АРМОМЕТАЛЛОБЛОК Российский патент 2010 года по МПК E02D29/00 

Изобретение относится к области строительства, а именно - к строительству подземных и частично заглубленных в грунт железобетонных сооружений различного назначения и конфигурации.

Известен способ для изготовления и монтажа сборных тонких железобетонных сводов для мостов, путепроводов, больших подземных гаражей, убежищ и других подземных сооружений, предложенный швейцарской фирмой БЕБО (см. патент Швейцарской конфедерации №48052, МПК7 Е01G 5/02, 1969). Различные формы дуги свода изготавливаются с помощью надежно соединенных друг с другом унифицированных составных элементов в форме железобетонных плит, устанавливаемых в виде полигонального приближения к дуге свода. Для соединения железобетонных плит между собой была разработана система специальных сварных швов, расположенных как в продольном, так и поперечном направлении.

Существенными недостатками данного способа являются сложная технология монтажа сооружения, повышенная трудоемкость и удорожание строительства. Кроме того, данный способ по существу относится к сборному строительству. Понятие унифицированного армометаллоблока в данном случае применимо только по отношению к арматурному каркасу до процесса бетонирования плиты.

Известен также армометаллоблок (далее по тексту - АМБ), используемый для возведения обделки подземного сооружения из АМБ, содержащий внутреннюю металлоизоляцию из отвальцованного по радиусу металлического листа, ребра жесткости, выступающие за его торцы, и связи между ними в виде опорных элементов в виде поперечных полос, размещенных вдоль блока с равномерным шагом и соединенных с ребрами жесткости вертикальными пластинами, а к торцам ребер жесткости на одном с ними уровне прикреплены вертикальные пластины с отверстиями и горизонтальные пластины с одной стороны сопрягаемого блока поверх ребер жесткости, выдвинутые за их торцы наполовину длины, при этом пластина прикреплена к паре ребер, а свободные концы пластин закреплены за ребра жесткости соседнего блока (RU 2114376 С1, МПК⁶ F41Н 11/00, 29.05.1984; п.2 формулы изобретения).

Данная конструкция АМБ практически применима только для ограниченного круга подземных сооружений (в основном для подземных фортификационных объектов, подверженных механическому воздействию в ближней зоне ядерного взрыва). Она представляется недопустимо жесткой с анкерами, не заведенными в сжатую зону, т.е. представляет собой хрупко разрушаемую конструкцию. Поэтому такой АМБ принципиально не может быть рекомендован для широкого использования в практике строительства.

Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является АМБ, используемый при возведении комбинированной обделки специального подземного сооружения, выполненный в виде изогнутого по радиусу листа с выступающими за его торцы кольцевыми ребрами жесткости АМБ между собой, при этом арматурные стержни заведены в ячейки между ребрами тюбингов и снабжены металлическими анкерными пластинками на торцах (RU 2114377 С1, МПК⁶ F41Н 11/00, 21.05.1990).

Данное устройство, выбранное в качестве прототипа, имеет те же существенные недостатки, что и ранее рассмотренный аналог.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявленное изобретение, является совершенствование конструкции АМБ с целью создания унифицированного металлокаркасного АМБ, что позволит существенно расширить область применения АМБ на широкий круг сооружений и упростить технологию сборки обделки сооружения.

Указанный результат достигается тем, что в известном устройстве - армометаллоблоке, выполненном в виде изогнутого по радиусу R металлического листа с выступающими за его торцы кольцевыми ребрами жесткости, металлический лист имеет сквозные отверстия с заданным шагом для крепления к нему ребер жесткости и анкерующих элементов, кольцевые ребра жесткости выполнены в виде двух или более перевернутых раскосных прутковых ферм, вершинами нижних поясов присоединенных с помощью болтовых соединений к металлическому листу и к спаренным продольным арматурным стержням, изогнутым по радиусу R, в качестве дополнительного анкерующего элемента применена арматурная сетка, состоящая из прямых поперечных и изогнутых по радиусу R+h продольных стержней, где h - расстояние арматурной сетки от металлического листа, причем продольные стержни сетки, число которых равно удвоенному числу ферм, и поперечные стержни сетки, расположенные с шагом, равным шагу верхних узлов ферм, присоединены с помощью вязальной проволоки к вершинам верхних поясов каждой из ферм, при этом нижняя диафрагма вертикальной жесткости образована жестко соединенными между собой металлическим листом, вершинами нижних поясов каждой из прутковых ферм и изогнутыми по радиусу R продольными арматурными стержнями, верхняя диафрагма вертикальной жесткости образована жестко соединенными между собой вершинами верхних поясов каждой из прутковых ферм и продольными стержнями арматурной сетки, нижняя и верхняя диафрагмы горизонтальной жесткости образованы соответственно металлическим листом и поперечными стержнями арматурной сетки, присоединенными к вершинам верхнего пояса каждой из прутковых ферм, длины продольных и поперечных стержней арматурной сетки с одной стороны АМБ превышают соответственно длину и ширину металлического листа на 15-30 диаметров стержней, а на образованные выпуски нанизаны соответственно либо изогнутые по радиусу R, или прямые трубчатые гильзы длиной 10-25 диаметров стержня, крайние раскосы прутковых ферм удлинены на 15-30 их диаметров, образованные выпуски изогнуты по радиусу R+h и укомплектованы с одной стороны изогнутыми по тому же радиусу трубчатыми гильзами длиной 10-25 диаметров раскосов; по периметру металлического листа снята фаска под электросварку, на одном торце металлического листа выполнен отгиб на толщину листа длиной 15-20 мм; на отгибе и на противоположном прямом торце АМБ выполнены сквозные отверстия с заданным шагом.

