RU2563868C1

RU2563868C1 - Multispan continuous beam (versions)

Info

Publication number: RU2563868C1
Application number: RU2014134505/03A
Authority: RU
Inventors: Хабид Ягофаров; Анвар Хабидович Ягофаров
Priority date: 2014-08-22
Filing date: 2014-08-22
Publication date: 2015-09-20

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention proposes two versions of double-cantilever beams made of a rolled channel and of a bent Z-shaped channel. The double-cantilever beam is located between supports so that cantilevers of each beam are arranged behind the supports in the previous and the next spans; with that, cantilevers of adjacent beams form a support section near the support, which is equal as to length to two cantilevers. The invention describes versions of attachment of the cantilever to beams of adjacent spans and a beam to a support.

EFFECT: reduction of material consumption.

2 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к строительным конструкциям, а именно к длинномерным несущим элементам строительных конструкций.The invention relates to building structures, and in particular to lengthy load-bearing elements of building structures.

Известна многопролетная неразрезная балка постоянного сечения (Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений: в 2-х книгах. Книга 1. Под ред. А.А. Уманского. - М.: Стройиздат, 1972. - С. 255, рис. 5.30, д).Known multi-span continuous beam of constant cross section (Reference designer of industrial, residential and public buildings and structures: in 2 books. Book 1. Edited by A.A. Umansky. - M .: Stroyizdat, 1972. - P. 255, rice 5.30, d).

Недостатком балки является нерациональное использование конструкционного материала (стали) в пролетной части между опорами, так как профиль и размеры поперечного сечения этой балки назначают из условия прочности по опорному изгибающему моменту, который вдвое больше изгибающего момента в пролете. Поэтому пролетные участки балки загружены только наполовину. Другой недостаток известной конструкции балки - сложные узлы сопряжения пролетных балок друг с другом по длине и с опорами.The disadvantage of a beam is the irrational use of structural material (steel) in the span between the supports, since the profile and cross-sectional dimensions of this beam are assigned from the strength condition for the reference bending moment, which is twice as much as the bending moment in the span. Therefore, the span sections of the beam are only half loaded. Another disadvantage of the known beam design is the complex nodes of the span of the beams to each other in length and with supports.

Известная многопролетная балка, состоящая из элементов ограниченной длины, накладок, столиков и «рыбки» (Металлические конструкции. Учебник для студентов вузов. Ред. Ю.И. Кудишин. - М.: Изд. «Академия», 2007. - С. 213-214, рис. 7.24 и 7.33), которые соединяются друг с другом по длине балки сваркой встык с накладками между опорами (рис. 7.24) или с помощью столиков и «рыбки» над опорой (рис. 7.33).Famous multi-span beam, consisting of elements of limited length, plates, tables and "fish" (Metal structures. Textbook for university students. Ed. Yu.I. Kudishin. - M .: Publishing house "Academy", 2007. - P. 213 -214, Fig. 7.24 and 7.33), which are connected to each other along the length of the beam by butt welding with overlays between the supports (Fig. 7.24) or with the help of little tables and a "fish" above the support (Fig. 7.33).

Недостатком этой балки является сложность узлов сопряжения элементов многопролетной балки.The disadvantage of this beam is the complexity of the nodes of the mating elements of a multi-span beam.

Целью изобретения является упрощение узлов сопряжения участков многопролетной балки по ее длине и с опорами, снижение расхода металла.The aim of the invention is to simplify the nodes of the sections of the multi-span beams along its length and with supports, reducing metal consumption.

Указанная цель достигается тем, что каждый пролет выполнен из двухконсольной балки, консоли которой располагаются в смежных пролетах и вплотную прилегают к балкам смежных пролетов.This goal is achieved by the fact that each span is made of a two-console beam, the console of which is located in adjacent spans and closely adjacent to the beams of adjacent spans.

