[go: up one dir, main page]

RU221057U1 - TRIANGULAR ISOSceles PROFILE PIPE - Google Patents

TRIANGULAR ISOSceles PROFILE PIPE Download PDF

Info

Publication number
RU221057U1
RU221057U1 RU2023117313U RU2023117313U RU221057U1 RU 221057 U1 RU221057 U1 RU 221057U1 RU 2023117313 U RU2023117313 U RU 2023117313U RU 2023117313 U RU2023117313 U RU 2023117313U RU 221057 U1 RU221057 U1 RU 221057U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
equal
section
profile
triangular
Prior art date
Application number
RU2023117313U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Суренович Марутян
Original Assignee
Александр Суренович Марутян
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Суренович Марутян filed Critical Александр Суренович Марутян
Application granted granted Critical
Publication of RU221057U1 publication Critical patent/RU221057U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована в качестве стержневых и балочных элементов при разработке несущих конструкций зданий и сооружений различного назначения. В частном случае это могут быть элементы поясов и решеток ферм или решетчатых прогонов покрытий. Техническим результатом предлагаемого решения является оптимизация момента сопротивления сечения треугольной равнобедренной профильной трубы применительно к стержневым и балочным элементам, что увеличивает конструктивно-компоновочные возможности и расширяет область ее рационального применения. Указанный результат достигается тем, что в треугольной равнобедренной профильной трубе, включающей в своем поперечном сечении две равные грани с углом в 120 градусов между собой и горизонтальную грань, противолежащую этому углу, а также сварной стык равных граней с отбортовками, отогнутыми внутрь трубчатого профиля, эти отбортовки после заварки продольного шва формируют вертикальное ребро шириной, равной 14 толщинам трубы, и высотой, составляющей 0,0667 ширины трубы. 2 ил.

Figure 00000012
The utility model relates to the field of construction and can be used as rod and beam elements in the development of load-bearing structures of buildings and structures for various purposes. In a particular case, these may be elements of belts and gratings of trusses or lattice purlins of coverings. The technical result of the proposed solution is the optimization of the moment of resistance of the section of a triangular isosceles profile pipe in relation to rod and beam elements, which increases the design and layout capabilities and expands the scope of its rational application. This result is achieved by the fact that in a triangular isosceles profile pipe, which includes in its cross section two equal faces with an angle of 120 degrees between each other and a horizontal edge opposite this angle, as well as a welded joint of equal faces with flanges bent inside the tubular profile, these After welding the longitudinal seam, the flanges form a vertical rib with a width equal to 14 pipe thicknesses and a height equal to 0.0667 of the pipe width. 2 ill.
Figure 00000012

Description

Предлагаемое техническое решение относится к области строительства и может быть использовано в качестве стержневых и балочных элементов при разработке несущих конструкций зданий и сооружений различного назначения. В частности, это могут быть элементы поясов и решеток ферм или решетчатых прогонов покрытий.The proposed technical solution relates to the field of construction and can be used as rod and beam elements in the development of load-bearing structures of buildings and structures for various purposes. In particular, these can be elements of belts and gratings of trusses or lattice purlins of coverings.

Известно техническое решение в виде труб стальных треугольных равнобедренных по ГОСТ 8649-57 [Сальников Г.П. Краткий справочник машиностроителя. Киев: Государственное издательство технической литературы УССР, 1963. С. 111]. Его можно принять за аналог, который характеризуется тремя основными отличительными признаками. Одним из них является прямой угол между равными сторонами (катетами), позволяет для большей определенности маркировать подобную профильную трубу равнокатетной. Другой признак представляет разную устойчивость относительно главных центральных осей поперечных сечений, где расчетные параметры моментов инерции этих сечений могут разниться между собой троекратно. Еще один признак заключается в том, что внутренний радиус закругления катетов превышает внутренний радиус закруглений катетов и гипотенузы в 1,33…1,67 раза. Ортогональность равнокатетной (равнобедренной) профильной трубы по техническому решению из аналога способствует ее применению в строительных конструкциях. Однако в общем случае для ферменных, структурных, перекрестных и других решетчатых конструкций зданий и сооружений равнокатетная профильная труба нуждается в дополнительной проработке, как стержневой элемент, одинаково устойчивый из плоскости и в плоскости несущей конструкции.A technical solution is known in the form of steel triangular isosceles pipes in accordance with GOST 8649-57 [Salnikov G.P. A short reference book for a mechanical engineer. Kyiv: State Publishing House of Technical Literature of the Ukrainian SSR, 1963. P. 111]. It can be mistaken for an analogue, which is characterized by three main distinctive features. One of them is a right angle between equal sides (legs), which allows for greater certainty to mark such a profile pipe as equal-length. Another feature is different stability relative to the main central axes of the cross sections, where the calculated parameters of the moments of inertia of these sections can differ threefold. Another sign is that the internal radius of curvature of the legs exceeds the internal radius of curvature of the legs and hypotenuse by 1.33...1.67 times. The orthogonality of an equal-length (isosceles) profile pipe according to a technical solution from an analogue facilitates its use in building structures. However, in the general case, for truss, structural, cross and other lattice structures of buildings and structures, an equal-length profile pipe needs additional development as a rod element, equally stable from the plane and in the plane of the supporting structure.

