АРМАТУРНЫЙ КАРКАС ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ ПЕРЕКРЫТИЙ Российский патент 1995 года по МПК E04C5/06 E04C5/16 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в преднапряженных и обычных железобетонных конструкциях.

Известно, что с целью обеспечения безопасного перемещения железобетонных конструкций на стадиях изготовления, транспортирования, складирования и монтажа предусматривается использование подъемных (монтажных) петель. Петли бетонируются вместе с конструкцией и должны иметь прочность анкеровки в бетоне, достаточную для восприятия нагрузок от собственного веса изделий на всех доэксплуатационных стадиях. Подъемные петли имеют объемную конструкцию для наиболее эффективной заделки ветвей петли в бетоне с целью предотвращения ее вырыва из бетонного массива [1] Недостатком является то, что такие конструкции петель подвержены опасности вырыва из бетона вследствие неравномерности включения в работу отдельных элементов петель.

Наиболее близким по технической сущности является арматурный каркас железобетонных элементов, содержащий продольные рабочие стержни, поперечную арматуру и подъемные двухветвевые петли с анкерами на концевых участках Г-образной формы. Анкеры заведены за поперечную арматуру, выполняющую роль анкера для передачи усилия на продольную арматуру каркаса [2]
Однако данное техническое решение требует устройства дополнительных стержневых анкеров, а Г-образные анкеры выпусков не обладают достаточной анкерующей способностью в бетоне вследствие своей способности "расправляться" при действии нагрузок, равных 0,2-0,3 от предельной. Такие петлевые выпуски сложны в изготовлении, а также требуют значительных трудозатрат при установке и фиксации в опалубочной форме.

Цель изобретения повышение несущей способности арматурного каркаса за счет улучшения анкеровки петель, улучшения технологичности арматурных работ и снижения трудоемкости изготовления плит.

Поставленная цель достигается за счет того, что в арматурном каркасе плит перекрытий, включающем продольную рабочую арматуру, поперечные стержни и подъемные двухветвевые петли с анкерами, анкер каждой ветви подъемной петли выполнен в виде U-образного крюка с радиусом изгиба 0,5.2 диаметра ветви петли и снабжен прямолинейным выпуском длиной 1.5 диаметров ветви петли, охватывающим продольную рабочую арматуру под углом 0.90^о. Прямолинейный выпуск U-образного крюка может быть выполнен наклонным относительно оси ветви петли.

В арматурном каркасе каждая ветвь петли может быть выполнена изогнутой. U-образные крюки располагают под углом относительно вертикально расположенных ветвей петли, или ветви петли располагают под углом относительно вертикально расположенных U-образных крюков. Арматурный каркас может отличаться тем, что U-образные крюки располагают под углом 10.90^о относительно продольной оси рабочей арматуры, а прямолинейные выпуски U-образных крюков могут быть снабжены концевыми отгибами, расположенными в плоскости крюка или перпендикулярно к ней под углом 90.135^о относительно вертикально расположенных ветвей петли или U-образных крюков. Ветви петли могут быть расположены с разных сторон рабочего стержня, а U-образные кpюки ориентированы в противоположные стороны.

На фиг. 1 изображен арматурный каркас железобетонных плит перекрытий, общий вид; на фиг. 2 узел I на фиг. 1; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 арматурный каркас с вариантом подъемной петли, ветви которой выполнены изогнутыми, общий вид; на фиг. 5 разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 арматурный каркас с вариантом подъемной петли, ветви которой выполнены изогнутыми, общий вид; на фиг. 7 схема работы арматурного каркаса в железобетонной плите при подъеме; на фиг. 8 арматурный каркас с подъемной петлей, U-образные крюки которой расположены под углом относительно продольной оси рабочей арматуры, общий вид; на фиг. 9 разрез В-В на фиг. 8; на фиг. 10 разрез Г-Г на фиг. 8; на фиг. 11 арматурный каркас с подъемной петлей, прямолинейные выпуски U-образных крюков которой снабжены концевыми отгибами, расположенными в плоскости крюка, общий вид; на фиг. 12 разрез Д-Д на фиг. 11; на фиг. 13 арматурный каркас с подъемной петлей, прямолинейные выпуски U-образных кpюков которой снабжены концевыми отгибами, расположенными перпендикулярно плоскости крюка, общий вид; на фиг. 14 разрез Е-Е на фиг. 13; на фиг. 15 арматурный каркас с расположенными с разных сторон рабочего стержня ветвями петли, U-образные крюки которых ориентированы в противоположные стороны, общий вид; на фиг. 16 разрез Ж-Ж на фиг. 15.

