СТАЛЬНАЯ СОСТАВНАЯ БАЛКА

Полезная модель относится к области строительства, а именно к составным балкам, работающим на изгиб, используемым в качестве несущих элементов зданий.
Известна двутавровая стальная балка замкнутого сечения, включающая пояса из листовой стали и стенку из двух согнутых листов (см. кн. Металлические конструкции в 3 т. Т1 под. ред. В.В. Горева, 3с и 39. - М, ВШ. 2004, рис. 5.44 стр. 271), где благодаря применению в стенках вогнутых листов обеспечивается устойчивость тонкостенных стенок. Недостатками составной балки являются сложность изготовления и материалоемкость составной балки.
Известна другая составная балка, выполненная из пары фигурных тонкостенных оболочек заполненных бетоном, соединенных между собой на сварке в нижней и поперечными пластинами в верхней зонах балки (см. а/с СССР №859571 кл. Е04С 3/293, 1981).
Недостатками составной балки являются пониженная несущая способность и жесткость из-за отсутствия ребер в стенке, а также наличие бетонного пояса и поперечных пластин на сварке и как следствие повышенная трудоемкость изготовления.
Наиболее близкой к полезной модели является составная стальная балка с тонкой гофрированной стенкой (см. кн. Металлические конструкции в 3 т. Т1 под. ред. В.В. Горева, 3-е изд. - М, ВШ. 2004, рис. 5.60, стр. 295), где для повышения устойчивости стенок применяется различные варианты гофрирования стенки.
Недостатками этой составной балки являются материалоемкость, трудоемкость и сложность изготовления из-за большого объема сварочных работ и необходимости наличия специализированных сварочных автоматов.
Полезная модель направлена на повышение общей несущей способности и жесткости балки, устойчивости ее стенки, на понижение материалоемкости и упрощение изготовления.
Результат достигается тем, что стальная составная балка выполнена из тонкостенных профилей, образующих верхний и нижний пояса и вертикальную плоскую стенку. Согласно полезной модели плоские участки профилей образующие стенку соединены между собой загибами концов выштампованных шпилек, взаимно входящих в образованные отверстия от выштамповки, в стенках выштампованы опорные ребра на всю высоту стенки и промежуточные ребра - по траектории главных сжимающих напряжений.
Результат достигается также тем, что для улучшения совместной работы поясов и стенки, загнутые продольные кромки нижнего и верхнего поясов с продольными краями стенки соединены посредством сварки.
На фиг. 1 изображен фрагмент общего вида стальной составной балки. На фиг. 2 показан узел крепления плоских участков профилей, образующих стенку при квадратном (прямоугольном), шестиугольном (многоугольном), круглом очертаниях выштамповки, на фиг. 3 изображен вариант конструкции полостного верхнего пояса.
Стальная составная балка включает гнутые тонкостенные профили 1. Профили имеют верхний участок 2, образующий верхний пояс балки, вертикальный плоский участок 3, образующий стенку, горизонтальный участок 4, образующий нижний пояс, вертикальную штамповку 5, образующую опорное ребро, криволинейные штамповки 6, 7, 8 образующие ребра по траектории главных сжимающих напряжений. Плоские участки 3, образующие стенку балки, соединены между собой загибами шпилек 10. На фиг. 2 показаны варианты квадратных, шестиугольных, круглых очертаний выштамповки шпилек в стенке балки.
Для обеспечения расчетной площади нижнего и верхнего поясов образованного горизонтальными участками 2 и 4 профилей 1 продольные кромки горизонтального участков 2 и 4 загнуты внутрь и соединены продольными краями вертикального участка 3 посредством сварки 9.
Изготовление составной стальной балка балки выполняют в следующей последовательности.
В заводских условиях выполняют гнутые профили 1 из тонколистовой стали методом штамповки или гнутья, на плоских участках 3 штампуют ребра-выступы 5, 6, 7 и 8 полукольцевого сечения и шпильки 10. Профили 1 спаривают путем соприкосновения двух плоских участков 3, а шпильки 10 вводят в отверстия плоских участков 3 и загибают по фиг. 2а. Продольные кромки горизонтальных участков 2 и 4 загибают внутрь до соприкосновения с противолежащей гранью, образуя полостной или фальцевый верхний и нижний пояса. Загнутые продольные кромки горизонтального участка 2 и 4 на стыке продольных краев вертикального участка 3 соединяют сваркой 9.
Выполнение профилей стальной составной балки из тонколистовой стали методом штамповки или гнутья, уменьшает количество сварных швов, а также позволяет создавать сечение полостного или фальцевого верхнего или нижнего поясов.
Предлагаемая стальная составная балка по сравнению с известными решениями обладает повышенной несущей способностью, жесткостью, устойчивостью стенки и обеспечивает уменьшение материалоемкости балки и упрощение изготовления.