ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2002 года по МПК E04C3/20 

Изобретение относится к строительству, а именно к железобетонным изгибаемым конструкциям (ригелям) типа фермы или балки, в которые для восприятия растягивающих усилий вводят металлическую арматуру.

Известны железобетонные ригели, в приопорные участки которых для восприятия растягивающих усилий вводят поперечную и наклонную стержневую арматуру [1].

Недостатками этих решений являются высокая металлоемкость и трудоемкость изготовления при невысокой несущей способности приопорных участков.

Наиболее близким техническим решением является железобетонный ригель, включающий в каждой зоне вместо поперечных и наклонных стержней дополнительную арматуру в виде пары металлических пластин с просечками на боковых поверхностях, объединенных между собой по верху и по низу соединительными стержнями [2].

Недостатки данного технического решения следующие:
трудоемкость изготовления пластин с просечками строгого наклона к оси ригеля, в которых полосы между просечками должны иметь чередующиеся выступы и впадины для сцепления с бетоном; просечки имеют форму прямоугольника с высокой концентрацией напряжений в углах, снижающей прочность пластин; объединение пластин по верху и по низу соединительными стержнями не обеспечивает устойчивость пластины к их выпучиванию из плоскости ригеля.

Указанные недостатки устраняются тем, что в железобетонном ригеле, включающем бетонное тело и продольную стержневую рабочую арматуру на всю длину ригеля, в средней зоне поперечную стержневую арматуру и соединительные стержни, а в приопорных участках - гнутую листовую перфорированную арматуру замкнутого коробчатого сечения длиной l от h до 2h (h - высота ригеля в приопорной зоне), внутри которого по диагонали вдоль траектории главного растягивающего напряжения расположена листовая перфорированная вставка.

На фиг.1 изображена приопорная зона ригеля, вид сбоку; на фиг.2 - гнутая листовая перфорированная арматура замкнутого коробчатого сечения с листовой перфорированной вставкой, общий вид.

Железобетонный ригель включает бетонное тело 1, продольную стержневую рабочую арматуру 2, поперечную стержневую арматуру 3, соединительные стержни 4, гнутую листовую перфорированную арматуру замкнутого коробчатого сечения 5 и листовую перфорированную вставку 6. Продольная стержневая рабочая арматура проходит по всей длине ригеля и приварена к гнутой листовой перфорированной арматуре, расположенной в приопорных участках; поперечная стержневая арматура и соединительные стержни размещены в средней зоне ригеля.

Коробчатое сечение листовой арматуры в приопорных участках образуется путем холодного гнутья стальных перфорированных листов, затем в коробчатую арматуру вваривается листовая перфорированная вставка. В отверстия перфорированной вставки вводится продольная стержневая рабочая арматура и приваривается к листовой перфорированной арматуре в приопорных участках и объединяется поперечной стержневой арматурой и соединительными стержнями в средней зоне ригеля.

Готовый металлический каркас помещается в опалубку и бетонируется. Отверстия (перфорация) в листовой арматуре и вставке могут быть любой формы, но без острых углов (круглые, эллипсовидные, прямоугольные с закругленными углами). Размеры с и d назначаются из условия обеспечения прочности по наклонным сечениям приопорных участков и удобоукладываемости бетонной смеси. Длина l гнутой листовой перфорированной арматуры находится в пределах от h до 2h.

Предлагаемое решение приопорного участка железобетонного ригеля имеет следующие преимущества.

Боковые плоскости листовой арматуры наилучшим образом воспринимают и распределяют главные напряжения при плоском напряженном состоянии. Траектории главных напряжений проходят плавно, без концентрации, между отверстиями. Анкеровка листовой арматуры в бетонном теле осуществляется за счет отверстий (перфорации) и листовой вставки. Замкнутая форма листовой арматуры создает эффект обоймы для бетона, повышая его прочность. В предельном состоянии давление бетона на боковые поверхности листовой арматуры воспринимается листовой вставкой, обеспечивая устойчивость боковых поверхностей к их выпучиванию из плоскости ригеля. Кроме этого, листовая вставка воспринимает растягивающие напряжения в продольном направлении, увеличивает крутильную жесткость приопорных участков и ригеля в целом.

Плоский перфорированный лист значительно менее трудоемок в изготовлении по сравнению с листами с просечками и чередующимися выступами и впадинами в смежных полосах между просечками.

Источники информации
1. Байков В. Н. , Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс: Учеб. для вузов. - 5-е изд. перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1991. - 36-53 с., 150-161 с., 413-423 с., 409-413 с.

2. А.с. 1779726, кл. Е 04 С 5/06, 3/20. С.Н. Булгаков, В.А. Ивахнюк, Ю. Н. Кардовский. Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений.

Изобретение относится к строительству, а именно к железобетонным изгибаемым конструкциям (ригелям) типа фермы или балки, в которые для восприятия растягивающих усилий вводят металлическую арматуру. Технический результат заключается в повышении прочности приопорных участков ригеля. Сущность изобретения заключается в том, что в приопорных участках ригеля расположена гнутая листовая перфорированная арматура замкнутого коробчатого сечения с листовой перфорированной вставкой, расположенной по диагонали вдоль траектории главного растягивающего напряжения. Замкнутая форма листовой арматуры создает эффект обоймы для бетона, повышая его прочность. Листовая вставка не только воспринимает растягивающие усилия, но и обеспечивает устойчивость боковых поверхностей листовой арматуры к их выпучиванию из плоскости и увеличивает крутильную жесткость приопорных участков. 2 ил.

Железобетонный ригель, включающий бетонное тело, продольную стержневую рабочую и поперечную стержневую арматуру и соединительные стержни, отличающийся тем, что в каждом приопорном участке расположена гнутая листовая перфорированная арматура замкнутого коробчатого сечения длиной 1 от h до 2h, где h - высота ригеля в приопорной зоне, с листовой перфорированной вставкой, расположенной по диагонали вдоль траектории главного растягивающего напряжения.