Сущностью изобретения по первому варианту является то, что каждый элемент представляет собой двухконсольную балку, выполненную из прокатного швеллера, расположенную между опорами таким образом, что консоли каждой балки размещены за опорами в предыдущем и последующем пролетах, вплотную стенка к стенке примыкают к балкам смежных пролетов, ориентированы полками швеллеров в противоположные стороны, при этом консоли смежных балок образуют около опоры опорный участок, равный по длине двум консолям, консоли прикреплены к балкам смежных пролетов высокопрочными болтами, установленными на стенках швеллеров и на полках двух стальных уголков, один из которых приварен к нижней полке балки, а другой - к нижней полке консоли, а балка прикреплена к опоре болтами, соединяющими стенки швеллеров с гнутой стальной полосой, приваренной к опоре; сущностью изобретения по второму варианту является то, что каждый элемент представляет собой двухконсольную балку, выполненную из гнутого Z-образного профиля, расположенную между опорами таким образом, что консоли каждой балки размещены за опорами в предыдущем и последующем пролетах, вплотную примыкают стенками к стенкам балок смежных пролетов, а полки консолей и балок совмещаются друг с другом и образуют около опоры опорный участок, равный по длине двум консолям, при этом консоли прикреплены к балкам смежных пролетов за полки Z-образного профиля высокопрочными болтами, а балка прикреплена к опоре посредством уголка, приваренного к опоре и соединенного со стенкой Z-образного профиля высокопрочными болтами.The essence of the invention in the first embodiment is that each element is a two-console beam made of a rolling channel, located between the supports in such a way that the consoles of each beam are placed behind the supports in the previous and subsequent spans, the wall adjacent to the wall adjacent to the beams of adjacent spans, they are oriented by the shelves of the channels in opposite directions, while the consoles of adjacent beams form a support section equal to the length of two consoles near the support, the consoles are attached to the beams of adjacent spans high-strength bolts mounted on the walls of the channels and on the shelves of two steel corners, one of which is welded to the lower shelf of the beam, and the other to the lower shelf of the console, and the beam is attached to the support by bolts connecting the walls of the channels with a bent steel strip welded to the support ; The essence of the invention according to the second embodiment is that each element is a two-console beam made of a bent Z-shaped profile located between the supports in such a way that the consoles of each beam are located behind the supports in the previous and subsequent spans, closely adjoin the walls to the walls of the adjacent beams spans, and the shelves of the consoles and beams are combined with each other and form near the support a support section equal in length to two consoles, while the consoles are attached to the beams of adjacent spans for the Z-shaped shelves about the profile with high-strength bolts, and the beam is attached to the support by means of a corner welded to the support and connected to the wall of the Z-shaped profile by high-strength bolts.

На фиг. 1 приведена схема расположения (в плане) двухконсольных балок до крепления консолей к балкам смежных пролетов, включающая двухконсольные балки 1 с консолями 2, опору 3 и опорные участки (l_k+l_k) по длине предлагаемой многопролетной балки.In FIG. Figure 1 shows the layout (in plan) of the double-beam beams before attaching the consoles to the beams of adjacent spans, including two-beam beams 1 with consoles 2, a support 3 and supporting sections (l _k + l _k ) along the length of the proposed multi-span beam.

На фиг. 2 показан узел крепления консоли из прокатного швеллера к балке смежного пролета такого же сечения, на фиг. 3 и 4 показаны разрезы по А-А и Б-Б на фиг. 2.In FIG. 2 shows the attachment point of the console from a rolling channel to a beam of an adjacent span of the same section, in FIG. 3 and 4 show sections along aa and bb in FIG. 2.

На фиг. 5 показан узел крепления консоли из гнутого Z-образного профиля к балке смежного пролета такого же сечения и балки к опоре, на фиг. 6 и 7 приведены разрезы по В-В и Г-Г на фиг. 5.In FIG. 5 shows a console mounting unit from a bent Z-profile to a beam of an adjacent span of the same section and beam to a support, in FIG. 6 and 7 are sections along BB and DG in FIG. 5.

На фиг. 8 приведена расчетная схема многопролетной неразрезной балки переменной жесткости, полученная за счет скрепления консолей двухконсольных балок с балками смежных пролетов.In FIG. Figure 8 shows the design scheme of a multi-span continuous beam of variable stiffness obtained by bonding the consoles of two-console beams with beams of adjacent spans.

На фиг. 9 приведены расчетные схемы двухконсольных балок до крепления консолей этих балок к балкам смежных пролетов.In FIG. Figure 9 shows the design diagrams of double-console beams before attaching the consoles of these beams to beams of adjacent spans.

