Конструкция балок с гофрированной стенкой

Конструктивные решения балок различаются в связи с разнообразием видов гофров стенок. В качестве гофрированной стенки могут применяться ленты, вырезанные из листов профилированного настила. Наиболее технологичны в изготовлении треугольные гофры, более устойчивы волнистые гофры.

Гофр имеет два параметра — длину волны а и высоту волны f. Используются и относительные параметры: а/h, f/a и f/t.

Для изготовления балок с гофрированной стенкой необходимо на универсальных заводах металлических конструкций создавать участки с прессами для гофрирования и специальными стендами для сварки поясных швов автоматами, которые могут перемещаться по линиям примыкания гофрированной стенки к поясу. На рисунке показана одна из установок для гофрирования тонкого листа. Плоский лист подается между двумя валками, вращающимися навстречу друг другу. На поверхности валков по окружности устанавливаются и закрепляются съемные пластины, которые и осуществляют перегиб плоского листа при повороте валков. Замена съемных пластин дает возможность изготавливать гофрированный лист с различными параметрами гофров. Образование криволинейных гофров более сложно. При тонких стенках используют съемные элементы с соответствующими поверхностями. Такие же гофры можно получить прессованием стенки, изгибая ее между двумя матрицами. Изменять параметры гофров в этом случае сложнее — нужно иметь достаточно большой набор матриц.

Для повышения местной устойчивости стенок предлагается гофрировать стенку не поперечными, а нисходящими гофрами, оптимальный угол их наклона к поясам 45 ... 50°, изготовление таких стенок усложняется. Сечение балок с гофрированной стенкой» как правило, двутавровое с поясами из листов. В отличие от балок с гибкой стенкой сечение поясов можно изменять в соответствии с очертанием эпюры изгибающих моментов это обеспечивает дополнительную экономию металла.

Область применения балок с тонкими гофрированными стенками та же, что и балок с гибкой стенкой. Однако, первые могут использоваться и в качестве подкрановых, а также в тех случаях, когда требуется повышенная жесткость на кручение. Для оценки надежности и долговечности подкрановых балок, определения рациональных режимов работы и грузоподъемности кранов необходимы дополнительные экспериментальные исследования.В Казахском отделении ЦНИИПСКа запроектированы покрытия производственных зданий пролетами 18, 24 и 30 м, у которых в качестве стропильных и подстропильных конструкций используются балки с тонкими гофрированными стенками. Высота стенки для пролета 18м — 1200мм (около 1/16,5 пролета), для пролетов 24 и 30 м — 1500 мм (до 1/20 пролета), толщина стенок — 3 ... 4 мм, их гибкость — 300,... 500. Гофры приняты треугольные с длиной волны а = 250 мм (или a/h_ω = 1/4,8 ... 1/6), высотой волны f = 40 мм (или f/a = 1/6,25; f/t_ω = 13 ... 10). Монтажные стыки балок — фланцевые на высокопрочных болтах.

Часто в пределах покрытий производственных зданий размещают различные коммуникации — газопроводы, водопроводы, электропроводы, вентиляционные трубы и т. п. Для этого в балках с гофрированными или гибкими стенками устраивают круглые отверстия, окаймленные гнутым листом и укрепленные специальными ребрами. Максимальный диаметр отверстия в стенке не должен превышать половины высоты стенки. Результаты разработок двутавровых балок о гофрированной стенкой свидетельствуют о возможности снизить в них расход металла до 20 ... 25 % по сравнению с обычными балками при одинаковых марках сталей. Они экономичнее двутавровых балок с гибкой стенкой при одинаковой ее гибкости: на 8 ... 10 % — за счет уменьшения числа поперечных ребер и еще на 8 ...10 %— за счет переменности сечения поясов.

а – прямоугольные, б – трапецеидальные, в – треугольные, г - волнистые Рисунок 10.1 – Виды гофров стенок