Сетка арматурная для кирпичных конструкций

Авторы патента:

E04C5/07 - из неметаллического материала, например стекла, пластмассы или частично из металла (металлические элементы с покрытиями, не являющимися частью конструкции E04C 5/01)

E04B2/10 - с применением наполнителя с арматурой или без нее в желобах между элементами

Владельцы патента RU 2361983:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна" (RU)

Изобретение относится к производству армокаменных конструкций, а именно к производству кирпичных стеновых конструкций с поперечным армированием текстильными полотнами из высокопрочных нитей и может быть использовано в отраслях, связанных со строительством объектов жилищно-гражданского и производственного назначения. Применение сетки арматурной в армокаменной стеновой конструкции, а именно одновременное обеспечение комплекса свойств: требуемое расчетное сопротивление кладки, облегчение веса конструкции, уменьшение теплопотерь, а также уменьшение трещинообразования за счет отсутствия в кладке материалов, подверженных коррозии. Сущность изобретения заключается в создании сетки арматурной, состоящей из соединенных между собой и пересекающихся под прямым углом продольных и поперечных усилительных элементов, образующих квадратные ячейки, причем продольные и поперечные усилительные элементы выполнены из высокопрочных нитей, с прочностью не менее 1000 МПа, соединенных между собой, в узлах пересечения усилительных элементов, основовязальным способом, например, из полиэфирной нити, образующей внутри каждой квадратной ячейки сетки арматурной дополнительную сетку с размером внутренней ячейки не более 1/4 от размера квадратной ячейки сетки арматурной. 1 табл., 2 ил.

Известно, что при возведении многоэтажных жилых и общественных зданий из кирпича для усиления каменных конструкций кирпичную кладку армируют. Армирование каменных конструкций значительно повышает их несущую способность, монолитность и обеспечивает совместную работу отдельных частей зданий.

В строительстве применяют следующие виды армирования:

- поперечное (сетчатое с расположением арматурных сеток в горизонтальных швах кладки);

- продольное с расположением арматуры снаружи под слоем цементного раствора или в борозды, оставляемые в кладке;

- армирование (усиление) посредством включения в кладку железобетона;

- усиление посредством включения элемента в железобетонную или металлическую обойму из уголков.

Из патента РФ 2273705, кл. Е04С 5/07 известна арматурная сетка для армирования железобетонных конструкций, состоящая из пересекающихся под прямым углом и сваренных между собой продольных и поперечных проволок. Изготовление данной сетки связано с применением многоточечных решеткосварочных установок, работающих методом электрического сопротивления. Данный способ изготовления вызывает повреждаемость сетки в местах соединения проволок и может вызвать их смещение относительно друг друга, что неизбежно приведет к снижению армирующего эффекта.

Из [A.Peled, A.Bentur. Fabric structure and its reinforcing efficiency in textile reinforced cement composites. Composites: Part A, Volume 34, 2003, 107-118] известно армирование ткаными и вязаными полотнами бетонных конструкций, используемое в строительстве гражданских объектов. Различные тканые и вязаные полотна используются в качестве арматурной сетки с различной геометрией и способом соединения нитей в точках пересечения.

Основовязаное полотно со вставленной прямолинейной уточной нитью в направлении армирования, недостатком которого является обеспечение несущей способности конструкции только в направлении армирования.

Основовязаное полотно со вставленными протяжками уточной нити в виде зигзага. Недостатком является низкая эффективность армирования вследствие сложной геометрии со вставленной уточной нитью.

Тканое полотно с усилительными основными и уточными нитями из высокопрочных волокон. Недостатком указанного полотна также является невысокая эффективность армирования из-за того, что усилительные нити находятся в искривленной форме.

Наиболее близким решением к предлагаемому изобретению является поперечное (сетчатое) армирование кирпичной кладки арматурными сетками. Известна сетка арматурная [Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий. Каменные и армокаменные конструкции // Под общей редакцией С.А.Семенцова и В.А.Камейко. - М.: Издательство литературы по строительству, 1968. - С.61-64], состоящая из соединенных между собой и пересекающихся под прямым углом продольных и поперечных усилительных элементов, образующих квадратные ячейки с размерами сторон от 3×3 до 10×10 см с шагом 0,5 см. В качестве усилительных элементов используется стальная арматура круглого сечения.

Недостатком существующей армокаменной конструкции является ее теплотехническая неоднородность из-за наличия теплопроводных включений в виде металлических элементов арматурных сеток, имеющих большой коэффициент теплопроводности (см. табл.). В результате этого увеличиваются суммарные тепловые потери здания и, как следствие, затраты на его отопление. Кроме того, минимальная величина размеров ячейки металлической сетки не превышает 3×3 см. Данный размер ячейки не защищает кирпичную кладку от попадания раствора в пустоты кирпича, что также снижает сопротивление теплопередаче армокаменной стеновой конструкции.

