БАЛКА

Предлагаемое изделие относится к области строительства и может быть использовано в качестве несущих конструкций покрытий и перекрытий зданий и сооружений.
Известна балка, включающая верхний и нижний пояса и стенку, выполненную из кольцевых элементов, соединенных между собой и с поясами; кольцевые элементы расположены в два ряда и смещены по отношению друг к другу. [1]
Недостатком этой конструкции является небольшая несущая способность и жесткость.
Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому эффекту, является конструктивный элемент с повышенной несущей способностью на единицу массы, содержащий по меньшей мере два спиральных компонента, каждый из которых имеет по меньшей мере три удлиненных прямолинейных участка, жестко непрерывно соединенных в спиральной конфигурации, по меньшей мере два спиральных компонента имеют общую угловую ориентацию, общую продольную ось и отстоят друг от друга примерно на одинаковом расстоянии, по меньшей мере каждый из двух спиральных компонентов имеет непрерывные нити волокна, по меньшей мере один обратный спиральный компонент, имеющий по меньшей мере три удлиненных прямолинейных участка, жестко непрерывно соединенных в спиральную конфигурацию, аналогичную спиральной конфигурации по меньшей мере двух спиральных компонентов, и имеющий общую продольную ось с по меньшей мере двумя спиральными компонентами, но противоположную угловую ориентацию, причем по меньшей мере один обратный спиральный компонент имеет непрерывные нити волокна, средство для соединения по меньшей мере двух спиральных компонентов с по меньшей мере одним обратным спиральным компонентом в местах пересечения, предусматривающее перекрытие волокон спиральных компонентов и волокон обратных спиральных компонентов в связующем материале, при этом по меньшей мере два спиральных компонента и по меньшей мере один обратный спиральный компонент выполнены с образованием полой внутренней области, по существу не содержащей материала, и с образованием отверстия между ними. [2]
Недостатком такой конструкции является большая трудоемкость изготовления.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является снижение трудоемкости изготовления балки, увеличение несущей способности.
Указанный результат достигается тем, что в балке, содержащей, по меньшей мере, два спиральных компонента, упомянутые компоненты выполнены без прямолинейных участков и соединены по ребрам жесткости.
Из-за отсутствия специальных элементов крепления балка проста в изготовлении, что снижает трудоемкость ее изготовления. Отсутствие прямолинейных участков у спиральных компонентов обеспечивает высокую стабильность профиля спирального компонента, что позволяет увеличить несущую способность балки. Соединение спиральных компонентов по ребрам жесткости обеспечивает возможность получения балки любой пространственной конфигурации. Соединение может быть осуществлено, например, методом сварки, что значительно снижает трудоемкость изготовления изделия.
Балка иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид балки, на фиг.2 - заготовка для спирального компонента балки 4, на фиг.3 - фрагменты профиля спирального компонента, на фиг.4 - сечение профиля спирального компонента.
Балка состоит из спиральных компонентов 1 (фиг.1) соединенных друг с другом по их ребрам жесткости 2 (фиг.1). Заготовкой спирального компонента является пластина любой длины 4 (фиг.2). Заготовку скручивают в противоположные стороны: один конец пластины влево, другой - вправо. Так образуются два радиальных канала жесткости 5 (фиг.3) и два ребра жесткости 6 (фиг.3), скрученных вдоль своей оси 7 (фиг.3).
Балка, состоящая из спиральных компонентов, соединенных друг с другом по ребрам жесткости имеет грузоподъемность с повышенными несущими свойствами. В заготовке 4 (фиг.2) вектора сил F расположены хаотично. После скручивания вектора сил упорядочиваются, профиль получает жесткую структуру и форму. Образуются два ребра жесткости 6 (фиг.3) и два радиальных канала жесткости 5 (фиг.3). Они спирально проходят вдоль оси скрученной пластины и, по сути, образуют эту ось, располагаясь под углом 45 градусов к ней. Каналы 5 (фиг.3) и ребра жесткости 6 (фиг.3) имеют плавные волновые переходы без прямых участков от одного угла расположения стабильности к противоположному углу расположения стабильности. Так воображаемый круг 8 (фиг.4) замкнулся; происходит равномерное распределение нагрузки по окружности профиля спиральных компонентов, из которых состоит балка Профиль спирального компонента не имеет прямых участков, поэтому более стабилен.
Данная балка выгодно отличается от ближайших аналогов простотой конструкции, она имеет грузоподъемность с повышенными несущими свойствами; соединение спиральных компонентов по ребрам жесткости, например, методом сварки значительно снижает трудоемкость изготовления. Это дает возможность широкого применения балки данной конструкции в строительстве для устройства перекрытий спортивных, концертных, торговых залов; козырьков, билбордов. Балка может быть использована при строительстве мостов, железнодорожных, автомобильных, пешеходных переходов; в бетонном исполнении в качестве арматуры.
Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР №881248 (Силенко В.П., Катюшин В.В., Скоморохова О.М., Вылекжанина Н.Н., Воронецкий А.Е., Янковский В.Н.), 09.07.1979 г, «Балка».
2. Патент РФ на изобретение №2176010 (Френком Лерри Р., Дженсен Дейвид У.,), 09.04.1998 г г., «Конструктивный элемент(варианты) и способ его образования».