Фиксатор арматурных стержней Российский патент 2023 года по МПК E04C5/16 

Изобретение относится к области строительства, а именно к устройствам для соединения арматурных стержней при сборке и монтаже арматурных каркасов для армобетонных конструкций.

Редкое строение обходится без бетонных конструкций: монолитных каркасов, стен, перекрытий и фундамента. Подавляющее большинство бетонных конструкций армируется стальными, а в последнее время и композитными арматурными стержнями. Армобетонные конструкции обладают уникальными прочностными характеристиками. Сейчас эта технология является основой всего современного строительства. Неотъемлемой частью армобетонной конструкции является каркас, который собирается из арматурных стержней перед заливкой конструкции бетоном. Для формирования каркаса стержни соединяют. Чаще всего крестообразно, в виде сеток и пространственных каркасов с ячейками квадратной или прямоугольной формы. Существует два класса соединений - с нормируемой прочностью и с ненормируемой. Соединения с нормируемой прочностью участвуют в работе армобетонной конструкции, поэтому к ним предъявляются определённые требования. Эти требования специально указываются в проекте. Соединения с ненормируемой прочностью не участвуют в работе армобетонной конструкции, поэтому должны обладать лишь прочностью, достаточной для сохранения цельности каркаса во время его заливки бетоном. Таково подавляющее большинство соединений арматуры в современном строительстве. Данное изобретение предназначено для соединений арматурных стержней с ненормируемой прочностью.

Из уровня техники известен способ изготовления арматурных каркасов при помощи связывания прутков проволокой. Этим способом изготавливали каркасы первых армобетонных конструкций в XIX веке. И практически без изменений этот способ широко распространён по сей день.

Недостатком данного технического решения является его трудоёмкость. В современном строительстве достигнут предел производительности труда при связывании арматурных каркасов проволокой.

Также из уровня техники известен способ изготовления каркасов при помощи сварки арматурных прутков.

Недостатком данного технического решения является то, что металл прутка при термическом воздействии сваркой ослабляется, снижается его прочность. В связи с этим необходимо применять прутки большего диаметра. Повышается металлоёмкость строительства и цена готовых конструкций.

Поэтому рядом изобретателей разрабатываются фиксаторы арматурных стержней различных конструкций. По сути, фиксатор является элементом армирующего каркаса, при помощи которого каркас легко собирается и выдерживает давление бетонной массы, не требует сварки, и определяет точное положение арматурных стержней в ещё не застывшей конструкции. Фиксаторы изготавливают из прочного пластика или металла.

Из уровня техники известно устройство фиксатора для перекрещивающихся арматурных стержней, содержащее крестообразно скрепленные две трубки с продольными прорезями, которые выполнены за одно целое углублением одной из трубок в другую с образованием общей стенки. Кромки трубок в месте прорезей выполнены загнутыми наружу и эти загнутые кромки трубок служат направляющими для стержней, устанавливаемых в полости трубок и позволяют уменьшить угол, образуемый кромками трубки в месте прорези и осью трубки до 70°, увеличивая площадь контакта стержней с трубками для надежной фиксации. (RU 101062, E04C5/16, 10.01.2011).

Недостатком известного устройства фиксатора арматурных стержней является невысокая надежность, так как прутки в фиксатор вставляются снаружи и удерживаются только за счет силы упругости стенок трубок. Из-за того, что нагрузки, действующие в обратном направлении, стремятся вытолкнуть пруток из трубки через прорезь, они могут нарушить соединение. То есть для надежной фиксации прутка необходимо сделать стенки трубок достаточно жесткими, что, в свою очередь, затрудняет установку прутка в устройство и удорожает его из-за повышенного расхода материала. Кроме того, внутренние диаметры трубок определяют диаметры соединяемых арматурных стержней. Известно не менее 10 распространённых диаметров стержней. Для соединения стержней разных диаметров понадобятся разные фиксаторы, для чего понадобится производить достаточно большой ассортимент таких фиксаторов.

