Предварительно-напряженая несущая балка Советский патент 1982 года по МПК E04C3/00 

(54) ПРЕДВАРИТЕЛЬНО-НАЛРЯЖЕННАЯ НЕСУЩАЯ БАЛКА

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве несущих элементов покрытий и перекрытий одноэтажных и многоэтажных промышленных, сельскохозяйственных, жилых и общественных зданий и сооружений.

По основному авт. св. № 751935 известна предварительно напряженная несущая балка, включающая стальной арматурный каркас и предварительно-напряженную гибкую арматуру, закрепленную к торцевым анкерным упорам, а в ее теле, по торцам балки, расположены трубчатые полукольца, которые в нижней части подсоединены к патрубкам с отводами, причем в полукольцах и патрубке с отводами размещена гибкая арматура, а полости трубчатых полуколец и патрубка заполнены высокодеформативным антикоррозионным материалом 1.

Недостатком указанной балки является сложность в создании предварительного напряжения, больщие потери предварительного напряжения, недостаточная несущая способность, больщая деформативность и повыщенная материалоемкость.

2

Цель изобретения - повыщение несущей способности, снижение материалоемкости за счет создания растягивающих условий в сжатой зоне.

Цель достигается тем, что предварительно-напряженная балка снабжена натяжньш анкерным приспособлением, закрепленным в бетоне растянутой зоны и обеспечивающим вогнутую форму верхней части замкнутой ар.матуры.

.На фиг. 1 изображена предварительно-напряженная балка; на фиг. 2 - то же, в процессе изготовления; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 1.

Устройство содержит стальной арматур15ный каркас 1, металлические трубчатые полукольца 2, имеющие распорки 3 с опорными плитами 4, и трубчатые отводы 5, к которым подсоединен полиэтиленовый патрубок 6. В полости трубчатых элементов 2, 5 ° и 6 пропущена замкнутая гибкая предварительно-напряженная арматура 7, закрепленная с торцевых сторон анкерными упорами 8. Полости трубчатых полуколец 2, трубчатых отводов 5 и патрубка 6 заполнены высокодеформированным антикоррозионным материалом 9. Нижняя часть балки заполнена бетоном 10, которому задано предварительное напряжение обжатия. В центральной части балки установлено натяжное анкерное приспособление, включающее анкер 11, закрепленный в бетоне 10 растянутой зоны, и установленную на гибкой арматуре 7 направляющую скобу 12, соединенную с анкером 11 натяжными болтами 13. Верхняя часть балки заполнена бетоном 14 без создания предварительного напряжения.

При изготовлении балки после достижения бетоном 10 необходимой прочности производят натяжение гибкой арматуры 7 при помощи натяжного анкерного приспособления 11 - 13, а сверху балку заполняют бетоном 14. Таким образом, балке задается напряжение предварительного внецентренного сжатия. Натяжное анкерное приспособление позволяет создать вогнутую форму в верхней части гибкой арматуры и снизить потери предварительного напряжения в ней до минимального значения.

При работе прредварительно-напряженной балки под внешней нагрузкой изгибающий момент от внешней нагрузки создает в поперечном сечении двузначную эпюру напряжений: сжатие со стороны сжатой зоны и растяжение со стороны растянутой зоны. Происходит погашение обжатия бетона 10 и растянутой зоны и сжатие бетона 14. Замкнутая гибкая предварительно-напряженная арматура 7 одновременно испытывает растягивающие усилия в растянутой зоне и сжимающие в сжатой зоне. Но так как гибкая арматура 7 замкнута, происходит постоянное уравновещивание усилий путем их перераспределения между участками, расположенными в растянутой и сжатой зонах испытывающими растяжение и сжатие. Участок гибкой арматуры 7 в сжатой зоне 14 за счет вогнутой формы имеет меньшее плечо момента внутренних сил, в результате чего испытывает сжимающие усилия по величине меньще, чем участок гибкой арматуры в растянутой зоне. Таким образом, часть растягивающих усилий замкнутой гибкой арматуры передается в сжатую зону, где

происходит их погашение сжимающими усилиями. Так как в предварительно-напряженной балке в стадии эксплуатации внешняя нагрузка воспринимается исключительно предварительно-напряженной арматурой рас

тянутой зоны; ее несущая способность увели-чивается. Предварительно-напряженная арматура сжатой зоны воздействует на натяжение анкерного приспособления II -13, создает в нем реактивное усилие, направленное вверх, противодействующее образованию

прогибов.

В предлагаемой предварительно-напряженной балке достигается высокоэффективная совместная работа с использованием прочностных и деформативных свойств материала (бетона, стали, полимеров), что позволяет снизить материалоемкость и упростить создание предварительного напряжения достигается экономия стальной ар.матуры предваррительно-напряженной до 30% за счет передачи части растягивающих усилий

0 гибкой арматуры растянутой зоны, гибкой арматуре, находящейся в сжатой зоне балки. Кроме того, достигается возможность анкеровки ррастянутой арматуры в сжатой зоне балки, применение в части сжатой зоны предварительно не обжатого бетона, а также дальнейщее развитие некоторых положений теории и практически в области расчета изгибаемых предварительно-напряженных элементов.

Формула изобретения

Предварительно-напряженная несущая балка по авт. св. № 751935, отличающаяся тем, что, с целью повыщения несущей способности, снижения материалоемкости за счет создания растягивающих усилий в сжатой зоне, она снабжена натяжным анкерны.м приспособлением, закрепленным в бетоне растянутой зоны и обеспечивающим вогнутую форму верхней части замкнутой арматуры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР jYo 751935, кл. Е 04 С 3/00, 1978.