[1]Полезная модель относится к строительству и может быть использована в конструкциях каркасов зданий и сооружений.
[2]Известен узел сопряжения второстепенной балки с главной балкой в одном уровне через опорный уголок (Серия 2.440-2 выпуск 1. Узлы стальных конструкций производственных зданий промышленных предприятий, лист 03КМ, узел 3 // URL: http://dwg.ru/dnl/1752b Принято за прототип.
[3]Недостаток этого узла состоит в том, что болты, прикрепляющие опорный уголок к полке главной балки, ослабляют поперечное сечение полки. Кроме того нагрузка, передаваемая с второстепенной балки на главную балку, является смещенной относительно оси главной балки. В связи с этим действие сосредоточенной нагрузки со смещением приводит к появлению стесненного кручения и, следовательно, повышению уровня напряжений в поперечном сечении главной балки. В случае если главная балка запроектирована без запасов прочности, то дополнительные напряжения от стесненного кручения приведут к потере несущей способности конструкции главной балки и здания в целом. Нагрузка, передаваемая от второстепенной балки на главную балку, является сосредоточенной и прикладывается на свес полки. Значительная величина сосредоточенной нагрузки может привести к потере местной устойчивости полки главной балки.
[4]Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение несущей способности узла сопряжения, а также конструкции главной балки в целом при действии сосредоточенной нагрузки со смещением.
[5]Технический результат достигается тем, что в известном узле сопряжения балок в одном уровне, состоящем из главной балки и второстепенной, а также соединяющего их опорного уголка, приваренного к торцу второстепенной балки, особенность заключается в том, что главная балка имеет гофрированную стенку произвольного профиля, а опорный уголок прикреплен к полке главной балки сварным швом, проложенным вдоль ее продольной оси, при этом ширина полки опорного уголка превышает 
ширины полки главной балки не менее чем на 15 мм.
[6]Полезная модель поясняется чертежами.
[7]На фиг. 1 показан аксонометрический вид на узел сопряжения балок в одном уровне, где приняты следующие обозначения: 1 - полка главной балки, 2 - гофрированная стенка, 3 - второстепенная балка, 4 - опорный уголок.
[8]На фиг. 2 показан вид сбоку на узел сопряжения балок в одном уровне, где приняты следующие обозначения: 1 - полка главной балки, 2 - гофрированная стенка, 3 - второстепенная балка, 4 - опорный уголок.
[9]На фиг. 3 показано сечение А-А на фиг. 2, где приняты следующие обозначения: 1 - полка главной балки, 2 - гофрированная стенка, 3 - второстепенная балка, 4 - опорные уголок.
[10]На фиг. 4 показан вид А на фиг. 2, где приняты следующие обозначения: 1 - полка главной балки, 3 - второстепенная балка, 4 - опорный уголок.
[11]На фиг. 5 изображена схема балки для расчета на стесненное кручение, где приняты следующие обозначения: L - длина главной балки, P - вертикальная сосредоточенная нагрузка, e - смещение нагрузки относительно оси главной балки.
[12]На фиг. 6 изображена схема поперечные сечения балки с плоской стенкой и гофрированной стенкой до и после расчета, где приняты следующие обозначения: P - вертикальная сосредоточенная нагрузка, e - смещение нагрузки относительно оси главной балки.
[13]Предлагаемый узел сопряжения балок в одном уровне состоит из главной балки с гофрированной стенкой 2 произвольного профиля, например синусоидального, второстепенной балки 3, выполненной из прокатного профиля или сварной балки, и опорного уголка 4 Опорный уголок 4 одной полкой прикреплен с помощью сварного шва к внешней стороне полки главной балки 1, а второй полкой - к торцевой части второстепенной балки. Сварной шов на полке главной балки 1 расположен вдоль ее оси, при этом ширина полки опорного уголка 4 пересекает продольную ось полки главной балки 1 не менее чем на 15 мм. Через опорный уголок 4 передается сосредоточенная нагрузка от второстепенной балки 3 на главную балку. Эта сосредоточенная нагрузка будет передаваться со смещением относительно оси главной балки.
[14]Крепление опорного уголка сварным швом вдоль оси полки главной балки позволяет избежать ослабление поперечного сечения полки, а также продольное расположение сварных швов повышает надежную работу узла сопряжения. Нахлест полки опорного уголка за продольную ось полки главной балки перемещает точку приложения сосредоточенной нагрузки, передаваемой с второстепенной балки, и повышает местную устойчивость полки главной балки. Замена плоской стенки в главной балке на гофрированную повышает жесткостные характеристики главной балки на кручение, что позволяет лучше воспринимать нагрузку, приложенную со смещением.
[15]Для доказательства преимущества гофрированной стенки главной балки по сравнению с плоской стенкой производился расчет несущей способности главной балки - прототипа, на нагрузку со смещением, передаваемую от второстепенных балок, и сравнивался с расчетом балки с гофрированной стенкой на аналогичную нагрузку.
[16]Для двух балок были проведены расчеты методом конечных элементов по программе «Лира» на стесненное кручение. Численные эксперименты выполнены для моделей двухопорной шарнирной балки одинакового сечения (рис. 5). Длина главной балки L=6 м без раскрепления поясов по длине. Сечение балки:
[17]- геометрические размеры сечения:
[18]- высота гофрированной стенки: hw=500 мм;
[19]- толщина гофрированной стенки: tw=2,5 мм;
[20]- ширина полки главной балки: 
мм;
[21]- толщина полки главной балки: 
мм;
[22]- параметры гофров для гофрированной стенки:
[23]- профиль гофрированной стенки: волнистый;
[24]- длина гофра: a=77,5 мм;
[25]- высота гофра: 
мм.
[26]Балка загружена двумя вертикальными сосредоточенными нагрузками P=65 кН, приложенными в 1/3 пролета, с целью создания участка чистого изгиба (рис. 5). Смещение сосредоточенной нагрузки относительно оси главной балки составляет e=40 мм, что соответствует расположению нагрузки за пределами высоты гофра.
[27]Расчет показал, что углы поворота для балок следующие (рис. 5):
[28]- балка с плоской стенкой: -8,73°;
[29]- балка с гофрированной стенкой: -7,02°.
[30]Балка с гофрированной стенкой оказываются менее чувствительной к нагрузке, смещенной относительно оси, чем балка с плоской стенкой, об этом свидетельствует меньший угол поворота сечения. При одинаковых параметрах балка с гофрированной стенкой имеет большую жесткость на кручение и, следовательно, гофрированная балка является предпочтительной с точки зрения ее деформативности. Это преимущество составляет 19,6%.
[31]Использование предложенного технического решения позволяет повысить несущую способность узла сопряжения, а также конструкции главной балки в целом при действии сосредоточенной нагрузки со смещением.
ширины полки главной балки не менее чем на 15 мм.
