RU2512147C2

RU2512147C2 - Strut beam

Info

Publication number: RU2512147C2
Application number: RU2012133766/03A
Authority: RU
Inventors: Александр Григорьевич Леонтьев
Original assignee: Александр Григорьевич Леонтьев
Priority date: 2012-08-07
Filing date: 2012-08-07
Publication date: 2014-04-10
Also published as: RU2012133766A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to construction, in particular, to laminate strut beams. A beam comprises a body and a strut with fixtures. The strut is a steel rope pulled inside the beam body comprising longitudinal walls, end and intermediate stiffening ribs, between side fixtures arranged on end stiffening ribs. Fixtures are made in the form of yokes, brackets, bolts or coachscrews with hooks that retain peripheral end loops of the rope. The tension mechanism of the rope comprises a helical nipple equipped at one side with the left, and at the other side - with the right external threads and a nut that adjusts the tension force, for this purpose the helical nipple is screwed into end tubes of the steel rope, and also equipped at one side with the left, and at the other side - with the right internal threads, with arrangement in the beam body at the site of location of the control nut of the assembly opening, and in intermediate stiffening ribs - through holes.

EFFECT: higher beam stiffness.

3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в производстве деревянных клееных составных балок.The invention relates to construction and can be used in the manufacture of glued wooden composite beams.

Известно, что для улучшения прочностных характеристик строительных конструкций из дерева и, в частности, балок применяют шпренгели, нагели, тяжи и другие виды элементов усиления, в том числе вклеиваемые в древесину металлические стержни (см., например, Проектирование и расчет деревянных конструкций: Справочник / Под ред. И.М. Гриня. - К.: БУДИВЭЛЬНЫК, 1988. - С.31-40; 68-87).It is known that to improve the strength characteristics of building structures made of wood and, in particular, beams, sprengels, pins, strands and other types of reinforcing elements are used, including metal rods glued to wood (see, for example, Design and calculation of wooden structures: Reference / Under the editorship of I.M. Grin. - K .: BUDIVELYNYK, 1988. - P. 31-40; 68-87).

Многообразие таких элементов усиления дополняется, однако, сложностью изготовления упрочняемых балок, а также недостаточностью степени их универсальности, унификации, типизации и индустриальности.The variety of such reinforcing elements is complemented, however, by the complexity of the manufacture of hardened beams, as well as the insufficient degree of their universality, unification, typification and industrialization.

Известна деревянная шпренгельная балка по авт.св. СССР на изобретение (№1789628, Е04С 3/12, заявит. ЦНИОЭИ строительных конструкций, опубл. 23.01.1993), включающая шпренгель, стенки, стойки, опорные и соединительные детали, а также вклеевыемые в древесину металлические стержни.Known wooden spreel beam by auth. USSR for invention (No. 1789628, Е04С 3/12, declare. TsNIIEI of building constructions, publ. 23.01.1993), including truss, walls, racks, supporting and connecting parts, as well as metal rods glued to the wood.

Такая конструкция позволяет повысить несущую способность балки, но в то же время, это изделие не отличается ни универсальностью, ни простотой изготовления, ни надежностью, ни работоспособностью, ни долговечностью.This design allows you to increase the bearing capacity of the beam, but at the same time, this product is not distinguished by either versatility or ease of manufacture, nor reliability, nor operability, nor durability.

Известны предварительно напряженная металлодеревянная балка и способ ее предварительного напряжения по авт. св. СССР на изобретение (№1761897, Е04С 3/18, Е04С 3/292, заявит. ЦНИОЭИ строительных конструкций, опубл. 15.09.1992), в которых используется набор клееных досок, армирующий элемент, концевые упоры, анкеры и связи усиления, а также задействованы операции по постановке, закреплению и напряжению арматурного элемента.Known prestressed metal-wooden beam and the method of its prestressing according to ed. St. USSR for invention (No. 1761897, Е04С 3/18, Е04С 3/292, declare. Central Research Institute for Industrial Engineering of building constructions, publ. 09/15/1992), which use a set of glued boards, reinforcing element, end stops, anchors and reinforcements, as well involved operations on the setting, fixing and tension of the reinforcing element.