Арматурный каркас содержит продольный рабочий стержень 1 (напрягаемый или ненапрягаемый), поперечную арматуру 2 и подъемную петлю 3. Подъемная петля 3 имеет вертикальные ветви 4, проушину 5, а также анкер в виде U-образного крюка 6. U-образный крюк 6 содержит прямолинейный выпуск 7. После сборки арматурного каркаса в опалубочной форме петля 3 может быть поджата к рабочей арматуре 1 и /или к поддону 8 опалубочной формы. После формования (бетонирования) в железобетонной конструкции 9 образуют выемки 10 для захвата строповочным крюком проушины 5 петли 3.

Параметры U-образного крюка должны отвечать следующим требованиям: радиус изгиба составляет 0,5-2,0 диаметра ветви петли, а длина прямолинейного выпуска 1-5 диаметра ветви петли. При меньших величинах радиуса изгиба возникает опасность перелома ветви петли, а при больших значениях r > 2d в процессе нагружения анкера его крюк имеет тенденцию к вытягиванию из бетона и распрямлению. В случае длины прямолинейных выпусков менее l < 1d анкерный крюк 6 при нагружении вытягивается из бетона, а при l > 5d эффективность анкеровки крюка не повышается. Величина l (1-5)d является оптимальной как с точки зрения достижения максимальной прочности анкеровки U-образного крюка 6, так и с точки зрения достижения технологичности процесса изготовления петли.

При изменении угла изгиба α прямолинейных выпусков 7 к ветвям 4 подъемной петли 4 от 0 до 90^o анкерующая способность петли еще больше возрастает за счет появления дополнительных перегибов в U-образном крюке. При увеличении угла α до 90^о исключается непроизвольная разблокировка (рассоединение) U-образных крюков 6 с рабочими стержнями 1, так как возможное направление выскальзывания стержня 1 перекрывается загнутым выпуском 7. Увеличение угла α > 90^о нецелесообразно по причине усложнения операции загиба и препятствования стержня 1 дальнейшему загибу.

Кроме того, в U-образных крюках подъемных петель прямолинейные выпуски 7 могут загибаться не только в направлении ветвей петли, но и в направлении торцов железобетонного изделия (показано пунктиром на фиг. 3). Возможно сочетание загиба одновременно в направлении ветвей петли и торцов изделия.

При использовании подъемных петель 3 в тонкостенных конструкциях (например в многопустотных плитах перекрытий) возникают определенные сложности. Эти сложности вызваны тем, что подъемные петли не могут быть установлены (заведены за рабочую арматуру после введения в форму пустотообразователей пуансонов) вследствие невозможности проталкивания U-образного крюка 6 петли 3 между пуансоном 11 и стержнями 1. С другой стороны, предварительное заведение петель за стержни приводит к тому, что пуансоны сдвигают петли к краю формы, которые разрушают установленные ранее в опалубке конструкции арматурные сетки (поперечные, приопорные, пролетные). Поэтому с целью обеспечения технологичности процесса армирования тонкостенных конструкций ветви 3 подъемных петель 2 имеют вертикальные 12 и наклонные 13 элементы относительно плоскости вертикальных элементов, разделенные участком перегиба 14.

