железобетонный строительный элемент

Формула изобретения

Железобетонный ригель, включающий бетонное тело, продольную стержневую рабочую и поперечную стержневую арматуру и соединительные стержни, отличающийся тем, что в каждом приопорном участке расположена гнутая листовая перфорированная арматура замкнутого коробчатого сечения длиной 1 от h до 2h, где h - высота ригеля в приопорной зоне, с листовой перфорированной вставкой, расположенной по диагонали вдоль траектории главного растягивающего напряжения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству, а именно к железобетонным изгибаемым конструкциям (ригелям) типа фермы или балки, в которые для восприятия растягивающих усилий вводят металлическую арматуру.

Известны железобетонные ригели, в приопорные участки которых для восприятия растягивающих усилий вводят поперечную и наклонную стержневую арматуру [1].

Недостатками этих решений являются высокая металлоемкость и трудоемкость изготовления при невысокой несущей способности приопорных участков.

Наиболее близким техническим решением является железобетонный ригель, включающий в каждой зоне вместо поперечных и наклонных стержней дополнительную арматуру в виде пары металлических пластин с просечками на боковых поверхностях, объединенных между собой по верху и по низу соединительными стержнями [2].

Недостатки данного технического решения следующие:

трудоемкость изготовления пластин с просечками строгого наклона к оси ригеля, в которых полосы между просечками должны иметь чередующиеся выступы и впадины для сцепления с бетоном; просечки имеют форму прямоугольника с высокой концентрацией напряжений в углах, снижающей прочность пластин; объединение пластин по верху и по низу соединительными стержнями не обеспечивает устойчивость пластины к их выпучиванию из плоскости ригеля.

Указанные недостатки устраняются тем, что в железобетонном ригеле, включающем бетонное тело и продольную стержневую рабочую арматуру на всю длину ригеля, в средней зоне поперечную стержневую арматуру и соединительные стержни, а в приопорных участках - гнутую листовую перфорированную арматуру замкнутого коробчатого сечения длиной l от h до 2h (h - высота ригеля в приопорной зоне), внутри которого по диагонали вдоль траектории главного растягивающего напряжения расположена листовая перфорированная вставка.

На фиг.1 изображена приопорная зона ригеля, вид сбоку; на фиг.2 - гнутая листовая перфорированная арматура замкнутого коробчатого сечения с листовой перфорированной вставкой, общий вид.

Железобетонный ригель включает бетонное тело 1, продольную стержневую рабочую арматуру 2, поперечную стержневую арматуру 3, соединительные стержни 4, гнутую листовую перфорированную арматуру замкнутого коробчатого сечения 5 и листовую перфорированную вставку 6. Продольная стержневая рабочая арматура проходит по всей длине ригеля и приварена к гнутой листовой перфорированной арматуре, расположенной в приопорных участках; поперечная стержневая арматура и соединительные стержни размещены в средней зоне ригеля.

Коробчатое сечение листовой арматуры в приопорных участках образуется путем холодного гнутья стальных перфорированных листов, затем в коробчатую арматуру вваривается листовая перфорированная вставка. В отверстия перфорированной вставки вводится продольная стержневая рабочая арматура и приваривается к листовой перфорированной арматуре в приопорных участках и объединяется поперечной стержневой арматурой и соединительными стержнями в средней зоне ригеля.

Готовый металлический каркас помещается в опалубку и бетонируется. Отверстия (перфорация) в листовой арматуре и вставке могут быть любой формы, но без острых углов (круглые, эллипсовидные, прямоугольные с закругленными углами). Размеры с и d назначаются из условия обеспечения прочности по наклонным сечениям приопорных участков и удобоукладываемости бетонной смеси. Длина l гнутой листовой перфорированной арматуры находится в пределах от h до 2h.

Предлагаемое решение приопорного участка железобетонного ригеля имеет следующие преимущества.

Боковые плоскости листовой арматуры наилучшим образом воспринимают и распределяют главные напряжения при плоском напряженном состоянии. Траектории главных напряжений проходят плавно, без концентрации, между отверстиями. Анкеровка листовой арматуры в бетонном теле осуществляется за счет отверстий (перфорации) и листовой вставки. Замкнутая форма листовой арматуры создает эффект обоймы для бетона, повышая его прочность. В предельном состоянии давление бетона на боковые поверхности листовой арматуры воспринимается листовой вставкой, обеспечивая устойчивость боковых поверхностей к их выпучиванию из плоскости ригеля. Кроме этого, листовая вставка воспринимает растягивающие напряжения в продольном направлении, увеличивает крутильную жесткость приопорных участков и ригеля в целом.

Плоский перфорированный лист значительно менее трудоемок в изготовлении по сравнению с листами с просечками и чередующимися выступами и впадинами в смежных полосах между просечками.

Источники информации

1. Байков В. Н. , Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс: Учеб. для вузов. - 5-е изд. перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1991. - 36-53 с., 150-161 с., 413-423 с., 409-413 с.

2. А.с. 1779726, кл. Е 04 С 5/06, 3/20. С.Н. Булгаков, В.А. Ивахнюк, Ю. Н. Кардовский. Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений.