[go: up one dir, main page]

RU2012749C1 - Trussed beam - Google Patents

Trussed beam Download PDF

Info

Publication number
RU2012749C1
RU2012749C1 SU4835059A RU2012749C1 RU 2012749 C1 RU2012749 C1 RU 2012749C1 SU 4835059 A SU4835059 A SU 4835059A RU 2012749 C1 RU2012749 C1 RU 2012749C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
truss
force
stretched
compressed
strut
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Михайлович Киянов
Original Assignee
Иван Михайлович Киянов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Иван Михайлович Киянов filed Critical Иван Михайлович Киянов
Priority to SU4835059 priority Critical patent/RU2012749C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2012749C1 publication Critical patent/RU2012749C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Rod-Shaped Construction Members (AREA)

Abstract

FIELD: construction. SUBSTANCE: beam made of steel, or aluminium, or plied wood, etc. , has a steel tie rod made of two tension members and one compressed post. The beam is prestressed by a load constant during temperature and other displacements, by means of a tie. This tie acts as a compressed post. The main sizes of the beam and the tie rod are determined from a system of two differential equations presented in the description. EFFECT: increased strength of the construction. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к строительным и мостовым конструкциям. Оно может быть использовано при перекрытии пролетов промышленных и гражданских зданий и пролетов мостов, а также для усиления эксплуатируемых конструкций. The invention relates to building and bridge structures. It can be used to cover spans of industrial and civil buildings and bridge spans, as well as to strengthen exploited structures.

Известна шпренгельная балка, шпренгель которой имеет растянутый элемент и одну, две или большее количество сжатых стоек. Known truss beam, truss which has a stretched element and one, two or more compressed racks.

Недостатком известной шпренгельной балки, преднапряженной постоянным усилием с помощью специальной связи, включенной в растянутый элемент шпренгеля, является то, что в ней усилие преднапряжения используется недостаточно полно для создания отрицательных изгибающих моментов в балке (отрицательных по знаку). A disadvantage of the known truss beam, pre-stressed by constant force using a special connection included in the stretched element of the truss, is that the prestressing force is not used fully enough to create negative bending moments in the beam (negative in sign).

Целью настоящего изобретения является создание такой шпренгельой балки, преднапряженной постоянным усилием с помощью специальной связи, в которой постоянно усилие преднапряжения использовалось бы более полно для создания отрицательных изгибающих моментов в балке. Иначе говоря, в которой бы он одного и того же усилия преднапряжения, создаваемого специальной связью, и при прочих равных условиях, отрицательные изгибающие моменты в балке имели бы большую величину. The aim of the present invention is to provide such a trussed beam, pre-stressed by constant force using a special connection, in which the constant pre-stress force would be used more fully to create negative bending moments in the beam. In other words, in which he would have the same prestressing force created by a special bond, and ceteris paribus, the negative bending moments in the beam would have a large value.

Поставленная цель достигается постановкой связи, создающей постоянное усилие преднапряжения шпренгеля в сжатую стойку и за счет нового соотношения основных размеров балки и шпренгеля. This goal is achieved by setting the connection, which creates a constant force pre-stressing the truss in a compressed rack and due to the new ratio of the main dimensions of the beam and truss.

На фиг. 1 схематично изображена шпренгельная балка; на фиг. 2 показаны силы, с который действуют на балку элементы шпренгеля, преднапряженного постоянным усилием с помощью специальной связи. In FIG. 1 schematically shows a truss beam; in FIG. Figure 2 shows the forces with which the elements of the spreel are applied to the beam, which are prestressed by a constant force by means of a special connection.

Элементы шпренгеля 0-3 и 2-3 (см. фиг. 1) растянуты, стойка шпренгеля 1-3 сжата. Растянутые элементы шпренгеля наклонены к нижнему поясу балки под углом γ и под углом α к стойке 1-3. The elements of the truss 0-3 and 2-3 (see Fig. 1) are stretched, the strut 1-3 is compressed. The stretched elements of the truss are inclined to the lower belt of the beam at an angle γ and at an angle α to the strut 1-3.