Однако известные устройство и способ его осуществления отличаются чрезмерной сложностью, лишены опций универсальности и не вписываются в конструктивные схемы и технологические наработки, применяемые в современном строительстве.However, the known device and method of its implementation are extremely complex, devoid of versatility options and do not fit into the design schemes and technological developments used in modern construction.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению являются шпренгельные балки по патенту Российской Федерации на изобретение (№№2276240 и 2276241, Е04С 3/12, патентобл. Казанская ГАА, опубл. 10.05.2006), состоящие из корпуса и шпренгеля с боковыми креплениями.Closest to the claimed technical solution are the trussed beams according to the patent of the Russian Federation for the invention (No. 2276240 and 2276241, Е04С 3/12, patent. Kazan GAA, publ. 05.10.2006), consisting of a body and a truss with side mounts.

Известные балки обеспечивают повышение их коррозионной стойкости, однако не характеризуются универсальностью и не претендуют на улучшение таких показателей, как несущая способность, прочность, жесткость и пространственная устойчивость.Known beams provide an increase in their corrosion resistance, however, they are not characterized by universality and do not claim to improve indicators such as bearing capacity, strength, rigidity and spatial stability.

Задачей предполагаемого изобретения является достижение универсальности конструктивной схемы балки, повышение ее несущей способности, прочности, жесткости и пространственной устойчивости по сравнению с известными техническими решениями.The objective of the proposed invention is to achieve the universality of the structural scheme of the beam, increasing its bearing capacity, strength, stiffness and spatial stability in comparison with the known technical solutions.

Такой технический результат достигается тем, что в шпренгельной балке, состоящей из корпуса и шпренгеля с боковыми креплениями, в качестве шпренгеля принят стальной трос, натягиваемый внутри корпуса балки, содержащей продольные стенки и торцевые и промежуточные ребра жесткости, между боковыми креплениями, располагаемыми на торцевых ребрах жесткости на высоте, составляющей 1/3 часть ее полной высоты, причем эти крепления выполнены с использованием хомутов, скоб, болтов либо глухарей с крюками, удерживающими периферийные концевые петли стального троса, натяжной механизм которого состоит из винтового ниппеля, оснащенного с одной стороны левой, а с другой - правой наружными резьбами и регулирующей силу натяжения стального троса гайкой, для чего винтовой ниппель вкручивается в концевые трубки стального троса, также оснащенные с одной стороны левой, а другой - правой внутренними резьбами, с устройством в корпусе балки в месте расположения регулирующей гайки монтажного проема со съемной крышкой, а в промежуточных ребрах жесткости - проходных отверстий. Кроме того, в зависимости от конструктивного исполнения, массы и размеров балки выполняющий функции шпренгеля стальной трос дополняется вторым, третьим и большим количеством тросов, располагаемых параллельно друг другу на высотах, составляющих, например, при двух тросах 1/3 и 2/3, трех - 1/4, 2/4 и 3/4, четырех тросах - 1/5, 2/5, 3/5 и 4/5 части от полной высоты балки, и(или) тросами, располагаемыми в каждой ее секции, то есть в пространстве между продольными стенками балки с устройством в месте расположения регулирующих гаек монтажного проема со съемной крышкой, в опорных ребрах жесткости - боковых креплений, а в промежуточных ребрах жесткости - проходных отверстий, причем в качестве материала шпренгеля и, в частности, его тросов, принимаются, например, полипропилен, полиамид и металлопластики круглого, овального и прямоугольного сечения.This technical result is achieved by the fact that in the truss beam, consisting of a housing and a truss with lateral fasteners, a steel cable is adopted as a truss, tensioned inside the housing of the beam, containing longitudinal walls and end and intermediate stiffeners, between the lateral mountings located on the end ribs stiffness at a height of 1/3 of its full height, and these fasteners are made using clamps, brackets, bolts or grouse with hooks that hold the peripheral end loops st a cable, the tensioning mechanism of which consists of a screw nipple equipped on one side with a left and one with right external threads and regulating the tension force of the steel cable with a nut, for which a screw nipple is screwed into the end tubes of a steel cable, also equipped on one side with the left, and the other with right-hand internal threads, with the device in the beam housing at the location of the adjusting nut of the mounting opening with a removable cover, and in the intermediate stiffening ribs, through holes. In addition, depending on the design, weight and size of the beam, the steel cable that serves as the truss is supplemented by a second, third and a large number of cables located parallel to each other at heights of, for example, with two cables 1/3 and 2/3, three - 1/4, 2/4 and 3/4, four cables - 1/5, 2/5, 3/5 and 4/5 parts of the full height of the beam, and (or) cables located in each of its sections, then there is in the space between the longitudinal walls of the beam with the device at the location of the adjusting nuts of the mounting opening with a removable roof in the supporting stiffening ribs - lateral fasteners, and in the intermediate stiffening ribs - through holes, moreover, for example, polypropylene, polyamide and metal-reinforced plastic of round, oval and rectangular cross-sections are accepted as the material of the spreel and, in particular, its cables.