Техническим результатом заявляемого изобретения является устранение указанных недостатков армокаменной стеновой конструкции, а именно одновременное обеспечение комплекса свойств: требуемое расчетное сопротивление кладки, сопоставимое по численным значениям с сопротивлением сжатию кладок с сетчатым армированием из металлических сеток за счет высокой прочности сетки арматурной, что препятствует поперечному расширению кирпичной кладки при воздействии на нее вертикальных усилий; облегчение веса конструкции за счет снижения поверхностной плотности сетки; уменьшение теплопотерь из-за более низкого численного значения коэффициента теплопроводности по сравнению с металлами, что повышает сопротивление теплопередаче ограждающей стеновой конструкции и тем самым уменьшает теплопотери здания и повышает теплоизоляционные свойства кирпичных конструкций за счет предотвращения попадания строительного раствора в сквозные пустоты кирпича (см. табл.), а также уменьшение трещинообразования за счет отсутствия в кладке материалов, подверженных коррозии.

Поставленная задача достигается тем, что в горизонтальные швы кладки во время ее возведения укладывается сетка арматурная, состоящая из соединенных между собой и пересекающихся под прямым углом продольных и поперечных усилительных элементов, образующих квадратные ячейки, отличающаяся тем, что продольные и поперечные усилительные элементы выполнены из высокопрочных нитей, с прочностью не менее 1000 МПа, соединенных между собой, в узлах пересечения усилительных элементов, основовязальным способом, например, из полиэфирной нити, образующей внутри каждой квадратной ячейки сетки арматурной дополнительную сетку.

Существенным признаком заявляемого технического решения является совокупное использование продольных и поперечных усилительных элементов из высокопрочных нитей, с прочностью не менее 1000 МПа, соединенных между собой, в узлах пересечения усилительных элементов, основовязальным способом, например, из полиэфирной нити, образующей внутри каждой квадратной ячейки сетки арматурной дополнительную сетку с размером внутренней ячейки не более ¹/₄ от размера квадратной ячейки сетки арматурной. Совместного использования такого сочетания признаков в известном уровне техники авторами не обнаружено. Хотя известно использование продольных и поперечных усилительных элементов для армирования кирпичных конструкций [Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий. Каменные и армокаменные конструкции // Под общей редакцией С.А.Семенцова и В.А.Камейко. - М.: Издательство литературы по строительству, 1968. - С.61-64] и использование тканых и основовязаных полотен для армирования бетонных конструкций, используемое в строительстве гражданских объектов [A.Peled, A.Bentur. Fabric structure and its reinforcing efficiency in textile reinforced cement composites. Composites: Part A, Volume 34, 2003, 107-118]. Таким образом, только неразрывная совокупность заявляемых признаков обеспечивает достижение технического результата, изложенного выше и неравного сумме результатов от порознь частично известных признаков, что позволяет сделать вывод о существенности отличий.

На фиг.1 представлена сетка арматурная для кирпичных конструкций, состоящая из усилительных элементов, выполненных из высокопрочных нитей, проложенных с помощью концевой раскладки в продольном направлении сетки 1 и перпендикулярным им нитям 2. Усилительные элементы соединены между собой основовязальным рашельным способом переплетением трико с помощью грунтовых полиэфирных нитей 3. Экспериментальные данные показали, что использование другого вида переплетения грунтовых нитей для соединения усилительных элементов сетки не оказывает влияния на свойства сетки арматурной. Нити 1, 2, несущие нагрузку, состоят из высокопрочных волокон, например арамидных или стеклянных. На фиг.2 показана отдельная ячейка сетки арматурной 4 с внутренней ячейкой 5 дополнительной внутренней сетки. Ячейки дополнительной внутренней сетки имеют разную геометрическую форму, ограниченную петлями и протяжками грунтовых нитей разной формы и размера, но не превышающей 1/4 размера квадратной ячейки сетки арматурной.

Пример 1. Сетка арматурная вырабатывалась основовязаным рашельным способом переплетением трико с концевой раскладкой усилительных стеклянных нитей линейной плотностью 2400 текс в два сложения. В качестве грунтовых нитей использовалась полиэфирная нить линейной плотностью 28,5 текс. Сетка изготовлена на основовязальной рашель-машине 6 класса. Сетка формировалась вязанием грунтовых нитей и одновременным прокладыванием усилительных нитей вдоль петельных рядов и петельных столбиков в каждом из них. Размер ячеек арматурной сетки составляет 3×3 см, а размеры внутренних ячеек, рассчитанные известным способом, составили не более ¹/₄ размера квадратной ячейки сетки арматурной. Поверхностная плотность сетки - 320 г/м². Прочность при разрыве сетки 72,6 кН/м.