Известен фиксатор арматуры, включающий корпус, выполненный из неметаллического материала, снабженный вырезами и содержащий опорные пластины, расположенные параллельно друг другу. Параллельные опорные пластины снабжены замком, образованным в виде приливов треугольной формы, обращенных друг к другу заостренными концами. Корпус фиксатора состоит из двух неразъёмно соединенных частей (верхняя - зажимная и нижняя - опорная), из которых верхняя часть выполнена из полимерного материала, а нижняя - из бетона. Фиксатор арматуры содержит две пары расположенных в параллельных плоскостях опорных пластин на общем основании, которое выполнено из того же полимерного материала и неразъемно соединено с нижней частью корпуса, при этом в каждой паре зажимных пластин верхние части отогнуты внутрь одна навстречу другой, а концы отогнуты в противоположные стороны наружу. (RU 105648, E04C5/16, 20.06.2011)

Недостатком фиксатора является то, что он предназначен для в основном для изготовления горизонтальных сеток, лежащих непосредственно в основании армобетонной конструкции либо на горизонтальной опалубке. Массивная нижняя часть из бетона обеспечивает неподвижность сетки при заливке бетона, но она же препятствует применению фиксатора в пространственных конструкциях. Массивная нижняя часть, висящая на соединении, создаёт дополнительную нагрузку на это соединение. Кроме того, столь массивная конструкция неудобна в работе, при транспортировке и пр.

Известен зажим для соединения арматуры большого диаметра с арматурой меньшего диаметра, перпендикулярной к арматуре с большим диаметром. Корпус зажима содержит выступы для уменьшения диаметра арматуры, выступающей в верхние дуговые элементы зажима для зацепления арматур с меньшим диаметром, пересекающихся поверх арматур с большим диаметром. (RU 2528770, E04C5/16, 20.09.2014)

Недостатком зажима является сложность в использовании, из-за жесткости удерживающих выступов для фиксации арматурных стержней требуется дополнительное специальное оборудование.

Технической проблемой настоящего изобретения является разработка новой конструкции фиксатора для арматурных стержней с запирающим устройством.

Техническим результатом изобретения является упрощение процесса фиксации арматурных стержней, повышение надежности узла соединения и расширение функциональных возможностей фиксатора.

Поставленная проблема и технический результат достигается за счет предлагаемого фиксатора для арматурных стержней, состоящего из двух одинаковых деталей в виде опорных элементов и запирающего устройства. Опорный элемент выполнен в виде квадратной пластины, по продольной и поперечной осям которой образовано крестовидное углубление треугольного или полуовального сечения. Запирающее устройство состоит из двух стержней и двух отверстий на каждом опорном элементе, при этом указанные стержни закреплены в углах квадратной пластины по диагонали со стороны крестообразного углубления, а в углах по другой диагонали на каждой квадратной пластине выполнены указанные отверстия. На каждом стержне образованы периодические зацепы в виде ряда треугольных призм, расположенные вдоль стержня и закреплённые на нём. Либо запирающее устройство состоит из двух стержней и двух выемок на каждом опорном элементе. При этом указанные стержни закреплены в углах квадратной пластины по диагонали со стороны крестообразного углубления, а по другой диагонали в углах каждой квадратной пластины выполнены указанные выемки. Стержни выполнены в виде угловых, квадратных или треугольных профилей с периодическими зацепами в виде ряда одинаковых наружных профильных углов с профилем треугольной формы.

Опорный элемент и стержень запирающего устройства целесообразно выполнять из полимерного материала, обладающего упругими свойствами или из тонкого листового металла.

Треугольное или полуовальное сечение крестообразного углубления в опорном элементе позволяют вкладывать в него арматурные прутки разных диаметров. Периодические зацепы на стержне запирающего устройства позволяют регулировать высоту соединения. Тем самым обеспечивается возможность соединения прутков разных диаметров. Крестообразная форма углубления позволяет вкладывать в него прутки в двух перпендикулярных направлениях. Тем самым обеспечивается возможность крестообразного и продольного соединения стержней.

