Арматурный элемент

 

Арматурный элемент для предварительно напряженных строительных конструкций содержит по меньшей мере один конец, расположенный в трубе с установленным в ее полости компенсатором релаксации. Компенсатор релаксации выполнен в виде попарно расположенных изогнутых полос, шарнирно закрепленных своими концами к анкерным поперечным пластинам, соединенным с концом арматуры, причем каждая пара взаимно противоположных полос имеет встречно направленную выпуклость или вогнутость. 12 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к арматурным элементам, предназначенным для применения в предварительно напряженных строительных конструкциях, и может быть использовано для соединения гибких нитей в висячих строительных конструкциях.

Известен в строительных конструкциях арматурный элемент для обеспечения долговременности эффекта предварительного напряжения, содержащий дерелаксационные узлы [1]. Однако такое техническое решение не обеспечивает достаточной степени обжатия конструкции реактивными усилиями от напрягаемой арматуры, армирующий материал используется не эффективно.

Наиболее близким по совокупности признаков к изобретению является арматурный элемент для повышения степени обжатия конструкций из низкомодульных материалов, включающий компенсаторы релаксации, последовательно установленные в трубе и огибающие арматуру [2].

В известном техническом решении компенсаторы релаксации в виде подпружиненных тел качения позволяют осуществлять и сохранять долговременный эффект предварительного напряжения в конструкциях, загруженных статической внешней нагрузкой.

Однако использованию таких арматурных элементов в конструкциях, загруженных динамической либо пульсирующей нагрузкой, не представляется возможным по причине недостаточной жесткости компенсаторов релаксации, их деформативности при знакопеременных колебаниях. Предварительно напряженная конструкция с такими арматурными элементами в течение некоторого времени становится как бы зыбкой. Резонансные явления способствуют снижению степени обжатия конструкции по причине увеличения ползучести и релаксации материала основы конструкции.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение степени обжатия и сохранения эффекта преднапряжения в конструкциях, загруженных динамическими либо пульсирующими нагрузками.

Технический результат достигается за счет использования упругих свойств изогнутых полос, обладающих значительной упругостью, а благодаря нелинейному характеру деформирования обладают еще и высокими демпфирующими свойствами, сохраняющими свой эффект во времени при динамических либо пульсирующих нагрузках и снижающих резонансные явления.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в арматурном элементе, содержащем арматуру, по меньшей мере один конец которой расположен в трубе с установленным в ее полости компенсатором релаксации, отличительными признаками является то, что компенсатор релаксации выполнен в виде попарно расположенных изогнутых полос, шарнирно закрепленных своими концами к анкерным поперечным пластинам, соединенным с концом арматуры, причем каждая пара взаимно противоположных полос имеет встречно направленную выпуклость или вогнутость.

Выполнение компенсатора релаксации составным в виде парных, взаимно симметричных изогнутых полос, шарнирно закрепленных своими концами к анкерным поперечным пластинам, соединенным с концом арматуры, причем каждая пара взаимно противоположных полос имеет встречно направленную выпуклость или вогнутость, позволяет получить в сравнении с известным техническим решением новые свойства, заключающиеся в создании достаточно высокой жесткости и демпфирующих свойств, а также возможности соединения гибких нитей по длине в висячих строительных конструкциях; также в составных конструкциях, работающих на изгиб, для восприятия сдвигающих усилий в виде наклоненных арматурных тяг и выполняющих роль связей между периферийными взаимосдвигающими напряженными зонами. Демпфирующие свойства компенсаторов релаксации образуются благодаря нелинейного характера развития деформаций в изогнутых полосах в момент их обжатия при создании предварительного напряжения в арматуре и приложения в арматуре и приложения внешней знакопеременной нагрузки.

На фиг.1 изображен арматурный элемент с двухсторонним расположением компенсатора релаксации в конструкции, общий вид; на фиг.2 - вариант арматурного элемента, содержащего два концевых участка арматурного стержня, компенсаторы релаксации которого расположены между периферийными зонами разномодульной составной конструкции, общий вид; на фиг. 3 - разрез по А-А на фиг. 1 (компенсатора релаксации для одновременного концевого участка напрягаемой арматуры); на фиг. 4 - разрез по Б-Б на фиг.2 (компенсатора релаксации для двух концевых участков напрягаемой арматуры, состыкованной в арматурном элементе); на фиг.5 - разрез по В-В на фиг.3; на фиг.6 - разрез по Д-Д на фиг.4; на фиг.7 - вариант установки предварительно изогнутых полос с системе прямоугольных координат относительно осей X, Y, Z; на фиг. 8, 9. 10 и 11 - варианты установки изогнутых полос относительной осей X, Y, Z изображены в виде расчетной схемы; на фиг.12 - вариант стыковки арматурных стержней.

