partial overlap so that the holes coincide and are connected using bolts or screws. Then they are connected to each other, also with the help of bolts, formed ring elements.

нисходящая часть гофра одного элемента и восходящая часть гофра второго элемента. При этом все листы выполняют идентичными и расстояния между центрами отверстий по соединяемым сторонам выполнены одинаковыми.the descending part of the corrugation of one element and the ascending part of the corrugation of the second element. In this case, all the sheets are identical and the distances between the centers of the holes on the joined sides are made the same.

Недостатком известного конструктивного элемента является относительная сложность его изготовления. Это обусловлено тем, что все отверстия в листе, необходимые для последующего соединения, выполняются в наклонных поверхностях, что требует специального оборудования. Например, сверлильных станков с наклонным расположением осей сверлильных головок. А учитывая, что отверстия выполняют на смежных поверхностях, то возникает необходимость вращать исходную заготовку при изготовлении конструктивного элемента.A disadvantage of the known structural element is the relative complexity of its manufacture. This is due to the fact that all the holes in the sheet, necessary for subsequent connection, are made in inclined surfaces, which requires special equipment. For example, drilling machines with an inclined axis of the drill heads. And given that the holes are made on adjacent surfaces, it becomes necessary to rotate the original workpiece in the manufacture of the structural element.

Кроме того, соединение кольцевых элементов между собой имеет недостаточно высокую надежность при приложении осевых нагрузок из-за малой поверхности контакта соединяемых элементов между собой.In addition, the connection of the ring elements to each other is not sufficiently high reliability when axial loads are applied due to the small contact surface of the connected elements to each other.

Заявляемый в качестве полезной модели листовой конструкционный элемент направлен на упрощение технологии его изготовления и повышение механической прочности создаваемых из него сооружений.Declared as a utility model, the sheet structural element is aimed at simplifying the technology of its manufacture and increasing the mechanical strength of the structures created from it.

Указанный результат достигается тем, что листовой гофрированный конструкционный элемент выполнен прямоугольным в плане и снабжен отверстиями по периметру, при этом центры отверстий, выполненных по сторонам, перпендикулярным направлению гофр, размещены на одинаковом расстоянии друг от друга, а расстояние между центрами отверстий по одной из сторон, параллельных направлению гофр, уменьшено по сравнению с другой на величинуThe specified result is achieved by the fact that the sheet corrugated structural element is made rectangular in plan and provided with holes along the perimeter, while the centers of the holes made on the sides perpendicular to the direction of the corrugations are placed at the same distance from each other, and the distance between the centers of the holes on one of the sides parallel to the direction of the corrugations, reduced compared with the other by

где L - длина внешней границы поперечного сечения собираемой конструкции,м; t - длина внутренней границы поперечного сечения собираемойwhere L is the length of the outer border of the cross section of the assembled structure, m; t is the length of the inner boundary of the cross section

конструкции, м; N - число отверстий в этом сечении, целое число 1.construction, m; N is the number of holes in this section, the integer is 1.

Указанный результат достигается также тем, что все отверстия, размещаемые по его периметру, выполнены на изгибах гофр.The indicated result is also achieved by the fact that all the holes placed along its perimeter are made on the bends of the corrugations.

т -/t - /

д общd total

Указанный результат достигается также тем, что все отверстия, за исключением одного, выполняемые с меньшим расстоянием между центрами, выполнены эллипсообразными.The indicated result is also achieved by the fact that all the holes, with the exception of one, made with a smaller distance between the centers, are made ellipsoidal.

Выполнение отверстий по предлагаемому алгоритму позволит обеспечить телескопическую сборку кольцеобразных элементов, составляющих собираемую сборную конструкцию. Для того чтобы один кольцеобразный элемент мог быть вставлен в другой, ему необходимо придать коническую (конусообразную) форму в продольном сечении.The holes according to the proposed algorithm will allow for the telescopic assembly of the ring-shaped elements that make up the assembled prefabricated structure. In order for one ring-shaped element to be inserted into another, it is necessary to give it a conical (conical) shape in a longitudinal section.