Отрицательные изгибающие момент в балке возникают от силы Nс и от горизонтальных сил Нш. Отрицательный момент от сил Нш равен произведению Нш·Z, где Z - плечо сил Нш относительно нейтральной оси 0-0. Negative bending moment in the beam arise from the force Nс and from the horizontal forces Нш. The negative moment from the forces Нш is equal to the product Нш · Z, where Z is the shoulder of the forces Нш relative to the neutral axis 0-0.

Предлагаемая балка отличается от прототипа тем, что связь, создающая постоянное усилие преднапряжения в растянутых элементах шпренгеля, переставлена из растянутого элемента шпренгеля 0-3 или 3-3 в сжатую стойку 1-3, а также новым соотношением основных размеров балки и шпренгеля. The proposed beam differs from the prototype in that the connection, which creates a constant pre-stress force in the stretched elements of the truss, is rearranged from the stretched element of the truss 0-3 or 3-3 in a compressed rack 1-3, as well as a new ratio of the main dimensions of the beam and truss.

В стойке связь создает сжимающее усилие преднапряжения Nc, а в растянутых элементах шпренгеля - постоянное усилие преднапряжения S. Эти усилия находятся по формулам
Nc= 2Scosα= 2S·sinγ , (1)
S=

Figure 00000002
= const (2).In the strut, the bond creates a compressive stress force Nc, and in the stretched elements of the spreel, a constant stress force S. These forces are found by the formulas
N c = 2Scosα = 2S sinγ, (1)
S =
Figure 00000002
= const (2).

Изменение угла γ при температурах удлинениях и сокращениях растянутых элементов шпренгеля и балки не будут оказывать влияния на усилие S, если в стойку поставить связь, создающую усилие Nс, находящееся в такой же функциональной зависимости от угла γ , как в формуле (2). A change in the angle γ at temperatures of elongations and contractions of the stretched elements of the truss and the beam will not affect the force S, if you put in the rack a link that creates the force Nc, which is in the same functional dependence on the angle γ as in formula (2).

Допустим, что связь в прототипе и связь в предлагаемой балке создает одинаковое по абсолютной величине усилие, равное Р (это значит, что стоимость связей примерно одинаково). Перестановка связи из растянутого элемента шпренгеля в сжатую стойку приводит к увеличению силы Nc от Nc' = 2Pcos α = 2Psin γ до Nc'' = Р и к увеличению силы Нш от Нш1 = Pcos γ до Нш' = 0,5сtg γ · P. При этом отрицательный изгибающий момент в середине балки увеличивается на
ΔM= P[0,5l(0,5-sinγ)+Z(0,5ctgγ-cosγ)]
Увеличение отрицательных изгибающих моментов снижает положительные изгибающие моменты, возникающие в балке от действия на нее нагрузки. Это приводит к повышению несущей способности балки.
Suppose that the connection in the prototype and the connection in the proposed beam creates the same absolute value of the force equal to P (this means that the cost of the bonds is approximately the same). The rearrangement of the bond from the extended element of the truss to the compressed strut leads to an increase in the force Nc from Nc '= 2Pcos α = 2Psin γ to Nc''= P and to an increase in the strength Hsh from Hsh1 = Pcos γ to Hsh' = 0.5сtg γ · P. In this case, the negative bending moment in the middle of the beam increases by
ΔM = P [0.5l (0.5-sinγ) + Z (0.5ctgγ-cosγ)]
The increase in negative bending moments reduces the positive bending moments that occur in the beam from the action of the load on it. This leads to an increase in the bearing capacity of the beam.

Новое соотношение основных размеров балки и шпренгеля определяется системой двух дифференциальных уравнений

Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
(3) где Х1 - усилие в растянутых элементах шпренгеля, возникающее от действия на балку нагрузки.The new ratio of the main dimensions of the beam and the truss is determined by a system of two differential equations
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
(3) where X1 is the force in the stretched elements of the spreel arising from the action on the load beam.

В шпренгельной балке, имеющей γ и Z, полученные из уравнений (3), от одной и той же нагрузки и при прочих равных условиях усилие Х1 будет максимальным, а масса балки - минимальной. In a trussed beam having γ and Z obtained from equations (3), from the same load and ceteris paribus, the force X1 will be maximum and the beam mass will be minimal.