Предлагаемая многопролетная неразрезная балка переменной жесткости состоит из двухконсольных балок 1 в каждом пролете с опиранием их на опоры 3. Консоли 2 двухконсольных балок размещаются вплотную к балкам 1 смежных пролетов и жестко скрепляются с ними так, чтобы исключить их взаимный сдвиг. В результате этого образуется многопролетная неразрезная балка переменной жесткости по длине из-за образования опорных участков по ее длине, равных двум консолям, которые имеют двойную жесткость 2J, а в пролетах между опорными участками одинарную жесткость J.The proposed multi-span continuous beam of variable stiffness consists of two-beam beams 1 in each span with their support on the supports 3. The consoles 2 of the two-beam beams are placed close to the beams 1 of adjacent spans and rigidly fastened to them so as to exclude their mutual shift. As a result of this, a multi-span continuous beam of variable stiffness is formed along the length due to the formation of supporting sections along its length, equal to two consoles that have double stiffness 2J, and single stiffness in spans between the supporting sections J.

Консоли 2 двухконсольной балки из прокатного швеллера (фиг. 2, 3, 4) крепятся к балкам 1 смежных пролетов высокопрочными болтами 7 и с помощью двух деталей 4 из уголка, один из которого приварен к балке, а другой - к консоли 2, а к опоре 3 - болтами 8 посредством детали 5 из гнутого стального листа, приваренного к опоре 3. Одновременно болты 8 скрепляют балки друг с другом (фиг. 4).Consoles 2 of a double-console beam from a channel channel (Fig. 2, 3, 4) are attached to the beams 1 of adjacent spans with high-strength bolts 7 and with two parts 4 from the corner, one of which is welded to the beam, and the other to the console 2, and to the support 3 - bolts 8 through part 5 of a bent steel sheet welded to the support 3. At the same time, bolts 8 fasten the beams to each other (Fig. 4).

Консоли 2 двухконсольной балки из гнутого Z-образного профиля (фиг. 5, 6, 7) крепятся к балкам смежных пролетов высокопрочными болтами 9 за полки профиля, а к опоре 3 - высокопрочными болтами 10 посредством детали 6 из уголка, приваренного к опоре 3 (фиг. 7). Высокопрочные болты 10 дополнительно воспринимают опорную реакцию балок Q (фиг. 5) и передают ее через уголок 6 на опору 3. Этим исключается опасность потери местной устойчивости тонких стенок балок 1 от локальных напряжений сжатия, создаваемых опорной реакцией Q.Consoles 2 of a double-console beam from a bent Z-shaped profile (Fig. 5, 6, 7) are attached to the beams of adjacent spans with high-strength bolts 9 for the profile shelves, and to the support 3 - with high-strength bolts 10 by means of a part 6 from a corner welded to the support 3 ( Fig. 7). High-strength bolts 10 additionally perceive the support reaction of the beams Q (Fig. 5) and transfer it through the corner 6 to the support 3. This eliminates the risk of loss of local stability of the thin walls of the beams 1 from local compression stresses created by the support reaction Q.

Полученная многопролетная неразрезная балка переменной жесткости опирается на опоры серединой опорного участка двойной жесткости и крепится к опоре высокопрочными болтами посредством детали из гнутой полосы и уголка, приваренных к опоре, соответственно балки из прокатного швеллера и из гнутого Z-образного профиля, при этом болты крепления балки к деталям опоры скрепляют балки друг с другом и воспринимают часть опорной реакции, обеспечивая местную устойчивость тонких стенок балки из гнутого Z-образного профиля.The obtained multi-span continuous beam of variable stiffness is supported on the supports by the middle of the support section of double rigidity and fastened to the support by high-strength bolts by means of a part from a bent strip and a corner welded to the support, respectively, beams from a rolled channel and from a bent Z-shaped profile, while the bolts securing the beam to the support parts they fasten the beams to each other and perceive part of the support reaction, providing local stability of the thin walls of the beam from a bent Z-shaped profile.

Следует отметить, что тонкостенный гнутый Z-образный профиль в большей степени приспособлен для предлагаемой многопролетной неразрезной балки переменной жесткости, чем прокатной швеллер. Он обеспечивает технический и экономический эффект, а именно упрощает узлы сопряжения и обеспечивает экономию стали до 40% по сравнению с прокатным швеллером.It should be noted that a thin-walled bent Z-shaped profile is more suited to the proposed multi-span continuous beam of variable stiffness than a rolling channel. It provides a technical and economic effect, namely, it simplifies interface units and provides steel savings of up to 40% compared to a rolling channel.

