ЭЛЕМЕНТ ЛЕГКОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ НЕСУЩЕЙ КОНСТРУКЦИИ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к металлическим балкам, которые могут быть использованы в качестве несущих конструкций для перекрытия пролетов различной длины, а также в качестве опалубочных элементов и стоек при устройстве потолков, стен и т.п.
Наиболее близким к заявленной полезной модели техническим решением (прототипом) является металлическая балка, образованная стенкой с полками на торцах и имеющая ребра жесткости между полками (см. ав. св. СССР N 836312, опубл. 07.06.1981).
Существенными недостатками известного решения является значительный расход материала, обусловленный как собственным весом балки, так и весом ребер жесткости, которые обычно выполняются на всю высоту стенки, а также меньшая устойчивость стенок при изгибе и меньшая устойчивость балки в целом при действии скручивающих и продольных сил.
Техническим результатом полезной модели является снижение массы балки при одновременном повышении ее устойчивости путем устранения отмеченных недостатков.
Сущность полезной модели заключается в том, что в металлической балке, образованной стенкой с полками на торцах и имеющей ребра жесткости между полками, ребра жесткости выполнены в виде полых поперечных выступов криволинейного профиля и расположены на стенке с образованием зазоров между их торцами и полками.
Металлическая балка может быть выполнена с ребрами жесткости, расположенными в зазорах, образованных на стенке между торцами ребер и полками, при этом поперечные ребра жесткости могут быть расположены на стенке с наклоном в одну или в противоположные стороны или вертикально и иметь, соответственно, профиль сегмента или трапецеидальный.
Кроме того, продольные ребра жесткости могут быть расположены на полках.
По сравнению с прототипом (а.с. N 836312) полезная модель содержит отличительные признаки, заключающиеся в том, что ребра жесткости расположены на стенке с образованием зазоров между их торцами и полками, ребра жесткости выполнены в виде полых поперечных выступов криволинейного профиля. Металлическая балка может быть выполнена с продольными ребрами жесткости, расположенными в зазорах, образованных на стенке между торцами поперечных ребер и полками, при этом ребра жесткости могут быть расположены на стенке с наклоном в одну или в противоположные стороны или вертикально и могут иметь, соответственно, профиль сегмента или трапецеидальный.
Кроме того, продольные ребра жесткости могут быть расположены на полках.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображены: - на фиг.1 - металлическая балка, поперечный разрез; (вариант С-образного профиля), на фиг.2 - металлическая балка, поперечный разрез; (вариант П-образного профиля).
Металлическая балка, например С-образного профиля включает стенку 1 и полки 2. На стенке 1 расположены поперечные ребра 3 вертикально. На стенке 1 могут быть также выполнены продольные ребра 4 (фиг.1), расположенные между торцами поперечных ребер 3 и полками 2 в зазорах 5. При этом на полках 2 также возможно выполнение продольных ребер 6.
Поперечные ребра 3 и вертикальные и наклонные расположены на стенке 1 Конкретный размер ребер 3 в каждом отдельном случае определяется на основе соответствующих расчетов в зависимости от величины и направления действующих нагрузок. Оптимальный размер участка расположения ребер 3 предусматривает наличие зазоров 5.
Поперечные ребра 3 выполнены в виде полых выступов криволинейного, например, в виде сегмента с радиусом "R" или трапецеидального профиля.
Эффективная работа балки обусловлена тем, что сочетание стенки 1 и ребер 3, выполненных согласно полезной модели, образует центр упругого сопротивления, который повышает устойчивость верхнего сжатого пояса балки от продольных сил и жесткость стенки без использования дополнительных элементов жесткости от поперечных сил.
Одновременное сочетание усиления стенки и полок балки дает возможность повысить приведенное сечение, что позволяет увеличить допускаемые нагрузки для изгибаемых и подвергаемых осевому и внецентренному сжатию балок, а также уменьшить прогиб изгибаемых балок по сравнению с балками, имеющими плоские стенки и полки.
Как показали предварительные испытания и расчеты, полезная модель позволяет снизить расход металла на 10%. - 12%
В качестве материала для изготовления предлагаемых балок могут быть использованы профили из стали тонколистовой - ГОСТ 11474-76.
Настоящий стандарт распространяется на стальные профили различной формы, размеров и назначений, изготовленные на профилегибочных станах из горячекатаной и холоднокатаной углеродистой обыкновенного качества, углеродистой качественной конструкционной и низколегированной стали.
Сортамент.
Форма поперечного сечения, размеры, предельные отклонения размеров гнутых профилей, а также кривизна, скручивание и волнистость полок профилей - по ГОСТ 7511, ГОСТ 8278, ГОСТ 8281, ГОСТ 8283, ГОСТ 9234, ГОСТ 10551, ГОСТ 14635, ГОСТ 13229, ГОСТ 19771, ГОСТ 19772, ГОСТ 25557.
Предельные отклонения по толщине профилей должны соответствовать предельным отклонениям толщины заготовки шириной 1000-2000 мм точности прокатки А и Б, приведенным для горячекатаной стали в ГОСТ 19903, для холоднокатанной в ГОСТ 19904
Предельные отклонения по толщине профилей не распространяются на места изгиба.
Пример условных обозначений:
А 100×50×3 Б ГОСТ 8278.83
Швеллер
2-Cm3cn ГОСТ 11474.76
300×60×50×5 Б ГОСТ 8282-83
С-образный профиль
Сm3кn ГОСТ 11474.76
Соответствующие расчетные характеристики в СНиПах:
2.01.07-85*, 2.01.14-83*, 2.02.01-83*, 2.02.03-85*, 2.02.04-88*, 2.03.01-84*, 2.03.02-86, 2.03.03-85, 2.03.06-85, 2.03.09-85, 2.03.11-85