Трубобетонная колонна

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (584 Е 04 С 3 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

n — 1

u=kk,D (— — -- — 2), 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3773595/29-33 (22) !4.05.84 (46) 15.03.86. Бюл. № 10 (71) Криворожский ордена Трудового Красного Знамени горно-рудный институт (72) Л. Ф. Денисов (53) 624.075.23 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 894129, кл. Е 04 С 3/34, 1979. (54) (57) ТРУБОБЕТОННАЯ КОЛОННА, включающая металлическую трубу, заполненную бетоном, металлический каркас из продольных стержней, отличающаяся тем, что, с целью повышения огнестойкости, стерж„,Я0„„1218024 А ни арматуры соединены между собой попарно поперечными непересекающимися стержнями с шагом и, определяемым по формуле где k — эмпирический коэффициент; — гибкость колонны;

D — внешний диаметр колонны; и„— количество стержней продольной арматуры; и„., — количество стержней поперечной арматуры в горизонтальной проекции.

1218024

Изобретение относится к строительным несущим конструкциям промышленных, общественных и жилых зданий и сооружений, а более конкретно к огнестойкости трубобетонных колонн, Целью изобретения является повышение огнестойкости трубобетонной колонны.

На фиг. изображен вариант выполнения огнестойкости трубобетонной колонны с тремя продольными стержнями арматурного каркаса; на фиг. 2 — то же, с четырьмя продольными стержнями; на фиг. 3 — то же, с пятью продольными стержнями; на фиг. 4— то же, с шестью продольными стержнями.

Колонна может быть выполнена из трубы 1, продольных стержней 2 каркаса, попарно соединенных непересекающихся стержнями 3 каркаса, которые пересекаются в проекции в виде треугольника, крестообразно, звездообразно, ж-образно и замоноличены в бетон 4.

При внешнем огневом воздействии конструкция подвергается нагреву. Прежде всего температуру воспринимает труба 1, которая выключается из работы при 450 С, затем температуру воспринимает бетонное ядро 4.

Температура и соответственно температурные деформации распространяются по сечению элемента равномерно и с ростом температуры. Продольные температурные деформации воспринимаются продольной арматурой 2, а поперечные температурные деформации — поперечной арматурой 3, которая препятствует их распространению и повышает соответственно предел огнестойкости трубобетонной колонны.

При огневом воздействии температура распространяется по сечению трубобетонной колонны равномерно в отличие от железобетонных, у которых прежде всего (и в большей степени) подвергаются нагреву угловые части, в которых расположена продольная арматура, воспринимающая температурные деформации по времени быстрее, чем в трубобетонных. Соответственно и поперечные стержни, связанные с продольной арматурой, воспринимают температурные деформации в трубобетонных колоннах несколько позже, чем в железобетонных. Кроме того, одним из факторов наступления предела огнестойкости железобетонных колонн является отслоение и откол защитного слоя бетона, подобное явление в трубобетонйых колоннах не происходит, так как внешняя труба-обойма ему препятствует.

На основании экспериментальных исследований выявлено, что предел огнестойкости трубобетонных колонн без внутреннего армирования составляет 0,33 — 0,52 ч, а с предлагаемым внутренним каркасом приближается к 2 ч и увеличивается с увеличением диаметра колонны.

Проведенные экспериментальные исследования выявили зависимость изменения предела огнестойкости трубобетонных колонн от диаметра колонны, количества и шага расположения поперечной арматуры.

Огнестойкая трубобетонная колонна эффективно работает в условиях «стандартного пожара» и ее огнестойкость выше металлической и обычной трубобетонной.

Предложенная конструкция колонны обладает более высокой огнестойкостью за счет эффективного использования свойств стального каркаса, замоноличенного в бетонное ядро, помещенного внутрь металлической оболочки, является более экономичной по материалоемкости, не требует дорогостоящих огнезащитных покрытий по сравнению с известными, не нуждается в применении огнестойких бетонов, в изготовлении опалубочной формы, которой служит сама оболочка.

Трубчатый профиль является наиболее экономичным по расходу металла и бетона, 20 в связи с его геометрическими параметрами, требует минимального количества сварочных работ.

При определении несущей способности трубобетонной колонны с учетом вь сокотемпературного воздействия значительную роль играет количество поперечной арматуры и шаг, в котором она располагается, что учтено в сумме для определения шага расположения поперечной арматуры

u=k Х D(— — -- + 2n„„)

30 где k — эмпирический коэффициент, определяемый по таблице;

1= в — гибкость колонны, значения котоD рой для различных соотношений представлены в таблице;

D — внешний диаметр колонны;

1 — длина колонны;

n,ð — количество продольной арматуры; и„., — количество поперечной арматуры в горизонтальной проекции.

40 Предел огнестойкости колонны измеряется в часах и определяется по формуле

N — N

To=2+ — ——

N — Np

4s где N, — расчетная несущая способность колонны после 3 ч огневого воздействия;

N — расчетная несущая способность колонны после 2 ч огневого воздействия; н

N — нормативная несущая способность колонны до огневого воздействия, определяемая по формуле

„„н N>p 095 — — г

1,2

55 где Nu — расчетная несущая способность колонны до огневого воздействия.

1218024

1, см (Я к

40

30

0,25

0,5 0,25

0,2

0,05 1

200

0,125 0,5

0,1

0,075 2

0,06 2

0,05 2

0,8

0,10

0,08

0,0625 1,4

0,0555 1,5

0,050 2

0,044 2

0,011 0,022 10

0,033

0,032

900

100

О, 018

0,0166 0,025

0,045 1,8

0,041 2

0,0384 2

0,0362 3

0,0272 5

110

0,0333

0,0367

120

0,023

0,0214

130

140

0,0333 2

0,0266 4

0,02

150

Я к Я к

0058012

300 О, 033 10 0,066 3

400 О, 025 4 0,05 4

500 0,020 10 0,04 5

600 О, 016 20 0,033 6

700 О, 014 О, 028 6 О, 042

800 0,012 0,025 8 0,0375

0,010 О, 02

О, 009

О, 0083

О, 0076 О, 0153

О, 0071 О, 0142

О., 0066 0,0133

Я к Я к

0,1 1,5 0,133 0,8 0,166 0,4

0,066 1,5 0,083 1

0057 1,5 00714 1

0,040 2,5 0,05 1,8

0,0285 3,5 0,0357 2

1218024

Puz. 4

Фиг. Р

Редактор А. Гулько

Заказ 1093/38

Составитель Т. Лахно

Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Тираж 729 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4