RU2012749C1 - Trussed beam - Google Patents
Trussed beam Download PDFInfo
- 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
Links
Images
Landscapes
- Rod-Shaped Construction Members (AREA)
Abstract
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= = 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 = = 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
(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
(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= .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 = .
Потенциальная энергия шпренгельной балки, преднапряженной постоянным при температурных и других перемещениях усилием, определяется по формуле
U= Uo- x1Δ1p+ηνx1Δ
Δ
Δ
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 - x 1 Δ 1p + ηνx 1 Δ
Δ
Δ
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
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)
,
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
,
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.
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)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2650143C1 (en) * | 2017-06-01 | 2018-04-09 | Людмила Валентиновна Безрукова | Shrengel beam |
-
1990
- 1990-06-05 RU SU4835059 patent/RU2012749C1/en active
Cited By (1)
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 |