КОЛОННА Российский патент 1998 года по МПК E04C3/32 

Изобретение относится к конструкциям строительных элементов при строительстве станций метрополитена, реконструкции подземного пространства, высотных зданий и др.

Известна колонна, содержащая металлическую трубу с бетонным ядром внутри (см. труды Всесоюзного научно-исследовательского института транспортного строительства "Исследование бетона и железобетонных конструкций транспортных сооружений" /Под редакцией О.Я. Берга. М.: Трансжелдориздат, 1960, с. 120-121).

Известен способ нагружения трубобетонной колонны на бетонное ядро при смазке стенок трубы для уменьшения сцепления с бетоном ("Трубобетонные колонны без сцепления со стальной обоймой", Строительство и архитектура, серия 8 "Строительные конструкции и материалы", Экспресс информация, Выпуск 17, М. , 1986).

Известен также способ косвенного армирования железобетонных элементов с помощью спиральной арматуры (СНиП 2.01.01-84 "Бетонные и железобетонные конструкции").

Предлагается конструкция трубобетонной колонны, нагружаемой на бетонное ядро со спиралью внутри.

Техническим результатом изобретения является повышение несущей способности трубобетонной колонны.

Для достижения этого технического результата в колонне, состоящей из металлической трубы, заполненной бетоном, бетонное ядро армируется спиральной арматурой так, чтобы спираль либо касалась внутренних стенок трубы, либо отстояла от них не более чем на 2-3 мм. Такая колонна, преимущество высокой несущей способности, при ее нагружении обеспечивает работу бетона ядра в условиях трехосного сжатия, создаваемого не только за счет трубы, но и за счет спиральной арматуры.

На фиг. 1 изображено продольное сечение колонны; на фиг. 2 - поперечное сечение. Колонна содержит металлическую трубу 1 с бетонным ядром 2 внутри. Бетонное ядро 2 армировано спиральной арматурой 3.

Предлагаемая конструкция колонны обладает следующими преимуществами:
позволяет повысить несущую способность колонны до 4-5 тыс. т;
колонна существенно расширяет номенклатуру труб, позволяя использовать тонкостенные электросварочные трубы;
повышает эффективность использования спирали, так как в трубе для нее не нужен защитный слой, не учитываемый в расчете спирально армированных элементов.

Модели колонн испытаны на сжатие. Получена формула для оценки несущей способности трубобетонной колонны со спиралью внутри:

где
K_вр - коэффициент повышения прочности бетона ядра за счет трехосного сжатия;
R_к - кубиковая прочность бетона ядра;
A_вр - площадь бетонного ядра;
σ_ру - - предел текучести трубы;
A_р - площадь поперечного сечения трубы;
- добавка несущей способности колонны за счет спирали, вычисляемая по СНиП 2.03.01-84 п. 3.22.

Несущая способность колонны, определенная по предложенной формуле, удовлетворительно совпадает с опытными данными.

Положительный эффект от использования трубобетонной колонны со спиралью внутри состоит в существенной экономии стали (при замене стальных колонн) и бетона и стали (при замене железобетонных колонн со стержневой арматурой). Так для станций метрополитена глубокого заложения (нагрузка порядка 4000 т) экономия стали составляет 30-40%, для станций мелкого заложения (нагрузка порядка 1000 т) экономия бетона составляет 20-25%, стальной арматуры - 30-35%.

Изобретение относится к конструкциям строительных элементов и используется в качестве колонн высокой несущей способности (до 4-5 тыс. т) при строительстве станций метрополитенов, реконструкции подземного пространства (типа Манежной площади), при строительстве высотных зданий. Сущность изобретения: колонна содержит металлическую трубу с бетонным ядром внутри, армированным спиральной арматурой так, чтобы спираль либо касалась внутренних стенок трубы, либо отстояла от них не более чем на 2-3 мм. Техническим результатом является повышение несущей способности трубобетонной колонны. 2 ил.

Колонна преимущественно высокой несущей способности, содержащая металлическую трубу с бетонным ядром, армированным спиральной арматурой, отличающаяся тем, что спираль либо касается внутренних стенок трубы, либо отстоит от них не более чем на 2-3 мм.