Вместе с тем применяемые для подъема железобетонных конструкций инвентарные стропы не позволяют обеспечить строго вертикальную передачу нагрузок от собственного веса конструкций. При этом нагрузка передается под углом β к горизонтали, что вызывает неравномерное нагружение ветвей подъемной петли: более приближенные к торцам конструкций ветви петель оказываются более нагруженными, что может обусловить их преждевременный вырыв из бетона. С другой стороны, горизонтальная составляющая усилий в стропах вызывает частичное раздробление бетона под проушиной петли с соответствующим ухудшением качества конструкции.

Для исключения указанных дефектов в подъемных петлях арматурного каркаса ветви 4 петли выполнены наклонными по диагоналям арматурного каркаса для образования соосности с направлением строп 15. Наклон ветвей 4 может быть выполнен до точки перегиба 16 под углом β 0-45^о в зависимости от типов используемых строп и марок железобетонных конструкций.

В тонкостенных железобетонных конструкциях размещению в необходимом положении подъемных петель могут препятствовать близко расположенные друг к другу соседние пустотообразователи, одновременно при установке в конструкции деформирующие и сдвигающие с проектного положения собственно подъемные петли. С целью исключения данного фактора U-образные крюки выполняют повернутыми к рабочей арматуре в вертикальной плоскости преимущественно под углом γ= 10-90^о к оси рабочей арматуры. Величина угла γ выбирается в каждом конкретном случае в зависимости от формы и расстояния между пуансонами 11.

При величине угла γ<10^о U-образный крюк 6 становится невозможным завести за рабочий стержень 1, а при угле γ > 90^о вновь образуется острый угол между плоскостью крюка 6 и осью стержня 1.

Применение петель такой конструкции позволяет не только обеспечить беспрепятственное прохождение пуансонов в опалубочной форме, но и увеличить прочность анкеровки петли за счет создания дополнительных перегибов U-образных анкеров, а также вовлечения в работу дополнительных объемов бетона.

На фиг. 9 показаны два положения U-образного крюка, в поперечном сечении конструкции: 7^I до поворота крюка в плоскости под углом γ, 7 после поворота. Без выполненного поворота пуансоны 11 и петли 3 не смогли бы быть беспрепятственно установлены в опалубочной форме.

Подъемная петля устанавливается в арматурном каркасе с креплением к поперечным или продольным каркасам. Однако в процессе формования и бетонирования каркасы могут смещаться в форме, приводя к смещения или опрокидыванию петель.

С целью предотвращения при армировании и бетонировании конструкции потери устойчивости подъемной петли 3 ее U-образные крюки 6 снабжены дополнительными концевыми отгибами 17, служащими повышению прочности анкеровки и улучшению условий фиксации петли в опалубочной форме. Отгибы 17 наклонены к вертикали под углом θ 90-135^о. При величине угла θ < 90^о эффективность анкеровки концевого отгиба 17 падает, а при θ > 135^оне обеспечивается должная устойчивость подъемной петли 3, приводящая к ее возможному опрокидыванию.

Отгиб 17 выполняется в плоскости U-образного крюка. Такая конструкция петли имеет достаточную устойчивость в опалубочной форме благодаря опиранию по четырем точкам на поддоне форм.

Концевые отгибы 17 могут быть размещены в плоскости, перпендикулярной плоскости U-образных крюков 6, в случае стесненных условий армирования или наличия близко расположенных пустотообразователей.

Аналогичную цель (улучшение условий фиксации в опалубочной форме и повышение прочности анкеровки в бетоне) имеет техническое решение новой подъемной петли, отличие которого состоит в том, что U-образные крюки с отгибами ветвей петли ориентированы в противоположные стороны, а ветви петли выполнены взаимно наклонными.