Эта проблема и решается путем размещения отверстий на конструкционном элементе по предлагаемой схеме.This problem is solved by placing holes on the structural element according to the proposed scheme.

Представим (см.фиг. 1), что возводимое сборное сооружение имеет в поперечном сечении идеально круглую форму. Радиус внешней границы одного из элементов 1 обозначим R, радиус внутренней - г. Для того чтобы в него вставить другой кольцеобразный элемент 2, он должен иметь внешний размер равный г.Imagine (see Fig. 1) that a prefabricated prefabricated structure has a perfectly round cross section. The radius of the outer border of one of the elements 1 is denoted by R, and the radius of the inner is g. In order to insert another ring-shaped element 2 into it, it must have an outer dimension equal to g.

Расстояние между центрами отверстий на внешнем кольцеобразномThe distance between the centers of the holes on the outer annular

элементе будет равно L , где 27iR - длина внешней границы поперечного сечения, а N - число отверстий, размещенных по длине окружности. Расстояние же между центрами отверстий на внутреннем кольце будет равно (см.фиг. 1), т.е. i будет меньше L. И эта разница в расстоянияхthe element will be equal to L, where 27iR is the length of the outer border of the cross section, and N is the number of holes placed along the circumference. The distance between the centers of the holes on the inner ring will be equal (see Fig. 1), i.e. i will be less than L. And this difference in distances

между центрамиbetween centers

6 127tR 27tr 27t(R - г)6 127tR 27tr 27t (R - d)

Учитывая же, что поперечное сечение сооружения редко бывает идеально круглой формы, следует исходить из общей длины Цбщ внешней границы поперечного сечения (ибщ L-N) и соответственно общей длины внутренней границы общ (общ N). Тогда разностьConsidering that the cross-section of a structure is rarely ideally round, one should proceed from the total length of the outer border of the cross section (total L-N) and, accordingly, the total length of the inner border of the total (total N). Then the difference

Т -/T - /

g общ общg total common

N N

Таким образом и будет осуществляться телескопическая сборка кольцеобразных элементов и им будет придаваться конусообразная форма.Thus, the telescopic assembly of the ring-shaped elements will be carried out and they will be given a conical shape.

N N NN N N

Для того чтобы облегчить образование конусности и соединение колец между собой целесообразно выполнять эти отверстия эллипсообразными.In order to facilitate the formation of tapering and the connection of the rings with each other, it is advisable to make these holes elliptical.

Выполнение отверстий в конструкционном элементе на изгибах гофр упрощает технологию изготовления конструкционных элементов при их конвейерном производстве, т.к. отпадает необходимость устанавливать их (или инструмент) под углом к горизонту и переворачивать, чтобы выполнить все необходимые отверстия.Making holes in the structural element on the corrugations of the corrugations simplifies the manufacturing technology of structural elements during their conveyor production, because there is no need to install them (or the tool) at an angle to the horizon and turn them over to make all the necessary holes.

Кроме того, такое выполнение отверстий обеспечивает более надежное соединение кольцевых элементов между собой, т.к. необходимо совместить либо выступы, либо впадины гофров на соединяемых элементах. В результате прочность на разрыв соединения будет выше, чем в прототипе, т.к. для разъединения надо не только срезать болты и создать радиальное усилие, чтобы разогнуть охватывающие друг друга гофры.In addition, this embodiment of the holes provides a more reliable connection of the ring elements to each other, because it is necessary to combine either the protrusions or the hollows of the corrugations on the connected elements. As a result, the tensile strength of the connection will be higher than in the prototype, because for separation, it is necessary not only to cut off the bolts and create a radial force in order to unbend the corrugations covering each other.