Наиболее близким техническим решением (принятый за прототип) к предлагаемому является треугольная равнокатетная профильная труба, включающая две наклонные грани в виде катетов и горизонтальную грань в виде гипотенузы равнобедренного прямоугольного треугольника в поперечном сечении, а также сварной стык катетов с отбортовками. Эти отбортовки отогнуты внутрь трубчатого профиля и после заварки продольного шва формируют вертикальное ребро шириной, равной 4 толщинам трубы, и высотой, составляющей 0,2698 гипотенузы [Марутян А.С. Треугольная равнокатетная профильная труба (гнутосварной профиль) // Патент №202405. 16.02.2021. Бюл. №5]. Вертикальное ребро и его расчетные параметры обеспечивают одинаковую устойчивость из плоскости и в плоскости несущей конструкции для стержневых элементов из треугольных равнокатетных труб. В частности, такие элементы могут представлять собой пояса ферменных конструкций, эффективных в комплектации с аналогичными поясами из пятиугольных равнокатетных труб. Не менее рациональна для ферменных конструкций комплектация поясов из треугольных и пятиугольных равнобедренных труб с заменой прямого угла на угол в 120 градусов [Марутян А.С. Оптимизация ферменных конструкций с поясами из пятиугольных равнокатетных и равнобедренных профильных труб // Строительная механика и расчет сооружений. 2022, №5. С. 54-62]. Поэтому практический интерес представляет проработка треугольной равнобедренной профильной трубы, включающей в своем поперечном сечении две равные грани с углом в 120 градусов между собой и горизонтальную грань, противолежащую этому углу. Сварной стык равных граней с отбортовками и его расчетные параметры не обеспечивают одинаковую устойчивость, но позволяют вывести центр тяжести сечения на середину его высоты и оптимизировать момент сопротивления трубчатого профиля.The closest technical solution (adopted as a prototype) to the proposed one is a triangular equal-length profile pipe, which includes two inclined faces in the form of legs and a horizontal face in the form of the hypotenuse of an isosceles right triangle in cross section, as well as a welded joint of legs with flanges. These flanges are bent inside the tubular profile and, after welding the longitudinal seam, they form a vertical rib with a width equal to 4 pipe thicknesses and a height of 0.2698 hypotenuse [Marutyan A.S. Triangular equal-length profile pipe (bent-welded profile) // Patent No. 202405. 02/16/2021. Bull. No. 5]. The vertical rib and its design parameters provide the same stability out of the plane and in the plane of the supporting structure for rod elements made of triangular equal-length pipes. In particular, such elements can be belts of truss structures, which are effective when combined with similar belts made of pentagonal equal-length pipes. No less rational for truss structures is the assembly of chords made of triangular and pentagonal isosceles pipes with the replacement of a right angle by an angle of 120 degrees [Marutyan A.S. Optimization of truss structures with chords made of pentagonal equal-length and isosceles profile pipes // Structural mechanics and design of structures. 2022, no. 5. P. 54-62]. Therefore, of practical interest is the development of a triangular isosceles profile pipe, which includes in its cross section two equal faces with an angle of 120 degrees between them and a horizontal face opposite this angle. The welded joint of equal faces with flanges and its design parameters do not provide the same stability, but make it possible to bring the center of gravity of the section to the middle of its height and optimize the moment of resistance of the tubular profile.

Техническим результатом предлагаемого решения является оптимизация момента сопротивления сечения треугольной равнобедренной профильной трубы применительно к стержневым и балочным элементам, что увеличивает конструктивно-компоновочные возможности и расширяет область ее рационального применения.The technical result of the proposed solution is the optimization of the moment of resistance of the section of a triangular isosceles profile pipe in relation to rod and beam elements, which increases the design and layout capabilities and expands the scope of its rational application.