Изобретение поясняется рисунками, где: на Фиг. 1 представлен фиксатор для соединения арматурных стержней; на Фиг 2 представлен фиксатор для соединения арматурных стержней со стержнями с угловым профилем и выемками; на Фиг. 3 фиксатор, выполненный из листового металла; на Фиг. 4 замыкание фиксатора рукой; на Фиг. 5 пример перекрёстной фиксации арматурных стержней; на Фиг. 6 пример перекрёстной фиксации арматурных стержней фиксатором с профильными стержнями и угловыми выемками

Фиксатор для арматурных стержней (Фиг. 1) состоит из двух одинаковых деталей в виде опорных элементов и запирающего устройства. Опорный элемент выполнен в виде квадратной пластины (1), по продольной и поперечной осям которой образовано крестовидное углубление треугольного или полуовального сечения (2). Запирающее устройство состоит из двух стержней (3) и двух отверстий (4) на каждом опорном элементе, при этом указанные стержни закреплены в углах квадратной пластины по диагонали со стороны крестообразного углубления, а в углах по другой диагонали на каждой квадратной пластине выполнены указанные отверстия. На каждом стержне образованы периодические зацепы в виде ряда треугольных призм (5), расположенные вдоль стержня.

Фиксатор арматурных со стержнями с в виде угловых, квадратных или треугольных профилей показан на Фиг. 2. Он состоит из двух одинаковых деталей в виде опорных элементов и запирающего устройства. Опорный элемент выполнен в виде квадратной пластины (1), по продольной и поперечной осям которой образовано крестовидное углубление треугольного или полуовального сечения (2). Запирающее устройство состоит из двух стержней (6) и двух выемок (7) на каждом опорном элементе, при этом указанные стержни закреплены в углах квадратной пластины (1) по диагонали со стороны крестообразного углубления (2), а по другой диагонали в углах каждой квадратной пластины выполнены указанные выемки. Стержни (6) выполнены в виде угловых, квадратных или треугольных профилей с периодическими зацепами (8) в виде ряда одинаковых наружных профильных углов с профилем треугольной формы.

Фиксатор для арматурных стержней может быть выполнен из тонкого листового металла (Фиг. 3).

На Фиг. 4 показано запирание фиксатора рукой. На Фиг. 5 и 6 показано соединение арматурных стержней с помощью фиксатора. Фиксатор арматурных стержней предназначен для соединения как стальных, так и композитных арматурных стержней (9). Фиксаторы разных размеров предназначены для соединения арматурных стержней диаметром от 6 до 25 мм. Диаметр арматурных стержней может быть различным в некоторых пределах за счет того, что крестовидное углубление (2) треугольного или полуовального сечения обеспечивает прилегание арматурного стержня в двух точках сечения. Третьей точкой является поверхность второго арматурного стержня (9). За счет упругих свойств материала фиксатора арматурные стержни (9) могут быть установлены с натягом, тем самым их фиксация повышается. Периодические зацепы (5) на стержне (3) позволяют регулировать высоту смыкания. Фиксатор удерживает арматурные стержни (9) в заданном положении, тем самым сохраняя цельность каркаса во время заливки конструкции бетоном.

Фиксатор для арматурных стержней работает следующим образом (Фиг. 1, 5) Для соединения арматурных стержней (9) используют две одинаковые детали в виде опорных элементов, состоящих из квадратной пластины (1) с крестообразной выемкой (2). На один арматурный стержень одевается первая деталь канавкой крестовидного углубления (2), стержни (3) направляются в сторону соединения. С противоположной стороны соединения на второй арматурный стержень одевается вторая деталь также канавкой крестовидного углубления (2), с таким расчётом, чтобы стержни (3) с зацепами (5) одной детали вошли в отверстия (4) второй детали, а стержни (3) с зацепами (5) второй детали вошли в отверстия (4) первой детали. Размеры стержней и отверстий обеспечивают вхождение в натяг. Детали сдавливаются. Зацепы препятствуют обратному движению стержней. Достигается прочное неразъёмное соединение.