Сущность заявляемого листового гофрированного конструкционного элемента поясняется примерами реализации и чертежами. На фиг.1 представлено условное поперечное сечение собираемой конструкции, иллюстрирующее правило выбора расстояний между центрами отверстий; на фиг.2 показан конструкционный элемент в плане; на фиг.З показан фрагмент продольного сечения собираемой конструкции в месте соединения кольцеобразных элементов, собранных из отдельных листов.The essence of the inventive sheet corrugated structural element is illustrated by examples of implementation and drawings. Figure 1 presents the conditional cross section of the assembled structure, illustrating the rule of choosing the distances between the centers of the holes; figure 2 shows the structural element in plan; on Fig.3 shows a fragment of a longitudinal section of the assembled structure at the junction of the ring-shaped elements assembled from separate sheets.

Листовой гофрированный конструкционный элемент представляет собой прямоугольный в плане лист металла 1 (или пластика, либо другого конструкционного материала) с гофрами 2 (линии перегиба показаны пунктиром), который изготавливается требуемой толщины, в зависимости от размеров и назначения собираемой конструкции. По периметру листа выполнены отверстия 3, центры которых находятся на линиях перегиба. При этом центры отверстий, выполненных по сторонам листа, перпендикулярным направлению гофр (на чертеже они вертикальные) расположены на одинаковом расстоянии друг от друга. Эти отверстия могут располагаться на каждом перегибе либо через один. Могут быть выполнены в два ряда по два на каждом перегибе или в шахматном порядке, когда отверстия на соседних перегибах отстоят от края листа на разных расстояниях (на чертеже не показано).The corrugated sheet structural element is a rectangular sheet of metal 1 (or plastic, or another structural material) with corrugations 2 (the inflection lines are indicated by a dashed line), which is made of the required thickness, depending on the size and purpose of the assembled structure. Holes 3 are made along the perimeter of the sheet, the centers of which are located on the inflection lines. The centers of the holes made on the sides of the sheet perpendicular to the direction of the corrugations (in the drawing they are vertical) are located at the same distance from each other. These holes can be located at each bend or through one. They can be made in two rows, two at each bend or in a checkerboard pattern, when the holes on adjacent bends are spaced from the sheet edge at different distances (not shown in the drawing).

высверливают или пробивают требуемые отверстия. После этого лист подвергают гибке для придания ему требуемой кривизны исходя из размеров собираемой конструкции, формы ее поперечного сечения и места расположения листа в ней.drill or punch the required holes. After that, the sheet is bent to give it the required curvature based on the dimensions of the assembly, the shape of its cross section and the location of the sheet in it.

Используется конструкционный элемент следующим образом.The structural element is used as follows.

В зависимости от технологии сборки, которая в свою очередь зависит от особенностей собираемой конструкции, возможны следующие варианты:Depending on the assembly technology, which in turn depends on the characteristics of the assembly, the following options are possible:

1.Сначала из отдельных листов собирают кольцеобразные или дугообразные элементы, которые потом соединяют между собой.1. First, ring-shaped or arc-shaped elements are collected from separate sheets, which are then connected to each other.

2.Сначала собирают один из кольцевых элементов, а затем поочередно присоединяют лист за листом до завершения сборки всей конструкции.2. First, one of the ring elements is assembled, and then alternately attach sheet by sheet until the assembly of the entire structure is completed.

Работа конструкционного элемента не описывается, т.к. он используется в статике.The operation of the structural element is not described, because It is used in statics.

Claims

1. Sheet corrugated structural element, made rectangular in plan and provided with holes around the perimeter, while the centers of the holes made on the sides perpendicular to the direction of the corrugations are placed at the same distance from each other, and the distance between the centers of the holes on one of the sides parallel to the direction corrugation, reduced in comparison with another by an amount

where L is the length of the outer border of the cross section of the assembled structure, m;

l is the length of the internal border of the cross section of the assembled structure, m;

N is the number of holes in this section, an integer> 1.

2. The element according to claim 1, characterized in that the holes placed along its perimeter are made on the bends of the corrugations.

3. The element according to claim 1, characterized in that all the holes, with the exception of one, made with a smaller distance between the centers, are made ellipsoidal.