АРМАТУРНОЕ ИЗДЕЛИЕ Российский патент 2010 года по МПК E04C5/03 

Изобретение относится к области строительства и касается изготовления арматурного изделия в виде стержневой натягиваемой арматуры, в частности, для восстановления многопустотной железобетонной плиты перекрытия здания, пораженной огнем.

Известно арматурное изделие, состоящее из отдельных арматурных стержней, нанизанных на стержни существующей арматуры / пат.2 119 023 RU, МПК 6 Е04С 5/08, Е04G 21/12. Арматурное изделие/ Н.А.Ильин; заявка 96115626/03 от 26.07.96; опубл. 20.09.98. Бюл. №26 [1].

В известном арматурном изделии, содержащем стержни сетки или каркаса железобетонной конструкции, дополнительная арматура арматурного изделия выполнена дискретно в виде ряда арматурных элементов, которые расположены в плоскости существующей сетки или каркаса и скреплены с натяжением. Элементы арматурного изделия выполнены в виде отдельных гнутых стержней. Гнутые стержни состоят из прямолинейных участков (стяжек) и захватов на их концах. В качестве материала для отдельных элементов арматурного изделия принята сталь низкой прочности классов А 240 (A-I), А 300 (А-II) и А 400 (А-III).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного арматурного изделия, относится то, что арматурное изделие в виде сборной сетки представляет собой сложную конструкцию, применение известного изделия снижает технологичность его сборки, отсутствует возможность использования в качестве предварительно натягиваемой арматуры горячекатаной стали высокой прочности, отсутствует возможность плавного регулирования величины натяжения арматуры, отсутствует возможность укрупнительной сборки элементов анкеровки на специальных постах.

Известно арматурное изделие, содержащее арматурный стержень (стержни из высокопрочной стали с анкерными упорами на его концах и накладными анкерами в виде скоб из низкопрочной стали, приваренных одной стороной к арматурному стержню (стержням); / а.с. 1698396 SU, МПК 5 Е04С 5/03. Арматурный элемент./ А.П.Шульгай; заявка 4770089/33 от 12.11.89; опубл. 15.12.91. Бюл. №46 [2].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного арматурного изделия, относится то, что для натяжения арматурных стержней необходимо применение специальных натяжных установок, отсутствует плавное регулирование величины натяжения арматуры, возможен перерасход высокопрочной стали при изготовлении натяжных стержней арматуры; изготовление элементов арматурного изделия малотехнологично.

Наиболее близким техническим решением к изобретению по совокупности признаков является арматурное изделие, содержащее напрягаемый арматурный стержень, постоянные анкеры и временные концевые анкеры. Напрягаемый арматурный стержень диаметром 14-22 мм выполнен цельным из арматуры классов А 540 (А-III в), А 600 (A-IV; Aт-IV), А-800 (A-V) и А 1000 (A-VI). Постоянные анкеры выполнены в виде опресованных обойм или высаженных головок диаметром 25-40 мм; высота опресованных обойм 15-22 мм (отклонение ±2 мм). Натяжение стержней арматуры осуществлено электротермическим или механическим способом. При натяжении упрочненной стержневой арматуры электротермическим способом дополнительно производят контрольные испытания арматуры на растяжение после электронагрева. Анкеровка арматурных стержней произведена постоянным анкером или торцевой обоймой. После отпуска натяжения арматуры произведена обрезка концевых участков стержней/ ГОСТ 22 701.0-77. Плиты железобетонные ребристые преднапряженные размерами 6×3 м. Технические условия (см. п.2.3 Арматурные изделия, черт.10÷12)/ [3] - принято за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного арматурного изделия, принятого за прототип, относится то, что при изготовлении изделия невозможно использование дешевой арматурной стали низкой прочности на концевых участках напрягаемого стержня, невозможно натяжение арматуры без применения специальных натяжных установок, в случае электронагрева напрягаемого стержня необходимы дополнительные испытания арматуры на растяжение; срезка концевых анкеров увеличивает расход арматуры; следовательно, известное арматурное изделие металлоемко.

Сущность изобретения заключается в следующем

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, состоит в упрощении конструкции и процесса изготовления арматурного изделия для усиления железобетонных многопустотных панелей перекрытия; в рациональном использовании по длине натягиваемого стального стержня арматуры различных классов по прочности; улучшение анкеровки и повышение несущей способности заанкеренного стержня; снижение трудоемкости, потерь высокопрочной стали и металлоемкости изделия.