Фиксатор арматурных со стержнями в виде угловых, квадратных или треугольных профилей работает следующим образом (Фиг 2, 6). Для соединения арматурных стержней (9) используют две одинаковые детали в виде опорных элементов, состоящих из квадратных пластин (1) с крестообразными выемками (2). На один арматурный стержень одевается первая деталь канавкой крестовидного углубления (2), стержни (6) направляются в сторону соединения. С противоположной стороны соединения на второй арматурный стержень одевается вторая деталь также канавкой крестовидного углубления (2). Детали фиксатора ориентируются таким образом, чтобы стержни (6) первой детали попали в выемки (7) второй детали и, соответственно, стержни (6) второй детали попали в выемки (7) первой детали. При сдавливании деталей навстречу друг другу стержни (6) отгибаются наружу и позволяют деталям двигаться. При упоре арматурных стержней друг в друга и остановке движения стержни (6) выпрямляются, в результате чего элемент периодического зацепа (8) фиксируется на краю выемки (7), чем достигается прочное неразъёмное соединение.

Соединение фиксатора осуществляется нажатием пальцев руки (Фиг. 4), без применения дополнительных инструментов и механизмов. Использование предложенных фиксаторов в трёх вариантах позволит повысить производительность труда при сборке каркасов для армобетонных конструкций и снизить трудозатратные операции. Использование заявленных фиксаторов исключает применение дополнительных механизмов и инструментов, позволит сократить рабочее время для производства арматурных каркасов и значительно уменьшит их стоимость.

Изобретение относится к области строительства, а именно, к устройствам для соединения арматурных стержней при сборке и монтаже арматурных каркасов. Технический результат - упрощение процесса фиксации арматурных стержней, повышение надежности узла соединения. Фиксатор для арматурных стержней состоит из двух одинаковых опорных элементов и запирающего устройства. Каждый опорный элемент выполнен в виде квадратной пластины, по продольной и поперечной осям которой образовано крестовидное углубление треугольного или полуовального сечения. Запирающее устройство состоит из двух стержней и двух отверстий на каждом опорном элементе. Стержни закреплены в углах квадратной пластины по диагонали со стороны крестообразного углубления, а в углах по другой диагонали на каждой квадратной пластине выполнены указанные отверстия. На каждом стержне образованы периодические зацепы в виде ряда треугольных призм, расположенные вдоль стержня и закрепленные на нем. В варианте выполнения запирающее устройство состоит из двух стержней и двух выемок на каждом опорном элементе. Указанные стержни закреплены в углах квадратной пластины по диагонали со стороны крестообразного углубления, а по другой диагонали в углах каждой квадратной пластины выполнены указанные выемки. Стержни выполнены в виде угловых, квадратных или треугольных профилей с периодическими зацепами в виде ряда одинаковых наружных профильных углов с профилем треугольной формы и ориентированы зацепами навстречу друг к другу. Опорный элемент и стержень запирающего устройства могут быть выполнены из полимерного материала, обладающего упругими свойствами или из тонкого листового металла. Соединение фиксатора осуществляется нажатием пальцев руки, без применения дополнительных инструментов и механизмов, что позволяет повысить производительность труда при сборке каркасов для армобетонных конструкций и снизить трудозатратные операции. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Фиксатор для арматурных стержней, состоящий из двух одинаковых опорных элементов и запирающего устройства, каждый опорный элемент выполнен в виде квадратной пластины, по продольной и поперечной осям которой образовано крестовидное углубление треугольного или полуовального сечения, запирающее устройство состоит из двух стержней и двух отверстий на каждом опорном элементе, при этом указанные стержни закреплены в углах квадратной пластины по диагонали со стороны крестообразного углубления, а в углах по другой диагонали на каждой квадратной пластине выполнены указанные отверстия, на каждом стержне образованы периодические зацепы в виде ряда треугольных призм, расположенные вдоль стержня и закрепленные на нем, либо запирающее устройство состоит из двух стержней и двух выемок на каждом опорном элементе, при этом указанные стержни закреплены в углах квадратной пластины по диагонали со стороны крестообразного углубления, а по другой диагонали в углах каждой квадратной пластины выполнены указанные выемки, стержни выполнены в виде угловых, квадратных или треугольных профилей с периодическими зацепами в виде ряда одинаковых наружных профильных углов с профилем треугольной формы и ориентированы зацепами навстречу друг к другу.

2. Фиксатор по п. 1, отличающийся тем, что опорный элемент и стержень запирающего устройства выполнены из полимерного материала, обладающего упругими свойствами.

3. Фиксатор по п. 1, отличающийся тем, что опорный элемент и стержень запирающего устройства выполнены из тонкого листового металла.