АРМАТУРНОЕ ИЗДЕЛИЕ Российский патент 1998 года по МПК E04C5/08 E04G21/12 

Изобретение относится к области строительства, в частности к арматурным изделиям для усиления поврежденных огнем железобетонных покрытий и перекрытий зданий и сооружений.

Во время пожара на конструкции перекрытия сооружения высокие температуры порядка (600 - 1000)^oC воздействуют с нижней стороны. В этом случае бетон, послойно прогреваясь свыше 600^oC, откалывается на глубину (20 - 80) мм и более. Стержневая горячетканая арматура после нагрева до (600 - 1000)^oC и последующего остывания снижает прочность на (15 - 30)% и более (1, с. 18 - 25). Исправление поврежденных огнем плит перекрытия осуществляют путем наращивания железобетонном с одной или двух сторон (1, с. 98).

Известно арматурное изделие для железобетонных плит, которое содержит поперечные стержни и продольные стержни с перегибами. При этом изделие снабжено и дополнительными арматурными элементами, установленными только в поперечном направлении плиты в прогибах продольных стержней. Однако такое арматурное изделие используется только при изготовлении железобетонных плит (2).

Известно арматурное изделие конструкции усиления плит перекрытия наращиванием снизу (прототип) (3, рис. 15, а, б и рис. 16, в; с. 45 - 47).

Арматурное изделие представлено в виде существующей сетки, содержащей поперечные и продольные стержни, с дополнительно поставленной арматурой.

Элементы дополнительной арматуры выполнены в виде длинных стержней, которые приварены к участкам оголенной арматуры усиливаемой плиты с помощью специальных отгибов или коротышей. Коротыши установлены с шагом (500 - 700) мм, диаметр коротыша (10 - 40) мм, длина его (50 - 200) мм.

В этом случае дополнительная арматура, установленная снизу плиты, закрыта набетонкой толщиной наращивания не менее 30 мм. Прикрепление длинных стержней дополнительной арматуры к существующей сетке осуществлено потолочным сварочным швом и усложнено применением коротышей или отгибов.

Изготовление такого арматурного изделия достаточно сложно и трудоемко, содержит большой объем потолочных сварочных швов, установка его увеличивает размер поперечного сечения на толщину набетонки, возрастает расход нового бетона и металла на дополнительную арматуру и вследствие этого, собственный вес исправленной плиты, замедлено включение в работу дополнительной арматуры с ростом внешней нагрузки.

Цель изобретения - усиление отожженной арматуры, упрощение изготовления арматурного изделия усиления, сокращение объема сварочных работ и снижение расхода нового бетона и металла на дополнительную арматуру.

Дополнительные цели - упрощение включения в работу элементов дополнительной арматуры и улучшение эксплуатационных качеств исправленной железобетонной конструкции, в том числе: исключение наращивания железобетоном сечения усиливаемого участка плиты; повышение восприятия касательных усилий в плоскости соединения старого и нового бетона; снижение влияния усадочных напряжений в защитном слое бетона на образование трещин.

Поставленная цель достигается тем, что в арматурном изделии, содержащем стержни сетки или каркаса исправляемой конструкции дополнительную арматуру, дополнительная арматура выполнена дискретно в виде ряда арматурных элементов, которые расположены в плоскости существующей сетки или каркаса и скреплены с натяжением.

Отдельные элементы дополнительной арматуры считают выполненными дискретно, т.е. прерывисто, по отношению к стержням сетки или каркаса железобетонной конструкции.

При этом элементы дополнительной арматуры установлены в продольном или поперечном направлении, или в обоих направлениях пролета плиты (см. фиг. 1, 2).

Арматурный элемент прикреплен снизу или сверху, или одним концом сверху, а другим снизу стержня существующей сетки или каркаса (см. фиг. 3 - 5).

При последовательной установке 2 - 4 элементов дополнительной арматуры, элементы соединены между собой с помощью стержней существующей сетки или с помощью дополнительного кольца в виде панцерной сетки (см. фиг. 1, 2, 19).

Элемент дополнительной арматуры выполнен в виде отдельного гнутого стержня. Гнутый стержень состоит из прямолинейного участка (стяжки) и захватов на его концах. Захваты арматурного элемента с одного конца выполнены в виде крюка, а с другого - в виде лапки, или лапки с продолжающимся прямолинейным участком, или лапки с продолжающимся вертикальным или наклонным участком, или лапки с волнообразным концом, или лапки с удлиненным наклонным участком, или лапки с наклонным и горизонтальным участками, или лапки с волнообразным удлиненным горизонтальным концом (см. фиг. 6 - 12).

Захваты арматурного элемента могут быть выполнены с одного конца в виде крюка с удлиненным наклонным стержнем, а с другого - в виде волнообразной лапки с удлиненным участком (см. фиг. 13), или в виде волнообразных лапок с наклонными и горизонтальными участками, или только с горизонтальными участками на концах (см. фиг. 14 и 15), или в виде петли или лапки на обоих концах (см. фиг. 16 и 17).

