Железобетонная колонна Советский патент 1982 года по МПК E04C3/34 E04G21/12 

(54) ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ КОЛОННА

1

Изобретение относится к строительству, а именно к сборному каркасному строительству многоэтажных зданий общественного и производственного назначения.

Известны железобетонные колонны с растянутым бетоном, содержащие предварительно сжатые продольные арматурные стержни из высокопрочной стали 1.

При этом несущая способность известных колонн увеличивается до 10-12/о по сравнению с аналогичными колоннами с обычной ненапрягаемой арматурой. Однако в этом случае снижается трещиностойкость и устойчивость колонны.

Наиболее близкой к предлагаемой является железобетонная колонна, включающая бетонное тело, сжатые и растянутые арматурные элементы из высокопрочной стали, в которой растянутые арматурные элементы соединены со сжатыми арматурными элементами посредством петель 2.

При этом часть арматурных элементов предварительно обжата, после твердения бетона их другая часть оказывается растянутой. В этом случае повышается прочность, однако устойчивость колонны понижается по сравнению с колонной с обычной ненапрягаемой арматурой, а трещиностойкость многоэтажных бесстыковых колонн в стадии транспортирования оказывается недостаточной.

Бетонное тело при этом оказывается растянутым.

Цель изобретения - повышение прочности, трещиностойкости и устойчивости колонн.

Поставленная цель достигается тем, что в железобетонной колонне, включающей бетонное тело, сжатые и растянутые арматурные элементы из высокопрочной стали, усилие в растянутых арматурных элементах превышает усилие в-сжатых арматурных, элементах при этом бетонное тело обжато.

Усилия растяжения и сжатия в арматуре создаются соответственно с помощью предварительного сжатия и растяжения до начала твердения бетона.

На фиг. 1 показана железобетонная колонна; на фиг. 2 - то же, сечение.

Железобетонная колонна представляет собой бетонное тело 1, армированное элементами из высокопрочной стали, при этом элементы 2 сжаты, а элементы 3 растянуты. Элементы 2 и 3 прикреплены проволочными скрутками 4 из вязальной проволоки к каркасу 5, который состоит из продольных элементов 2 и поперечных стержней 6. Последние изготавливают с выпусками так, чтобы они упирались в стенки и днище формы-опалубки 7 и упорные пластины 8, которые крепятся к боковым стенкам формы. Это обеспечивает устойчивость каркаса при его предварительном сжатии. К обоим концам каркаса крепят стальные плиты 9, в которых предусмотрены отверстия для пропуска продольных элементов. Стержни 2 закрепляют в плитах 9 при помощи винтов 10. Крепление каркаса к плитам 9 с помощью винтов 10 позволяет осуществлять предварительное сжатие стержней 2 даже в случае отклонений длин стержней от проектных размеров. Продольная предварительно растянутая арматура 3 из высокопрочной стержневой стали или канатов может быть расположена по сечению колонны симметрично или несимметрично (если необходимо неравномерное обжатие бетонного тела). Предварительное сжатие стержней 2 усилием NOC осуществляют с помощью гидравлического домкрата. Реактивное усилие после окончания сжатия и снятия домкрата передается на упоры стенда или на силовую форму-опалубку. Предварительное растяжение арматуры 3 также производится домкратом с передачей реактивного усилия Nop на упоры. После бетонирования колонны и набора бетоном достаточной прочности сначала производится отпуск предварительно растянутой арматуры 3, что приводит к обжатию бетона и дополнительному сжатию продольных стержней 2. Затем стержни 2 освобождают от удерживающих приспособлений, и усилие вызовет растягивающие напряжения в бетоне, которые накладываются на сжимающие напряжения от усилия Nop . При этом суммарные напряжения в бетоне являются напряжениями сжатия. Рассмотрим колонну сечением 30x30 см. Арматура 2 состоит из четырех стержней диаметром, 22 мм из стали класса А-V (площадь стержней Рас 15,2 ), арматура 3 - из двух стержней диаметром 25 мм из стали класса А-V. Предварительное сжатие арматуры ос 246 МПа, предварительное растяжение ор 760 МПа. Усилие предварительного сжатия NOC 373,9 кН, а усилие предварительного растяжения Nop 746,3 кН. Марка бетона М 300, передаточная прочность равна марочной. Суммарные напряжения сжатия eg после отпуска всей арматуры составляют в бетоне 3,5 МПвс, в арматуре 2 - Ra.o+ б +п 400 + 24б + 6,.55-3;5 669 МПа, в арматуре 3 (с учетом потерь преднапряжения бор 736,7 МПа. Критическаясила при t fo/h 0,l и при ненапряженной арматуре () NKP 58211,6 А, где А 6,4Ег-/1а. При наличии в колонне только предваритель но сжатой арматуры величина Ыкруменьшится, так как бетон растянут (Кц ) При наличии в колонне и предварительно сжатой и предварительно растянутой арматур, причем Nop ос (как в изобретении), Кн 1.82 (при равномерном обжатии бетона) и NKP 67784,7 А. Таким образом, предельные сжимающие напряжения в арматуре 2 увеличиваются на 67%, что позволяет повысить прочность колонны. Обжатие бетона растянутой арматурой 3 повышает устойчивость колонны. По сравнению с колонной, имеющей обычную ненапрягаемую арматуру, критическая сила увеличилась более чем на 16%, по Сравнению с колонной, имеющей только предварительно сжатую арматуру, эта разница еще больше. Повышается также трещиностойкость колонны, Предложенное в изобретении решение для колонн средней гибкости (C/h 10-20) наиболее часто встречающихся в практике строительства, приводит к одновременному повышению несущей способности, трещиностойкости и устойчивости. Формула изобретения Железобетонная колонна, включающая бетонное тело, сжатые и растянутые арматурные элементы из высокопрочной стали, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности, трещиностойкости и устойчивости, усилие в растянутых арматурных элементах превышает усилие в сжатых арматурных элементах, при этом бетонное тело обжато. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Маилян Р. Л., Медынский В. Л. Сопротивление сжатию железобетонных элементов с предварительно растянутым бетоном. - «Изв. Высш. учеб, заведений. Строительство и архитектура, 1980, № 6, с. 26- 30. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2800703/29-33, кл. Е 04 С 3/34 24.06.1979 (прототип).