CS245910B1

CS245910B1 - Method of increasing the load-bearing capacity of steel beams

Info

Publication number: CS245910B1
Application number: CS838405A
Authority: CS
Inventors: Eduard Klaner; Vladimir Danko
Original assignee: Eduard Klaner; Vladimir Danko
Priority date: 1983-11-14
Filing date: 1983-11-14
Publication date: 1986-10-16
Also published as: CS840583A1

Abstract

Ocelový nosník se při zvyšování únosnosti ohýbá v zatěžovacím zařízení ve stejném nebo v protivném smyslu provoz·, ního zatížení postupně zvyšujícími se zatěžovacími cykly, až se v krajních vláknech jeho nejvíce namáhaných částí překročí mez kluzu materiálu, postupně až o 50 %. Vzniklým lokálním zpevněním se zvýší.únosnost Ocelových nosníků až o 50 %.When increasing the load-bearing capacity, the steel beam bends in the loading device in the same or opposite direction of the operating load with gradually increasing load cycles until the yield strength of the material is exceeded in the outer fibers of its most stressed parts, gradually by up to 50%. The resulting local strengthening increases the load-bearing capacity of the steel beams by up to 50%.

Description

Způsob zvýšení únosnosti ocelových nosníkůMethod of increasing load-bearing capacity of steel beams

Ocelový nosník se při zvyšování únosnosti ohýbá v zatěžovacím zařízení ve stejném nebo v protivném smyslu provoz·, ního zatížení postupně zvyšujícími se zatěžovacími cykly, až se v krajních vláknech jeho nejvíce namáhaných částí překročí mez kluzu materiálu, postupně až o 50 %. Vzniklým lokálním zpevněním se zvýší.únosnost Ocelových nosníků až o 50 %.As the load capacity increases, the steel beam is bent in the loading device in the same or in the opposite sense of the operational load by gradually increasing load cycles until the yield strength of the material in its extreme stresses exceeds the yield strength of the material gradually by up to 50%. The resulting local reinforcement increases the load-bearing capacity of the steel beams by up to 50%.

245 910245 910

Vynález se týká způsobu lokálního zvyšování meze kluzut meze pevnosti ocelových nosníků,například stavebních dílců, zatěžovaných v provozu konstrukce na ohyb.The invention relates to a method of locally increasing the yield strength of steel beams, for example building components, loaded in bending operation of a structure.

Tvářením oceli i jiných kovů a jejich slitin za studená dochází,jak známo,k jejich zpevnění,které aa projevuje va zvyšování meze kluzu a maze pevnosti. Zvyšování meze kluzu a maze pavnoati na základě uvedeného jevu ae až dosud provádí jen u ocelových pásů,určených pro tvarování tenkostěnných profilů za studený a to tak,že ae ocelový páe při průchodu maži válci přidržuje na krajích,zatímco ve střední části aa páa horním válcem a vydutým povrchem roztahuje v příčném aměru, nebo tak,že se ocelový pás před tvarováním v tenkoatěnný profil zvlní v příčném řezu při průchodu mezi válci a krátkými vlnami*přičemž yzniklé vlnky zůstávají v ocelovém pásu při tvarování profilů. Nevýhodou uvedených způsobů ja omezení zpevňování jen na pásy v tloušťkách 0,5 až 5 mm; následným svařováním se účinky zpevnění podstatně sníží,a zpevněním celého průřezu je značně zmenšena houževnatost materiálu.Cold forming of steel and other metals and their alloys is known to strengthen them, which aa manifests in increasing the yield strength and the lubricity strength. Increasing the yield strength and maze of pavnoati based on the above phenomenon ae has so far been performed only for steel strips intended for cold forming thin-walled profiles by holding the steel strip to the edges while greasing the rollers, while in the central part and expands the concave surface in the transverse direction, or so that the steel strip is waved in cross-section prior to being formed into a thin-walled profile as it passes between the rollers and the short waves, leaving the formed ripples in the steel strip during the profiling. A disadvantage of these methods is the limitation of the reinforcement only to the strips in thicknesses of 0.5 to 5 mm; subsequent welding reduces the strength of the reinforcement considerably, and the strength of the entire cross-section significantly reduces the toughness of the material.

Uvedené nevýhody stávajícího stavu techniky odstraňuje způsob zvýěení Únosnosti ocelových nosníků,zatěžovaných v provozu na ohyb,lokálním zpevňováním podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že ocelový nosník je před zabudováním do konstrukce přetvářen v zátěžovacím zařízení nejméně v jednom amyslu aměru provozního zatíženi postupně zvyšujícími aa zátěž ovací mi cykly,až se v krajních vláknech jeho nejvíce namáhaných částí průřezu překročí mez kluzu materiálu, postupně až o 50%. Trvalý průhyb*vzniklý ohýbáním*je možno výhodně využít jako nadvýšení nosníku. Zvyšování meze kluzu a meze pevnosti ocelových nosníků podle vynálezu se provádí zejména v těch místech, kde se projevuje maximální namáhání od ohybu provozním zatížením tak, Že momentové namáhání při ohýbání za účelem zpevnění je analogické zatížení provoznímu.The above-mentioned disadvantages of the prior art are eliminated by a method of increasing the load-bearing capacity of steel beams subjected to bending operation by local reinforcement according to the invention, characterized in that the steel beam is deformed in a load-bearing device in at least one purpose. aa load cycles, until the yield strength of the material is exceeded by up to 50% in the extreme fibers of its most stressed cross-sectional parts. Permanent bending * caused by bending * can be advantageously used as a beam elevation. The increase of the yield strength and the strength of the steel beams according to the invention is carried out in particular in those places where the maximum bending stress is exerted by the service load so that the moment bending stresses for bending for strengthening are analogous to the service load.

Ocelové nosníky,namáhané v provozu konatrukce na ohyb* mají maximální moment,rozhodující pro dimenzování,obvykle v jisté části své délky a maximální napětí v úzké oblasti kraj- 2The steel beams subjected to bending operation * have the maximum moment critical for the design, usually at a certain part of their length and the maximum stress in the narrow region of the edge.

245 910 nich vláken,zatímco zbývající podstatná část nosníků zůstává nevyužita. Zpevnění nosníku způsobem podle vynálezu nastane v té oblasti nosníku,ve které napětí výrazně překročilo mez kluži} a tato nejvíce zpevněná oblast leží v místech největšího provozního namáháni^ Míra tohoto lokálního zpevnění odpovídá míře překročení meze kluzu výchozího nezpevněného materiálu. Způsobem podle vynálezu se dosáhne zvýšení meze kluzu až o 50%, a to znamená i zvýšení únosnosti nosníku sž o 50%_t což vede k významným úsporám oceli. Výhodou přitom je,245 910 of the fibers, while the remainder of the beams remain unused. Strengthening of the beam by the method according to the invention occurs in the region of the beam where the stress has significantly exceeded the stress limit and this most strenghtened region lies at the points of greatest stress. The method according to the invention achieves an increase in the yield strength of up to 50%, which means an increase in the load-bearing capacity of up to 50% _t, which leads to significant steel savings. The advantage is that

Že materiál nezpevněné části nosníku ai ponechává nesníženou houževnatost.That the material of the unpaved portion of the beam ai leaves unimpaired toughness.

