АРМАТУРНЫЙ СТЕРЖЕНЬ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ Российский патент 1995 года по МПК E04C5/03 

Изобретение относится к арматурным элементам, предназначенным для армирования железобетонных конструкций.

Известна арматурная сталь периодического профиля с плавно сопрягающимися с боковой поверхностью выступами, идущими по винтовой линии, причем поперечное сечение образовано замкнутой кривой с определенным соотношением осей, угол подъема винтовой линии принят постоянным около 30^о [1]
Недостатком данного решения является низкий предел выносливости при циклическом нагружении.

Наиболее близким к изобретению является арматурный стержень, содержащий сердечник с поперечным сечением в форме эллипса и расположенные на поверхности сердечника наклонные серповидные выступы (ребра), вершины которых ограничены окружностью диаметром, равным большей оси эллипса сечения сердечника, в котором отношение малой оси эллипса сечения сердечника к его большей оси составляет 0,7.0,85, в отношение расстояния между фокусами эллипса и его большей оси составляет 0,58.0,62 [2]
Недостатком данного технического решения является несоответствие эксплуатационных характеристик арматурного стержня малых профилеразмеров требованиям к арматуре строительных конструкций, предназначенных для сейсмоопасных районов.

Целью изобретения является повышение эксплуатационных характеристик без снижения технологичности производства.

Указанная цель достигается тем, что наклонные ребра выполнены по многозаходной винтовой линии с шагом, равным 0,7.1,2 номинального диаметра профиля, и ориентированы под углом 40.60^о к продольной оси стержня, а их ширина составляет 0,09.0,11 номинального диаметра профиля. Кроме того, многозаходная винтовая линия имеет на одной поверхности стержня правый, а на другой левый заходы.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид арматурного стержня; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Верхний предел шага наклонных выступов обусловлен эксплуатационными требованиями к арматурному стержню. При увеличении шага выступов более 1,2 номинального диаметра арматурного профиля (соответствующего номинальному диаметру равновеликого по площади поперечного сечения гладкого профиля) не соблюдается условие постоянства расчетной площади сечения по всей длине профиля, что приводит к ухудшению условий работы арматуры в бетоне. Так, согласно испытаниям по сравнению с прототипом предел выносливости при циклическом нагружении снижается на 13-15% для сталей с пределом текучести не менее 392 Н/мм² и на 8-11% для сталей с пределом текучести не менее 590 Н/мм². Уменьшение шага выступов менее 0,7 d_ном не приводит к дальнейшему увеличению эксплуатационных характеристик арматурного стержня, однако обуславливает увеличение массы профиля, т.е. повышение расхода металла. Кроме того, увеличение числа проточек в валках вызывает дополнительные затраты при нарезке валков, а также повышение износа калибров при прокатке.

Нижний предел угла наклона выступов к продольной оси стержня ограничен по условиям пластической деформации. С уменьшением угла наклона затрудняется затекание металла в щелевые проточки в ручье калибра, т.е. снижается высота получаемых выступов. Если с целью получения максимальной величины выступов увеличить объем металла, подаваемого в очаг деформации, то образуются лампасы по разъемам калибра (продольные ребра), что на данном профиле не допускается. Таким образом, при уменьшении угла наклона образующей выступов к продольной оси менее 40^о на арматурном стержне с данной формой сердечника невозможно получить максимальную высоту выступа, что снижает эксплуатационные свойства арматуры. При увеличении угла наклона более 60^о не обеспечивается взаимное перекрытие наклонных выступов (расположенных с оптимальным шагом), т.е. равнопрочность профиля в любом сечении. При отсутствии перекрытия нагрузочная способность стержня определяется по поперечному сечению с минимальной площадью. В этом случае выступы выполняют только функцию обеспечения сцепления с бетоном и не участвуют в работе стержня. Применение такого профиля приводит к перерасходу металла.

Ширина наклонных выступов незначительно влияет на эксплуатационные характеристики арматурного стержня. Однако выполнение выступа шириной менее 0,09 d_ном при заданной высоте выступов затруднено по условиям течения металла при формировании профиля. Кроме того, малая ширина выступов снижает их прочность, что приводит к снижению предела выносливости при циклическом нагружении на 1,5-4,0%
Увеличение ширины выступов более 0,11 d_ном приводит к необоснованному увеличению массы стержня, т.е. к перерасходу металла.

Различное направление заходов винтовой линии на разных полуповерхностях стержня способствует заклиниванию арматуры в бетоне при смещении, т.е. увеличивает сопротивление скручивания. Исследования показали, что по сравнению с аналогичным арматурным профилем с наклонными выступами, идущими по винтовым линиям с одинаковым заходом на обеих сторонах стержня, относительная устойчивость к проворачиванию заявляемого профиля на 16-20% выше.

Таким образом, предлагаемый арматурный стержень периодического профиля обладает оптимальными геометрическими параметрами, удовлетворяющими как требованиям к арматуре для железобетонных конструкций для сейсмоопасных районов, так и условиям технологичности его производства на современных сортовых станах.

Использование: в строительстве при армировании железобетонных конструкций. Сущность изобретения: арматурный стержень периодического профиля содержит сердечник с поперечным сечением в форме эллипса и расположенными на его поверхности наклонными серповидными ребрами, вершины которых ограничены окружностью диаметром, равным большой оси эллипса сечения сердечника, отношение к которой его малой оси составляет 0,7...0,85, а отношение расстояния между фокусами эллипса к его большой оси составляет 0,58...0,62, причем наклонные выступы выполнены по многозаходной винтовой линии с шагом, равным 0,7. ..1,2 номинального диаметра профиля, и ориентированы под углом 40...60° к продольной оси стержня, а их ширина составляет 0,09...0,11 номинального диаметра профиля. Кроме того, многозаходная винтовая линия имеет на одной полуповерхности стержня правый, а на другой левый заходы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. АРМАТУРНЫЙ СТЕРЖЕНЬ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ, содержащий сердечник с поперечным сечением в форме эллипса и расположенными на его поверхности наклонными серповидными ребрами, вершины которых ограничены окружностью диаметром, равным большой оси эллипса сечения сердечника, отношение к которой его малой оси составляет 0,7 0,85, а отношение расстояния между фокусами эллипса к его большой оси составляет 0,58 0,62, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных характеристик без снижения технологичности производства, наклонные ребра выполнены по многозаходной винтовой линии с шагом, равным 0,7 1,2 номинального диаметра профиля, и ориентированы под углом 40 60^o к продольной оси стержня, а их ширина составляет 0,09 - 0,11 номинального диаметра профиля. 2. Стержень по п.1, отличающийся тем, что многозаходная винтовая линия имеет на одной полуповерхности стержня правый, а на другой левый заходы.