СПОСОБ АРМИРОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ Российский патент 1998 года по МПК E04C5/04 

Изобретение относится к строительству, а именно к способам армирования железобетонных конструкций, воспринимающих наряду со статическими нагрузками проникающее воздействие средств взлома, взрыва, сейсмические и сейсмоударные нагрузки.

Известен способ армирования железобетонных конструкций, в частности железобетонных плит с отверстиями, включающий укладку арматурных стержней по продольному и поперечному направлениям, причем стержни продольного направления раскладывают веерообразно относительно оси симметрии плиты, проходящей через ее отверстие, а стержни поперечного направления раскладывают перпендикулярно этой же оси симметрии стержней продольного направления и соединяют с ними в местах пересечения, а затем бетонируют (авт. св. СССР N1738968, МКИ E 04 C 5/04, 1990).

Недостатком указанного способа армирования железобетонных плит является то, что трудоемкость армирования из-за наличия больших сварочных работ высокая.

Известен также способ армирования бетона с использованием листовой арматуры, в которой выполняют просечки в шахматном порядке последовательно-параллельными прорезями, гофрируют материал относительно его продольной оси с радиусом кривизны, равным толщине листа, а затем осуществляют деформацию материала путем его вытягивания вдоль его продольной оси (авт.св. СССР N 680786, МКИ B 21 D 35/00, E 04 C 5/03, 1978).

Однако полученные по этому способу железобетонные конструкции в период эксплуатации находятся все время в предварительно напряженном состоянии, что приводит к преждевременному разрушению от ущерба, нанесенного проникающим воздействием или взрывом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ армирования железобетонных конструкций, включающий бетонирование и использование предварительно напряженной листовой арматуры с шипами (авт. св. СССР N 415177, МКИ B 21 D 35/00, 1971).

К недостатку указанного способа армирования железобетонных конструкций следует отнести то, что он из-за наличия предварительно напряженной арматуры не обеспечивает достаточной сцепляемости арматуры с бетоном, что снижает противооткольные, противовзломные и противовзрывные свойства конструкций и приводит к преждевременному разрушению от ущерба, наносимого проникающим воздействием или взрывом.

В основу настоящего изобретения поставлена задача улучшения сцепляемости арматуры с бетонной смесью, обеспечения противооткольных, противовзломных и противовзрывных свойств железобетонных конструкций, предотвращения преждевременного разрушения, а также уменьшения объема сварочных работ при монтаже, сокращения трудозатрат, экономии электроэнергии и упрощения технологии сборки.

Сущность изобретения состоит в том, что в способе армирования железобетонных конструкций, включающем бетонирование и использование листовой арматуры с шипами, листовую арматуру с шипами в ненапряженном состоянии погружают в бетонную смесь и выдерживают в ней 2-3 ч до полного сцепления бетонной смеси с листовой арматурой и шипами с возможностью создания условий для предотвращения преждевременного образования трещин, а также для обеспечения противооткольных, противовзломных и противовзрывных свойств.

Представленная выше совокупность существенных признаков направлена на достижение технического результата и находится в причинно-следственной связи с ним, так как позволяет:
- предотвратить преждевременное разрушение железобетонных конструкций от ущерба, наносимого проникающим воздействием или взрывом;
- выдерживание листовой арматуры с шипами в ненапряженном состоянии в бетонной смеси до полного ее сцепления с арматурой позволяет создать в железобетонный конструкции противооткольные, противовзломные и противовзрывные свойства, что продлит срок службы сооружений, в которых они используются, а в экстремальных ситуациях позволяет сохранить их работоспособность.

Кроме того, заявленное техническое решение промышленно применимо, так как может быть использовано в специальных хранилищах, защитных преградах, объектах гражданской обороны и фортификационных сооружениях.

Таким образом, можно сделать вывод, что заявленное техническое решение соответствует критериям патентоспособности изобретения.

На фиг.1 изображена железобетонная конструкция с однолистовой арматурой; на фиг.2 - то же с двухлистовой арматурой;
на фиг.3 - то же с трехлистовой арматурой; на фиг.4 - фрагмент листовой арматуры с разнотипными шипами.

Примеры осуществления способа.

Пример 1. Железобетонная конструкция типа защитной преграды с однолистовой арматурой (фиг.1).

На первом этапе в металлическом листе 1 выштамповывают шипы 2, направляемыми в одну сторону, а затем листовую арматуру 1 с шипами в ненапряженном состоянии погружают в форму ( не показана) с бетонной смесью и выдерживают в ней в течение двух часов до полного сцепления (затвердения) бетона 3. Затем форму распалубливают, извлекают защитную преграду и отправляют ее в лабораторию для проверки противооткольных и противовзломных свойств, где осуществляют локальные и площадные ударные испытания на специальных ударных стендах. Противовзрывные испытания проводят во взрывозащитных камерах.