Пример 2. Сетка арматурная вырабатывалась основовязаным рашельным способом переплетением трико с концевой раскладкой усилительных полиэфирных нитей линейной плотностью 4000 текс. Сетка изготовлена на основовязальной рашель-машине 6 класса. В качестве грунтовых нитей использовалась полиэфирная нить линейной плотностью 28,5 текс. Сетка формировалась вязанием грунтовых нитей и одновременным прокладыванием усилительных нитей вдоль петельных рядов и петельных столбиков в каждом из них. Размер ячеек арматурной сетки составляет 3×3 см, а размеры внутренних ячеек, рассчитанные известным способом, составили не более ¹/₄ размера квадратной ячейки сетки арматурной. Поверхностная плотность сетки - 230 г/м². Прочность при разрыве сетки 79,2 кН/м.

Таблица
Сравнительная характеристика образцов сетки арматурной
	Прототип (металлическая сетка)	Заявляемое решение Пример 1 (стеклянная сетка)	Заявляемое решение Пример 2 (полиэфирная сетка)
Поверхностная плотность, г/м²	880	320	230
Прочность на разрыв, кН/м	22	25	25
Коэффициент теплопроводности, λ, Вт/м·K	65	0,9	2,6

Экспериментально было установлено, что использование предложенной сетки арматурной (примеры 1, 2) существенно уменьшает возможность проникновения строительного раствора внутрь кирпичной кладки. Фрагмент кирпичной кладки шириной 64 см был армирован сеткой. После затвердевания раствора был произведен демонтаж фрагмента и установлено, что попадание раствора в пустоты кирпичной кладки уменьшились на 70% по сравнению с металлической сеткой.

Сетка арматурная для кирпичных конструкций, состоящая из соединенных между собой и пересекающихся под прямым углом продольных и поперечных усилительных элементов, образующих квадратные ячейки, отличающаяся тем, что продольные и поперечные усилительные элементы выполнены из высокопрочных нитей с прочностью не менее 1000 МПа, соединенных между собой, в узлах пересечения усилительных элементов, основовязальным способом, например, из полиэфирной нити, образующей внутри каждой квадратной ячейки сетки арматурной дополнительную сетку с размером внутренней ячейки не более 1/4 от размера квадратной ячейки сетки арматурной.

Изобретение относится к технологии изготовления арматурных элементов, а именно к изготовлению стержней переменного сечения из композиционных материалов, которые могут быть использованы в качестве связующих связевых элементов стеновых ограждающих конструкций, монолитных железобетонных и сборных конструкций, а также в конструктивных элементах зданий в виде отдельных стержней, для армирования оснований автомагистралей и дорог.

Линия для изготовления стержня переменного сечения из композиционного материала // 2318102

Изобретение относится к технологии изготовления арматурных элементов, а именно к технологическим линиям для изготовления стержней переменного сечения из композиционных материалов, которые могут быть использованы в качестве связующих связевых элементов стеновых ограждающих конструкций, монолитных железобетонных и сборных конструкций, а также в конструктивных элементах зданий в виде отдельных стержней, для армирования оснований автомагистралей и дорог.

Арматура композитная (варианты) // 2287647

Изобретение относится к строительству, а именно к композитной арматуре, которая применяется в строительных конструкциях: для армирования термоизоляционных стеновых панелей, монолитных бетонных и сборных зданий; для использования в конструктивных элементах зданий в виде отдельных стержней; для армирования грунта оснований зданий и сооружений, в том числе оснований автомагистралей и дорог; для анкеровки в грунте подпорных стен и сооружений.

Технологическая линия для изготовления композитной арматуры // 2287646

Изобретение относится к технологическим линиям для изготовления арматурных элементов для армирования обычных и предварительно напряженных строительных конструкций.

Способ изготовления стержня переменного сечения из композиционного материала и установка для его осуществления // 2274715

Изобретение относится к арматурным элементам, применяемым в строительстве, а именно к стержням переменного сечения из композиционного материала, в частности из стеклопластика.

Стержень для армирования бетонных конструкций и установка для его изготовления // 2249085

Изобретение относится к области строительства, а именно к стержням из минеральных волокон, которые могут быть использованы для армирования бетонных конструкций, в том числе и бетонных конструкций, предназначенных для монтажа токопроводящих элементов.

