Железобетонная балка Советский патент 1988 года по МПК E04C3/20 

5

СО

Изобретение относится к строительству, а именно к железобетонным конструкциям зданий и сооружений. Цель изобретения - повышение несущей способности и надежности. Железобетонная балка составлена из блоков 1, сопряженных торцами по стыкам 2, Балка снабжена рабочей продольной напрягаемой арматурой 3, размещенной в пролете свободно без сцепления с бетоном, и заанкерена по торцам балки посредством анкеров 4. По периметру каждого блока 1 в плоскости изгиба балки размещена арматура 6, образующая замкнутый контур Площадь сечения вертикальной ветви контурной арматуры 6 расположенной в блоке вдоль стока, определяется по формуле (h-x) b/R h, где R.- расчетное сопротивление бетона растяжению; h - полная высота поперечного сечения балки; х - высота сжатой зоны балки, определяемая из условия равновесия; b - ширина стенки в середине высоты сечения балки; R - расчетное сопротивление растяжения арматуры контура. 3 кл. с со affiSESS ФЗЕЯЕ;;

сризЛ

Изобретение относится к строительству, а именно к железобетонным конструкциям зданий и сооружений.

Цель изобретения - повышение несущей способности и надежности.

На фиг.1 изображена балка, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг,1.

Железобетонная балка включает брус, составленный из блоков 1, сопряженных торцами по стыкам 2, рабочую продольную напрягаемую арматуру 3, размещенную в пролете свободно без сцепления с бетоном и заанкерен- ную посредством анкеров 4 по торцам балки. Напрягаемая арматура 3 может быть расположена или о.ткрыто-, или в каналах, выполненных зар-анее в блоках 1. В любом случае арматура 3 покрыта смазкой из вязкого полимера и размещена в трубчатой эластичной оболочке (не показана), Блоки 1 содержат незначительный по расходу металла пространственный арматурный каркас 5 для предотвращения повреждения их при транспортировке, укруп- нительной сборке и монтаже балки. По периметру каждого блока 1 в плоскости изгиба балки размещена арматура j образующая замкнутый контур. У стыков 2 в сжатой зоне по торцам блока I размещена косвенная арматура 7. В каждом стыке 2 на части поверхностй торцов блока 1, предназначаемой 35 контурной арматуры 6, расположенпри эксплуатации для восприятия ежа- ной в блоке 1 вдоль стыка 2, опредетия, заранее при укрупнительной сбор- ляют по формуле

ке нанесен слой клея (не показан),

Это обеспечивает монолитность сжатой f

зоны и работу стыка в растянутой зоне 40

(h-x)4

Rjh

как искусственной трещины, положение которой известно заранее.

Балка под нагр1узкой работает следующим образом,

При действии поперечной нагрузки

8 растянутой зоне балки после пога-шения обжатия происходит раскрытие

только стыков 2 между блоками 1 При чем в зависимости от количества нап- рягаемой арматуры 3, размеров блока 1, количества стыков 2 в пролете и величины поперечной нагрузки на стадии эксплуатации можно управлять

;11ириной раскрытия стыков, так как других трещин в балке благодаря контурному армированию 6 не образуется. Поскольку рабочая арматура 3 не имее сцепления с бетоном, то и наклонные

трещины в стенке балки при действии поперечных сил не образуются.

С увеличением внешней нагрузки вплоть до разрушения балки происходит только раскрытие стыка, являющегося искусственной поперечной трещиной. При этом в отличие от аналогов к

предельной стадии перед разрушением над верхом раскрытого стыка не происходит образования горизонтальных трещин, отделяющих сжатую зону от тела балки-. Б известных балках с

рабочей арматурой, не имеющей сцепления с бетона, сразу же после образования поперечных трещин в стенке возникают вертикальные растягивающие напряжения у , В предлагаемой балке

благодаря размещению вдоль стыков

2 у торцов бяоков 1 вертикальных ветвей- контурной арматуры 6, заанкерен- ных в сжатой и растянутой зонах балки горизонтальными участками замкнутого контура 6, эти поперечные вертикальные растягивающие напряжения ч воспринимаются вертикальными ветвями арматуры 6 и тем самым предотвращается передача растяжения на бетон и образование продольных трещин, отделяющих сжатую зону от тела балки. Чтобы полностью исключить вероятность образования указанных продольных трещин, площадь сечения вертикальной ветR i (h-x)4

Rjh

площадь сечения контурной арматуры, расположенной в балке вдоль одного стыка;

расчетное сопротивление бетона растяжению; полная высота поперечного сечения балки; высота сжатой зоны балки определяемая их условия равновесия, для тавровых и двутавровых сечений х принимают равным средней толщине сжатой полки; ширина стенки в середине высоты сечения балки; расчетное сопротивление растяжению арматуры контура.