Заявленное изобретение представлено на чертежах, где фиг.1 - вид в аксонометрии АМБ в сборе; фиг.2 - узел соединения двух соседних АМБ; фиг.3 - вид в разрезе бессварочного стыкового соединения арматурных стержней; фиг.4 - АМБ в сборе с соседними модулями в поперечном направлении.

АМБ состоит из металлического листа 1 (фиг.1) толщиной от 3 мм, выполняющего одновременно роль рабочей арматуры и гидроизоляции (а также - опалубки в процессе бетонирования сооружения), имеющего отверстия с заданным шагом для крепления вертикальной диафрагмы жесткости и отгиб с одной стороны для стыковки с соседним АМБ, прикрепленных к нему двух (или более) перевернутых раскосных ферм 2, нижние пояса которых образованы двумя арматурными стержнями 3, крепящихся к листу 1 при помощи болтовых соединений 7. Вершины верхних поясов ферм служат опорными элементами крепления на них арматурной сетки, состоящей из 2κ продольных закругленных по радиусу R стержней 4 (где κ - число ферм), каждая пара которых при закреплении сетки превращается в верхний пояс соответствующей фермы, и из поперечных стержней 5 (где n - число вершин каждой фермы), расположенных с шагом, равным шагу верхних узлов ферм. Таким образом, прикрепленные к металлическому листу стержни рабочей арматуры 3, раскосные фермы 2 и продольная стержневая арматура сетки 4 образуют диафрагмы вертикальной жесткости АМБ, поперечная арматура сетки 5 образует верхнюю диафрагму горизонтальной жесткости, а металлический лист - ее нижнюю диафрагму.

Длина продольных стержней 3 и 4 с одной стороны АМБ превышает длину металлического листа на 15-30 диаметров стержня. Длина поперечных стержней арматурной сетки 5 превышает ширину листа с одной стороны на 15-30 диаметров арматуры.

Все элементы АМБ изготавливаются из стандартно выпускаемой продукции и все соединения выполняются в соответствии с модульной координацией размеров в строительстве. Конкретные сортаменты металлопроката, образующие соответствующие диафрагмы жесткости, определяются при проектировании в зависимости от расчетных нагрузок, действующих на сооружение.

Соединение двух соседних АМБ в продольном направлении производится следующим образом (фиг.2 и 4):

1) Металлический лист 1 имеет отгиб с одной стороны для соединения с листом соседнего АМБ (модуля) внахлест и оба листа соединяются при помощи болтовых соединений;

2) Соединение прутковых ферм 2 соседних АМБ осуществлено удлинением крайних раскосов ферм на 15-30 их диаметров, изгибом образованных выпусков по радиусу R+h и их укомплектованием с одной стороны изогнутыми по тому же радиусу трубчатыми гильзами длиной 10-25 диаметров раскосов. Соединение выпусков осуществляется при помощи бессварочного стыкового соединения (фиг.3). В трубчатую гильзу 6 заводят два выпуска концевых ферм от двух смежных АМБ, предварительно фиксируют их крепежными болтами 8, после чего через отверстия в гильзах производят заливку быстротвердеющего цементно-песчаного раствора 9, что обеспечивает надежное соединение двух выпусков. При таком соединении растягивающее усилие прикладывается под углом к самому соединению и, следовательно, происходит еще большее заклинивание стыкуемых выпусков в трубчатой гильзе 6.

3) Выпуски арматурных стержней 3, 4 и 5 АМБ соединяют с соответствующей арматурой соседних АМБ также при помощи вышеописанных бессварочных стыковых соединений (фиг.3).

Заявленная конструкция АМБ с анкерами, заведенными в сжатую зону, не подвержена хрупкому разрушению и позволяет наиболее полно использовать деформативные характеристики сталей классов A-I и А-II при строительстве различных подземных сооружений.

