Арматурный стержень периодического профиля



Арматурный стержень периодического профиля
Арматурный стержень периодического профиля
Арматурный стержень периодического профиля
Арматурный стержень периодического профиля

 


Владельцы патента RU 2545235:

Бедарев Владимир Васильевич (RU)

Использование: для армирования железобетонных конструкций. Арматурный стержень периодического профиля состоит из сердечника круглого поперечного сечения с наклонными поперечными ребрами постоянной высоты на поверхности. Геометрические размеры поперечных ребер в виде соотношения t b h устанавливаются на основании физико-механических характеристик и характера разрушения бетона между ними по формуле

t b h = R b R с р + 4 = R b 0 , 7 R b R b t + 4

где t - шаг поперечных ребер;

b - ширина верхней части ребра;

h - высота ребра;

Rh - призменная прочность бетона;

Rcp - предел прочности бетона при срезе;

Rbt - прочность бетона на осевое растяжение.

Для увеличения прочности сцепления продольные ребра выполнены наклонными к продольной оси сердечника. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к арматурным элементам, предназначенным для армирования железобетонных конструкций.

Известны арматурные стержни периодического профиля, у которых наклонные поперечные ребра чередуются с впадинами цилиндрического сердечника /1/.

Недостатком известного профиля является то, что за счет серповидности происходит снижение высоты поперечных ребер и как следствие уменьшение относительной площади смятия fr и анкерующей способности арматуры в бетоне. При этом не учитываются физико-механические характеристики бетона и специфика работы опорных бетонных цилиндров между поперечными ребрами арматуры.

Наиболее близким является арматурный стержень периодического профиля, который включает продольные ребра и расположенные по винтовой линии выступы и впадины. Поверхность впадин имеет форму вогнутого катеноида, образованного вращением вокруг продольной оси кривой x = C c h ( γ C ) , где х, y - текущие координаты кривой, С - постоянная профиля. Выполнение впадин по кривой x = C c h ( γ C ) позволяет выдержать необходимое отношение площади среза бетона к площади смятия, которое определяется по формуле F с м F с р = t b h с р , где hср - средняя высота выступов /2/.

Недостатком известного арматурного стержня является то, что геометрические размеры профиля t b h с р определяют в зависимости от отношения F с м F с р , при этом соотношение площадей смятия и среза не связано с геометрическими параметрами профиля арматуры.

В то же время выполнение поперечных ребер серповидными, непересекающимися с продольными ребрами, позволяет снизить величину относительной площади смятия fr и, как следствие, прочность сцепления арматуры с бетоном.

Техническая задача заключается в повышении прочности сцепления арматурного стержня с бетоном.

Поставленная задача решается таким образом, что в арматурном стержне периодического профиля, включающем сердечник круглого сечения, продольные и наклонные поперечные ребра постоянной высоты, согласно изобретению, параметры поперечного ребра определены в соответствии с пределами прочности бетона при сжатии и срезе между поперечными ребрами при условии нарушения анкеровки по характеру "срез" при достижении бетоном под рабочими площадкам поперечных ребер призменной прочности Rb и предела прочности при срезе Rcp части оснований опорных бетонных цилиндров по следующей зависимости:

t b h = R b R с р + 4 = R b 0 , 7 R b R b t + 4

где t - шаг поперечных ребер;

b - ширина верхней части ребра;

h - высота ребра;

Rh - призменная прочность бетона;

Rcp - предел прочности бетона при срезе;

Rbt - прочность бетона на осевое растяжение,

а продольные ребра выполнены серповидными и размещены между поперечными без пересечения с ними. Причем продольные ребра могут быть расположены под углом к продольной оси сердечника.

Предлагаемая конструкция арматурного стержня отличается от известной тем, что параметры поперечного ребра определены в соответствии с пределами прочности бетона при сжатии и срезе между поперечными ребрами при условии нарушения анкеровки по характеру "срез" при достижении бетоном под рабочей площадкой поперечного ребра призменной прочности Rb и предела прочности при срезе Rcp части основания опорного бетонного цилиндра, а продольные ребра выполнены серповидными и размещены между поперечными без пересечения с ними.

