Номер части:
Журнал

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ГОФРОБАЛОК В МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЯХ



Науки и перечень статей вошедших в журнал:


Дата публикации статьи в журнале:
Название журнала: , Выпуск: , Том: , Страницы в выпуске: -
Автор:
, ,
Автор:
, ,
Автор:
, ,
Анотация:
Ключевые слова:                     
DOI:
Данные для цитирования: . ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ГОФРОБАЛОК В МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЯХ. Технические науки. ; ():-.





Всё большее распространение у нас получает каркасное строительство, давно ставшее привычным в США, Канаде и Скандинавии. Популярность каркасной технологии объясняется простотой возведения стен, дешевизной и высокими эксплуатационными качествами. На жестком каркасе, выполняющем функцию несущей конструкции, крепятся трехслойные панели, состоящие из листов обкладки (гипсокартон и т.п.) и среднего слоя из теплоизоляционного материала (чаще всего, каменной ваты) толщиной 10-20 см, в зависимости от местных климатических особенностей. Несмотря на кажущуюся ненадежность, такие постройки могут выдерживать самые суровые морозы.

В настоящее время для всех развитых стран мира ведущим направлением эффективного строительства зданий и помещений из металла является применение лёгких металлических конструкций в зданиях промышленного, гражданского, сельскохозяйственного и иного назначения. Снижение металлоёмкости зданий из лёгких металлоконструкций достигается за счёт новых конструктивных форм, профилей (гнутых и гнутосваренных из низколегированной повышенной прочности тонколистовой стали, перфорированных, гофрированных и других), тонколистового проката, эффективных материалов для несущих и ограждающих конструкций.

Главные особенности металлических конструкций: значимая, но в пределах разумного, типизация и унификация;стабильность номенклатуры в течение длительного времени;благоприятные экспортные возможности;возможность комплектной поставки целых зданий-модулей или их несущих конструкций;высокая степень заводской готовности;высокая технологичность и адаптируемость для изготовления на поточных автоматизированных линиях (в том числе с микропроцессорным управлением), для перевозки, а также для конвейерно-блочных и других скоростных методов монтажа.

Снизить металлоёмкость строительных конструкций промышленных зданий,  без ущерба  для прочностных , технологических характеристик и долговечности, повысить эффективность строительства можно используя гофробалки.

По сравнению с обычными двутавровыми балками экономия по весу при использовании гофробалок составит 10-30% при одинаковой высоте балок и от 30 до 70% при возможности увеличения строительной высоты балки с гофрированной стенкой. Связано это с тем, что при увеличении высоты балки с гофрированной стенкой вес её практически не увеличивается, а жесткостные и прочностные характеристики значительно возрастают.

Гофробалки — это отличная альтернатива классическим прогонам из сварного двутавра с гибкой стенкой по типовым сериям. Балка с гофрированной стенкой легче, прочнее, менее деформативна и более технологична при изготовлении.

При больших пролётах 20-30 м высота классической фермы достигает 2.4 м, при этом высота балки с гофрированной стенкой в 1.5 м экономит строительную высоту. Следовательно, здание можно сделать ниже, сэкономив на ограждающих конструкциях.

Самое главное: на всём протяжении эксплуатации здания можно будет экономить на отоплении, так как обогреваемый объём здания будет меньше, а полезный объём останется без изменений. В связи с меньшими габаритами конструкций гофробалки проще перемещать, то есть экономим ещё и на транспорте. В общем, сплошная экономия, главное, что не на качестве.

Гофробалки (рис 1.) в отличие от классических двутавровых балок позволяют более гибко подбирать сечения при проектировании, так как, меняя толщину и ширину полок, можно гибко менять прочностные характеристики, и тем самым максимально оптимизировать сечение балки.

Рисунок 1 – Гофробалка — размеры и обозначения.

Есть и нюансы, которые необходимо учитывать при проектировании в отличие от проектирования классических двутавров. Это методика расчёта и учёт особенностей гофрированной стенки при разработке узлов. Многие проектировщики уже освоили эти методики, предлагая заказчикам интересные и экономически выгодные проекты.

Использование в строительстве  гофробалок позволяет заметно снизить вес строительных конструкций, благодаря большой несущей способности происходит экономия металла, увеличивается скорость строительства сооружений за счёт простоты процесса сборки и лёгкости составных частей, упрощающих доставку на место.

Гофробалки длина от 4-12 м. высота тонкостенного гофрированного ребра в диапазоне 333-1250 мм. Балка производится в соответствии с ТУ 5261-001-43892121-2005 и предназначена для применения в несущих конструкциях различного назначения при статической нагрузке. Разрешено использовать во всех климатических поясах.

Профилированные элементы более устойчивы к длительной статической нагрузке. Кроме выгод, извлекаемых из технологии производства, синусоидальное ребро имеет преимущество перед прямым из-за устранения местной деформации, свойственной плоским пластинам. Балки этого типа могут использоваться во всех тех же проектах, что и обычные тавровые/двутавровые балки, фактически, без структурных ограничений.

Оптимальная область применения находится в области возведения стальных несущих конструкций, где профили имеют структурную высоту 450 … 1,800 мм

Благодаря профилированному ребру, конструкция эффективно гасит изгибающие нагрузки. В условиях статической нагрузки балка рассчитывается по схеме, в которой изгибающие моменты и нормальные силы передаются только через гребни, а поперечные силы распределяются только через диагонали и вертикаль балки — в данном случае через гофрированное ребро.