Стяжка арматурного элемента изготовлена длиной c = n • u, где u - шаг стержней существующей сетки или каркаса, n = 1, 2, 3... - число шагов (см. фиг. 18).

Для дополнительного натяжения установленного на место арматурного элемента, стяжка в средней части изогнута в виде утки в плоскости сетки или каркаса.

Для крепления на существующие стержни сетки элемента дополнительной арматуры с лапкой на конце применена вязальная проволока или точечная сварка.

Длина лапок, наклонных и горизонтальных участков отгибов дополнительной арматуры принята по конструктивным соображениям или по расчету на сдвиг и поперечную силу. Вместо отдельных элементов дополнительной арматуры может быть установлена отдельная гнутая сетка.

В качестве материала для отдельных элементов дополнительной арматуры принята арматура классов A -I, A - II, A - III, для отдельных гнутых сеток - обыкновенная арматурная проволока классов Bp - I и B - I.

Из условия среза стержня существующей сетки, к которому прикреплены с двух сторон арматурные элементы, диаметр дополнительной арматуры определен по формуле

где
d₁ и d - диаметры стержней соответственно существующей и дополнительной арматуры, мм;
R_a1 и R_a - сопротивление растяжению существующей и дополнительной арматуры, МПа.

На фиг. 1 изображено арматурное изделие - сетка плиты, опорной по контуру, усиленная элементами дополнительной арматуры: 1, 2 - продольная и поперечная арматура существующей сетки; 3 - отдельные элементы дополнительной арматуры.

На фиг. 2 изображено арматурное изделие на участке термического поражения плиты, вид снизу; на фиг. 3, 4, 5 приведены различные виды крепления элементов дополнительной арматуры: соответственно снизу, сверху или одним концом сверху, а другим - снизу стержней существующей сетки.

На фиг. 6 - 16 изображены отдельные виды арматурных элементов: 4 - захват в виде крюка; 5 - то же, в виде лапки; 6 - захват в виде лапки с удлиненным концом; 7 - то же, в виде лапки с вертикальным и горизонтальными участками отгиба; 8 - захват в виде волнообразной лапки; 9 - то же, с удлиненным наклонным участком; 10 - захват в виде лапки с наклонным и горизонтальным участками отгиба; 11 - то же, в виде крюка с удлиненным наклонным стержнем; 12 - то же, с наклонным и горизонтальным участками отгиба; 13 - захват в виде г-образной лапки; 14 - захваты в виде петель; 15 - вязальная проволока.

На фиг. 17 изображен арматурный элемент в виде скобы.

На фиг. 18 показан арматурный элемент с длиной прямолинейного участка (стяжки), кратной заданному числу шагов стержней сетки или каркаса.

На фиг. 19 изображены арматурные элементы с монтажными выгибами 16 на прямолинейном участке - стяжке в плоскости сетки плиты, вид снизу.

На фиг. 20 показана схема зацепления двух - четырех арматурных элементов между собой с помощью дополнительного кольца 17, установленного в толще защитного слоя бетона 18, вид снизу.

Арматурное изделие изготовляют следующим образом. На продольные 1 и поперечные 2 стержни сварной сетки или каркаса, обнаженной от бетона на участке термического поражения плиты, прикрепляют с натяжением ряд отдельных элементов дополнительной арматуры 3. При необходимости прикрепленные элементы 3 фиксируют привязкой 15, а при необходимости дополнительного натяжения их, горизонтальные участки подвергают монтажному выгибу 16 в плоскости сетки.

Дополнительные арматурные элементы 3 могут быть выполнены в виде отдельных стержней, или в виде каркаса, или в виде сетки.

Длину крюков, лапок и отгибов гнутых стержней принимают в зависимости от величины зазора между выправленной арматурой и старым бетоном, глубины пазов в бетоне, угла загиба и диаметра гнутого стержня.

Минимальный диаметр загиба в свету и максимальный угол загиба отдельных стержней принимают по нормам проектирования железобетонных конструкций. Для арматуры классов A - I, Ac - II и Bp - I максимальный угол загиба стержня не ограничен.

Применение предложенного технического решения позволит усилить рабочую арматуру исправляемой конструкции за счет установки элементов дополнительной арматуры параллельно стержням ее сетки или каркаса, упростить изготовление арматурного изделия и уменьшить трудоемкость сборки за счет исключения обязательной сварки потолочных швов, повысить точность расположения и фиксации дополнительной арматуры по месту усиления, снизить расход нового бетона и металла на дополнительную арматуру за счет предотвращения наращивания сечения усиливаемого участка плиты железобетоном, упростить процесс включения в работу дополнительной арматуры за счет плотного надевания ее на стержни существующей сетки плиты, повысить восприятие касательных усилий в плоскости соединения старого и нового бетона за счет наличия дискретно установленных отгибов гнутых стержней дополнительной арматуры.