Пример 2. Железобетонная конструкция типа защитной преграды с двухлистовой арматурой (фиг.2).

На первом этапе в металлических листах 4 и 5 выштамповывают с одной стороны шипы 6 и 7, а затем листовую арматуру 4 и 5 с шипами 6 и 7 в ненапряженном состоянии устанавливают в форму (не показана) шипами навстречу друг к другу, затем в форму при помощи бетононасоса (не показан) нагнетают бетонную смесь между листами 4 и 5 и выдерживают в ней в течение двух часов тридцати минут до полного сцепления (затвердевания) бетона 8. Затем форму распалубливают, извлекают защитную преграду и отправляют ее в лабораторию, где проверяют противооткольные, противовзломные и противовзрывные свойства.

Пример 3. Железобетонная конструкция типа защитной преграды с трехлистовой арматурой (фиг.3).

На первом этапе в крайних металлических листах 9 и 10 выштамповывают с одной стороны шипы 11 и 12, а на среднем листе 13 выштамповывают в разные стороны шипы 14 и 15. Затем листовую арматуру 9 и 10 с шипами 11 и 12 устанавливают в форму (не показана) шипами навстречу друг к другу, затем между листами 9 и 10 устанавливают средний лист 13 с разносторонними шипами 14 и 15, которые направляют на свободные от шипов пространства листов 9 и 10 соответственно. Причем как крайние листы 9 и 10 с шипами 11 и 12, так и средний лист 13 с шипами 14 и 15 устанавливают в форму в ненапряженном состоянии. После чего при помощи бетононасоса (не показан) в каналы 16 и 17 между листами 9, 10 и 13 нагревают бетонную смесь и выдерживают в форме в течение трех часов до полного сцепления (затвердения) бетона 18. Затем форму распалубливают, извлекают защитную преграду и отправляют ее в лабораторию, где проверяют противооткольные, противовзломные и противовзрывные свойства.

В железобетонных конструкциях типа защитных преград, приведенных в примерах 1, 2 и 3, была использована листовая арматура с однотипными и разнотипными формами шипов, образованными просечкой листа с последующим отгибом или штапмовкой (фиг.4).

Работают железобетонные конструкции типа защитных преград, приведенных в примерах 1, 2 и 3, следующим образом.

При дроблении защитной преграды слесарным инструментом или проникающим снарядом, или взрывной волной инициатором разрушения бетона 3, 8, 18 (фиг.1, 2 и 3) являются трещины раскола, распространяющиеся от головной части проникающего предмета или трещин откола на тыльной поверхности преграды от отраженной волны растяжения. Преждевременное образование трещин предотвращают листовые арматуры 1, 4, 5, 9, 10 и 13 с шипами 2, 6, 7, 11, 12 и 14 соответственно, перпендикулярно расположенные к площадкам главных напряжений. Нанесенный ущерб от проникающего воздействия из-за отсутствия предварительно напряженного состояния листовых арматур с шипами не разрушает бетонную конструкцию.

Экспериментальные исследования показали, что исключение из железобетонных конструкции предварительно напряженного состояния листовой арматуры позволяет улучшить сцепление листовой арматуры с шипами с бетонной смесью в 2-3 раза, что позволяет улучшить противооткольные, противовзломные и противовзрывные свойства в 1,5-2,0 раза, а также исключить преждевременное разрушение железобетонных конструкций от ущерба, наносимого проникающим воздействием или взрывом.

Использование предложенного способа армирования железобетонных конструкция позволит повысить безопасность и надежность сооружений, в которых они используются, сократить объем сварочных работ в 4-5 раз, что приведет к сокращению трудозатрат, экономии электроэнергии и упрощению технологии сборки.

В способе армирования железобетонных конструкций, включающем бетонирование и использование листовой арматуры с шипами, листовую арматуру с шипами в ненапряженном состоянии погружают в бетонную смесь и выдерживают в ней в течение двух-трех часов до полного сцепления бетонной смеси с листовой арматурой и шипами с возможностью создания условий предотвращения преждевременного образования трещин, а также обеспечения противооткольных, противовзломных и противовзрывных свойств. 4 ил.

Способ армирования железобетонных конструкций, включающий бетонирование и использование листовой арматуры с шипами, отличающийся тем, что листовую арматуру с шипами в ненапряженном состоянии погружают в бетонную смесь и выдерживают в ней в течение двух-трех часов до полного сцепления бетонной смеси с листовой арматурой и шипами с возможностью создания условий предотвращения преждевременного образования трещин, а также обеспечения противооткольных, противовзломных и противовзрывных свойств.