ПРОФИЛЬ СТРОИТЕЛЬНЫЙ

Заявляемое в качестве полезной модели техническое решение относится к области строительства, в частности к конструкции элементов, используемых для возведения объектов строительства, выполненных из листового материала в виде сложного профиля.
Известны различные конструкции строительных элементов, различающихся как материалом, из которого они изготовлены, так и профилем, обеспечивающим наибольшую прочность при минимальном расходе материала. Наиболее дешевыми и широко распространенными являются строительные элементы, изготовленные из листового материала методом проката и штамповки. За счет придания такому строительному элементу заранее рассчитанной формы можно добиться требуемой прочности на изгиб и кручение без использования дорогостоящих исходных материалов. Кроме того, строительные элементы, как правило, должны иметь сопряжение с такими же или другими элементами, например, путем зацепления кромками или болтового крепления.
В патенте на изобретение РФ №2182632 [1] описан профиль щитовой опалубки, выполненный из металлического листового материала, имеющий в сечении форму прямоугольника и снабженный пазами для сопряжения с другими элементами этой серии. Такой профиль, помимо снижения металлоемкости, облегает сборку и разборку опалубки. Однако, данная конструкция не получила широкого распространения из-за того, что сфера ее применения весьма ограничена.
В патентах РФ №№2136404 [2], 2136405 [3] и 2136407 [4] описаны, соответственно, многолучевой, двутавровый и уголковый строительный профили, призванные обеспечивать экономию металла при их
изготовлении, сохраняя, однако, несущую способность в условиях продольного сжатия, кручения и изгиба. Эти усовершенствованные профили, нашедшие применение в качестве опорных (несущих) конструкций, не годятся, однако, для использования в качестве кровельного материала или для формирования и облицовки стен, или перегородок.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является решение, предложенное в патенте РФ на полезную модель №34886 [5], в котором описан материал для строительных элементов на основе стального оцинкованного или алюминезированного листового гофрированного профиля в виде сопряженных округлых гофр с расположенными между гофрами плоскими участками, при этом устанавливалась зависимость между проектной толщиной листа, длиной плоских участков и высотой гофров. Основным недостатком прототипа [5] является относительно невысокое сопротивление кручению, обусловленное протяженностью плоских участков предложенного строительного элемента.
Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, состоит в разработке такого строительного профиля, который сочетал бы в себе повышенную прочность и сопрягаемость с другими прилежащими элементами при сохранении невысокой себестоимости.
Поставленная задача решена за счет разработки строительного профиля, выполненного из листового материала и имеющего в поперечном сечении форму незавершенной равнобокой трапеции, содержащей малое основание и боковые стенки, нижние края которых отогнуты наружу в плоскости, соответствующей большому основанию трапеции, при этом отогнутые края боковых стенок заканчиваются кромкой, отогнутой в направлении малого основания, причем высота отогнутой кромки выбирается в диапазоне от трех до пяти номиналов толщины листового материала, а угол между плоскостью отогнутой кромки и боковой
стенкой трапеции равен углу между боковыми стенками трапеции и выбирается в пределах 30÷40°.
Подобная форма строительного элемента обладает, как показали эксперименты, повышенную сопротивляемость кручению по сравнению с прототипом [5] за счет рационального сочетания ребер жесткости и плоских поверхностей, имеющих заданное соотношение между шириной и толщиной.
Проведенные эксперименты позволяют утверждать, что для достижения максимальной сопротивляемости кручению заявляемый строительный профиль должен иметь линейные размеры, при которых высота трапеции профиля составляет от 1,0 до 1,6 длины большого основания трапеции, а длина нижних отогнутых краев боковых стенок трапеции составляет от 0,5 до 0,8 длины большого основания трапеции с одной стороны трапеции и от 0,8 до 0,95 длины большого основания трапеции с другой стороны трапеции.
Для жесткого соединения двух и более соседних строительных профилей в отогнутых краях боковых стенок выполнены отверстия, позволяющие осуществить болтовое соединение. Конструкция заявляемого строительного профиля хорошо видна на нижеприведенном чертеже (см. Фиг.1).
1
2
1
2
3
4
5
На Фиг.1 приведен поперечный разрез заявляемого строительного профиля, где h - высота трапеции, h - высота кромки, l - ширина малого (верхнего) основания трапеции, l - ширина большего (нижнего) основания трапеции, l и l - ширина отогнутых краев боковых стенок, l - толщина листового материала, из которого изготовлен заявляемый строительный профиль, β - угол отклонения от вертикали боковых сторон трапеции и кромок, 1 и 2 - отверстия для болтового соединения соседних строительных профилей.
Опытные партии заявляемого профиля изготовлялись из различного листового материала, в частности, из легированных и нелегированных сталей, из стекла и углепластика.
Экспериментально полученные геометрические и прочностные характеристики заявляемого профиля, выполненного из нелегированной стали, приведены в Таблице 1.
Таблица 1
Толщина листа l<sub>5</sub>, мм
Площадь F, см<sup>2</sup>
У1
У2
Момент инерции сечения Jх, см<sup>4</sup>
Момент сопротивления сечения Wх1, см<sup>3</sup>
Момент сопротивления сечения Wх2, см<sup>3</sup>
1.6
10.78
9.2
8.77
521.14
56.5
59.4
2.0
13.47
651.46
70.6
74.3
2.5
16.84
814.38
88.2
92.9
2.8
18.86
912.16
98.8
104.0
3.0
20.20
977.35
105.9
111.4
3.5
23.57
1140.36
123.6
130.0
3.8
25.59
1238.20
134.2
141.2
4.0
26.94
1303.43
141.2
148.6
4.5
30.31
1466.57
158.9
167.2
5.0
33.67
1629.77
176.6
185.8