Технический результат - упрощение конструкции и процесса изготовления элементов арматурного изделия, повышение технологичности сборки и установки его по месту - в пустотные каналы усиливаемой панели; использование дешевой арматурной стали низкой прочности для концевых ненатягиваемых элементов составного стержня арматурного изделия; плавное регулирование величины натяжения арматурного стержня; укрупнительная сборка элементов анкеровки; быстрая установка анкерных распределительных пластин; сокращение вновь изготовляемых элементов арматурного изделия; надежное соединение стыкуемых стержней натягиваемой и ненатягиваемой арматуры; снижение металлоемкости и потерь стали при изготовлении арматурного изделия; уменьшение трудоемкости сборки арматурного изделия по месту его установки.

Указанный технический результат при использовании изобретения достигается тем, что в известном арматурном изделии, содержащем натягиваемый стержень арматуры с постоянными концевыми анкерами, особенностью является то, что натягиваемый стержень арматуры выполнен составным из отрезков горячекатаной арматуры, снабжен стальными стопорными обоймами и стяжной муфтой в средней части изделия, а постоянные концевые анкеры оборудованы анкерными обоймами и анкерными распределительными пластинами из толстолистовой стали.

Стяжная муфта составного стержня натягиваемой арматуры выполнена в виде короткой трубы, внутри которой на концевых участках нарезана правая и левая резьба.

Стяжная муфта составного стержня натягиваемой арматуры выполнена с шестигранным корпусом под динамометрический ключ.

Постоянный концевой анкер составного стержня натягиваемой арматуры классов А 400 (А-III), А 540 (А-IIIв) и А 600 (A-IV) выполнен в виде крепежной анкерной гайки с буртом и анкерной распределительной пластины из толстолистовой стали с гнездом под гайки с буртом.

Постоянный концевой анкер составного стержня натягиваемой арматуры классов А 600 (A-IV) и А 800 (A-V) выполнен в виде спаренных кортышей-накладок, приваренных к верхней стороне концевого участка арматурного стержня, совместно с анкерной распределительной пластиной из толстолистовой стали.

Постоянный концевой анкер составного стержня натягиваемой арматуры классов А 600 (A-IV) и А 800 (A-V) выполнен в виде спаренных кортышей-накладок, приваренных к верхней стороне концевого участка арматурного стержня, и коротыша-фиксатора, приваренного к нижней стороне арматурного стержня, совместно с анкерной распределительной пластиной из толстолистовой стали.

Постоянный концевой анкер составного стержня натягиваемой арматуры классов А 540 (А-IIIв), А 600 (A-IV) и А 800 (A-V) выполнен в виде высаженной головки высотой 1,8·d, здесь d - номинальный диаметр стержня натягиваемой арматуры, совместно с анкерной распределительной пластиной из толстолистовой стали с гнездом под высаженную головку или с увеличенной шайбой под нее.

Коротыши-накладки вырезаны длиной l_к=m·d, мм, где m=5 для арматуры класса А 600 (A-IV), m=6 для А 800 (A-V) из условия применения одностороннего сварного шва; d - номинальный диаметр составного стержня натягиваемой арматуры, мм.

Постоянный концевой анкер снабжен увеличенной шайбой с отверстием диаметром d_ш=d+z, мм, где d_ш - диаметр отверстия увеличенной шайбы, z - зазор (0,5-1,0) мм.

Плоскости опирания коротышей-накладок и коротыша-фиксатора постоянного концевого анкера на торец анкерных распределительных пластин располагают строго перпендикулярно оси составного стержня натягиваемой арматуры, обеспечивая их плотное примыкание.

Анкерная распределительная пластина изготовлена с вырезом в виде вилки с размерами ширины зева b=d+z, мм; и высотой выреза h=Н-(h_o+0,5·d+z); здесь d - номинальный диаметр составного стержня натягиваемой арматуры, мм; h₀ - рабочая высота, мм; Н - высота анкерной распределительной пластины, мм; z - зазор (0,5÷1,0) мм.

Стопорение крепежных анкерных гаек с буртами и стяжных муфт относительно составного стержня натягиваемой арматуры предусматривают контргайками, упругими шайбами, сваркой или пластическим деформированием, например кернением.

