строительная балка
Классы МПК: | E04C3/292 деревянные и металлические |
Автор(ы): | Серков Сергей Викторович (RU), Курков Дмитрий Николаевич (RU), Плотников Василий Семенович (RU), Щербина Виктор Александрович (RU) |
Патентообладатель(и): | Общество с ограниченной ответственностью"Фонд содействия развитию российских технологий" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2005-02-09 публикация патента:
10.10.2006 |
Изобретение относится к области строительства, в частности к конструкциям деревометаллических балок, используемых в строительстве зданий и сооружений различного назначения. Технический результат: повышение несущей способности и предотвращение коробления древесины. Строительная балка, подбираемая высотой в пределах от 3,33 до 3,5 ширины, включает стальной сердечник в виде двутавра, составляемого из уголков, приваренных к центральной пластине толщиной 2:1, и деревянные клееные накладки, охватывающие сердечник конгруэнтно отфрезерованными установочными поверхностями и пазами, находящимися в пределах от 1,1 до 1,6 толщины уголков, проклепанных 2-рядным соединением. Высота грузовой пластины увеличена, уголки обращены вертикальными полками от оси симметрии сечения балки к краям, а ряды заклепок проставляются по разные стороны между краем сечения и горизонтальными полками каждого тавра. 1 ил.
Формула изобретения
Строительная балка, подбираемая высотой в пределах от 3,33 до 3,5 ширины, включающая сердечник в виде двутавра, составленного из уголков, жестко присоединяемых к центральной пластине, толщиной соответственно 2:1, и деревянные клееные накладки, охватывающие сердечник конгруэнтно отфрезерованными установочными поверхностями и пазами, находящимися в пределах от 1,1 до 1,6 толщины уголков, проклепанных 2-рядным соединением, отличающаяся тем, что уголки вертикальными полками обращены от оси симметрии сечения к краю, пластина выполнена высотой, близкой к размеру балки, ряды заклепок расположены по разные стороны между краем балки и горизонтальными полками, при этом сердечник при стыковке с накладками на краях образует прямоугольные канавки шириной, равной толщине сердечника для изоляции последнего соответствующими компонентами.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении зданий и сооружений различного назначения в качестве несущих балок.
Известна деревометаллическая балка-стойка (RU 2166039, кл. Е 04 С 3/292 от 27.04.2001), включающая металлический вкладыш двутаврового профиля, установленный в деревянный футляр, половинки которого соединены поперечными трубчатыми нагелями.
Известна выбранная в качестве прототипа деревометаллическая балка-стойка (RU 2176300, кл. Е 04 С 3/292 от 28.11.2000), в которой металлический сердечник, изготавливаемый методом холодного формования, образован из стального листа, изогнутого по конфигурации двутавра, и охвачен деревянным футляром, половинки которого соединены трубчатыми нагелями.
К недостаткам известной строительной балки можно отнести относительно невысокую несущую совокупную эффективность сечения балки и возможность коробления накладок в краевой недостаточно равномерно сжатой зоне стыковки из-за типовой формы двутаврового сердечника и, соответственно, расположение сжимающих продольных заклепочных рядов между горизонтальными полками, при котором края сечения работают порознь.
Таким образом, задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, состоит в дальнейшем повышении совокупной несущей способности балок данного типа и предотвращении возможности коробления стыковочных краев древесины увеличением высоты центральной пластины отходом от типовой формы двутавра путем разворота образующих тавры уголков на 180° по отношению к оси симметрии сечения при соотношении момента инерции к площади сечения сердечника, обеспечивающих стремление к наименьшему весу и стабильно равномерному силовому замыканию заклепочным соединением сжимаемых составных частей с сохранением возможности механизации и автоматизации изготовления и сборки.
Данная задача достигается тем, что в предлагаемой строительной балке высотой в пределах от 3,33 до 3,5 ширины, включающей сердечник в виде двутавра, составляемого из жестко соединяемых уголков и центральной пластины соответственно толщиной в соотношении 2:1, и деревянные клееные накладки, охватывающие сердечник конгруэнтно отфрезерованными установочными поверхностями и пазами, находящимися в пределах от 1,1 до 1,6 толщины уголков, сжатые 2-рядным заклепочным соединением, центральная увеличенной высоты пластина до размера, близкого к размеру накладок, и образующие тавры, развернутые на 180° относительно оси симметрии сечения уголков, образуют при стыковке «накладка - сердечник - накладка» с краев продольное углубление для изоляции соединения соответствующими компонентами, при этом ряды заклепок проставляются по разные стороны между краем и горизонтальной полкой тавра.
Сопоставительный анализ заявленной конструкции с прототипом показывает, что она отличается нестандартной формой двутавра, выполненного с усиленной грузовой частью сердечника путем увеличения высоты центральной пластины до размера, близкого к высоте накладок, с разворотом на 180° относительно оси симметрии сечения вертикальных полок уголков и расположением заклепок по разные стороны между краем и горизонтальной полкой двутавра.
Таким образом, заявленная строительная балка соответствует критерию «новизна».
Сравнение предложенной строительной балки с другими аналогичными известными техническими решениями показывает, что выполнение сердечника в виде нестандартной формы двутавра, каждый тавр которого составляется из развернутых на 180° относительно оси симметрии сечения уголков, жестко присоединяемых к центральной пластине с высотой, близкой к высоте клееных накладок, неизвестно, что в сочетании с новым положением крепежных элементов по разные стороны оси симметрии сечения между краем и горизонтальной полкой тавра придает заявленному устройству новое свойство, а именно при соотношении момента инерции к площади сечения сердечника, обеспечивающего большие возможности по стремлению к наименьшему весу и стабильно равномерному силовому замыканию сжимаемых составных частей, предотвращается коробление краев древесины при сохранении возможности механизации и автоматизации изготовления и сборки.
Это позволяет сделать вывод о соответствии решения критерию «существенные отличия».
На чертеже показан общий вид строительной балки.
Строительная балка, характеризующаяся сечением с соотношением высоты к ширине как 3,33-3,5 к 1, собрана из металлического сердечника 1 в виде двутавра нестандартной формы и клееных деревянных накладок 2, в которых конгруэнтную форму получают фрезерованием с последующим их 2-рядным соединением через шайбы 3 развальцованными поверхностями концов пустотелых заклепок 4, соответственно установленных в посадочные отверстия 5 сердечника, и накладок, выполненных между краями балки и горизонтальными полками 6, образующих тавры 4х уголков, изогнутых методом холодного формования и обращенных вертикальными полками 7 от оси симметрии сечения к краю. В общем случае, сердечник составляется из центральной пластины 8, выполненной высотой, близкой к размеру балки, и приваренных к ней полками 7 уголков, в которых толщина полок S1 относится к толщине пластины 8 S2 в соотношении 2:1, а каждый продольный паз 9 накладок 2 находится в пределах от 1,1 до 1,6 толщины полок 7. При стыковке «накладка - сердечник - накладка» по краю образуются продольные прямоугольные канавки 10 высотой h и шириной, равной толщине сердечника 1, для изоляции последнего изолирующими компонентами.
Сборка балки производится с тарированной обработкой давлением, например, методом осевой развальцовки заклепок при помощи гидравлических силовых головок одновременно с двух сторон.
Таким образом, в предложенной строительной балке развернутые относительно оси симметрии на 180° уголки образуют тавры с увеличенной высотой грузовой пластины 8, повышающие сопротивление сечения, например, в балке, выбранной высотой Н=250 и шириной В=75, при увеличении площади сечения сердечника 1 на 6% его момент инерции увеличивается до 30%, а размещение рядов соединения с заданным шагом заклепок 4 между краями сечения балки и горизонтальными полками 6 обеспечивает равномерное силовое замыкание, что предотвращает коробление древесины.
Класс E04C3/292 деревянные и металлические
металлодеревянная двутавровая балка - патент 2441120 (27.01.2012) | |
металлодеревянная балка двутаврового сечения - патент 2429330 (20.09.2011) | |
деревометаллическая балка - патент 2365716 (27.08.2009) | |
узел стержневой конструкции - патент 2340736 (10.12.2008) | |
строительная балка - патент 2282005 (20.08.2006) | |
металлодеревянная ферма - патент 2266377 (20.12.2005) | |
длинномерный несущий строительный элемент - патент 2225924 (20.03.2004) | |
балка-стойка строительная комбинированная - патент 2217556 (27.11.2003) | |
деревометаллическая балка-стойка - патент 2176300 (27.11.2001) | |
деревометаллическая балка-стойка - патент 2166039 (27.04.2001) |