СТЕНОВОЕ ОГРАЖДЕНИЕ Российский патент 2010 года по МПК E04C2/02 E04C5/03 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в ограждающих конструкциях зданий и сооружений.

Известно стеновое ограждение (патент РФ №2137887, МПК E04D 2/00, опубл. 20.09.2000), включающее наружный и внутренний слои, между которыми наклонно к фасадной плоскости стены в плане по высоте размещена диагональная арматура с закрепленным к ней утеплителем, при этом диагональная арматура выполнена в виде отдельных стержней и соединена с наружным и внутренним слоями с помощью армирующих стержней.

Недостатком этой конструкции является трудоемкость монтажа арматуры и снижение теплозащитных свойств утеплителя при его фрагментировании с последующим креплением к вертикальной и горизонтальной арматуре.

Известно стеновое ограждение (патент РФ №40343, МПК⁷ E04B 2/02, опубл. 09.10.2004). Стеновое ограждение включает наружный и внутренний слои, разделенные утеплителем, между которыми размещена диагональная арматура из металлических стержней. Наружный и внутренний слои ограждения состоят из конструктивных элементов, соединенных строительным раствором с образованием швов. Диагональная арматура выполнена в виде плоского арматурного каркаса из скрепленных между собой продольных и поперечных стержней. Продольные стержни размещены в горизонтальных швах наружного и внутреннего слоев, а поперечные стержни расположены под углом α=10-170° относительно продольных стержней. В усиленном арматурном каркасе с количеством продольных стержней более 2-х поперечные стержни арматурного каркаса имеют Z-образную плоскую форму с углами при сгибе (90°+α), причем концы стержней расположены перпендикулярно продольным стержням. В стеновом ограждении в смежных по высоте арматурных каркасах угол наклона поперечных стержней меняется на смежный угол (180°-α).

Недостатком является наблюдаемое разрушение железобетонного стенового ограждения, когда напряжение в бетоне превышает предел длительного разрушения, а напряжение в арматуре еще не достигло предела текучести, но вследствие ползучести бетона напряжение в арматуре быстрее достигает предела текучести с последующим разрушением конструкции.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности и долговечности эксплуатации железобетонных конструкций в условиях близких к критическим путем оптимизации соотношения деформирующих свойств как бетона, так и арматуры за счет взаимно противоположно направленных продольно перемещающихся амплитуд напряжений по длинам попарно расположенных металлических стержней арматуры.

Технический результат изобретения заключен в обеспечении надежности и длительности эксплуатации в условиях близких к критическим значениям напряжений и текучести.

В предлагаемом изобретении предусмотрено выполнение арматурных стержней как плоских, так и цилиндрических с винтообразными ребрами на внешней поверхности, причем устанавливаются армированные стержни при присоединении к наружным и внутренним слоям при любом пространственном расположении (под углом или z-образной плоской формы) попарно таким образом, чтобы винтообразные ребра первого металлического стержня пары имели направление вращения касательной по часовой стрелке (см., например, Выгодской Н.Я. Справочник по высшей математике. М., 1986, стр.505), а на втором металлическом стержне этой пары винтообразные ребра по внешней поверхности имеют направление вращения касательной против часовой стрелки. В результате волны напряжений парно расположенные металлические стержни, перемещаясь по винтообразно-расположенным ребрам, имеют встречно направленные амплитуды колебаний, сдвинутые на 90°, что приводит к погашению пиковых значений с последующим предотвращением наступления предела текучести арматуры для данной критической нагрузки.

На фиг.1 представлен фрагмент стенового ограждения, горизонтальный разрез; на фиг.2 и 3 - те же варианты арматурного каркаса; на фиг.4 - пара металлических стержней с винтообразно-расположенными ребрами на внешней поверхности.

Стеновое ограждение включает наружный 1 и внутренний 2 слои, которые состоят из конструктивных элементов, соединенных строительным раствором с образованием пространства между наружным 1 и внутренним 2 слоями, которое заполнено непроседающим утеплителем 3, а в растворе размещены плоский арматурный каркас 4 из скрепленных между собой продольных 5 и поперечных 6 металлических стержней, расположенных под углом друг к другу, а поперечные 6 металлические стержни имеют z-образную плоскую форму.

При этом на внешней поверхности 7 каждой пары металлических стержней 5 и 6 расположены ребра 8 и 9. Ребра на первом стержне каждой пары имеют направление вращения касательной по часовой стрелке, а ребра 8 на втором стержне данной пары имеют направление вращения касательной против часовой стрелки. Возведение стенового ограждения, установку арматуры и укладку утеплителя производят известными методами.

Известно, что с появлением трещин напряженно-деформированное состояние изгибаемых внецентренно сжатых или внецентренно растянутых железобетонных элементов приобретает неблагоприятное состояние как по прочности, так и по деформациям из-за различия разрушения под действием деформации за счет ползучести бетона и арматуры, при этом текучесть арматуры может предшествовать разрушению бетона (см., например, Зайцев Ю.В. Механика разрушения для строителей. М.: Высш. школа, 1991, 288 с. Ил).

Для устранения данного явления, т.е. устранения процесса текучести арматуры под действием разрушающей деформации, предшествующей ползучести бетона, осуществляют снижение типовых напряжений в металлических стержнях путем погашения амплитуд пиковых значений в попарно расположенных элементах арматуры. Это достигается выполнением арматуры винтообразной по внешней поверхности, обеспечивающей вращательное перемещений волн напряжений вдоль механических стержней.

Оригинальность предлагаемого технического решения достигается тем, что в сравнении с прототипом и аналогом оно позволит повысить надежность и долговечность экспозиции стенового ограждения благодаря снижению напряженного состояния арматуры в условиях близких к критическим за счет погашения пиковых амплитуд волн напряжений, распространяющихся вдоль металлических попарно расположенных стержней путем их встречного направления со смещением на 90° относительно друг друга.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в ограждающих конструкциях зданий и сооружений. Технический результат - повышение надежности и долговечности эксплуатации железобетонных конструкций в условиях близких к критическим путем оптимизации соотношения деформирующих свойств как бетона, так и арматуры за счет взаимно противоположно направленных продольно перемещающихся амплитуд напряжений по длинам попарно расположенных металлических стержней арматуры. Стеновое ограждение включает наружный и внутренний слои, соединенные строительным раствором с образованием швов и разделенные утеплителем, между которыми размещена арматура из металлических стержней в виде плоского арматурного каркаса из скрепленных между собой как продольных, так и пространственно расположенных под углом и z-образных стержней. Металлические стержни расположены попарно, и на внешней поверхности каждого выполнены винтообразные ребра, причем на первом из пары стрежней винтообразные ребра имеют направление вращения касательной по часовой стрелке, а на втором стержне винтообразные ребра имеют направление вращения касательной против часовой стрелки. 4 ил.

Стеновое ограждение, включающее наружный и внутренний слои, соединенные строительным раствором с образованием швов и разделенные утеплителем, между которыми размещена арматура из металлических стержней в виде плоского арматурного каркаса, из скрепленных между собой как продольных, так и пространственно расположенных под углом и z-образных стержней, отличающееся тем, что металлические стержни расположены попарно и на внешней поверхности каждого выполнены винтообразные ребра, причем на первом, из пары стрежней, винтообразные ребра имеют направление вращения касательной по часовой стрелке, а на втором стержне винтообразные ребра имеют направление вращения касательной против часовой стрелки.