В растянутых элементах шпренгеля связь может создавать усилие преднапряжения S, большее усилия Х1. Обозначим степень преднапряжения шпренгеля через ν . Она равна ν=

Figure 00000007
.In the stretched elements of the truss, the connection can create a pre-stress S, greater than the force X1. Denote the degree of prestressing of the sprengel by ν. It is equal to ν =
Figure 00000007
.

Потенциальная энергия шпренгельной балки, преднапряженной постоянным при температурных и других перемещениях усилием, определяется по формуле
U= Uo-

Figure 00000008
x1Δ1p+ηνx1Δ н 1 p (4) где Uо - потенциальная энергия основной системы;
Δ н 1 p - перемещение силы Х1 по ее направлению, возникающее от действия на балку нагрузки;
Δ н 1 p - перемещение силы Х1 по ее направлению, условно названное перемещением теневой геометрической нелинейности;
η - коэффициент полноты диаграммы P= f(Δ) при теневой геометрической нелинейности.The potential energy of the trussed beam pre-stressed by constant force during temperature and other movements is determined by the formula
U = U o -
Figure 00000008
x 1 Δ 1p + ηνx 1 Δ n 1 p (4) where Uо is the potential energy of the main system;
Δ n 1 p is the movement of the force X1 in its direction, arising from the action on the load beam;
Δ n 1 p is the movement of the force X1 in its direction, conventionally called the movement of the shadow geometric nonlinearity;
η is the coefficient of completeness of the diagram P = f (Δ) with shadow geometric nonlinearity.

Связь, сохраняющая постоянное усилие Х1 при температурных перемещениях, сохраняет его постоянным и при перемещениях теневой геометрической нелинейности. Исходя из этого, записано уравнение (4). The bond, which maintains a constant force X1 during temperature displacements, keeps it constant during displacements of shadow geometric nonlinearity. Based on this, equation (4) is written.

При увеличении γ и Z от нуля до значений, полученных из уравнений (3), увеличивается усилие Х1 и увеличивается перемещение Δ1p . Поскольку при этом перемещение теневой геометрической нелинейности Δ н 1 p уменьшается, то потенциальная энергия шпренгельной балки, как это показывает уравнение (4), уменьшается. Уравнение (4) показывает также, что с увеличением степени преднапряжения шпренгельной балки потенциальная энергия ее от одной и той же нагрузки и при прочих равных условиях уменьшается. Уменьшение потенциальной энергии, как известно, дает возможность повысить экономичность конструкции.As γ and Z increase from zero to the values obtained from equations (3), the force X1 increases and the displacement Δ 1p increases. Since the displacement of the shadow geometric nonlinearity Δ n 1 p decreases, then the potential energy of the truss beam, as shown by equation (4), decreases. Equation (4) also shows that with an increase in the degree of prestressing of the truss beam, its potential energy from the same load and ceteris paribus decreases. Reducing potential energy, as you know, makes it possible to increase the efficiency of the design.

Перестановка связи, создающей постоянное усилие преднапряжения, из растянутого элемента шпренгеля в сжатую стойку дает новый результат. Только за счет такой перестановки (прочие условия равны) отрицательный изгибающий момент в балке увеличивается. А это дает возможность повысить экономичность балки, сохранив ее прочность и жесткость. Кроме этого, перестановка связи приводит к упрощению конструкции. Включение связи, создающей постоянное усилие преднапряжения, в сжатую стойку практически означает замену стойки связью. Отпадает необходимость делать стойку. Шпренгель получается экономичнее и проще. Что касается нового соотношения основных размеров балки и шпренгеля, то оно дает дополнительную экономию материала. Rearrangement of the connection, which creates a constant pre-stress force, from the stretched element of the truss to the compressed strut gives a new result. Only due to such a permutation (other conditions are equal) does the negative bending moment in the beam increase. And this makes it possible to increase the economy of the beam, while maintaining its strength and rigidity. In addition, permutation of the connection leads to a simplification of the design. The inclusion of a link that creates a constant pre-stress force in a compressed rack practically means replacing the rack with a link. There is no need to do a stand. Sprengel is more economical and simpler. As for the new ratio of the main dimensions of the beam and the truss, it provides additional material savings.

