Пространственный каркас и лента для его изготовления

 

Изобретение относится к области производства строительных изделий и конструкций и может быть использовано на специализированных предприятиях и в строительных организациях. Цель изобретения состоит в создании новой конструкции арматурного пространственного каркаса, используемого в железобетонных изделиях и имеющего повышенную несущую способность и коррозионную стойкость, а также новой конфигурации заготовки /ленты/ для его изготовления. Пространственный каркас включает продольные стержни V-образного сечения, лежащие в двух плоскостях на заданном расстоянии и соединенные между собой через определенный период наклонными отогнутыми стержнями. Узлы связи стержней образованы по отношению к продольному стержню с одной стороны линиями отгиба наклонных стержней, а с другой стороны - радиусами. Ориентация этих фигур на соседних продольных стержнях, лежащих в одной плоскости, противоположна. Лента для изготовления пространственного каркаса выполнена в виде металлической полосы с прямолинейными прорезями одинаковой длины, расположенными в продольном и поперечном направлениях заданным образом, а их соответствующие концы и начала соединены перемычками, выполненными по радиусу, образуя фигуры связи продольных и наклонных стержней пространственного каркаса. 11 ил.

Изобретение относится к области производства строительных изделий и конструкций и может быть использовано на специализированных предприятиях и в строительных организациях.

В строительстве широко применяются пространственные каркасы, использующиеся в качестве арматуры при изготовлении железобетонных изделий / панели, плиты, трубы и т.п./, а также в монолитном домостроении / 1/. Для соединения элементов пространственного каркаса используют дуговую и контактную сварку или вязальную проволоку, причем исходные элементы могут быть получены путем предварительной гибки /2/. Сварные соединения или узлы соединения вязальной проволокой и основной металл элементов пространственного каркаса существенно отличаются по механическим свойствам, что снижает несущую способность изделия. Кроме того изготовление традиционного пространственного каркаса требует применения малопроизводительного ручного труда.

Наиболее прогрессивным и эффективным направлением является использование пространственных каркасов, изготовленных из единой листовой заготовки без применения сварки или других способов соединения элементов. Прототипом настоящего изобретения является пространственный каркас J.K.Structure /3/.

Пространственный каркас J. K. Structure включает вырезанные из цельной листовой заготовки продольные стержни, расположенные в двух плоскостях, отстоящих друг от друга на расстоянии и. Каждый продольный стержень, расположенный в одной из плоскостей, находится посередине между двумя продольными стержнями, расположенными в другой плоскости и находящимися на расстоянии T_в друг от друга, и связан через период T_l с указанными двумя продольными стержнями отогнутыми по отношению к нему под углом α = arctgT_в/2H в поперечном и под углом β = arctg2H/T_l продольном направлениях.

Лента для изготовления пространственного каркаса J.K.Structure выполнена в виде металлической полосы с прямолинейными прорезями одинаковой длины l, отстоящими друг от друга в поперечном направлении нa расстояниях, соответствующих ширине продольных и наклонных стержней пространственного каркаса, причем прорези смещены относительно друг друга в продольном направлении на заданные расстояния, а их соответствующие концы соединены сквозными по толщине ленты перемычками.

Недостатки пространственного каркаса J.K.Strukture заключаются в cледующем.

Во-первых как следует из источника /3/, узлы связи продольных стержней с наклонными отогнутыми стержнями выполнены в виде фигур, образованных с одной стороны линиями отгиба наклонных стержней, а с другой стороны прямыми линиями расположенными под углом 45^o к продольному стержню. При этом избыток металла в местах отгиба наклонных стержней образует вспучивание, что приводит к возникновению остаточных напряжений, а также снижению несущей способности и устойчивости наклонных отогнутых стержней.

Во-вторых, концентраторами напряжений являются также места перехода от кромки продольного стержня к узлу связи по линии, расположенной под углом 45^o к оси продольного стержня.

В-третьих, продольные стержни имеют плоское сечение, которое характерно низким моментом сопротивления изгибу и недостаточной несущей способностью.

Изобретение решает задачу устранения недостатков прототипа, а именно, создание новой конструкции пространственного каркаса, имеющего повышенную несущую способность, усталостную прочность и коррозионную стойкость, а также новой конфигурации заготовки /ленты/ для его изготовления.

Поставленная задача решается следующим образом. Продольные стержни пространственного каркаса /ПК/, выполненные из полоски шириной b₁ имеют V -образное сечение с углом 180° - 2α, причем его выпуклость направлена в сторону наклонных отогнутых стержней. Узлы связи продольных стержней с наклонными отогнутыми стержнями шириной b₂ выполнены в виде фигур, имеющих аналогичную V -образную форму и образованных по отношению к продольному стержню с одной стороны линиями отгиба наклонных стержней, а с другой стороны радиусами . Ориентация этих фигур на соседних продольных стержнях, лежащих в одной плоскости, противоположна.