Источники информации
1. Ильин Н. А. Последствия огневого воздействия на железобетонные конструкции. - М.: Стройиздат, 1979, с. 18 - 25, 98.

2. А. с. СССР 1 761 901 A - 1. Арматурная сетка для железобетонных изделий. / В.В. Жариков. Опубл. 15.09.92 БИ. N 34.

3. Онуфриев Н.М. Усиление железобетонных конструкций промзданий и сооружений. - М, - Л.: Стройиздат, 1965, с. 16 - 48, рис. 16 в.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для усиления железобетонных конструкций. Арматурное изделие содержит стержни сетки или каркаса исправляемой конструкции и дополнительную арматуру, которая выполнена дискретно в виде ряда арматурных элементов, расположенных в плоскости существующей сетки или каркаса, и прикреплены с натяжением. В результате использования изобретения возникает возможность усиления отожженой арматуры и упрощается изготовление арматурного изделия, а также сокращается объем сварочных работ. 15 з.п. ф-лы, 20 ил.

1. Арматурное изделие, содержащее стержни сетки или каркаса исправляемой конструкции и дополнительную арматуру, отличающееся тем, что дополнительная арматура выполнена дискретно в виде ряда арматурных элементов, которые расположены в плоскости существующей сетки или каркаса и прикреплены с натяжением. 2. Изделие по п.1, отличающееся тем, что элементы дополнительной арматуры установлены в продольном или поперечном направлении или в обоих направлениях пролета плиты. 3. Изделие по п. 1 или 2, отличающееся тем, что арматурный элемент прикреплен снизу, или сверху, или одним концом сверху, а другим снизу стержней существующей сетки или каркаса. 4. Изделие по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что при последовательной установке двух и более элементов дополнительной арматуры элементы соединяют между собой с помощью стержней существующей сетки или с помощью дополнительного кольца. 5. Изделие по любому из пп.1 - 4, отличающееся тем, что элемент дополнительной арматуры выполнен в виде отдельного гнутого стержня, или плоского каркаса, или сетки. 6. Изделие по любому из пп.1 - 5, отличающееся тем, что гнутый стержень состоит из прямоугольного участка - стяжки и захватов на ее концах. 7. Изделие по п. 1 или 6, отличающееся тем, что захваты арматурного элемента выполнены с одного конца в виде крюка, а с другого - в виде лапки, или лапки с продолжающимся прямолинейным участком, или лапки с продолжающимся вертикальным и наклонным участками, или лапки с волнообразным концом, или лапки с удлиненным наклонным участком, или лапки с наклонным и горизонтальными участками, или лапки с волнообразным удлиненным горизонтальным концом. 8. Изделие по любому из пп.1, 6 и 7, отличающееся тем, что захваты арматурного элемента выполнены с одного конца в виде крюка с удлиненным наклонным стержнем, а с другого - в виде волнообразной лапки с удлиненным участком. 9. Изделие по любому из пп.1, 6 - 8, отличающееся тем, что захваты арматурного элемента выполнены в виде волнообразных лапок с наклонными горизонтальными участками или только с горизонтальными участками на концах. 10. Изделие по любому из пп.1, 6 - 9, отличающееся тем, что захваты арматурного элемента выполнены в виде петли или лапки на обоих концах. 11. Изделие по любому из пп.1, 6 - 10, отличающееся тем, что стяжка арматурного элемента изготовлена длиной c = u • n, где u - шаг стержней существующей сетки или каркаса, n = 1, 2, 3 - число шагов. 12. Изделие по п.1 или 6, отличающееся тем, что стяжка арматурного элемента в средней части ее выполнена с монтажным выгибом в плоскости сетки или каркаса. 13. Изделие по любому из пп.1 - 4, отличающееся тем, что для крепления арматурного элемента с лапкой на конце на существующие стержни сетки плиты применена вязальная проволока. 14. Изделие по любому из пп.1, 7 - 10, отличающееся тем, что длина лапок, наклонных и горизонтальных участков отгибов дополнительной арматуры принята по конструктивным соображениям или по расчету на сдвиг и поперечную силу. 15. Изделие по любому из пп.1, 5 - 10, отличающееся тем, что в качестве материала для элемента дополнительной арматуры принята арматура классов A-I, A-II или A-III, для отдельных гнутых сеток - обыкновенная арматурная проволока классов B-I или Bр-I. 16. Изделие по п. 1 или 15, отличающееся тем, что из условия среза стержня существующей сетки, к которому прикреплены с двух сторон арматурные элементы, диаметр дополнительной арматуры определен по формуле

где d₁ и d - диаметры сочленяющихся стержней соответственно существующей и дополнительной арматуры, мм;
R_а1 и R_а - сопротивление растяжению существующей и дополнительной арматуры, МПа.