В качестве составного стержня натягиваемой арматуры использована напрягаемая стержневая арматура классов А 400 (A-III), А 540 (А-IIIв), а также стержневая арматура классов А 600 (A-IV), А 800 (A-V) и А 1000 (А-VI).

В качестве арматуры низкой прочности использована ненапрягаемая арматура классов А 240 (A-I), А 300 (А-II), А 400 и А 500 (А-III).

На составном стержне натягиваемой арматуры на месте установки стяжной муфты нарезана вальцованная резьба.

Причинно-следственная связь между совокупностью признаков и техническим результатом изобретения заключена в следующем.

Упрощение конструкции предлагаемого арматурного изделия заключается в отсутствии временных концевых анкеров; повышение технологичности сборки арматурного изделия и установки его по месту - в отверстие многопустотной железобетонной панели перекрытия, состоит в простоте заведения элементов составного стержня в отверстие панели и во введении быстроустанавливаемых анкерных распределительных пластин в зоне анкеровки и последующего натяжения арматурного стержня стяжной муфты (без применения специальных натяжных домкратов); плавное регулирование величины натяжения арматурного стрежня осуществляется за счет использования резьбовых стяжных муфт; укрупнительная сборка элементов анкеровки изделия производится на специальных постах; упрочнение сердцевины стержней арматуры в местах нанесения крепежной резьбы выполнено за счет нагартовки резьбы; быстрая установка анкерной распределительной пластины производится вследствие выполнения прорези в ней; сокращение числа вновь изготовляемых элементов арматурного изделия произведено за счет применения стандартных стальных обойм; надежное соединение стыкуемых стержней натягиваемой и ненатягиваемой арматуры произведено путем сварки или стяжки соединительными стяжными муфтами;

снижение металлоемкости и потерь стали при изготовлении арматурного изделия произведено за счет: более полного использования коротких отрезков арматуры; замены сталей высокой прочности на стали низкой прочности; исключения операции подрезки концов натягиваемой стержневой арматуры и временных концевых анкеров; снижения расхода термически упрочненной арматуры, отожженной электронагревом, на дополнительные испытания на растяжение.

На фиг.1 представлено арматурное изделие в виде составного стержня натягиваемой арматуры с постоянными концевыми анкерами в виде анкерных и стопорных обойм, анкерных распределительных пластин и стяжной муфты с двухсторонней крепежной резьбой:

1 - составной стержень натягиваемой арматуры,

2 - анкерная распределительная пластина,

3 - анкерная обойма,

4 - стопорная обойма,

5 - стяжная муфта из отрезка стальной трубы,

6 - вальцованная резьба,

7 - зазор (между стягиваемыми концами стержней составной арматуры),

8 - обжатие или сварка обоймы,

9 - ненатягиваемые элементы составного стержня.

На фиг.2÷7 приведены постоянные концевые элементы анкеров на натягиваемые стержни арматуры (позиции 1-9 см. фиг.1):

- анкерная гайка с буртом 10 для арматуры классов А 400 (A-III), А 540 (А-IIIв) и А 600 (A-IV) и анкерная распределительная пластина 2 (фиг.2);

- анкерная обойма 3 обжатая или на сварке для арматуры классов А 600 (A-IV) и А 800 (A-V) и анкерная распределительная пластина 2 (фиг.3);

- коротыши -накладки 11 и коротыши-фиксаторы 12 на сварке для арматуры классов А 540 (А-IIIв), А 600 (A-IV) и А 800 (A-V) и анкерная распределительная пластина (фиг.4 и 5);

- круглая высаженная головка 13 и полукруглая высаженная головка 14 для арматуры классов А 540 (А-IIIв), А 600 (A-IV), А 800 (A-V) и анкерная распределительная пластина 2 (фиг.6 и 7):

10 - анкерная гайка с буртом,

11 - коротыш-накладка,

12 - коротыш-фиксатор;

13 - круглая высаженная головка;

14 - полукруглая высаженная головка;

l₁ - длина ненатягиваемого отрезка стержня, мм;

l₂ - длина натягиваемого отрезка стержня, мм;

z₀ - зазор между натягиваемыми отрезками, мм;

l_a - расстояние между концевыми анкерами, мм;

l - длина арматурного изделия в сборке, мм.

