Предварительно напряженный арматурный элемент Советский патент 1983 года по МПК E04C5/08 E04G21/12 

I 7 6

Изобретение относится к арматурным 9JieMeHTaM, применяемым для изготовления предварительно напряжеин железобетонных конструкций.

По основному авт.св. G54781 известен предварительно напряженный арматурный элемент, содержащий предварительно сжатую арматуру посредством скрепленного с ее концами растянутого сердечника, при этом сжатая арматура выполнена в виде располо- Ю женного вокруг- сердечника металлических стержней,- скрепленных v по длине между собой хомутами,, концах пучка установлены упорные шайбы, а сердечник снабжен соединен- |5 ными с шайбами анкером на одном конце пучка .и на другом конце натяжным приспособлением )

Недостатками этого арматурного элемента являются большая металло- q емкость и малая, устойчивость стержней сжатой арматуры.

Цель изобретения - снижение металлоемкости и повышение устойчивости сГ ржней сжатой арматуры.25

Цель достигается тем,, что в предварительно напряженном арматурном элементе стержни сжатой агялатуры выч полнены трубчатыми и каждый иэ них снабжен элементом жесткости в виде предварительно напряженной пружины, концы которой прикреплены к упорным шайбам стержней сжатой арматуры.

Для обеспечения возможности KOHTI родированкя состояния армированной конструкции по меньшей мере один 5 трубчатый стержень сжатой арматуры или растянутый сердечник снабжен установленным внутри гибким волокон ным световодом.

В упорных шайбах образованы от- 40 верстия для подвода охлажданнцего агента и на поверхности трубчатых стержней закреплены поперечные армц рующие элементы.

На фиг.I изображен арматурный 45 элемент с внутренним расположением пружин в трубчатых стержнях сжатой арматуры, общий вид; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - элемент с двухрядным концентрическим располо-i гп жением трубчатых стержней сжатой арматуры и наружной установкой на стержнях пружин, общий вид; на фиг.4 - стержень :с.жатой арматуры с впадиной, закрепленной легкрсгорае мым материалом; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.4.

Предварительно напряженный арма турный элемент содержит растянутый сердечник 1, который закреплен на 60 упорных шайбах 2 с одной стороны анкером 3, а с другой натяжньм приспособлением 4, с псмощью которых регулируется величина расаяжения сердечника. Растягивающее усилие 5

через упорные шайбы 2 передается на пучок трубчатых стержней 5, на которые за счет этого передается

.усилие, предварительно сжимающее их. Стержни 5 по длине скреплены хомутами Сне показаны). Элемент жесткости в виде предварительно напряженной пружины 6, концы которой упираются в упорные шайбы 2 и закреплены на них, может быть установлен как внутри, так и снаружи трубчатого стержня 5. Пружина б, упираясь в стенку трубчатого стержня 5, образует ребра жесткости, расположенные по винтовой линии, которые повышают местную устойчивость стенки трубчатого стержня 5 и всего предварительно напряженного элемента в целом. За счет этого можно уменьшить, толщину стенок трубчатых стержней 5 предварительно сжатой арматуры и снизить материалоемкость предварительио напряженного арматурного элемента. В зависимостиот рода работы предварительно напряженного арматурного элемента (на сжатие или на растяжение) пружины 6 могут быть предварительно сжаты или растянуты и соо.тветственно могут растяги вать или сжимать тонкостенные трубчатые стержни 5,уменьшая возникающие в них напряжения. Трубчатые стержни

5предварительно сжатой арматуры эффективно работают в случае, когда материал стержней имеет модуль упругости значительно меньше модуля упругости материала пружины 6. Это :выгодно и с экономической точки

зрения, так как при меньших затрата на изготовление трубчатых стержней, меньшей их-материалоемкости можно обеспечить более эффективную их работу в предварительно напряженном арматурном элементе из условия прочности и несущей способности. Эффективно прменение такого арма:ту рного элемента в агрессивных средах, когда его составные части должны изготавливаться из дорогостоящих материалов. В этом случае элементы пружины 6 изготавливают из более дешевого высокопрочног материала, даже из материалов, нестойких к агрессивной среде, если разместить пружины внутри трубчатых стержней. При расположении пружин

6на внешней поверхности трубчатых стержней интенсифицируются процессы теплоотвйпа и теплопередачи за счет увеличения при тсял поверхности теплопередачи, а это позволяет снизить температурные напряжения в нагреваемой ap 4иpoвaннoй конструкции

и увеличить сцепление предварительно напряженного арматурного, .элолента с материалом конструкции.