На основе этой расчётной модели, были проведены тестовые испытания в соответствии с DIN 18 800 [1] и DAST-Ri. 015, [2] соответственно методу E-P (E-E).

(Австрия)  Альтернативные способы подбора сечения могут базироваться на ЕВРОКОДЕКСЕ [2] или любом другом национальном стандарте, который содержит указания по расчёту пролётов балок или колонн на поперечную деформацию.

 Применение в строительстве гофроба­лок позволяет уменьшить вес строительных конструкций до 40 — 45% по сравнению с аналогичными горячекатаными балками и экономить металл благодаря большей не­сущей способности балок этого типа, а так­же увеличить скорость возведения соору­жений за счет простоты сборки и легкости доставки на объект, упростить проектирова­ние сооружений. При этом гофробалка при­дает конструкциям оригинальный внешний вид, что может стать характерным элемен­том дизайна.

Гофробалка представляет собой легкую сварную конструкцию из черного профлиста холодного проката, приваренного к стальным полкам горячего проката. Профи­лированный лист обладает большей жест­костью и устойчивостью к деформации, что говорит об эффективности его использова­ния в несущих конструкциях.

Гофробалки широко используются в ка­честве несущих конструкций при строитель­стве разных зданий: от несложных одно­этажных до многоэтажных домов. Жест­кость гофробалок позволяет эффективно использовать их на рынке кран-балок и эле­ментов мостовых кранов. Ожидается, что они найдут применение и при строительстве коротко-пролетных мостов. Балки произво­дятся из профлиста и стальных полос, они могут быть как постоянного сечения по длине, так и переменного с учетом эпюры на­грузки. Ширина полок может варьировать­ся и отличаться друг от друга (верхняя от ниж­ней), но обязательно должна соотноситься с длиной балки. Длина мо­жет варьироваться от 4 до 16 метров. Толщина полок может использо­ваться от 6 до 30 мм, а ширина  —  от   160 до 430 мм. Стенка балки профилируется из рулон­ной черной стали непре­рывно прессом и имеет высоту    от    333    до 1500 мм. Профилиро­ванная стенка балки по­зволяет избежать вне­запного разрушения кон­струкции при достижении максимальной на­грузки. Толщина стенки — 2-3 мм.

Максимальный пролет здания с исполь­зованием гофробалок зависит от нагрузок. Например, при снеговой нагрузке 80 кг/м2  ,рекомендуемый пролет — 40 — 45 метров при шаге между колоннами 6 метров или более; при снеговой нагрузке 200 кг пролет — 30 м. Использование шага менее 6 метров — неэффективно.

 Таблица 1 – Экономия при использовании гофробалок в строительстве

 Тип Вес на

погонный метр

Тип Фланцы Вес на погонный метр Экономия веса в %
23Ш1 36,20 WT333 WT500 160×8 160×6 26,4

24,5

-27% -32%
40К2 165,60

 

WT500 WT625 340×20 380×15 116,18

101,27

-30% -39%

Балки с гофрированной стенкой можно успешно применять для перекрытия пролетов величиной 12-30 м. Для расчета этих балок была составлена специальная программа. Проведенные расчеты позволили построить графики расхода металла на 1 квадратный метр перекрываемой площади при различных пролетах балок. Принятые нагрузки были ориентированы на балки покрытий с шагом 6м, несущих нагрузку от легкого покрытия в виде панелей типа «Сэндвич» для III снегового района.
Были рассчитаны балки с постоянным сечением, с переменным сечением поясов вдоль пролета и с применением для поясов сталей классов С245 и С290. Результаты расчетов представлены в графической форме (рис. 2).

Рисунок 2 – Расход стали на гофробалки в зависимости от их пролета (расчетная нагрузка q=1560 кгс/м.п.).

Следует отметить, что изменение сечения поясов по длине балки дает определенную экономию металла, которая повышается при увеличении пролета          Применение бистальных балок с поясами из стали класса С290 и стенкой из стали класса С245 также существенно повышает экономию металла.

Результаты сравнения подтверждают высокую эффективность применения балок с гофрированной стенкой по сравнению с обычной сварной балкой.

Вывод: 

  1. Применение облегченных элементов , типа гофробалок, позволят снизить металлоёмкость металлокаркасных зданий, без снижения прочностных характеристик, уменьшить сроки монтажа и повысить эффективность строительства возможно
  2. Уменьшить общую металлоемкость конструкций позволит использование высокоэффективных видов проката и гнуто-сварных профилей с максимальной тонкостенностью и сочетание функций несущих и ограждающих конструкций в одной системе.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Горев, В.В., Металлические конструкции. В 3 т. Т. 2. Конструкции зданий: Учеб.для строит. вузов. – 2-е изд., испр. – М.: Высш. шк., 2012. – 528с.: ил.
  1. Сетков, В.И., Строительные конструкции: Учебник. –   2-е изд., доп. и испр. – М.: ИНФРА-М, 2005. – 448с.
    ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ГОФРОБАЛОК В МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЯХ
    Written by: Рахимов Абельшаек Абельхаликович, Мухамбеткалиев Кайрат Куанышкалиевич, Карабалин Бауыржан Баянович
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 04/21/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 28.03.2015_03(12)
    Available in: Ebook
Список литературы:


Записи созданы 6768

Похожие записи

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх