ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ КОЛОННА Российский патент 1994 года по МПК E04C3/34 

Изобретение относится к области строительных конструкций, а именно железобетонным конструкциям, в частности к колоннам, столбам, стойкам, применяемым в промышленном и гражданском строительстве, инженерных сооружениях, а также других объектах, где используются сжатые железобетонные элементы, запроектированные по условиям прочности или конструктивным соображениям.

Известна традиционная колонна сплошного сечения, имеющая продольное и поперечное армирование, закладные детали с анкерами и поперечные сетки.

Известна также центрифугированная железобетонная колонна квадратного или кольцевого сечения, имеющая сквозную продольную полость по всей длине колонны со сложным конструктивным решением стыков и металлоемкой схемой установки закладных деталей.

Недостатком этих колонн является как завышенный расход бетона для сплошных колонн, так и ослабление прочности бетона для пустотелых, кроме того для пустотелых значительно осложняется задача установки закладных деталей и конструирование стыковых узлов.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранная в качестве прототипа железобетонная колонна, имеющая сквозную цилиндрическую полость и сложные металлоемкие закладные детали, а также стыковые соединения.

Недостатком этой колонны являются снижение прочностных параметров бетона ввиду тонкостенного конструктивного исполнения, а также металлоемкое и технологически сложное исполнение закладных деталей и стыковых соединений.

Целью изобретения является повышение прочностных параметров колонны при устройстве в ней локальных ослаблений и упрощении технологии установки закладных деталей, а также стыковых элементов при сохранении общепринятой схемы армирования.

Указанная цель достигается тем, что по всей длине колонны выполняются шарообразные или эллиптические полости или включение диаметром 1: 2 или 1: 2,5 размера поперечного сечения колонны с расстоянием между шарообразными полостями 2-3 диаметра полости, между эллиптическими 3-4 диаметра.

Сравнительный анализ показывает, что заявляемая колонна отличается от колонны со сквозной цилиндрической полостью наличием прерывистых участков бетона и шарообразных или эллиптических полоcтей (включений), выполненных при помощи специальных вкладышей, и соответствует критерию изобретения "Новизна".

При сопоставлении заявляемого решения с другими известными техническими решениями можно отметить, что введение в колонну локальных полостей позволяет сохранить существующую прочность бетона, снизить его расход до 7-10% по объему, использовать для вкладышей вторичное сырье, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "Существенные отличия".

В предлагаемом решении установка конструктивных закладных деталей и поперечных сеток производится по общепринятой методике без изменения ни опалубки, ни технологии изготовления колонн. В то время как в колоннах с цилиндрическими полостями, которые выполняются, как правило, с помощью трубчатых пуансонов, установка этих элементов вызывает серьезные конструктивные изменения и опалубки, и закладных деталей.

На фиг. 1 представлена железобетонная колонна с шаровой полостью; на фиг. 2 - то же, с эллиптической полостью.

Железобетонная колонна (фиг. 1) содержит продольную арматуру 1, поперечную арматуру 2. Во внутреннем теле колонны по ее длине сформированы шаровые полости 3. Расстояние между этими полостями 2-3d, где d - диаметр внутренней полости колонны.

Железобетонная колонна (фиг. 2) содержит продольную арматуру 1, поперечную арматуру 2. Во внутреннем теле по длине сформированы эллиптические полости 4. Расстояние между этими полостями 3-4d, где d - диаметр внутренней полости.

Проведенные экспериментальные исследования показали, что колонны с полостями сохраняют прочностные параметры бетона на 85-90% , в то время как пустотелые (без специальных мероприятий по формовке) теряют эту прочность до 50-60% от сплошных сечений. При проектировании колонн с локальными ослаблениями по предлагаемой схеме к расчетному сопротивлению бетона рекомендуется вводить поправочный коэффициент 0,9. Коэффициент продольного изгиба принимается без изменений, гибкость колонн не должна превышать 20. На динамические нагрузки предлагаемые колонны до проведения специальных исследований применять не рекомендуется.

Наибольшую эффективность при использовании предлагаемых колонн можно получить в стойках различных эстакад, малоэтажных промышленных и гражданских зданиях, различных опорах и пилонах инженерных сооружений и других объектах.

Предлагаемое конструктивное решение колонн позволяет сохранить прочность поперечных сечений, сэкономить бетон на 7-10% , снизить вес конструкций, использовать для вкладышей вторичный дешевый материал (шлаковые отходы, глину, пенопластовые элементы, вторичное сырье химической, деревообрабатывающей, металлургической промышленности).

При изготовлении колонн в больших партиях (свыше 300 м³) можно получить экономический эффект за счет экономии бетона, трудозатрат и денежных средств в пределах 800-1000 руб. на каждые 100 м³.

(56) 1. Байков В. Н. , Сигалов Э. Е. Железобетонные конструкции. Общий курс. М. : Стройиздат, 1985, с. 169-174.

2. Пецольд Т. М. Центрифугированные колонны квадратного сечения. - Бетон и железобетон. 1983, N 6.

Использование: в области строительства. Сущность изобретения: железобетонная колонна с продольным и поперечным армированием и с внутренней полостью. Полость разделена поперечными перемычками, которые образуют замкнутые эллиптические или шарообразные включения диаметром 1: 2 или 1: 2,5 размера поперечного сечения колонны. Расстояние между шарообразными полостями 2 - 3 диаметра полости, между эллиптическими 3 - 4 диаметра. Закладные детали размещены между полостями. 2 ил.

ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ КОЛОННА с продольным и поперечным армированием, закладными деталями и внутренней полостью, отличающаяся тем, что, с целью повышения несущей способности, полость разделена поперечными перемычками с образованием эллиптических или шарообразных включений диаметром 1 : 2 или 1 : 2,5 размера поперечного сечения колонны, с расстоянием между шарообразными включениями 2 - 3 диаметра полости, между эллиптическими - 3 - 4 диаметра, а закладные детали размещены между включениями.