Общий вид нескольких вариантов заявляемой одноеекционной балки в разрезе по центральной продольной плоскости и ее боковое сечение приведены на фиг.1, 2 и 3, где на фиг.1 показана балка с одним тросом, на фиг.2 - двумя, а на фиг.3 - тремя тросами. Фиг.4 иллюстрирует боковое сечение балки с двумя секциями, образованными тремя продольными стенками с проходными отверстиями в промежуточных ребрах жесткости, фиг.5 - устройство натяжного механизма, а фиг.6 - узел А натяжного механизма, включающий винтовой ниппель, концевые трубки и регулирующую гайку.A general view of several variants of the claimed single-section beam in section along the central longitudinal plane and its lateral section are shown in FIGS. 1, 2 and 3, where FIG. 1 shows a beam with one cable, in FIG. 2 - two, and in FIG. 3 - three cables. Fig. 4 illustrates a lateral section of a beam with two sections formed by three longitudinal walls with passage holes in the intermediate stiffeners, Fig. 5 is a tension mechanism device, and Fig. 6 is a tension mechanism assembly A including a screw nipple, end tubes and an adjusting nut. .

Как видно из чертежей, заявляемая балка состоит из корпуса (1), в состав которого входят торцевые и промежуточные ребра жесткости (2), продольные стенки (3), стальной трос (4) с боковыми креплениями (5) и крюками (6), монтажный проем (7) со съемной крышкой, проходные отверстия (8), периферийные и центральные петли (9) и натяжной механизм, состоящий из регулирующей гайки (10), винтового ниппеля (11) и концевых трубок (12). Боковые крепления (5) могут быть изготовлены, например, из хомутов, скоб, болтов либо глухарей с крюками (6).As can be seen from the drawings, the claimed beam consists of a housing (1), which includes end and intermediate stiffeners (2), longitudinal walls (3), a steel cable (4) with side mounts (5) and hooks (6), mounting aperture (7) with a removable cover, passage holes (8), peripheral and central loops (9) and a tensioning mechanism consisting of an adjusting nut (10), a screw nipple (11) and end tubes (12). Lateral fasteners (5) can be made, for example, from clamps, brackets, bolts or grouse with hooks (6).