Ра янутый сердечник 1 может содержать в себе tio крайней мере один .гибкий арматурный элемент J, выполненный из волоконного световода, материал которого эффективно работае на растяжение и который позволяет обеспечить возможность контролирования состояния армируемой конструкции в процессе эксплуата:цйи. Гибкий ajpматурный элемент 7 из волоконного, световода может быть размещен и внут ри трубчатого стержня 5. В этом случае обеспечивается лучшая защита гиб кого армат рного элемента 7 от случа ных механических повреждений, а такж обеспечивается более умеренный темпе ратурный режим для волоконного световода, .наиболее -оптимальный для его работы, за счет рассеяния тепла от нагреваемой армируемрй конструкции стенками трубчатых со ержней 5, особенно если внутренняя полость трубчатого стержня 5, внутри которого разме1цен гибкий арматурный элемент 7 из волоконного световода, будет заполнена охлая даицим агентсш. В упорных шайбах 2 могут быть выполнен1х отверстия 8/ соосные с соот- ветствунхцими фруечатыми стержнями 5 предварительно сжатой армату1П:|. Эти отверстия позволяют обеспечить подачу охлаждающего агента, например воды, внутрь трубчатых стержней 5. .При этом отдельные предварительно напряженные арматурные элементы могут быть соединены между собой и с системой охлажден11я. это обеспечит возможность охлаждения трубчатых стержней предварительно сжатой арматуры за счет циркуляции в них охлаждающего агента, что в свою очередь УАЮНЬШИТ пластические температурные де формации трубчатых стержвей 5 предвари |Тельяо сжатой армату1,увеличит их нес способность, а та1сжё несущую способность предварительно напряженно То элемента в целом, снизит напряже :ние в .армируемой конструкции , гРодвергаемой-нагреву: Предварительно напряженный арматурный элемент может содержать в себе-все детали, вьаюлнеиные из немагнитних и неметаллических материалов, .охлаждение трубчатых ней обеспечивает в этом случае хорошие условия для работы деталей даже в условиях нагрева а вируемой конструкции. Выполнение всех деталей предварительно напряженного арматурного элемента из. немагнитных материалов обеспечивает воаложность созд ния немагнитных зон в армируемйх конструкциях, в том числе и подверга емых нагреву. На поверхности трубчатых стержней 5 может быть выполнена по крайней мере одна складка, например, вное продрльной впадины У, которая заполне.на лeгкocгopaeмым материалом 10, например, полистиролом. В этом случае радиальные деформации, возникающие от термического расширения материала трубчатого стержня 5 при нагревании армированной конструкции, компенсируются упрупши деформациями участка трубчатого стержня 5, вшюлненного в виде продольной впадины 9. При нагреве края впадины сближаются, ia глубина ее увеличивается, благодарт чему обжатый материале конструкции внешний контур трубчатого стержня 5 не изменяется. В завиомости от глубины прпдо.льной впадины 9 и толщины стенки трубчатого 5 в процессе нагрева армированной конструкций сохраняется постоянная заданная сила прижатия трубчатого стержня 5 к материалу конструкции. Вследствие этого постоянно, самопроизвольно, на- определенном уровне поддерживается сила сцепления трубчатого элемента с материалом армируемой конструкции. Заполнение складки 9 трубчатого стержня 5 с 1внешней стороны легкосгора мяк . материалом 10 предохраняет заполне- кие ее материален конструкции, например бетоном, в процессе изготовле(ния армируемой конструкции и обеспечивает в последующем надежную работу предварительно напряженного арматурного элемента в процессе эксплуатации армированной конструкции в условиях ее нагрева. На наружной поверхности трубчатых стержней 5 предварительно сжатой армату1Ж1. мот-ут быть закреплены поперечные; армирующие элементы (не показаны} например, в виде жгутов йят(1Х црядей, полос и т.п. из риалов с высоким коэффициентом теплопроводности. Это увеличивает плоЩадьповерхности теплопередачи в арми{ анн9й конструкдии, подвергае.мой Hafpesy, позволяет интенсифицировать процессы теплообмена и теплопередачи, снизить напряжения в армируемой конструкции при ее нагреве, увеличить силу сцепления трубчатых стержней 5 и всего предварительно напряженного арматурного элемента в целсм е материалом армируемой конструкздаи. ; Арматурный элемент может быть применен в конструкциях специальных сооружений, подверженных интенсивному нагреву, в. конструкциях аэродромных, дорожных и других покрытий, в нагревательных устройствах типа металлургических печей, котлов и т.п.

0ui2:

J 5 Га .

1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НХПРЯЖЕННЫЙ АРМАТУРНЫЙ ЭЛЕМЕНТ по авт. авт.св. .65478i, отличающ и и с я тем, что, с целью снижения металлоемкости и повншения устойчивости стержней сжатой арматуры, эти стержни выполнены трубчатьми и кажвый яз них снабжен элементе жесткости в виде предварительно напряженной пружины, конщ которой прикреплены к упорньм шайбам стержней сжатой арматуры. 2.Элемент по п.1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности контролирования состояния армированной конструкции по меньшей мере один трубчатый стержень сжатой арматуры или растянутый сердечник снабжен установленным внутри гибким волоконньм световодом. 3.Элемент по пп.1 и 2, о т л ич а. ю щ и и с я тем, что в упорных шайбах образованы отверстия для подвода охлаждающего агента. 4 . Элемент по пп.1-3, отличающийся тем, что на поверхности трубчатых стержней закреплены поперечные армирующие элементы.