Claims (2)

1. ШПРЕНГЕЛЬНАЯ БАЛКА, содержащая сжатую стойку, отличающаяся тем, что она снабжена включенной в стойку связью для создания при температурных и других перемещениях постоянного усилия предварительного напряжения в растянутых элементах шпренгеля. 1. SPRINGEL BEAM, comprising a compressed strut, characterized in that it is equipped with a link included in the strut to create a constant pre-stress force in the stretched elements of the truss during temperature and other movements. 2. Балка по п. 1, отличающаяся тем, что соотношение основных размеров балки и шпренгеля определяется системой двух дифференциальных уравнений
Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000012
,
где xi - усилие в растянутых элементах шпренгеля, возникающее от действия на балку нагрузки;
γ - угол наклона растянутых элементов шпренгеля к горизонтали;
Z - плечо горизонтальных сил, сжимающих балку, относительно нейтральной оси балки.
2. The beam according to claim 1, characterized in that the ratio of the main dimensions of the beam and the truss is determined by a system of two differential equations
Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000012
,
where x i is the force in the stretched elements of the truss arising from the action on the load beam;
γ is the angle of inclination of the stretched elements of the truss to the horizontal;
Z - shoulder horizontal forces compressing the beam relative to the neutral axis of the beam.
SU4835059 1990-06-05 1990-06-05 Trussed beam RU2012749C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4835059 RU2012749C1 (en) 1990-06-05 1990-06-05 Trussed beam

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4835059 RU2012749C1 (en) 1990-06-05 1990-06-05 Trussed beam

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2012749C1 true RU2012749C1 (en) 1994-05-15

Family

ID=21518622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4835059 RU2012749C1 (en) 1990-06-05 1990-06-05 Trussed beam

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2012749C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2650143C1 (en) * 2017-06-01 2018-04-09 Людмила Валентиновна Безрукова Shrengel beam

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2650143C1 (en) * 2017-06-01 2018-04-09 Людмила Валентиновна Безрукова Shrengel beam

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Saadeghvariri et al. Dynamic behaviour of R/C highway bridges under the combined effect of vertical and horizontal earthquake motions
Clough Effect of stiffness degradation on earthquake ductility requirements
Frieze et al. Application of dynamic relaxation to the large deflection elasto-plastic analysis of plates
Goel et al. Inelastic earthquake response of tall steel frames
RU2012749C1 (en) Trussed beam
Thompson et al. Seismic response of partially prestressed concrete
Suzuki et al. Prediction of wind-induced response of a semi-rigid hanging roof
Rahai Effect of earthquake vertical motion on RC bridge piers
Bohnhoff Expanding diaphragm analysis for post-frame buildings.
Li Nonlinear earthquake response of R/C space frame with triaxial interaction
Turkstra et al. Behavior study of curved box bridges
Tvergaard et al. Mode interaction in an eccentrically stiffened elastic-plastic panel under compression
GB1597953A (en) Prefabricated lattice bridge girder component
Vafai et al. The use of single diagonal bracing in improvement of the lateral response of tall buildings
Jutila et al. Research on and development of wooden bridges in Finland
Hartono On the Post‐buckling Behavior of Elastic Fixed‐End Column with Central Brace
Goel Seismic behavior of multistory k-braced frames under combined horizontal and vertical ground motion
Mo et al. Dynamic response of box tubes to combined shear and torsion
Darvall Shakedown with softening in reinforced concrete beams
Moss et al. Seismic response of low-rise buildings
Park Review of code developments for earthquake resistant design of concrete structures in New Zealand
Kawashima et al. Hysteretic behaviour of reinforced concrete bridge piers by dynamic loading tests and shaking table tests
SU754005A1 (en) Framework of earthquake-proof multistorey building
Kemp et al. The fabric of historic bridges
Tadjbakhsh et al. Reduction of flexural vibrations by damping of axial motions