Таким образом, размещение по контуру арматуры 6, количество которой вдоль стыка 2 определяют по приведенной зависимости, обеспечивает надежную анкеровку вертикальных ветвей арматуры 6 и полное включение в работу на восприятие поперечного растяжения. Причем количество растянутой арматуры контура 6, параллельной растянутой грани блока 1, опреде- ляюф из условия обеспечения требуемой трещиностойкости блока 1, а количества сжатой арматуры 6 должно быть достаточно для анкеровки этой арматуры,.расположенной вдоль стыка 2, в сжатой зоне. Наличие арматуры 6 предотвращает образование продольных трещин, отделяющих сжатую зону. Предлагаемая балка позволяет повысить надежность, так как полностью исключается вероятность хрупкого разрушения балки под нагрузкой. Повьш1ается и ее несущая способность, так как появляется возможность более полно использовать прочное свойства сжатого бетона и рабочей арматуры 3. Кроме того, контурную арматуру 6 устанавливают с требуемым защитным слоем и поэтому при кратковременном раскрытии стыков 2 эта арматура не требует дополнительной антикоррозийной защиты. Балка отличается высокой долговечностью, так как от коррозии защищена не только арматура 5-7 блоков 1, но и рабочая арматура 3.

Для обеспечения герметичности стыка 2 и снижения величины местных (контактных) напряжений в бетоне по всей высоте сжатой зоны в стыке 2 размещен слой клея на основе эпоксидных смол. Для предотвращения разруше ния бетона в стыке 2 от местных сжимающих напряжений в сжатой зоне у торцов блока 1 размещена косвенная арматура, например, в виде сварных сеток 7. Указанные признаки позволяю повысить несущую способность балки, исключить вероятность преждевременно го разрушения балки от смятия бетона в стыках 2 балки. В растянутой зоне стык 2 может быть либо выполнен сухим без заполнения, либо контактные поверхности блоков 1 могут быть покрыты вязким полимером, обеспечивающи герметичность стыка 2 при малом его раскрытии. Размещение стыков 2 в определенных местах по длине пролета

позволяет управлять шириной раскрытия стыков и общими перемещениями балки при эксплуатационных нагрузках. Тем самым повышается эксплуатационная надежность балки. Кроме того, предлагаемая балка обладает повышенным сопротивлением действию поперечных сил, характерным для балок с арматурой , не имеющей сцепления с бетоном. Это позволяет существенно сократить количество поперечной арматуры, исключить иньецирование каналов и уменьшить количество продольной напрягаемсГй арматуры 3.

Применение предлагаемой балки, например в мостостроении или в большепролетных покрытиях зданий и сооружений позволяет сорфатить до 40% количества арматуры в стенке, на 14% расход высокопрочной напрягаемой арматуры, на 10 - 15% снизить трудозатраты На укрупнительную сборку, упростить форму сечения балки, расширить рамки строительного сезона, осуществляя сборочные работы при низких и отрицательных температурах без дополнительных энергозатрат.

Форму л а изобретения

Железобетонная балка, включающая составной по длине брус из армированных блоков, объединенных по торцам поперечными стыками, и продольную напрягаемую арматуру, заанкеренную на торцах балки и расположенную в пролете свободно без сцепления с бетоном, отличающаяся тем, что, с целью повышения несущей способности и надежности, блоки по контуру в плоскости изгиба балки снабжены замкнутым контурным армированием, а площадь сечения контурной арматуры в каждом блоке вдоль поперечного стыки, определяется по формуле

Rtt (h-x)- b

0

где

5

i

А,

«t h

Rjh площадь сечения контурной арматуры, расположенной в блоке вдоль - одного стыка; расчетное сопротивление бетона растяжению; полная высота поперечного сечения балки; высота сжатой зоны балки, определяемая из условия равновесия, длЯ тавровых

и двутавровых сечений х принимают равным средней толщине сжатой полки;

- ширина стенки в середине высоты сечения балки;

- расчетное сопротивление растяжению арматуры консриг.2

тура, при этом поперечный стык между блоками в сжатой зоне выполнен на клею, а по торцам стыкуемых блоков в этой зоне размещена косвенная арматура.

(puS.S