Изобретение относится к строительству, а именно к строительству подземных и частично заглубленных в грунт железобетонных сооружений различного назначения и конфигурации. Армометаллоблок выполнен в виде изогнутого по радиусу R металлического листа с выступающими за его торцы кольцевыми ребрами жесткости. Металлический лист имеет сквозные отверстия с заданным шагом для крепления к нему кольцевых ребер жесткости и анкерующих элементов. Кольцевые ребра жесткости выполнены в виде двух или более перевернутых раскосных прутковых ферм, вершинами нижних поясов присоединенных с помощью болтовых соединений к металлическому листу и к спаренным продольным арматурным стержням, изогнутым по радиусу R. В качестве дополнительного анкерующего элемента применена арматурная сетка, состоящая из прямых поперечных и изогнутых по радиусу R+h продольных стержней, где h - расстояние арматурной сетки от металлического листа. Продольные стержни сетки, число которых равно удвоенному числу ферм, и поперечные стержни сетки, расположенные с шагом, равным шагу верхних узлов ферм, присоединены с помощью вязальной проволоки к вершинам верхних поясов каждой из ферм. Нижняя диафрагма вертикальной жесткости образована жестко соединенными между собой металлическим листом, вершинами нижних поясов каждой из прутковых ферм и изогнутыми по радиусу R продольными арматурными стержнями. Верхняя диафрагма вертикальной жесткости образована жестко соединенными между собой вершинами верхних поясов каждой из прутковых ферм и продольными стержнями арматурной сетки. Нижняя и верхняя диафрагмы горизонтальной жесткости образованы соответственно металлическим листом и поперечными стержнями арматурной сетки, присоединенными к вершинам верхнего пояса каждой из прутковых ферм. Длины продольных и поперечных стержней арматурной сетки с одной стороны АМБ превышают соответственно длину и ширину металлического листа на 15-30 диаметров стержней, а на образованные выпуски нанизаны соответственно либо изогнутые по радиусу R, или прямые трубчатые гильзы длиной 10-25 диаметров стержня. Крайние раскосы прутковых ферм удлинены на 15-30 их диаметров, образованные выпуски изогнуты по радиусу R+h и укомплектованы с одной стороны изогнутыми по тому же радиусу трубчатыми гильзами длиной 10-25 диаметров раскосов. Технический результат состоит в унифицировании металлокаркасного АМБ, расширении области применения АМБ на широкий круг сооружений и упрощении технологии сборки обделки сооружения. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Армометаллоблок, выполненный в виде изогнутого по радиусу R металлического листа с выступающими за его торцы кольцевыми ребрами жесткости, отличающийся тем, что металлический лист имеет сквозные отверстия с заданным шагом для крепления к нему кольцевых ребер жесткости и анкерующих элементов, кольцевые ребра жесткости выполнены в виде двух или более перевернутых раскосных прутковых ферм, вершинами нижних поясов присоединенных с помощью болтовых соединений к металлическому листу и к спаренным продольным арматурным стержням, изогнутых по радиусу R, в качестве дополнительного анкерующего элемента применена арматурная сетка, состоящая из прямых поперечных и изогнутых по радиусу R+h продольных стержней, где h - расстояние арматурной сетки от металлического листа, причем продольные стержни сетки, число которых равно удвоенному числу ферм, и поперечные стержни сетки, расположенные с шагом, равным шагу верхних узлов ферм, присоединены с помощью вязальной проволоки к вершинам верхних поясов каждой из ферм, при этом нижняя диафрагма вертикальной жесткости образована жестко соединенными между собой металлическим листом, вершинами нижних поясов каждой из прутковых ферм и изогнутыми по радиусу R продольными арматурными стержнями, верхняя диафрагма вертикальной жесткости образована жестко соединенными между собой вершинами верхних поясов каждой из прутковых ферм и продольными стержнями арматурной сетки, нижняя и верхняя диафрагмы горизонтальной жесткости образованы соответственно металлическим листом и поперечными стержнями арматурной сетки, присоединенными к вершинам верхнего пояса каждой из прутковых ферм, длина продольных и поперечных стержней арматурной сетки с одной стороны АМБ превышает соответственно длину и ширину металлического листа на 15-30 диаметров стержней, а на образованные выпуски нанизаны соответственно либо изогнутые по радиусу R, или прямые трубчатые гильзы длиной 10-25 диаметров стержня, крайние раскосы прутковых ферм удлинены на 15-30 их диаметров, образованные выпуски изогнуты по радиусу R+h и укомплектованы с одной стороны изогнутыми по тому же радиусу трубчатыми гильзами длиной 10-25 диаметров раскосов.

2. Армометаллоблок по п.1, отличающийся тем, что по периметру металлического листа снята фаска под электросварку.

3. Армометаллоблок по п.1, отличающийся тем, что на одном торце металлического листа выполнен отгиб на толщину листа длиной 15-20 мм, на отгибе и на противоположном прямом торце АМБ выполнены сквозные отверстия с заданным шагом.