Лента для изготовления ПК имеет прорези пронумерованные, начиная от бокового края ленты, от 1 до 8, при этом начала 6 и 7-ой прорезей расположены на одном базовом поперечном сечении ленты, 1,4,5,8-ая прорези смещены от него на расстояние, равное , 2 и 3-я прорези на расстояние с образованием законченного фрагмента. Далее порядок расположения прорезей на ленте как в продольном, так и в поперечном направлениях повторяется. В продольном направлении начала и 4-ой прорезей любого из фрагментов соединены перемычками радиусом R соответственно с концами 2 и 3-ей прорезей предыдущего фрагмента по отношению к рассматриваемому. Концы 2 и З-ей прорезей соединены с началами 2 и 4-ой прорезей, принадлежащих последующему фрагменту. Концы 5 и 8-ой прорезей соединены с началами 6 и 7-ой прорезей последующего фрагмента. Начала 6 и 7-ой прорезей соединены с концами 5 и 8-ой прорезей предыдущего фрагмента. В результате этого комбинация прорезей 1,2,3,4.5,6,7,8 с соответствующими перемычками радиусом R в каждом фрагменте образуют фигуры связи продольных и наклонных отогнутых стержней с периодом Изобретение иллюстрируется фиг. 1 11.

На фиг.1 в изометрии показан общий вид ПК.

На фиг. 2 изображена лента с прорезями.

На фиг.3 показано сечение узла связи в верхней плоскости ПК.

На фиг.4 показано положение наклонных отогнутых стержней по отношению к верхней плоскости ПК.

На фиг.5. приведен вид в плане узла связи в верхней плоскости ПК.

На фиг.6 показано сечение узла связи в нижней плоскости ПК.

На фиг.7 показано положение наклонных отогнутых стержней по отношению к нижней плоскости ПК.

На фиг.8 приведен вид в плане узла связи в нижней плоскости ПК.

На фиг. 9 показано сечение узла связи, расположенного на крайнем продольном стержне в нижней плоскости ПК.

На фиг.10 показано положение наклонных отогнутых стержней по отношению к крайнему продольному стержню в нижней плоскости ПК.

На фиг.11. приведен вид в плане узла-связи на крайнем продольном стержне в нижней плоскости ПК.

Отличительными признаками и преимуществами нового ПК по сравнению c прототипом являются следующие.

1. Узлы связи продольных стержней с наклонными отогнутыми стержнями выполнены радиусами . Такая форма перехода продольного стержня в узел связи способствует повышению работоспособности ПК за счет устранения концентраторов напряжений и повышения коррозионной стойкости металла.

2. Продольные стержни и узлы связи имеют V-образное сечение. В результате этого несущая способность ПК при приложении нагрузки, перпендикулярной его продольной оси существенно увеличивается при тех же толщине и площади поперечного сечения элементов.

3. При V-образной форме поперечного сечения продольного стержня. положение наклонных стержней под углом α в поперечном направлении обеспечивается при отсутствии деформации металла в месте перехода к узлу cвязи за счет их разворота при формовке указанного V-образного сечения. При этом не создается местный наклеп металла, за счет чего повышается усталостная прочность и коррозионная стойкость ПК. 2 4 6 8

Формула изобретения

1. Пространственный каркас, включающий вырезанные из цельной ленты продольные стержни, расположенные в двух параллельных плоскостях, отстоящих друг от друга на расстоянии Н, в котором каждый продольный стержень, расположенный в одной из плоскостей, находится посредине между двумя продольными стержнями, расположенными в другой плоскости и находящимися на расстоянии T_в друг от друга, связан через период Т_l с указанными двумя продольными стержнями, отогнутыми по отношению к нему под углом α = arctgT_B/2H в поперечном и под углом β = arctg 2H/T_l в продольном направлениях, отличающийся тем, что продольные стержни, выполненные из полоски шириной b₁, имеют V-образное сечение с углом при вершине 2α причем его выпуклость направлена в сторону наклонных отогнутых стержней, а узлы связи продольных стержней с наклонными отогнутыми стержнями шириной b₂ выполнены в виде фигур, имеющих аналогичную V-образную форму и образованных по отношению к продольному стержню с одной стороны линиями отгиба наклонных стержней, а с другой стороны радиусами R= (b₁+2b₂)/2, причем ориентация этих фигур на соседних продольных стержня, лежащих в одной плоскости, противоположна.

2. Лента для изготовления пространственного каркаса, выполненная в виде металлической полосы в направлении длины с прямолинейными прорезями одинаковой длины l, отстоящими друг от друга в поперечном направлении на расстояниях, соответствующих ширине продольных и наклонных стержней пространственного каркаса, причем прорези смещены друг относительно друга в продольном направлении на заданные расстояния, а их соответствующие концы соединены сквозными по толщине ленты перемычками, отличающаяся тем, что прорези, начиная от бокового края ленты, пронумерованы от 1 до 8, при этом начало 6 и 7 прорезей расположены на одном поперечном сечении ленты, 1,4,5 и 8 прорези смещены от него на расстояние, равное Rcos(arcsin b₂/R), 2,3 прорези - на расстояние 2Rcos(arcsin b₂/R), с образованием законченного фрагмента, далее порядок расположения прорезей на ленте, как в продольном, так и в поперечном направлениях, повторяется, причем в продольном направлении начала 1 и 4 прорезей любого из фрагментов соединены перемычками радиусом R соответственно с концами 2 и 3 прорезей предыдущего фрагмента по отношению к рассматриваемому, концы 2 и 3 прорезей с началами 1 и 4 прорезей, принадлежащих последующему фрагменту, концы 5 и 8 прорезей с началами 6 и 7 прорезей последующего фрагмента, а начала 6 и 7 прорезей с концами 5 и 8 прорезей предыдущего фрагмента, при этом комбинации из прямолинейных прорезей 1,2,3,4 и 5,6,7,8 с соответствующими перемычками радиусом R в каждом фрагменте образуют фигуры связи с периодом T=l+2R·cos(arcsin b₂/R).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11