Příklad provedení způsobu zvýšení únosnosti ocelových nosníků,zatěžovaných v provozu na ohyb,lokálním zpevňováním podle vynálezu je z/Mrzornén na výkresu,kde na obr.l je boční pohled na dva nosníky tenkostěnného profilu U, podrobeného přetvářnému procesu lokálního zpevňování,na obr.2 je příčný řez dvojicí tenkostěnných nosníků z obr.l, na obr*3 je znázorněn lokálně zpevněný,přetvořený nosník, na obr.4 je profil téhož nosníku,kde plně vyznačené části zobrazují zpevněné oblasti, na obr.5 je znázorněn průběh měrného přetvoření lokálně zpevněného nosníku z obr.4, na obr.6 je zobrazen lokálně zpevněný noanik,na kterém jsou zpevněné oblasti vyznačené irafovaně^a na obr.7 je schematicky znázorněn lokálně zpevněný nosník v poloze,v jaké bude zabudován do objektu a provozně zatěžován.An example of an embodiment of the method of increasing the load-bearing capacity of steel beams subjected to local bending in accordance with the invention is shown in the drawing, wherein FIG. 1 is a side view of two beams of thin-walled U undergoing a local bending deformation process; 1 is a cross-sectional view of a pair of thin-walled beams of FIG. 1; FIG. 3 shows a locally reinforced, reshaped beam; FIG. 4 shows a profile of the same beam where fully indicated portions show the reinforced areas; 4, FIG. 6 shows a locally reinforced beam, in which the reinforced areas are shown in a hatched pattern, and FIG. 7 schematically illustrates a locally reinforced beam in the position in which it will be incorporated into the object and operationally loaded.

Dva nosníky 1 (obr.l a 2) jsou při lokálním zpevňováni podle vynálezu přetvářeny silami £ působícími shodně 8 provozním zatížením. Přetváření ohybem silami 2 ,vyvozenými například hydraulickým lisem,se provede postupně ve třech až pěti cyklech tak,že maximální průhyb i při prvním cyklu přetvářeni dosáhne hodnoty,při které překročí měrné přetvoření v krajních vláknech profilu 20%, v druhém cyklu 30%,ve třetím 40% a v dalších cyklech až 50% meze kluzu základního materiálu. Po tomto shora uvedeném procesu lokálního zpevňování zůstane nosný prvek trvale přetvořen na maximální hodnotu průhybu £ , jak znéertiuje obr.3. Příčný průběh zpevnění,respektive zvýšeni meze kluzu materiálu po výšce profily je patrný v obr.5, kde poměr velikostí napětí 2. v krajních vláknech a napětí 8The two beams 1 (FIGS. 1 and 2) are deformed during the local reinforcement according to the invention by forces 8 applying the same load 8. The bending of the forces 2, exerted by, for example, a hydraulic press, is carried out successively in three to five cycles, so that the maximum deflection even in the first deformation cycle reaches a value at which the specific strain in the outer fibers of the profile exceeds 20%; the third 40% and in subsequent cycles up to 50% yield strength of the base material. After the above-mentioned local strengthening process, the support element remains permanently reshaped to the maximum deflection value δ, as shown in Figure 3. The transverse course of the reinforcement or the increase of the yield strength of the material along the height of the profiles is apparent in Fig.

- 3 245 910 na mezi kluzu základního,nezpevněného materiálu představuje míru zpevnění,které ve výšce χ od krajních vláken má hodnotu 1,0 * v krajních vláknech hodnotu až 1,5. Zpevněné oblasti po výšce profilu jsou znázorněny plnou plochou v tlačené oblasti £ a v tažené oblasti 6 ,přičemž nezpevněná střední část 10 profilu je nevyplněna. Průběh zpevněných oblastí po délce nosníku je Srafovaně vyznačen v obr.6, přičemž tato oblast má délku 11 a výšku X . V obr.7 je zpevněný nosník 1 v montážní poloze,kde trvalé přetvoření £ J® průhyb, využitelný jako nadvýáení nosníku.- 3 245 910 the yield strength of the base, non-reinforced material represents a degree of reinforcement which at a height χ from the outer fibers has a value of 1.0 * in the outer fibers of up to 1.5. The reinforced areas along the height of the profile are shown by a solid area in the compressed area 6 and in the drawn area 6, with the unpaved central section 10 of the profile being unfilled. The course of the reinforced areas along the length of the beam is shown in hatched in FIG. 6, the area having a length 11 and a height X. In Fig. 7, the reinforced beam 1 is in an assembly position, where the permanent deflection deformation?

Claims

Method for increasing the load-bearing capacity of steel bogies loaded in bending by local reinforcement, characterized in that the steel girder bends in the loading device in the same or ephemeral sense of the operating load under load cycles and gradually and with increasing loading loads up to exceeding the yield strength of the material by 50% in the outer fibers of the most stressed parts.