Указанный результат достигается тем, что в треугольной равнобедренной профильной трубе, включающей в своем поперечном сечении две равные грани с углом в 120 градусов между собой и горизонтальную грань, противолежащую этому углу, а также сварной стык равных граней с отбортовками, отогнутыми внутрь трубчатого профиля, эти отбортовки после заварки продольного шва формируют вертикальное ребро шириной, равной 14 толщинам трубы, и высотой, составляющей 0,0667 ширины трубы.This result is achieved by the fact that in a triangular isosceles profile pipe, which includes in its cross section two equal faces with an angle of 120 degrees between each other and a horizontal edge opposite this angle, as well as a welded joint of equal faces with flanges bent inside the tubular profile, these After welding the longitudinal seam, the flanges form a vertical rib with a width equal to 14 pipe thicknesses and a height equal to 0.0667 of the pipe width.

Предлагаемая профильная труба обладает достаточно универсальным техническим решением, с реализацией которого для ее изготовления можно использовать прямошовные сварные соединения листовых заготовок как обычной, так и повышенной тонкостенности. В последнем случае по технологическим требованиям наложения сварных швов необходима разделка кромок под сварку в виде их отбортовки [Металлические конструкции / Под ред. Ю.И. Кудишина. М.: Издательский центр «Академия», 2007. С. 119]. Итогом таких сборочно-сварочных операций вполне может стать формообразование внутри трубчатого профиля ребра жесткости, которому целесообразно после соответствующего расчета согласно заданным по проекту параметрам придать дополнительные конструктивно-компоновочные функции. В частности, внутреннее ребро из рассчитанных отбортовок может вывести центр тяжести сечения на середину его высоты и оптимизировать момент сопротивления трубчатого профиля.The proposed profile pipe has a fairly universal technical solution, with the implementation of which for its production it is possible to use straight-seam welded joints of sheet blanks of both regular and increased thin-walledness. In the latter case, according to the technological requirements for applying welds, it is necessary to cut the edges for welding in the form of flanging them [Metal structures / Ed. Yu.I. Kudishina. M.: Publishing center "Academy", 2007. P. 119]. The result of such assembly and welding operations may well be the formation of a stiffening rib inside the tubular profile, to which it is advisable, after appropriate calculations in accordance with the parameters specified in the project, to be given additional structural and layout functions. In particular, the internal rib from the calculated flanges can bring the center of gravity of the section to the middle of its height and optimize the moment of resistance of the tubular profile.

Предлагаемое техническое решение поясняется графическими материалами, где наThe proposed technical solution is illustrated with graphic materials, where

фиг. 1 приведена расчетная схема поперечного сечения треугольной равнобедренной трубы с углом 120°, а пунктиром обозначена средняя линия тонкостенного сечения;fig. Figure 1 shows a design diagram of the cross section of a triangular isosceles pipe with an angle of 120°, and the dotted line indicates the middle line of the thin-walled section;

фиг. 2 - схема поперечного сечения треугольной равнобедренной трубы с оптимизированным моментом сопротивления.fig. 2 - diagram of the cross section of a triangular isosceles pipe with an optimized moment of resistance.

Для вывода приведенных соотношений параметров треугольного равнобедренного трубчатого профиля и количественной оценки его несущей способности целесообразно рассчитать моменты инерции сечения Ix и Iy относительно главных центральных осей, а также площадь сечения А. Такое сечение можно считать составным из трех прямоугольных участков, средние линии которых являются боковыми сторонами с углом в 120 градусов между собой, а также основанием равнобедренного треугольника. Расчетные выкладки при этом допустимо выполнять по средней линии тонкостенного сечения без учета его угловых закруглений и без учета численных величин, содержащих значения толщины, возведенной во вторую и третью степень (t2, t3) [Марутян А.С. Оптимизация конструкций из трубчатых (гнутосварных) профилей квадратных (прямоугольных) и ромбических сечений // Строительная механика и расчет сооружений. 2016, №1. С. 30-38].To derive the given ratios of the parameters of a triangular isosceles tubular profile and quantify its load-bearing capacity, it is advisable to calculate the moments of inertia of the section I x and I y relative to the main central axes, as well as the section area A. Such a section can be considered a composite of three rectangular sections, the center lines of which are lateral sides with an angle of 120 degrees to each other, as well as the base of an isosceles triangle. In this case, it is permissible to perform calculation calculations along the middle line of a thin-walled section without taking into account its angular roundings and without taking into account numerical values containing the values of thickness raised to the second and third power (t 2 , t 3 ) [Marutyan A.S. Optimization of structures made of tubular (bent-welded) profiles of square (rectangular) and rhombic sections // Structural mechanics and calculation of structures. 2016, no. 1. P. 30-38].