Для увеличения прочности сцепления продольные ребра выполнены наклонными к продольной оси сердечника.

Наклонные поперечные ребра выполнены постоянной высоты, с углом охвата стержня 180° и обеспечивают максимально возможную относительную площадь смятия fr.

Технический результат - установление такого расстояния в свету между поперечными ребрами, когда происходит разрушение бетона под рабочей площадкой при достижении призменной прочности Rb одновременно со срезом части оснований опорных бетонных цилиндров, что обеспечивает максимальную прочность сцепления арматурного стержня с бетоном.

На фиг.1 представлен арматурный стержень; фиг.2 - А-А фиг.1; фиг.3 - то же, что и на фиг.2, вариант выполнения продольных ребер под углом к продольной оси сердечника; фиг.4 - схема к расчету параметров профиля после образования и развития трещины в основании бетонного опорного цилиндра и нагрузка от рабочей площадки поперечного ребра арматуры.

Продольные ребра 2 выполнены серповидными и не пересекаются с поперечными ребрами 1.

Геометрические размеры профиля устанавливаются на основании напряженно-деформированного состояния опорного бетонного цилиндра и характера разрушения бетона между поперечными ребрами арматуры. В предельной стадии прочность сцепления арматуры с бетоном обеспечивается одновременно призменной прочностью Rb бетона под рабочей площадкой поперечного ребра арматуры (линия "а-б") и сопротивлением срезу части основания бетонного опорного цилиндра (линия "д-г").

Условие прочности имеет вид

R b 2 F r = R с р 2 F r h ( t b 4 h )

где 2·Fr - площадь боковой поверхности поперечного ребра арматуры

или

R b = R с р t b 4 h h

откуда

R b R с р = t b 4 h h = t h h 4

Отношение длины основания бетонного опорного цилиндра к высоте поперечных ребер арматуры, при котором достигается одновременное разрушение бетона под рабочей площадкой поперечного ребра и срез части основания бетонного опорного цилиндра

t b h = R b R с р + 4 = R b 0 , 7 R b R b t + 4                         (1)

Пример

Выполняем расчет кольцевого периодического профиля по ГОСТ 5781 (1991 г.) /3/.

Исходные данные для расчета:

Диаметр стержня - 16 мм;

Класс бетона В 35;

Призменная прочность бетона Rb-25,5 МПа;

Прочность бетона на осевое растяжение Rht=1,95 МПа.

В соответствии с возможностями технологии прокатки арматуры примем ширину верхней части ребра и высоту ребра по ГОСТ 5781 b=h=1,5 мм.

Из формулы 1 определяем шаг поперечных ребер

t = ( R b 0 , 7 R b R b t + 4 ) h + b = ( 25 , 5 0 , 7 25 , 5 1 , 95 ) 1 , 5 + 1 , 5 = 15 , 249 м м

Тангенс угла наклона поперечных ребер к продольной оси

t g β = d + 2 h t 2 = 2 ( 16 + 2 1 , 5 ) 15 , 249 = 2 , 492

Угол наклона поперечных ребер к продольной оси

β=arctg(2,492)=68°.

Таким образом, периодический профиль арматуры для применения в бетоне класса В 35 должен иметь:

шаг поперечных ребер t=15,249 мм;

ширину верхней части ребра b=1,5 мм;

высоту ребра h=1,5 мм;

угол наклона поперечных ребер к продольной оси β=68°.

При выдергивании арматурного стержня с такими параметрами из бетонных кубов в соответствии с Рекомендациями РС-6 РИЛЕМ/ФИП/ЕКБ, разрушение анкеровки происходит по характеру "срез" при достижении бетоном под рабочими площадкам поперечных ребер (линия "а-б") призменной прочности Rh 25,5 МПа и предела прочности при срезе Rср части оснований опорных бетонных цилиндров (линия "д-г").

Таким образом, достигается максимальная прочность сцепления арматурного профиля с бетоном образца.