Описываемая конструкция шпренгельной балки представлена ее несколькими вариантами, в которых предусматривается использование одного шпренгеля, см. фиг.1, двух - фиг.2 и 4 и трех шпренгелей - см. фиг.3, из которых видно, что каждый такой узел, то есть система тяжей, предназначенная для усиления основной несущей конструкции, состоит из стального троса (4), вставленного своими периферийными концевыми петлями (9) в периферийные же крюки (6) боковых креплений (5), расположенных на торцевых и(или) опорных ребрах жесткости (2), и натяжного механизма, включающего, в свою очередь, винтовой ниппель (11), регулирующую гайку (10) и концевые трубки (12) с центральными петлями (9). Так, на фиг.1 показано, что стальной трос (4) односекционной балки своими периферийными петлями (9) вставлен в периферийные крюки (6) боковых креплений (5), размещенных на торцевых ребрах жесткости (2), а центральные крюки (6) того же троса (4) введены в центральные петли (9), совмещенные с концевыми трубками (12) натяжного механизма. То же самое относится к нижнему шпренгелю односекционных балок, показанных на фиг.2 и 3. Изображенные там же второй и третий стальной тросы (4), параллельные первому, крепятся к опорным ребрам жесткости (2). Высота расположения таких тросов (4) h может составлять при этом 1/3, 1/4, 1/5 и менее от полной высоты балки H. Количество стальных тросов (4), как показали модельные и натурные исследования ряда несущих деревянных клееных составных балок, следует выбирать в зависимости от их конструктивного исполнения, массы и размеров в интервале от одного до пяти, причем большее количество шпренгелей приводит к усложнению процессов изготовления балок и их эксплуатации. Установлено, что если используется два стальных троса (4), то оптимальные высоты их расположения составляют 1/3 H и 2/3 H, если три, то - 1/4 H, 1/2 H и 3/4 H, если четыре, то -1/5 H, 2/5 H, 3/5 H и 4/5 H и так далее. Как видно из фиг.4, при изготовлении двух и более секционных балок стальные тросы (4) вводятся в каждую секцию. Вспомогательными конструктивными элементами заявляемой балки являются также проходные отверстия (8), устраиваемые в необходимых местах промежуточных ребер жесткости (2), и монтажные окна (7) со съемными крышками, служащие для проведения операции по натягиванию стальных тросов (4) до требуемого уровня с помощью натяжного механизма, состоящего из винтового ниппеля (11), регулирующей гайки (10) и концевых трубок (12) с центральными концевыми петлями (9), вставляемыми в центральные концевые крюки (6). Оба регулирующих элемента натяжного механизма, а именно концевые трубки (12) и противоположные части винтового ниппеля (11) имеют нарезку из левой и правой резьбы. Как видно из фиг.6, левая концевая трубка (12) и левая часть винтового ниппеля (11) имеют, например, левую соответственно внутреннюю и левую наружную резьбу, а правая концевая трубка (12) и правая часть винтового ниппеля (11), наоборот - правую наружную и правую внутреннюю резьбу. Поэтому, открыв съемную крышку монтажного проема (7) и используя гаечный ключ, можно легко и быстро, вращая регулирующую гайку (10), обеспечить требуемую степень натяжения стального троса (4).The described construction of the truss beam is represented by its several options, which envisage the use of one truss, see Fig. 1, two - fig. 2 and 4, and three truss - see Fig. 3, from which it is seen that each such assembly, i.e. the tension system designed to strengthen the main load-bearing structure consists of a steel cable (4) inserted by its peripheral end loops (9) into the peripheral hooks (6) of the side mounts (5) located on the end and (or) supporting stiffeners ( 2), and the tensioning mechanism, I turn on in turn, a screw nipple (11), an adjusting nut (10) and end tubes (12) with central loops (9). So, figure 1 shows that the steel cable (4) of a single-section beam with its peripheral loops (9) is inserted into the peripheral hooks (6) of the side mounts (5) located on the end stiffeners (2), and the central hooks (6) of the same cable (4) are inserted into the central loops (9), combined with the end tubes (12) of the tensioning mechanism. The same applies to the lower truss of the single-section beams shown in FIGS. 2 and 3. The second and third steel cables (4) shown there, parallel to the first, are attached to supporting stiffeners (2). The height of the location of such cables (4) h can be 1/3, 1/4, 1/5 or less of the total height of the beam H. The number of steel cables (4), as shown by model and field studies of a number of load-bearing wooden glued composite beams , should be selected depending on their design, weight and size in the range from one to five, and a greater number of spreaders leads to a complication of the processes of manufacturing beams and their operation. It was established that if two steel cables (4) are used, then the optimal heights of their location are 1/3 H and 2/3 H, if three, then 1/4 H, 1/2 H and 3/4 H, if four then -1/5 H, 2/5 H, 3/5 H and 4/5 H and so on. As can be seen from figure 4, in the manufacture of two or more sectional beams, steel cables (4) are introduced into each section. Auxiliary structural elements of the claimed beam are also through holes (8), arranged in the necessary places of the intermediate stiffeners (2), and mounting windows (7) with removable covers, used to carry out the operation of tensioning steel cables (4) to the required level with tensioning mechanism consisting of a screw nipple (11), a regulating nut (10) and end tubes (12) with central end loops (9) inserted into the central end hooks (6). Both regulating elements of the tensioning mechanism, namely the end tubes (12) and the opposite parts of the screw nipple (11) are cut from the left and right threads. As can be seen from Fig.6, the left end tube (12) and the left part of the screw nipple (11) have, for example, the left internal and left external threads, respectively, and the right end pipe (12) and the right part of the screw nipple (11), vice versa - right external and right internal thread. Therefore, by opening the removable cover of the mounting opening (7) and using a wrench, it is possible to quickly and easily rotate the adjusting nut (10) to provide the required degree of tension on the steel cable (4).

