МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ БАЛКА С ГОФРИРОВАННОЙ СТЕНКОЙ

Полезная модель относится к области строительства, в частности к конструкциям гражданских, промышленных и общественных зданий и сооружений.
Наиболее близким известным решением является конструкция сварной двутавровой балки, включающей горизонтальные пояса и гофрированную стенку, выполненную с поперечным расположением гофров (Патент RU 76936 опубл. 10.10.2008 г.) Принято за прототип.
Недостатком указанной балки является сложность выполнения сварного соединения гофрированной стенки (2-3 мм) с поясом (15-30 мм), связанная с большой разницей в толщине элементов, а также низкая местная устойчивость при действии локальной нагрузки.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является увеличение локальной устойчивости в местах приложения сосредоточенной нагрузки и упрощение технологического процесса соединения гофрированной стенки с поясом.
Технический результат достигается тем, что в известной металлической балке с гофрированной стенкой, содержащей пояса, соединенные между собой гофрированной стенкой с поперечным расположением гофров при помощи сварки, особенность заключается в том, что она снабжена уголками, расположенными попарно по центру поясов параллельно их продольным осям, при этом внешние поверхности полок уголков повернуты друг к другу и приварены прямолинейным сварным швом с зазором между полками, достаточным для установки гофрированной стенки, которая фиксируется посредством клеящего состава, например, композитного полимерного состава - ЭД-20 с отвердителем полиэтиленполиамин.
Полезная модель поясняется чертежом. На чертеже показан аксонометрический вид металлической балки с гофрированной стенкой, где приняты следующие обозначения: 1 - пояс, 2 - гофрированная стенка, 3 - уголок, 4 - клеящий состав.
Металлическая балка с гофрированной стенкой содержит два пояса - 1 и тонкую (2-3 мм) гофрированную стенку - 2, а также четыре уголка - 3, расположенные попарно в верхней и нижней части балки, соединенные прямолинейным сварным швом с ее поясами. Гофрированная стенка - 2 установлена между уголками - 3 и объединяется с поясами посредством клеящего состава - 4, например, композитного полимерного состава - ЭД-20 с отвердителем полиэтиленполиамин (ПЭПА). Гофры стенки расположены в поперечном направлении и могут иметь произвольный профиль.
Гофрированная стенка - 2 воспринимает только перерезывающую силу, вследствие чего изготавливается тонкой - толщиной 2-3 мм. Эта толщина обеспечивает передачу поперечной силы в поперечном сечении несущего строительного элемента. Устойчивость тонкой стенки обеспечивается созданием гофров в поперечном направлении.
Уголки 3, прикрепленные к поясам 1 балки прямолинейным сварным швом, выполняют функцию направляющих для гофрированной стенки 2, создавая зазор между полками параллельно расположенных уголков, в который устанавливается гофрированная стенка 2, а также повышают жесткость соединения стенки и поясов. Это дает возможность уменьшить нормальные локальные напряжения в гофрированной стенке 2 при действии сосредоточенной нагрузки, что позволит обеспечить локальную устойчивость гофрированной стенки 2. Представленная особенность предложенной конструкции металлической балки позволяет увеличить несущую способность строительной конструкции каркасов зданий.
Металлическая балка с гофрированной стенкой изготавливается следующим образом.
Из плоской стальной заготовки стенки формуют гофрированную стенку с заданной шириной. Затем на каждой заготовке пояса 1 определяют место расположения уголков 3, учитывая при этом расстояние между ними, которое должно соответствовать ширине гофрированной стенки 2 с небольшим превышением. После этого уголки 3 раскладывают попарно по центру пояса 1 параллельно его продольной оси, расположив уголки внешними поверхностями полок друг к другу, и приваривают прямолинейным сварным швом, с учетом полученной разметки. Сначала сваривают один уголок 3, затем - другой, в результате чего образуется паз для установки гофрированной стенки 2. Аналогичную операцию производят со вторым поясом 1. Полость паза, образованного двумя уголками 3, приваренными к поясу 1, заполняют не более чем на 2/3 клеящим составом, например, композитного полимерного состава - ЭД-20 с отвердителем ПЭПА, и устанавливают гофрированную стенку 2, которую удерживают в вертикальном положении до полного затвердевания клеящего состава 4. После этого аналогичный процесс производится со вторым поясом, в паз с клеящим составом которого устанавливают другую сторону гофрированной стенки 2 и также удерживают в вертикальном положении до полного затвердевания клеящего состава 4. В результате завершения процесса изготовления получают двутавровую металлическую балку с гофрированной стенкой.
Выполнение клеевого соединения поясов и гофрированной стенки, расположенной в пазах, образованных приваренными к поясам уголками, позволяет изготовить двутавровую балку без дополнительных трудозатрат в одном технологическом потоке и без нарушения сплошности металла и, следовательно, не снижая несущую способность балки. Предложенное техническое решение также позволяет избежать сложности наложения сварного шва между поясом и тонкой гофрированной стенкой.