Треугольная равнокатетная труба имеет следующие расчетные параметры поперечного сечения:A triangular equal-length pipe has the following design cross-section parameters:

- габаритный размер по высоте- overall height dimensions

V=0,288675U,V=0.288675U,

где U - габаритный размер по ширине, равный основанию;where U is the overall width dimension equal to the base;

- размер (длина) боковых сторон- size (length) of the sides

- площадь сечения- cross-sectional area

A=tU(1+2×0,5773502)=2,1547004tU,A=tU(1+2×0.5773502)=2.1547004tU,

где t - толщина листовой заготовки трубчатого профиля;where t is the thickness of the tubular profile sheet blank;

- ординаты центра тяжести сечения- ordinates of the center of gravity of the section

где ymin - относительно нижней грани, ymax - относительно вершины угла в 120°,where y min is relative to the bottom edge, y max is relative to the top of the 120° angle,

- моменты инерции- moments of inertia

где Where

- радиусы инерции- radii of inertia

- моменты сопротивления- moments of resistance

Полученные расчетные формулы можно протестировать, если отношение размеров ширины и высоты сечения треугольной равнобедренной трубы подставить в расчетные формулы пятиугольной равнобедренной трубы:The resulting calculation formulas can be tested if the ratio of the dimensions of the width and height of the section of a triangular isosceles pipe is substituted into the calculation formulas of a pentagonal isosceles pipe:

где за эталонные (100-процентные) показатели приняты параметры треугольного профиля.where the parameters of the triangular profile are taken as the reference (100 percent) indicators.

Как видно, расчетные выкладки имеют достаточно приемлемые погрешности для дальнейшего применения в решении оптимизационной задачи.As you can see, the calculation calculations have sufficiently acceptable errors for further use in solving the optimization problem.

Оптимизированное значение расчетного момента сопротивления имеет место только при условии, когда центр тяжести поперечного сечения расположен на середине его высоты, что вполне может быть обеспечено посредством включения в расчетное сечение трубчатого профиля внутреннего ребра размером 14Р</г:The optimized value of the calculated moment of resistance occurs only under the condition that the center of gravity of the cross section is located at the middle of its height, which can easily be achieved by including an internal rib of size 14P in the design section of a tubular profile:

A=2,1547004tU+14th.A=2.1547004tU+14th.

Линейный размер ребра h необходимо рассчитать так, чтобы ордината центра тяжести оказалась равной половине размера по высоте:The linear size of the rib h must be calculated so that the ordinate of the center of gravity is equal to half the size in height:

В дальнейшую проработку целесообразно принятьIn further study it is advisable to take

h=0,0667257U≈0,0667U.h=0.0667257U≈0.0667U.

Тогда треугольная равнобедренная труба с таким размером внутреннего ребра будет иметь следующие характеристики сечения:Then a triangular isosceles pipe with this internal rib size will have the following section characteristics:

Сравнение треугольной трубы с внутренним ребром с треугольной трубой без такого ребра показывает, что, если площадь сечения у предлагаемой трубы возросла в 3,0888602/2,1547004=1,43 раза, то момент инерции в плоскости конструкции возрос в 0,0029240/0,0019942=1,47 раза, оптимизированный параметр момента сопротивления возрос в 0,0625761/0,0446574=1,40 раза, радиус инерции возрос в 0,0540747/0,0446578=1,21 раза. При этом у треугольной трубы с внутренним ребром (h/U=0,0667/1) центр тяжести поперечного сечения находится на середине размера по высоте, что увеличивает ее конструктивно-компоновочные возможности для применения в стержневых и балочных элементах несущих конструкций.A comparison of a triangular pipe with an internal rib with a triangular pipe without such a rib shows that if the cross-sectional area of the proposed pipe increased by 3.0888602/2.1547004=1.43 times, then the moment of inertia in the plane of the structure increased by 0.0029240/0 .0019942=1.47 times, the optimized parameter of the moment of resistance increased by 0.0625761/0.0446574=1.40 times, the radius of gyration increased by 0.0540747/0.0446578=1.21 times. At the same time, for a triangular pipe with an internal rib (h/U = 0.0667/1), the center of gravity of the cross section is in the middle of the height dimension, which increases its design and layout capabilities for use in rod and beam elements of load-bearing structures.

