Арматурный каркас Советский патент 1992 года по МПК E04C5/06 

сл

с

Использование: в строительстве для арматурных каркасов напрягаемых и обычных железобетонных балок-. Сущность изобретения: арматурный каркас состоит из плоских каркасов 1, продольной рабочей арматуры 2 и поперечных хомутов 3 приваренных к нижним 4 и верхним 5 продольным стержням Приведено соотношение для определения площади сечения хомутов в зависимости от поперечной силы.воспринимаемой столбиком бетона между трещинами, геометрическими характеристиками столбика бетона и расчетного сопротивления хомутов 2 ил

4

ю

о

Изобретение относится к строительству в частности к арматурному каркасу напрягаемых и обычных железобетонных балок, формированию арматурного каркаса.

Известно армирование железобетонных балок продольной и поперечной арматурой с применением продольной рабочей арматуры как обычной, так и предварительно напрягаемой, а также армирование поперечной арматурой, которая компонуется в отдельный арматурный каркас, который состоит из продольных и поперечных стержней. При этом поперечные стержни располагаются строго с определенным шагом на отдельных участках балки в зависимости от интенсивности поперечной силы.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является компоновка арматурного каркаса, который состоит из напрягаемой обычной рабочей арматуры продольной и поперечной (хомутов). Хомуты ставятся с равным шагом на участках балки, где действует близкая по величине поперечная сила. Хомуты привариваются к обычной продольной арматуре, которая принимается конструктивно.

Отличительной особенностью формирования каркаса является то, что шаг хомутов характеризуется интенсивностью армирования на единицу длины:

9

А,

RKV

(1)

где ASW - площадь ветвей хомутов в одном сечении;

RSW - расчетное сопротивление хомутов;

S - шаг хомутов.

Недостатком данного каркаса является нерациональное использование работы хомутов, так как к расчетному сопротивлению арматуры вводится коэффициент 0,8 на неравномерность работы В нормах вводится специальное расчетное сопротивление хомутов RSW. При расположении арматуры, не отвечающей физической схеме работы, нет гарантии в надежности конструкции, так как при попадании хомута в нормальную трещину, он вообще выключается из работы и напряжение переходит на продольную арматуру, поэтому нужна надежная анке- ровка хомута в защитном слое путем приварки его к продольной арматуре.

Цель изобретения - повышение долговечности конструкции за счет повышения прочности, жесткости в наклонном сечении с максимальным использованием свойств

железобетона как материала с разграничением функций работы арматуры на растяжение, а бетона на сжатие при этом достигается максимальное использование

прочностных свойств арматуры при простейшей технологии изготовления.

Предлагаемый способ не противоречит известным способам, где также требуемое поперечное армирование располагается по

0 длине элемента, но не равномерно, как это принималось ранее, а в зависимости от закона падения момета or максимума в пролете до нуля на опоре. Шаг хомутов назначается из условия шага появления тре5 щин, но в то же время величина шага появления трещин ставится в обратную зависимость от шага и количества хомутов в сечении. Таким образом хомуты попадают в растянутую зону столбика между трещина0 ми при надежной анкеровке в защитном слое бетона, воспринимая масимум растягивающих усилий, исчерпывая всю прочность арматуры.

Цель достигается тем, что поперечная

5 арматура (хомуты) ставится с шагом, величина которого меняется по закону падения момента и одновременно с шагом появления трещин с надежной анкеровкой хомутов в защитном слое бетона путем приварки

0 хомута к продольной обычной арматуре, площадь которой должна быть равной или большей площади хомута.

Изобретение относится к железобетонной балке, изготовленной из материала, на5 эывземого предварительно напряженный железобетон, в котором обязательным условием является совместная работа арматуры и бетона на контакте за счет сцепления. Для обеспечения совместной работы арма0 туры и бетона необходимо обеспечить анке- ровку арматурных стержней пе концам В изобретении анкеровка хомута по концам обеспечивается приваркой его к продольной обычной арматуре, площадь которой до5 статочна, чтобы выполнить данную функцию, т.е. площадь продольной обычной арматуры должна быть равной или большей площади хомутов, расположенных в одном сечении и привариваемых к данной обычной

0 продольной арматуре.