На фиг.8-9 приведены виды стяжек составного стержня:

стяжная муфта из отрезка стальной трубы 5 под трубный ключ (фиг.8);

стяжная муфта с шестигранным корпусом 15 под динамометрический ключ с контргайкой 16 (фиг.9) (позиции 5, 6 и 8 приведены на фиг.1):

15 - стяжная муфта с шестигранным корпусом;

16 - контргайка.

На фиг.10-11 приведены виды анкерных распределительных пластин: для одного составного натягиваемого стержня арматуры (фиг.10); для двух составных натягиваемых стержней арматуры (фиг.11).

Сведения, подтверждающие возможность применения изобретения с получением указанного выше технического результата.

Выполнен проект усиления многопустотной железобетонной панели П2 перекрытия общественного здания, поврежденного огнем (г.Самара, Торговый центр ЗАО «Аверс», 2008 г.). Многопустотная панель П2 выполнена по чертежам серии ИЖ 567-03, марка ПБ 72.12-8; размеры панели в плане 7,2×1,2 мм; высота сечения 220 мм. Панель П2 стендового безопалубочного формования, бетон класса В30, рабочая арматура - высокопрочная проволока класса Bp 1200 (Bp-II) диаметром 5 мм, овальные пустотные каналы (8 отверстий) высотой 140 мм, шириной 54 мм; толщина внутренних ребер панели 41 мм; осевое расстояние для нижнего ряда рабочих стержней 20 мм.

Проектом усиления предложено арматурное изделие в виде горизонтальной стяжки с использованием натягиваемого стержня арматуры, составленного из спаренных отрезков горячекатаной арматуры класса А 600 (A-IV) диаметром 20 мм, на натягиваемые стержни арматуры 1 установлены анкерные обоймы 3 и стопорные обоймы 4 высотой 14 мм, наружный диаметр обоймы 40 мм; в месте стыковки отрезков арматуры между собой установлена стяжная муфта с шестигранным корпусом 15 длиной В=90 мм, диаметром D=27 мм, длина нарезки резьбы с обеих концов стяжной муфты А=36 мм; постоянные концевые анкеры оборудованы анкерными распределительными пластинами 2 на два рабочих стержня арматуры каждая.

Источники информации

1. Ильин, Н.А. Пат.2119023 RU, МПК 6 Е04С 5/08, Е04G 21/12. Арматурное изделие/ Н.А.Ильин; заявка 96115626/03 от 26.07.96; опубл. 20.09.98. Бюл.№26.

2. Шульгай, А.П. А.с. 1698396 SU, МПК 5 Е04С 5/03. Арматурный элемент./ А.П.Шульгай; заявка 4770089/33 от 12.11.89; опубл. 15.12.91. Бюл.№46.

3. ГОСТ 22701.0-77. Плиты железобетонные ребристые преднапряженные размерами 6×3 м. Технические условия (см. п.2.3 Арматурные изделия, черт.10-12).

Изобретение относится к строительству и касается изготовления арматурного изделия в виде составного стержня натягиваемой арматуры с постоянными концевыми анкерами, в частности арматурное изделие может быть использовано для усиления многопустотной железобетонной панели перекрытия здания. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и процесса изготовления элементов арматурного изделия, повышение технологичности сборки и установки изделия по месту - в пустоты усиливаемой панели; использование арматурной стали низкой прочности для концевых ненатягиваемых элементов составного стержня изделия; снижение металлоемкости и потерь стали при изготовлении арматурного изделия. Указанный технический результат при использовании изобретения достигается тем, что в арматурном изделии, включающем натягиваемый стержень арматуры с постоянными концевыми анкерами, натягиваемый стержень арматуры выполнен составным из отрезков горячекатаной арматуры, снабжен стопорными обоймами и стяжной муфтой в средней части изделия, а постоянные концевые анкеры оборудованы анкерными обоймами и анкерными распределительными пластинами из толстолистовой стали. 14 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Арматурное изделие, содержащее натягиваемый стержень арматуры с постоянными концевыми анкерами, отличающееся тем, что натягиваемый стержень арматуры выполнен составным из отрезков горячекатаной арматуры, снабжен стальными стопорными обоймами и стяжной муфтой в средней части изделия, а постоянные концевые анкера оборудованы анкерными обоймами и анкерными распределительными пластинами из толстолистовой стали.