Особенности описанной конструкции шпренгельной балки открывают широкие возможности ее использования в объектах строительства различного назначения, в том числе в практике применения деревянных клееных балок составного коробчатого или двухтаврового сечения, гнутоклееных, одно- и двухскатных с армированием отдельных элементов, со сплошными и решетчатыми стенками, в том числе не только с вертикальными, но и с наклонными ребрами жесткости. Предлагаемые варианты шпренгельной балки, благодаря их универсальности, а также улучшенным качественным показателям, охватывают в этой связи достаточно перспективные области их реализации.The features of the described construction of the trussed beam open up wide possibilities for its use in construction projects for various purposes, including the practice of using wooden glued beams of composite box-shaped or double-tee section, bent glued, single and double sloped with reinforcement of individual elements, with solid and lattice walls, including including not only vertical but also with inclined stiffeners. The proposed options for the truss beam, due to their versatility, as well as improved quality indicators, cover quite promising areas of their implementation in this regard.

Claims

1. Truss beam, consisting of a housing and a truss with side mounts, characterized in that a steel cable is adopted as a truss, tensioned inside the housing of the beam, containing longitudinal walls, end and intermediate stiffeners, between side mounts located on the end stiffeners on a height of 1/3 of its full height, and these fasteners are made using clamps, brackets, bolts or grouse with hooks holding the peripheral end loops of the steel cable, the tension fur of which consists of a screw nipple equipped on one side with the left and on the other with right external threads and regulating the tension force of the steel cable with a nut, for which the screw nipple is screwed into the end pipes of the steel cable, also equipped with one on the left and the other - right-hand internal threads, with a device in the beam housing at the location of the adjusting nut of the mounting opening with a removable cover, and intermediate stiffeners - through holes.

2. The truss beam according to claim 1, characterized in that, depending on the structural design, mass and dimensions of the beam, the steel cable performing the function of the truss is supplemented by a second, third and a large number of cables parallel to each other at heights of, for example, with two cables 1/3 and 2/3, three cables - 1/4, 1/2 and 3/4, four cables - 1/5, 2/5, 3/5 and 4/5 of the full height of the beam, and (or ) ropes located in each of its sections, that is, in the space between the longitudinal walls of the beam, with the device in the location mounting nuts of the mounting opening with a removable cover, in the supporting stiffening ribs - lateral fasteners, and in the intermediate stiffening ribs - through holes.

3. The truss beam according to claim 1, characterized in that, for example, polypropylene, polyamide and metal-reinforced plastics of round, oval or rectangular cross-section are adopted as the material of the truss and, in particular, its cable.