На фиг. 1 изображен арматурный каркас балки; на фиг; 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Арматурный каркас балки состоит из обычной арматуры, объединенной в свар5 ные плоские каркасы 1, продольной рабочей напрягаемой и обычной арматуры, которая укладывается в виде отдельных стержней 2, а также стержней 6, объединяющих плоские каркасы в каркасы пространственные.

Сварной каркас включает в себя поперечную арматуру (хомуты) 3, которая приваривается к продольной арматуре 4, площадь которой принимается не менее площади хомутов, расположенных в одном сечении. Шаг хомутов S принимается в зависимости от расстояния между трещинами 1Сгс. Верхняя продольная арматура каркаса 5 принимается конструктивно. Арматурные стержни 6, соединяющие плоские каркасы в пространственный, принимаются конструктивно.

Работа сварного каркаса заключается в следующем

После образования трещин железобетонная балка превращается в шпренгель- ную конструкцию, у которой роль затяжки выполняет продольная растянутая арматура 2, усилие в которой выравнивается от крайней трещины с одной стороны балки до крайней трещины с другой стороны балки и равно максимальному усилию от максимального момента в середине пролета, что вызывает появление новых трещин и падение жесткости балки. В этом случае продольная арматура 4, приваренная к хомуту 3, обеспечивает падение напряжения в продольной рабочей арматуре 2, передавая это усилие на хомут 3. Таким образом предотвращается распространение трещин по длине балки от середины к опоре и улучшает условия анкеровки отдельных продольных стержней 2 на опоре.

Требуемая площадь хомутов подчиняется закну распределения поперечной арматуры по длине в зависимости от соотношения между моментом и поперечной силой:

ДМ Mi-Ми; AM Qdx

Если столбик между трешиной шириной Icrc hw рассмотреть как консольный вые- центренно сжатый элемент, то требуемая площадь хомутов определяется из известной формулы

Fsw (Ј b hw Rb -Qi)/Rs

или, использовав зависимость (3), приходим к формуле

д Д.М -(0.5-1/3) AswRs Zbw

Учитывая, что величина Ј /3 мала, можно записать

Asw

0.5 ДМ Rs Zbw

()

или можно записать

ASW -

0,5 Q hv

(7)

RS Zbw

В формулах (4-7) приняты обозначе- ния1

Ј- относительная высота сжатой зоны сечения столбика между трещинами;

b - ширина столбика между трещина ми;

hw - рабочая высота столбика между трещинами;

Rb - призменная прочность бетона; Q - поперечная сила, воспринимаемая столбиком между трещинами; Rs - расчетное сопротивление арматуры (хомутов);

Zbw - плечо внутренней пары сил. Главные напряжения определяются по формуле

± О -у ( ОЬх + ОЬу ) ±

30

± 4- V( (7bx - ОЬу )2 + 4

Т|)

№

Изобретение призвано решить му прочности балочных конструкций пп наклонным сечениям, сделать конструкцию

35 равнопрочной по длине, обеспечить возможность располагать рабочую растянутую арматуру по эпюре материалов, предотвра тить разрушение балочных конструкций от проскальзывания арматуры на опоре, ре40 шить вопрос долговечности конструкции. Вопрос долговечности железобетонных конструкций пролетных строений до сих пор не решен, так как до сих пор часты замены конструкций, получивших недопустимые де45 формации, не отработав положенный ресурс.

Формула изобретения Арматурный каркас железобетонных

50 балок, включающий продольную напрягаемую и ненапрягаемую арматуру и поперечные хомуты на участках с разным шагом их расположения в зависимости от изменения поперечной силы постоянной интенсивно55 сти по длине участка, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности конструкции балки, площадь скрепленной с хомутами продольной ненапрягаемой арматуры раена или больше площади хомутов,

расположенных в одном сечении балки, при этом площадь хомутов определяется из соотношения

As

, -9-1 М. J RS Zbw

где Ачю - площадь хомутов в одном сечении балки;

-li

0

Q - поперечная сила, воспринимаемая столбиком бетона между трещинами,

hw высота столбика бетона между трещинами:

Ј относительная высота сжатой зоны столбика бетона между трещинами,

Нч - расчетное сопротивление хомутов

Zbw плечо внутренней пары сил в столбике бетона между трещинами

/