Арматурный элемент содержит арматуру 1, по крайней мере один конец которой закреплен в трубе 2 при помощи концевого анкера 3 и упорной анкерной пластины 4.

В полости трубы 2 размещен компенсатор релаксации, выполненный в виде попарно установленных изогнутых полос 5, ориентированных вдоль трубы 2 и концевого участка арматуры 1. Изогнутые полосы 5 закреплены шарнирно своими концами к упорным анкерным пластинам 4, сквозь которые пропущен концевой участок арматуры 1.

В арматурном элементе с двумя концевыми участками арматуры (фиг.4) концевые анкеры 3 взаимодействуют с упорными анкерными пластинами 4, расположенными в торцах изогнутых полос 5.

Вариантов изготовления арматурных элементов может быть несколько, заключающихся в комбинации установки изогнутых полос 5 относительно арматурных 1 концевых участков (фиг. 8 - 11), а также функционального назначения арматурного элемента (фиг. 2). Например, для висячих строительных конструкций представляет практический интерес, когда арматурный элемент выполнен по схеме, показанной на фиг.12, где арматурные стержни 1 крепятся на боковой наружной грани трубы 2, а другой арматурный стержень 1, направленный в противоположную сторону, взаимодействует с поперечной анкерной пластиной 4 внутри трубы 2.

Сборку арматурного элемента производят следующим образом. По крайней мере один конец арматуры 1 пропускают сквозь отверстия, предварительно выполненные в анкерных пластинах 4, вводят в трубу 2, имеющую сквозное отверстие 6 (либо прорезь) в торце, размером в 1,5-2 раза больше диаметра арматуры 1, сквозь которое и пропускают последнюю. Затем анкерные пластины 4 взаимно раздвигают вдоль конца арматуры 1, устанавливают изогнутые полосы 5 по необходимой расчетной схеме таким образом, чтобы сохранялся шарнир между торцами изогнутых полос 5 и анкерной пластиной 4. Предварительно натянув за противоположную часть арматуры 1 таким образом, чтобы одна из пластин 4 упиралась в торец трубы 2, а изогнутые полосы 5 находились в проектном положении, фиксируют исходное положение хомутом (зажимом) у сквозного отверстия 6 с наружного торца трубы 2 (не показано). Затем противоположный торец трубы 2 (либо крышка боковая) фиксируется при помощи сварки либо болтовым соединением. Полость трубы 2 может быть заполнена антикоррозионным составом, либо другими защитными составами от действия температур и т.д. Затем арматуру 1 с трубой 2 закрепляют в конструкции 7.

Арматурный элемент работает следующим образом. Для создания предварительного обжатия строительной конструкции 7, например балки, осуществляют натяжение арматуры 1 домкратом, соединенным с трубой 2 арматурного элемента. При натяжении арматуры 1 ее концевой анкер 3 в трубе 2 стремится сжимать при помощи упорных анкерных пластин 4 изогнутые полосы 5, обладающие большой жесткостью и нелинейным характером деформирования при сжатии с изгибом. Любое уменьшение усилий в арматуре 1 от ползучести и релаксации материала конструкции, сдвиговых явлений в составных разномодульных сечениях компенсатор релаксации компенсирует потери напряжения путем дополнительного натяжения арматуры. Зыбкость напряженной конструкции 7 от внешней пульсирующей (знакопеременной) нагрузки и соответственно падение напряжений от обжатия уменьшаются благодаря демпфирующих свойств сжато-изогнутых полос 5 компенсатора релаксации. Арматурный элемент можно использовать по функциональному назначению как демпфер в напрягаемой арматуре благодаря нелинейному характеру деформирования предварительно изогнутых полос 5.

Изобретение позволяет повысить степень обжатия конструкций из низкомодульных материалов, компенсировать сдвиговые деформации в составных сечениях изгибаемых бимодульных конструкциях путем перераспределения внутренних усилий с периферийных, наиболее напряженных зон верхнего и нижнего поясов. Снижается резонансное явление от действия пульсирующих внешних нагрузок. Может быть использовано для соединения гибких нитей в висячих строительных конструкциях, а также в качестве подвесок для оборудования с целью снижения вибрационных явлений.

Источники информации: 1. Авторское свидетельство СССР N 1244259, кл. E 04 C 3/18, бюл. 26, 1986.

2. Авторское свидетельство СССР N 1268691, кл. E 04 C 5/08, Бюл. 41, 1986.

Формула изобретения

Арматурный элемент, содержащий арматуру, по меньшей мере один конец которой расположен в трубе с установленным в ее полости компенсатором релаксации, отличающийся тем, что компенсатор релаксации выполнен в виде попарно расположенных изогнутых полос, шарнирно закрепленных своими концами к анкерным поперечным пластинам, соединенным с концом арматуры, причем каждая пара взаимно противоположных полос имеет встречно направленную выпуклость или вогнутость.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12