Колонна Лапшинова В.М. Советский патент 1982 года по МПК E04C3/34 

(54) КОЛОННА ЛАПШИНОВА В. М.

1

Изобретение относится к строительству, а именно к строительным элементам, предназначенным для работы в условиях высоких вибродинамических и статических нагрузок.

Известен строительнь й элемент типа стойки, включающий прокладку, блоки и свободно скользящую продольную рабочую арматуру с упорами по торцам 1.

Недостатком такой конструкции является наличие в ней блоков большой длины с плоскими прокладками между ними, в результате чего арматура и монолит являются волноводами механических колебаний, что приводит к разрушению конструкции.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является колонна, включающая пластины с монтажными отверстиями, в которых размещена предварительно напряженная продольная арматура 2.

Недостатком этого решения является то, что в конструкции колонны наличие свободно скользящей рабочей арматуры хотя и способствует повышению прочности элемента, но в полной мере не создает условий для повышения использования прочностных свойств пластин.

Целью изобретения является повышение использования прочностных свойств пластин колонны.

Указанная цель достигается тем, что колонна, включающая пластины с отверстиями, в которых размещена предварительно напряженная продольная арматура, отверстия под арматуру части пластин, расположенных через одну, смещены относительно отверстий двух ближайших пластин с приданием арматуре синусоидального очертания.

На чертеже изображена колонна, разрез.

На стержни продольной рабочей арматуры 1 через отверстия под них смонтированы пластины 2. По торцам колонны смонтированы на стержнях рабочей арматуры 15 упоры 3.

При сборке колонны продольным стержням рабочей арматуры за счет смещения монтажных отверстий под них придается вид, напоминающий своеобразную синусоиду. В конце монтажа колонны, после опрессовки, к торцам стержней жестко, крепятся упоры 3. Перед сборкой половина пластин, например, от геометрического центра пластины (радиально) имеют отверстия со смещением на 0,01-0,5 диаметра относительно отверстий другой половины пластин. Причем смещение отверстий может быть не только радиальным, когда требуется смонтировать подкос или колонну для работы при внецентренном обжатии. Для колонны могут быть применены из плотных материалов тонкие пластины с толщиной 1 -10 мм средней толщины 10-30 мм и толстые до 200 мм и выше. В зависимости от толщины пластин от тонких к толстым уменьшается величина смещения центров отверстий. Для облегчения сборки половина количества пластин имеет отверстия увеличенного в 2-3 раза диаметра, которые в процессе сборки заполняются твердеющим материалом. После окончания процесса твердения колонну обжимают вдоль продольной оси, в результате чего все ее пластины -подвергаются объемному напряжению, в результате чего колонна приобретает, повыщенную жесткость с повышенной несущей способностью. Причем стержни рабочей арматуры, приняв после обжатия синусоидальный вид, имеет значительное сцепление с материалом пластин не только за счет трения, но за счет анкеровки в отверстиях пластин, придающей одной половине пластин предварительное напряжение на обжатие, а другой половине пластин - растяжение. Предварительно деформированные синусообразно продольные стержни стальной рабочей арматуры работают на изгиб, что позволяет уменьшить металлоемкость конструкций. Пластины колонны могут быть заготовлены из разных материалов и пропитаны смесью с образованием пластичной или упругой пленки на поверхности. Материал под поверхностью пленки пропитывается неравномерно, что способствует образованию бесчисленного количества слоев с различным содержанием пропиточной смеси, созданию условий для демпфирования вибронагрузки и механических колебаний. Материалом пропитки может быть, например, резиновый клей. Образование пленки на поверхности пластин в смонтированной колонне обязательно в тех случаях, когда поверхности колонн обладают неровной поверхностью, а материал их хрупкостью по избежание их растрескивания. Пленка нужна, когда необходимо демпфирование виброударных разгрузок во время работы колонны, например в сейсмоопасном районе и т. п. При демпфировании виброударных нагрузок необходимы пластические деформации материала, что обеспечивают тонкие пластичные пленки. При работе колонны под статической нагрузкой наличие пленок не обязательно. Для диэлектрических колонн (под линии электропередачи) наличие пленок из диэлектрического материала обязательно. если материал пластин не обладает диэлектрическими свойствами. В агрессивных средах учитывается качество материала пластин и стержней в связи со свойствами конкретной среды, обладающей определенными химическими свойствами. При работе колонны в условиях гидравлики и воздушного потока, когда есть механические колебания в виброударные нагрузки, наличие пленки необходимо и на внешней поверхности пластин в колонне. В этом случае пленка на внещней поверхности колонны должна обладать механической прочностью и гладкой поверхностью. При действии внешней нагрузки возникают деформации стержней рабочей арматуры, способствующие еще боЛьщей ее анкеровке в материале пластин предварительному напряжению сжатию-растяжению собственно пластин. На чертеже стрелками М показаны деформации растяжения, пластин, а -стрелками N - деформации сжатия пластин. При действии силы Р пластыны подвергаются всестороннему обжатию, что способствует упрочнению материала пластин и повышению несущей способности колонны по сравне нию с контрольым образцом в i,5 раза. Достигнутое повышение прочностных свойств пластин дает возможность создавать колонны с высокой несущей способностью для работы в условиях высоких вибродинамических нагрузок и механических колебаний при малой их материалоемкости. Применение колонн предложенной конструкции возможно не только в виде стоек и подкосов, но и в машиностроении в качестве демпфирующих устройств, амортизаторов, пружин, опор для подшипников валов, в качестве силового каркаса транспортных средств и т. п. В зависимости от применения предложенной конструкции для каждого отдельного объекта подбирают материал пластин в сочетании с пластинами из другого материала, готовят необходимую пропиточную смесь, монтируют пластины на стержни рабочей арматуры, обладающей упругостью или пластичностью. Формула изобретения Колонна, включающая пластины с отверстиями, в которых размещена предварительно напряженная продольная арматура, отличающаяся тем, что, с целью повышения использования прочностных свойств пластин, отверстия под арматуру части пластин, расположенных через одну, смещены относительно отверстий двух ближайших пластин с приданием арматуре синусоидального очертания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 380808, кл. Е 04 С 3/34, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 690141, кл. Е 04 С 3/34, 1979.