Предлагаемую многопролетную неразрезную балку переменной жесткости собирают следующим образом.The proposed multi-span continuous beam of variable stiffness is assembled as follows.

Двухконсольные балки 1 рассматриваемого и смежных пролетов соответственно, снабженные крепежными деталями 4 (фиг. 2) и отверстиями для болтов, укладывают на опоры 3 и крепят к ним болтами 8 и 10 (фиг. 4 и 7) посредством крепежных деталей 5 и 6. Затем скрепляют консоли с балками смежных пролетов болтами 7 и 9 (фиг. 3 и 6). Элемент 4 (фиг. 2) призван увеличить плечо пары сил, создаваемое высокопрочными болтами 7 при балках из прокатного швеллера. Для изготовления и монтажа предлагаемой неразрезной балки переменной жесткости не требуются специальные инструменты, приспособления и механизмы.The double-console beams 1 of the considered and adjacent spans, respectively, equipped with fasteners 4 (Fig. 2) and holes for bolts, are laid on the supports 3 and fastened to them with bolts 8 and 10 (Fig. 4 and 7) by means of fasteners 5 and 6. Then fasten the console with the beams of adjacent spans with bolts 7 and 9 (Fig. 3 and 6). Element 4 (Fig. 2) is designed to increase the shoulder of a pair of forces created by high-strength bolts 7 with beams from a rolling channel. For the manufacture and installation of the proposed continuous beam of variable stiffness does not require special tools, devices and mechanisms.

Claims

1. Многопролетная неразрезная балка, включающая N элементов ограниченной длины, отличающаяся тем, что каждый элемент представляет собой двухконсольную балку, выполненную из прокатного швеллера, расположенную между опорами таким образом, что консоли каждой балки размещены за опорами в предыдущем и последующем пролетах, вплотную стенка к стенке примыкают к балкам смежных пролетов, ориентированы полками швеллеров в противоположные стороны, при этом консоли смежных балок образуют около опоры опорный участок, равный по длине двум консолям, консоли прикреплены к балкам смежных пролетов высокопрочными болтами, установленными на стенках швеллеров и на полках двух стальных уголков, один из которых приварен к нижней полке балки, а другой - к нижней полке консоли, а балка прикреплена к опоре болтами, соединяющими стенки швеллеров с гнутой стальной полосой, приваренной к опоре.1. A multi-span continuous beam, including N elements of limited length, characterized in that each element is a two-beam beam made of a rolling channel, located between the supports in such a way that the consoles of each beam are placed behind the supports in the previous and subsequent spans, close to the wall adjacent to the beams of adjacent spans, oriented by the shelves of channels in opposite directions, while the consoles of adjacent beams form a support section near the support, equal in length to two consoles, onsols are attached to the beams of adjacent spans by high-strength bolts mounted on the walls of the channels and on the shelves of two steel corners, one of which is welded to the lower shelf of the beam, and the other to the lower shelf of the console, and the beam is attached to the support by bolts connecting the walls of the channels with bent steel strip welded to the support.

2. Многопролетная неразрезная балка, включающая N элементов ограниченной длины, отличающаяся тем, что каждый элемент представляет собой двухконсольную балку, выполненную из гнутого Z-образного профиля, расположенную между опорами таким образом, что консоли каждой балки размещены за опорами в предыдущем и последующем пролетах, вплотную примыкают стенками к стенкам балок смежных пролетов, а полки консолей и балок совмещаются друг с другом и образуют около опоры опорный участок, равный по длине двум консолям, при этом консоли прикреплены к балкам смежных пролетов за полки Z-образного профиля высокопрочными болтами, а балка прикреплена к опоре посредством уголка, приваренного к опоре и соединенного со стенкой Z-образного профиля высокопрочными болтами. 2. A multi-span continuous beam, including N elements of limited length, characterized in that each element is a two-beam beam made of a bent Z-shaped profile located between the supports in such a way that the consoles of each beam are located behind the supports in the previous and subsequent spans, closely adjoin the walls to the walls of the beams of adjacent spans, and the shelves of the consoles and beams are combined with each other and form near the support a support section equal in length to two consoles, while the consoles are attached to Alkam adjacent spans for the shelves of the Z-shaped profile with high-strength bolts, and the beam is attached to the support by means of a corner welded to the support and connected to the wall of the Z-shaped profile with high-strength bolts.