2. Арматурное изделие по п.1, отличающееся тем, что стяжная муфта составного стержня натягиваемой арматуры выполнена в виде короткой трубы, внутри которой на концевых участках нарезана правая и левая резьба.

3. Арматурное изделие по п.1, отличающееся тем, что стяжная муфта составного стержня натягиваемой арматуры выполнена с шестигранным корпусом под динамометрический ключ.

4. Арматурное изделие по п.1, отличающееся тем, что постоянный концевой анкер составного стержня натягиваемой арматуры классов А 400 (A-III), А 540 (А-IIIв) и А 600 (A-IV) выполнен в виде крепежной анкерной гайки с буртом и анкерной распределительной пластины из толстолистовой стали с гнездом под гайки с буртом.

5. Арматурное изделие по п.1, отличающееся тем, что постоянный концевой анкер составного стержня натягиваемой арматуры классов А 600 (A-IV) и А 800 (A-V) выполнен в виде спаренных коротышей-накладок, приваренных к верхней стороне концевого участка арматурного стержня, совместно с анкерной распределительной пластиной из толстолистовой стали.

6. Арматурное изделие по п.1, отличающееся тем, что постоянный концевой анкер составного стержня натягиваемой арматуры классов А 600 (A-IV) и А 800 (A-V) выполнен в виде спаренных коротышей-накладок, приваренных к верхней стороне концевого участка арматурного стержня, и коротыша-фиксатора, приваренного к нижней стороне арматурного стержня, совместно с анкерной распределительной пластиной из толстолистовой стали.

7. Арматурное изделие по п.1, отличающееся тем, что постоянный концевой анкер составного стержня натягиваемой арматуры классов А 540 (А-IIIв), А 600 (A-IV) и А 800 (A-V) выполнен в виде высаженной головки высотой 1,8-d, - здесь d - номинальный диаметр составного стержня натягиваемой арматуры, - совместно с анкерной распределительной пластиной из толстолистовой стали с гнездом под высаженную головку или с увеличенной шайбой под нее.

8. Арматурное изделие по пп.5 и 6, отличающееся тем, что коротыши-накладки вырезаны длиной l_K=m·d, мм, где m=5 для арматуры класса А 600 (A-IV), m=6 для А 800 (A-V) из условия применения одностороннего сварного шва, d - номинальный диаметр составного стержня натягиваемой арматуры, мм.

9. Арматурное изделие по п.1, отличающееся тем, что постоянный концевой анкер снабжен увеличенной шайбой с отверстием диаметром d_m=d+z, мм, где d_m - диаметр отверстия увеличенной шайбы, z - зазор 0,5-1,0 мм.

10. Арматурное изделие по пп.5 и 6, отличающееся тем, что плоскости - опирания коротышей-накладок и коротыша-фиксатора постоянного концевого анкера на торец анкерных распределительных пластин располагают строго перпендикулярно оси составного стержня натягиваемой арматуры, обеспечивая их плотное примыкание.

11. Арматурное изделие по п.1, отличающееся тем, что анкерная распределительная пластина изготовлена с вырезом в виде вилки с размерами ширины зева b=d+z, мм; и высотой выреза h=Н-(h₀+0,5-d+z); здесь d - номинальный диаметр составного стержня натягиваемой арматуры, мм; h₀ - рабочая высота, мм; Н - высота анкерной распределительной пластины, мм; z - зазор 0,5÷1,0 мм.

12. Арматурное изделие по пп.1 и 4, отличающееся тем, что стопорение крепежных анкерных гаек с буртом и стяжных муфт относительно составного стержня натягиваемой арматуры предусматривают контргайками, упругими шайбами, сваркой или пластическим деформированием, например кернением.

13. Арматурное изделие по п.1, отличающееся тем, что в качестве составного стержня натягиваемой арматуры использована напрягаемая стержневая арматура классов А 400 (A-III), А 540 (А-IIIв), а также напрягаемая стержневая арматура классов А 600 (A-IV), А 800 (A-V) и А 1000 (А-VI).

14. Арматурное изделие по п.1, отличающееся тем, что в качестве арматуры низкой прочности использована ненапрягаемая арматура классов А 240 (A-I), А 300 (А-Н), А 400 и А 500 (A-III).

15. Арматурное изделие по п.1, отличающееся тем, что на составном стержне натягиваемой арматуры на месте установки стяжной муфты нарезана вальцованная резьба.