Строительная конструкция типа балки

Авторы патента:

E04C3/20 - из бетона или других искусственных каменных материалов, в том числе с арматурой или элементами, работающими на растяжение (арматура E04C 5/00)

Владельцы патента RU 2607819:

Гусев Борис Владимирович (RU)

Изобретение относится к области строительства, а именно к строительным конструкциям типа балки. Строительная конструкция типа балки имеет корпус с продольной осью, который включает стенку, верхний и нижний пояса, опорные участки и пролет. Пролет выполнен длиной L с переменной конфигурацией поперечного сечения по длине с односторонним асимметричным возрастанием толщины сечения на большей части длины конструкции. Боковая стенка балки, создающая асимметричное возрастание толщины сечения, выполнена выпукло-криволинейной в условной горизонтальной продольной плоскости симметрии конструкции с выпуклостью, имеющей кривизну, описанную радиусом R с центром, расположенным с противоположной стороны конструкции на расстоянии, превышающем длину пролета и удовлетворяющем заявленному условию R/L=(5÷15). Технический результат состоит в повышении сейсмостойкости и несущей способности на восприятие различных нагрузок при снижении расхода материалов и повышении долговечности конструкции. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к строительным конструкциям типа балки.

Известна железобетонная балка, включающая корпус с параллельными боковыми стенками, верхним и нижним поясами продольную и поперечную арматуру (SU 1548309 A1, опубл.07.03.1990).

Известен арматурный каркас железобетонной балки, включающий параллельно расположенную продольную арматуру верхнего и нижнего поясов боковых стенок, поперечную арматуру и опорные пластины с анкерными стержнями. Продольная боковая, верхняя и нижняя арматуры выполнены параллельными между собой. (SU 1783091 A1, опубл. 23.12.1992).

К недостаткам известных конструкций относятся неполная корреляция конфигурации поперечного сечения с расчетными сочетаниями постоянных и переменных вертикальных и динамических горизонтальных в том числе сейсмонагрузок, характером и распределением усилий по длине пролета, что вызывает недоиспользование несущей способности на отдельных участках ее длины и недостаточный запас сейсмостойкости конструкции, а следовательно, создает неоправданный перерасход материалов при уменьшенной надежности, несущей способности и сейсмостойкости балки. Кроме того, балка с постоянным поперечным сечением в пролете при использовании в проезжей части мостов, эстакад, путепроводов имеет недостаточно высокий диапазон частот собственных колебаний до опасного уровня, связанного с вхождением в резонанс и риском возможного преждевременного разрушения балки при повторно воздействующих в том числе ритмичных динамических нагрузках.

Задачей изобретения является разработка строительной конструкции типа балки с повышенной сейсмостойкостью и несущей способностью на восприятие различных сочетаний постоянных и переменных динамических нагрузок при снижении расхода материалов и повышении долговечности конструкции.

Поставленная задача решается тем, что строительная конструкция типа балки согласно изобретению имеет корпус с продольной осью, включающий стенку, верхний и нижний пояса, опорные участки и пролет длиной L с переменной конфигурацией поперечного сечения по длине с односторонним асимметричным возрастанием толщины сечения по меньшей мере на большей части указанной длины конструкции, при этом создающая асимметричное возрастание толщины сечения боковая стенка балки выполнена выпукло-криволинейной в условной горизонтальной продольной плоскости симметрии конструкции с выпуклостью, имеющей кривизну, описанную радиусом R с центром, расположенным с противоположной стороны конструкции на расстоянии, превышающем длину пролета и удовлетворяющем условию R/L=(5÷15).

При этом строительная конструкция может быть выполнена из композитного материала типа железобетона с силовым армированием, включающем стержневую рабочую арматуру.

Опорные и примыкающие к ним приконцевые части конструкции общей длиной L_пк. каждый могут быть выполнены удовлетворяющими условию

L_пк.<1/10L

и усилены дополнительным распределительным армированием в виде пространственных каркасов, плоских сеток, и/или снабжены дисперсным армированием с процентным отношением не менее 0,02 от массы композитного материала.

Балка может быть выполнена однопролетной с шарнирным опиранием по концам пролета.

Опорные участки балки могут быть выполнены шириной, увеличенной в сторону выпуклости криволинейной стенки балки на величину части или полной толщины максимального поперечного сечения балки.