Источники информации

1. ТУ 14-1-5254-2006 "Прокат периодического профиля для армирования железобетонных конструкций. Технические условия", М, 2006 г.

2. Патент РФ №2031207, кл. Е04С 5/00, 20.02.1995, (прототип).

3. ГОСТ 5781 (1991 г.) "Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия". - М, Госстандарт, 76 с.

1. Арматурный стержень периодического профиля, включающий сердечник круглого сечения, продольные и наклонные поперечные ребра постоянной толщины, отличающийся тем, что параметры поперечного ребра определены в соответствии с пределами прочности бетона при сжатии и срезе между поперечными ребрами при условии нарушения анкеровки по характеру "срез" при достижении бетоном под рабочими площадкам поперечных ребер призменной прочности Rb и предела прочности при срезе Rcp части оснований опорных бетонных цилиндров по следующей зависимости:
t b h = R b R с р + 4 = R b 0 , 7 R b R b t + 4
где t - шаг поперечных ребер;
b - ширина верхней части ребра;
h - высота ребра;
Rh - призменная прочность бетона;
Rcp - предел прочности бетона при срезе;
Rbt - прочность бетона на осевое растяжение,
а продольные ребра выполнены серповидными и размещены между поперечными без пересечения с ними.

2. Арматурный стержень по п.1 отличающийся тем, что продольные ребра выполнены серповидными и расположены под углом к продольной оси сердечника.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано при производстве преднапряженной и закладной канатной арматуры. Арматурный канат состоит из центральной проволоки и расположенных вокруг нее по спирали повивочных проволок внутреннего слоя и повивочных проволок внешнего слоя, каждая из которых имеет участок поверхности, являющийся частью наружной поверхности каната.

Изобретение относится к строительным железобетонным конструкциям и их армированию. .

Изобретение относится к области упрочнения, в частности, арматурных стержней, используемых для изготовления железобетонных элементов в виде панелей, блоков, тротуарной плитки, фибробетона.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении железобетонных сооружений большой протяженности, в частности тоннелей, плотин и монолитных высотных зданий.

Изобретение относится к канатному производству и может быть использовано при производстве закладной арматуры, предназначенной для армирования изделий из бетона. .

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в ограждающих конструкциях зданий и сооружений. .

Изобретение относится к строительству и касается изготовления арматурного изделия в виде составного натягиваемого стержня арматуры с постоянными концевыми анкерами, в частности, арматурное изделие используют для усиления многопустотной железобетонной панели перекрытия здания.

Изобретение относится к строительству и касается изготовления арматурного изделия в виде составного стержня натягиваемой арматуры с постоянными концевыми анкерами, в частности арматурное изделие может быть использовано для усиления многопустотной железобетонной панели перекрытия здания.

Предложен резьбовой пруток, который имеет крупную резьбу и лыски на противоположных сторонах с образованием витка резьбы с участками гребня резьбы на противоположных сторонах. По меньшей мере на одной стороне резьбового прутка часть участков гребня резьбы витка резьбы отсутствует. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для армирования железобетонных конструкций. Арматурный стержень периодического профиля состоит из сердечника круглого поперечного сечения с наклонными поперечными ребрами постоянной высоты на поверхности. Геометрические размеры поперечных ребер в виде характеристики профиля устанавливаются на основании расчета характеристики прочности бетона между поперечными ребрами арматуры по формуле Б Б = R b 0,7 ⋅ R b ⋅ R b t + 4 для наиболее высокого класса бетона В 60, и принимаемой не менее 10 для обеспечения разрушения бетона именно под рабочими площадками поперечных ребер при достижении бетоном призменной прочности Rb, где t - шаг поперечных ребер; b - ширина верхней части ребра; h - высота ребра; Rb - призменная прочность бетона класса В 60; Rbt - прочность бетона на осевое растяжение класса В 60. Технический результат - максимальная прочность сцепления арматуры с бетоном достигается за счет равенства характеристик профиля и прочности бетона между поперечными ребрами БА=ББ. Характеристика прочности бетона между поперечными ребрами определяется по приведенной выше формуле и принимается не менее 10, ББ≥10. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх