Результат интеллектуальной деятельности: СТРОИТЕЛЬНАЯ БАЛКА

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.