СТАЛЬНАЯ БАЛКА

Полезная модель относится к области строительства, а именно к стальным балкам, и может быть использована в конструкциях предназначенных для работы на поперечный изгиб, преимущественно в конструкциях перекрытий и покрытий зданий и сооружений.
Из уровня техники известны различные варианты стальных балок перекрытий.
Из документа KR 20120022531 A известна стальная балка, состоящая из нижнего и верхнего поясов, и вертикальных многоугольных стальных оболочек объединенных в единую конструкцию.
Недостатком данной балки является низкая жесткость.
Из документа GB 568919 A известна балка, которая состоит из двух Т-образных зеркально расположенных элементов, которые соединены при помощи наклонно направленных соединений жесткости.
Недостатком данной балки также является низкая жесткость.
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является документ RU 2340744 C2, из которого известна стальная балка, которая выполнена в виде таврового профиля, горизонтальные элементы которого содержат дополнительные параллельные им поясные элементы.
Недостатком наиболее близкого аналога является низкая жесткость конструкции.
Таким образом, техническим результатом, на достижение которого направлена заявленная полезная модель, является повышение жесткости балки.
Заявленный технический результат полностью достигается совокупностью признаков независимого пункта формулы полезной модели.
Предлагаемая конструкция балки изменяет режим работы балки, изгибающий момент практически исключается из основных факторов определяющих прочность и жесткость конструкций, балка работает в основном на поперечные и сдвигающие усилия, то есть, преимущественно на сжатие-растяжение.
Стальная балка представляет собой трехэлементную конструкцию, состоящую из среднего несущего элемента, верхнего и нижнего стальных поясных элементов и из стальных связей сдвига. Средний несущей элемент представляет собой стальной сварной двутавр. Верхний и нижний стальные поясные элементы выполнены из листового проката. Стальные связи сдвига имеют уголковое равнополочное сечение. Верхний и нижний стальные поясные элементы установлены параллельно и с зазором к верхнему и нижнему поясам среднего несущего элемента, в котором установлены стальные связи сдвига с постоянным шагом.
Далее более подробно заявленная полезная модель поясняется чертежами, на которых:
На фиг. 1 изображен общий вид балки;
На фиг. 2 - сечение 1-1 на фиг. 1;
На фиг. 3 - узел "А" на фиг. 1;
На фиг. 4 - стальная связь сдвига отдельно;
На фиг. 5 - вид стального поясного элемента.
Заявленная стальная балка состоит из среднего несущего элемента (1), верхнего (2) и нижнего (3) стальных поясных элементов и из стальных связей (4) сдвига. Средний несущей элемент (1) представляет собой стальной сварной двутавр. Верхний (2) и нижний (3) стальные поясные элементы выполнены из листового проката. Стальные связи (4) сдвига имеют уголковое равнополочное сечение. Верхний (2) и нижний (3) стальные поясные элементы установлены параллельно и с зазором к верхнему и нижнему поясам среднего несущего элемента (1). В данном зазоре установлены стальные связи (4) сдвига.
Нижний и верхний пояса среднего несущего элемента (1) и верхний (2) и нижний (3) стальные поясные элементы оснащены системой отверстий (5), имеющие постоянный шаг, для установки стальных связей сдвига (4).
Соединение элементов стальной балки выполнено при помощи сварки с проплавлением металла.
Стальные связи (4) сдвига установлены параллельно друг другу, поперек самой балки.
Такое выполнение обеспечивает большую жесткость, позволяя конструкции выдержать повышенные нагрузки.
Такое конструктивное решение стальной балки основано на эффекте замены изгибающего момента на поперечные и сдвигающие усилия. Изгибающие моменты, незначительные по величине, локализуются в основном в пределах шага стальных связей сдвига, а не накапливаются по длине балки.
Регулирование параметров предельных состояний стальной балки выполняется оптимизацией величины зазора между поясами среднего несущего элемента и стальными поясными элементами, а также шага стальных связей сдвига.
Несущая способность конструкции стальной балки определяется максимальными краевыми напряжениями и максимальными касательными напряжениями в стальных связях сдвига.
Оптимальная жесткость стальных связей сдвига будет такой, при которой несущая способность балки окажется одинаковой по этим двум критериям.
Таким образом, выполнение стальной балки приведенной выше конструкции обеспечивает увеличение жесткости конструкции.