Стержень для армирования бетона // 2220049

Изобретение относится к области строительства, а именно к изготовлению пластиковых арматурных элементов для армирования строительных бетонных конструкций, которые также могут быть использованы в несущих сборных конструкциях как конструкционный материал для замены металлических и деревянных изделий.

Установка для выполнения анкерных зацепов на арматурных стержнях // 2203372

Изобретение относится к производству элементов строительных конструкций, а именно арматурных элементов из стеклопластика для армирования термоизоляционных стеновых конструкций.

Арматура стеклопластиковая (варианты) // 2194135

Изобретение относится к строительству, а именно к стеклопластиковой арматуре, которая применяется для армирования термоизоляционных стеновых конструкций, монолитных железобетонных и сборных конструкций; для использования в конструктивных элементах зданий в виде отдельных стержней; для армирования грунта основания зданий и сооружений, в том числе оснований автомагистралей и дорог; для анкеровки в грунте подпорных стен и сооружений.

Текстильная сетка для армирования слоев, связанных с помощью битумов (варианты) // 2166019

Изобретение относится к текстильной сетке с крупными ячейками для армирования связанных битумом слоев, в частности дорожных покрытий, которая покрыта битуминозным средством, обеспечивающим сцепление, и состоит, в основном, из двух комплектов параллельных, воспринимающих нагрузки нитей (1 и 2), причем один комплект нитей (1) проходит в продольном направлении сетки, а другой комплект нитей (2) - поперек продольного направления сетки.

Способ изготовления стеновой армированной конструкции // 2229570

Стена из крупных блоков // 2153560

Изобретение относится к области строительства, а именно к возведению наружных стен жилых и гражданских зданий. .

Строительный элемент для возведения стен // 2153049

Изобретение относится к строительству, в частности к строительным элементам для возведения стен. .

Соединение строительной конструкции // 2097500

Железобетонная панель // 2012745

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений сборно-монолитной конструкции, касается конструкции сборной железобетонной панели, преимущественно в виде армоопалубочного блока, работающего с монолитной частью конструкции как одно целое.

Стена здания // 2004729

Строительный блок // 1795027

Стена из крупных блоков // 870623

Железобетонный блок для сборных гидротехнических сооружений // 122861

Каменная кладка с поперечным армированием // 2585314

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при проектировании и строительстве жилых, общественных и промышленных зданий, сооружений. Техническим результатом является экономия металла и повышение несущей способности каменной кладки, работающей на сжатие. Каменная кладка с поперечным армированием состоит из каменной кладки с поперечным армированием в горизонтальных швах кладки, причем поперечное армирование выполнено в виде более одного концентрически расположенных замкнутых колец или более одного замкнутых пересекающихся колец. 9 з. п. ф-лы, 4 ил.

Пустотелая стена // 2588589

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для возведения зданий, строений, заборов. Предлагаемым изобретением решается задача повышения устойчивости, несущей способности, тепло- и звукоизоляционных свойств пустотелой стены, упрощения ее монтажа. Для достижения указанного технического результата в конструкцию известной пустотелой стены, корпус которой содержит две отдельные тонкие наружные стенки, каждая из которых имеет толщину, равную ширине стеновых элементов, из которых они построены, с промежутком между ними, заполненным пористым, плохо проводящим тепло материалом, при этом стеновые элементы кладки, размещенные в стенках продольно, выполнены полнотелыми, их корпуса имеют вид прямоугольных параллелепипедов, одинаковых по ширине и высоте, поперечные стеновые элементы выполнены также полнотелыми, их корпуса имеют вид прямоугольных параллелепипедов, одинаковых по длине, ширина и высота которых равна величине ширины и высоты продольных стеновых элементов кладки, поперечные стеновые элементы встроены торцами в наружные стенки на толщину стенки так, что противоположные торцы этих элементов образуют вертикальные и горизонтальные ряды из выступов, расположенных в шахматном порядке, на каждой из внутренних поверхностей наружных стенок, таким образом, что в каждом вертикальном ряду выступов они чередуются между собой через ряд кладки, при этом выступы одной стенки расположены между выступами другой стенки, не касаясь последних, дополнительно введена третья, внутренняя стенка, выполненная из продольных стеновых элементов, размещенная между двумя наружными стенками, отделенная от них промежутками, и внутренний поперечный стеновой элемент, равный по ширине и высоте продольным стеновым элементам, встроенный в третью стенку поперек ее так, что его противоположные торцы, выступают наружу с каждой из сторон этой стенки, образуя на них выступы, которые размещены между соответствующими им выступами наружных стенок, не касаясь последних, при этом длина внутреннего поперечного стенового элемента равна двойной длине поперечного стенового элемента наружных стенок за минусом ширины последнего. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.