Claims (1)

Треугольная равнобедренная профильная труба, включающая в своем поперечном сечении две равные грани с углом в 120 градусов между собой и горизонтальную грань, противолежащую этому углу, а также сварной стык равных граней с отбортовками, отогнутыми внутрь трубчатого профиля, отличающаяся тем, что эти отбортовки после заварки продольного шва формируют вертикальное ребро шириной, равной 14 толщинам трубы, и высотой, составляющей 0,0667 ширины трубы.A triangular isosceles profile pipe, including in its cross section two equal faces with an angle of 120 degrees between each other and a horizontal face opposite this angle, as well as a welded joint of equal faces with flanges bent inside the tubular profile, characterized in that these flanges after welding the longitudinal seam is formed by a vertical rib with a width equal to 14 pipe thicknesses and a height equal to 0.0667 of the pipe width.
RU2023117313U 2023-06-29 TRIANGULAR ISOSceles PROFILE PIPE RU221057U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU221057U1 true RU221057U1 (en) 2023-10-16

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU223758U1 (en) * 2023-11-07 2024-03-01 Александр Суренович Марутян TRIANGULAR ISOSceles PROFILE PIPE WITH REINFORCED EDGES

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5664388A (en) * 1993-03-31 1997-09-09 Donna Bass Structural shear resisting member and method employed therein
US20030172613A1 (en) * 2002-03-06 2003-09-18 Abb Service S.R.I Frame member for electrical distribution cabinets
RU202405U1 (en) * 2020-08-26 2021-02-16 Александр Суренович Марутян TRIANGULAR EQUAL PROFILE PIPE (BENT WELDED PROFILE)
RU211999U1 (en) * 2022-01-12 2022-06-30 Александр Суренович Марутян TRIANGULAR EQUILATERAL PROFILE PIPE

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5664388A (en) * 1993-03-31 1997-09-09 Donna Bass Structural shear resisting member and method employed therein
US20030172613A1 (en) * 2002-03-06 2003-09-18 Abb Service S.R.I Frame member for electrical distribution cabinets
RU202405U1 (en) * 2020-08-26 2021-02-16 Александр Суренович Марутян TRIANGULAR EQUAL PROFILE PIPE (BENT WELDED PROFILE)
RU211999U1 (en) * 2022-01-12 2022-06-30 Александр Суренович Марутян TRIANGULAR EQUILATERAL PROFILE PIPE

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU223758U1 (en) * 2023-11-07 2024-03-01 Александр Суренович Марутян TRIANGULAR ISOSceles PROFILE PIPE WITH REINFORCED EDGES

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2601351C1 (en) Bearing structure with grid from oval pipes
RU221057U1 (en) TRIANGULAR ISOSceles PROFILE PIPE
RU2554643C1 (en) Load-carrying structure with frame from oval tube
RU223758U1 (en) TRIANGULAR ISOSceles PROFILE PIPE WITH REINFORCED EDGES
CN209457263U (en) An assembled steel structure beam-slab connection structure
RU2548301C1 (en) Truss from orthorhombic pipes (roll-welded profiles)
RU202405U1 (en) TRIANGULAR EQUAL PROFILE PIPE (BENT WELDED PROFILE)
RU220504U1 (en) TRIANGULAR EQUAL LEGEND WELDED PROFILE
CN112538931A (en) Large-span trapezoidal space steel pipe truss concrete floor structure
RU2664092C1 (en) Three-sided lattice support with belts of flat oval pipes
RU223312U1 (en) TRIANGULAR EQUAL LEGEND WELDED PROFILE WITH REINFORCED EDGES
RU193985U1 (en) BEARING STRUCTURE WITH RECTANGULAR TUBE GRILLE
RU166563U1 (en) STEEL CONCRETE BEAM
RU2500863C1 (en) Metal structure with grid from rhombic closed bent-welded shapes
RU193994U1 (en) DOUBLE BEAM WITH CORRUGATED WALL AND TUBULAR BELTS
RU2680564C1 (en) Trapezoid shaped pipe
RU214014U1 (en) TRIANGULAR EQUILATERAL PROFILE PIPE WITH REINFORCED FACETS
RU226832U1 (en) TRAPEZOIDAL PROFILE PIPE WITH REINFORCED SHELF
RU223564U1 (en) PENTAGONAL ISOSceles WELDED PROFILE WITH REINFORCED EDGES
RU226056U1 (en) PENTAGONAL EQUAL-LEGENT PIPE OF BEAM MODIFICATION
RU219413U1 (en) SEMI-FLAT-OVAL BELT-WELDED PROFILE
RU211999U1 (en) TRIANGULAR EQUILATERAL PROFILE PIPE
RU2304479C2 (en) Method for enhancing carrying capability of cylindrical tube at bending
CN108532832A (en) A kind of node of interior reinforced circle set circle Concrete-filled Double Skin Steel Tube Columns and girder steel
RU220022U1 (en) PENTAGONAL ISOSTHORES BENT-WELDED PROFILE