При конкретном использовании данные технические решения можно применять в конструкциях преднапряженных многопустотных плит перекрытий серии 1.141-1. Для армирования указанных конструкций используют напрягаемую стержневую арматуру диаметром d 10.16 мм классов Ат-IV, Ат-V. Использование данного технического решения достаточно просто и технологично, так как готовые подъемные петли заводятся анкерами за напрягаемые стержни с той торцовой стороны формы, откуда заводятся в форму пуансоны. При заведении пустотообразователей петли удерживаются в вертикальном положении до окончательной установки пустотообразователей в форме. После этого подъемные петли расставляются в проектные положения с последующим бетонированием всей конструкции. На всех стадиях изготовления подъемные петли удерживаются в проектном положении путем упора в поддон конструкции и при помощи поджима соседними пуансонами.

Изобретение позволяет существенно повысить прочность анкеровки в бетоне подъемных петель, повысить безопасность погрузочно-разгрузочных и монтажных работ, улучшить качество конструкций за счет исключения местных сколов бетона, а также снизить металлоемкость петель на 40-50% по сравнению с традиционными конструкциями подъемных петель.

Использование: в области строительства при изготовлении преднапряженных и обычных железобетонных конструкций. Сущность изобретения: арматурный каркас железобетонных плит перекрытий включает продольную рабочую арматуру, поперечные стержни и подъемные двухветвевые петли с анкерами, выполненными в виде U - образного крюка с радиусом изгиба 0,5...2 диаметра ветви петли, снабженного прямолинейным выпуском длиной 1...5 диаметров ветви петли, охватывающим продольную рабочую арматуру под углом 0...90°. Прямолинейный выпуск U - образного крюка может быть выполнен наклонным относительно оси ветви петли. Каждая ветвь петли может быть выполнена изогнутой таким образом, что U - образные крюки расположены под углом относительно вертикально расположенных ветвей петли или ветви петли расположены под углом относительно вертикально расположенных U - образных крюков. Возможно расположение под углом 10. ..90° U - образных крюков. Относительно продольной оси рабочей арматуры, а также выполнение U - образных крюков с концевыми отгибами, расположенными в плоскости крюка или перпендикулярно ей, под углом 90...135° относительно вертикально расположенных ветвей петли или U - образных крюков. Возможно расположение ветвей петель с разных сторон рабочего стержня при ориентировании в противоположные стороны U - образных крюков. 7 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. АРМАТУРНЫЙ КАРКАС ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ ПЕРЕКРЫТИЙ, включающий продольную рабочую арматуру, поперечные стержни и подъемные двухветвевые петли с анкерами, отличающийся тем, что анкер каждой ветви подъемной петли выполнен в виде U-образного крюка с радиусом изгиба 0,5 2,0 диаметра ветви петли и снабжен прямолинейным выпуском длиной 1 5 диаметров ветви петли, охватывающим продольную рабочую арматуру под углом 0 90^o. 2. Каркас по п.1, отличающийся тем, что прямолинейный выпуск U-образного крюка выполнен наклонным относительно оси ветви петли. 3. Каркас по пп.1 и 2, отличающийся тем, что каждая ветвь петли выполнена изогнутой. 4. Каркас по пп.1 3, отличающийся тем, что U-образные крюки расположены под углом относительно вертикально расположенных ветвей петли. 5. Каркас по пп.1 3, отличающийся тем, что ветви петли расположены под углом относительно вертикально расположенных U-образных крюков. 6. Каркас по пп.1 5, отличающийся тем, что U-образные крюки расположены под углом 10 90^o относительно продольной оси рабочей арматуры. 7. Каркас по пп.1 6, отличающийся тем, что прямолинейные выпуски U-образных крюков снабжены концевыми отгибами, расположенными в плоскости крюка или перпендикулярно ей, под углом 90 135^o относительно вертикально расположенных ветвей петли или U-образных крюков. 8. Каркас по п.7, отличающийся тем, что ветви петли расположены по разные стороны рабочего стержня, а U-образные крюки ориентированы в противоположные стороны.