Строительный железобетонный элемент Советский патент 1980 года по МПК E04C3/34 

(54) СТРОИТЕЛЬНЫЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в железобетонных элементах, работающих на сжатие.

Известны строительные железобетонные элементы типа колонны, содержащие продольную арматуру, и поперечные арматурные сетки 1.

В известном железобетонном элементе поперечные арматурные сетки (сетки косвенного армирования), установленные с малым щагом (), не приводят к значительному повыщению несущей способности элементов, а увеличение расхода поперечной арматуры ведет к резкому снижению эффективности ее использования.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является строительный железобетонный элемент типа колонны, содержащий продольные стержни и поперечную арматуру, выполненную в виде металлических пластин с отверстиями, общая площадь которых составляет 15-30% от площади пластин, установленных с щагом, равным не более размера поперечной стороны элемента 2.

Недостатком такого элемента является его малая несущая способность, поскольку

плитка (бетон, заключенный между пластинками) работает как бетон в обойме только в той части бетона, которая находится в непосредственной близости к плоскостям пластин, следовательно, в каждой плитке создается противодействие поперечному расщирению бетона при сжатии только за счет крайних (верхнего и нижнего) слоев, соприкасающихся с плоскостями пластин, т.е. плитка в этом случае имеет очень малую как бы высоту обоймы, что не может способствовать высокой эффективности использования металлических пластин для повыщения несущей способности элемента.

Цель изобретения - повыщение несущей способности.

Цель достигается тем, что в известном

5 строительном железобетонном элементе типа колонны, содержащем продольные стержни и поперечную арматуру, выполненную в виде металлических пластин с отверстиями, об щая площадь которых составляет 15-30%

20 от площади пластин, установленных с щагом, равным не более поперечного размера элемента, металлические пластины выполнены в виде криволинейных оболочек и установлены попарно, выпуклостями друг к

другу, причем отверстия в пластинах расположены в их центральной части.

На фиг. 1 показан строительный железобетонный элемент, разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 2 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 пространственный каркас с металлическими пластинами.

Железобетонный элемент 1 содержит тонкие металлические пластины 2, выполненные в виде криволинейных оболочек (пологой сферической или эллиптической формы), в зависимости от сечения элемента, которые установлены попарно, вершинами друг к другу, с шагом 1-2/3 поперечного размера элемента и снабжены отверстиями 3, расположенными в центральной части пластин, присоединенных к стержням продольной арматуры 4 и образующих пространственный арматурный каркас.

В железобетонном элементе 1, работающем на осевое сжатие, бетон, заключенный между пластинами 2, подвергается поперечному расщирению, что может привести к образованию вертикальных трещин. Для предотвращения их возникновения и повышения прочности бетона на сжатие на поверхности пластин 2, обладающих двоякой кривизной, возникают внутренние силы кинематического трения, направленные rjo касательной, которые возрастают от краев пластины к вершине и образуются за счет хил поперечного расщирения бетона; силы, направленные перпендикулярно к силам трения, т.е. в сторону продольной оси элемента, которые образуются также за счет сил поперечного расширения бетона, но возрастают от вершины пластины к ее краям; а также силы, направленные в сторону продольной оси элемента, которые создаются за счет нормальных усилий, действующих на поверхность пластины, и возрастают от вершины пластины к ее краям. Результирующая этих сил, направленная горизонтально, оказывает прямое противодействие силе поперечного расширения бетона, при этом противодействие поперечному расщирению бетона осуществляется не в тонком слое непосредственного соприкосновения бетона с плоскостью пластины, а в толще бетона, равной высоте сферической или эллиптической оболочки. Таким образом, в предложенных плитках увеличена как бы высота обоймы.

Пластины 2 выполняют также функцию хомутов, предохраняя продольные стержни 4 от выпучивания (продольного изгиба). Отверстия 3 в пластинах 2 обеспечивают взаимо связь бетона в элементе 1, разделенном пластинами 2, а в промежутках между пластинами 2, которые установлены попарно выпуклостями друг к другу, отверстия 3 увеличивают сопротивление бетона срезу, повышая прочность указанных промежуточных бетонных слоев, которые усиливаются и за счет того, что разделяют вершины соседних пластин, увеличивая тем самым сцепление пластин с промежуточным слоем. Поскольку силы противодействия поперечному расширению бетона при сжатии, возникающие на поверхности пластин двоякой кривизны, возрастают по мере приближения к краям пластины, т.е. при увеличении угла наклона поверхности пластины относительно продоль ой оси элемента, то пластины с расположением отверстий вне ее краев будут более эффективны.

Использование строительного железобетонного элемента обеспечивает повыщение несущей способности более чем на 25% без увеличения расхода металла.

Формула изобретения

Строительный железобетонный элемент типа колонны, содержащий продольные стержни и поперечную арматуру, выполненную в виде металлических пластин с отверстиями, общая площадь которых составляет 15-30% от площади пластин, установленных с шагом, равным не более поперечного размера элемента, отличающийся тем, что, с целью повыщения несущей способности элемента, металлические пластины выполнены в виде криволинейных оболочек и установлены попарно, выпуклостями друг к другу, причем отверстия в пластинах расположены в их центральной части.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Сборные железобетонные конструкции. Под общ. ред. В. И. Муращева. М., Госстройиздат. 1959.

2. Авторское свидетельство СССР № 535402, кл. Е 04 С 3/34, 1974.