Технический результат, достигаемый приведенной совокупностью признаков, заключается в повышении сейсмостойкости и несущей способности строительной конструкции типа балки на восприятие различных сочетаний постоянных и переменных динамических нагрузок и расширение диапазона собственных колебаний без вхождения в резонанс на расчетные сочетания указанных нагрузок при снижении расхода материалов и повышении долговечности конструкции. Указанный положительный эффект достигнут за счет того, что создающая асимметричное возрастание толщины сечения пролета на большей части длины конструкции боковая стенка балки выполнена выпукло-криволинейной в условной горизонтальной продольной плоскости симметрии конструкции с выпуклостью и радиусом R кривизны с центром, расположенным с противоположной стороны конструкции на расстоянии, превышающем длину пролета и удовлетворяющем заявленному условию.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 изображена строительная конструкция типа балки, вид сбоку;

на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Строительная конструкция типа балки имеет корпус 1 с продольной осью. Корпус 1 включает верхний и нижний пояса 2 и 3, стенки 4 и 5, опорные участки 6 и пролет 7. Пролет 7 выполнен длиной L с переменной конфигурацией поперечного сечения по длине с односторонним асимметричным возрастанием толщины сечения на большей части длины конструкции. Создающая асимметричное возрастание толщины сечения боковая стенка 5 балки выполнена выпукло-криволинейной в условной горизонтальной продольной плоскости симметрии конструкции с выпуклостью, имеющей кривизну, описанную радиусом R с центром, расположенным с противоположной стороны конструкции на расстоянии, превышающем длину пролета 7 и удовлетворяющем условию R/L=(5÷15).

Строительная конструкция выполнена из композитного материала типа железобетона с силовым армированием, включающем стержневую рабочую арматуру (не показано). Опорные участки 6 и примыкающие к ним приконцевые части 8 конструкции общей длиной L_пк. каждый выполнены удовлетворяющими условию L_пк.<1/10L и усилены дополнительным распределительным армированием в виде пространственных каркасов, плоских сеток, и/или снабжены дисперсным армированием с процентным отношением не менее 0,02 от массы композитного материала.

Балка выполнена однопролетной с шарнирным опиранием по концам пролета 7. По меньшей мере на одной опоре выполнен шарнир 9 вращения, а на другой - шарнир 10 скольжения.

Опорные участки 6 балки выполнены шириной, увеличенной в сторону выпуклости криволинейной стенки 5 балки на величину части или полной толщины максимального поперечного сечения балки.

Пример реализации балки.

Балка выполнена из железобетона пролетом L=12 м, радиусом кривизны левой криволинейной стенки 5 R=60 м, отношение R/L=5. Поперечное сечение в опорной части конструкции принято (0,3×0,3) м. Поперечное сечение в пролете 7 принято переменным. Левая стенка 5 очерчена радиусом R=180 м (R/L=15). Максимальная ширина балки в пролете равна h=0,4 м. Для сечения (0,3×0,3) м при распределенной нагрузке q=0,4 т/пм.

Указанное переменное сечение балки повышает ее сейсмостойкость и снижает диапазон резонансных частот собственных колебаний, которые будут выходить за пределы реально возможного возникновения резонансных частот колебаний, что предотвращает возможность разрушения балки от резонансных колебаний для реально возможных сочетаний динамических и статических нагрузок на балку в реальных сооружениях с ездой поверху.

1. Строительная конструкция типа балки, характеризующаяся тем, что имеет корпус с продольной осью, включающий стенку, верхний и нижний пояса, опорные участки и пролет длиной L с переменной конфигурацией поперечного сечения по длине с односторонним асимметричным возрастанием толщины сечения на большей части длины конструкции, при этом создающая асимметричное возрастание толщины сечения боковая стенка балки выполнена выпукло-криволинейной в условной горизонтальной продольной плоскости симметрии конструкции с выпуклостью, имеющей кривизну, описанную радиусом R с центром, расположенным с противоположной стороны конструкции на расстоянии, превышающем длину пролета и удовлетворяющем условию R/L=(5÷15).

2. Строительная конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что выполнена из композитного материала типа железобетона с силовым армированием, включающем стержневую рабочую арматуру.

3. Строительная конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что опорные и примыкающие к ним приконцевые части конструкции общей длиной L_пк. каждый выполнены удовлетворяющими условию

L_пк.<1/10L

4. Строительная конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что балка выполнена однопролетной с шарнирным опиранием по концам пролета.

5. Строительная конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что опорные участки балки выполнены шириной, увеличенной в сторону выпуклости криволинейной стенки балки на величину части или полной толщины максимального поперечного сечения балки.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в конструкциях сборных железобетонных каркасов, преимущественно многоэтажных зданий. Техническим результатом является повышение прочности и упрощение монтажа каркаса здания.

Строительный элемент // 2377372

Изобретение относится к области строительства, в частности к строительному элементу. .

Железобетонный строительный элемент // 2188916

Изобретение относится к строительству, а именно к железобетонным изгибаемым конструкциям (ригелям) типа фермы или балки, в которые для восприятия растягивающих усилий вводят металлическую арматуру.

Строительный элемент // 2117119

Изобретение относится к дорожному строительству, например плитам покрытий колейных автомобильных дорог и аэродромов, а также балкам, например шпалам железнодорожных, лесовозных и трамвайных путей.

Железобетонное стропило // 2083778

Многопролетная железобетонная конструкция // 2047711

Изобретение относится к строительству, а именно к сборным железобетонным конструкциям и может быть использовано в качестве строительных конструкций многопролетных объектов, а именно многопролетных мостов, эстакад и др.

Железобетонная балка // 1794159

Железобетонный ригель // 1779726

Железобетонный элемент // 1730395

Сталежелезобетонная балка // 1680900

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при строительстве гражданских, промышленных, сельскохозяйственных зданий и сооружений в качестве элементов покрытия и перекрытия Цель изобретения - снижение материалоемкости и повышение трещиностойкости конструкции.

Ригель для производства сборно-монолитного каркаса здания // 2624476

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении жилых, общественных и административных зданий и сооружений, а также при их восстановлении или реконструкции. Ригель для производства сборно-монолитного каркаса здания выполнен сборно-монолитным в виде пространственных тел со сборной нижней уширенной частью и примоноличенной зауженной относительно нижней верхней частью в виде протяженного многогранника с поперечным сечением преимущественно в форме прямоугольника или трапеции с образованием в совокупности со сборной частью единого несущего профиля с локальными уширениями в виде выступов, расположенных по длине ригеля с шагом, соответствующим шагу пустот опираемых на ригель пустотных плит перекрытий. Выступы выполнены протяженными в направлении осей пустот, имеют длину, составляющую не менее 1,3 толщины соответствующих плит, и размещаемыми в приопорных и опорных зонах пустот плит. При этом сборная уширенная часть ригеля с одной стороны состоит из основного несущего элемента прямоугольного сечения и параллельно ему расположенного вспомогательного несущего элемента прямоугольного сечения. Основной и вспомогательные элементы соединяются между собой армированными соединительными элементами прямоугольного сечения шириной 0,68, длиной 0,568-0,795 толщины пустотной плиты и между основным, вспомогательным и соединительными элементами установлены термовкладыши из теплоизоляционных материалов объемным весом 35-200 кг/м3. А в примоноличенной зауженной относительно сборной нижней уширенной составной части ригеля с его другой стороны выступы расположены с шагом соединительных элементов сборной нижней уширенной составной части ригеля и имеют длину 0568-0795, ширину 0,68 толщины соответствующих плит. Высота выступов должна быть не менее высоты, ограниченной наивысшей точкой поперечного сечения выступов, заводимых в пустоты опертых на ригель плит. Примоноличенная зауженная относительно нижней верхняя часть ригеля выполнена с возможностью установки на вспомогательные элементы ригеля наружного слоя ограждающих конструкций, выполненных из штучных материалов высотой, равной или большей, чем высота примоноличиваемой части ригеля, выполняющей роль опалубочной системы для омоноличивания зауженной верхней относительно нижней части ригеля, а также для омоноличивания узлов каркаса и перекрытия здания, между наружным слоем ограждающих конструкций, выступами над соединительными элементами сборной нижней уширенной составной части ригеля, многогранником в примоноличенной части ригеля установлены термовкладыши из теплоизоляционных материалов объемным весом 35-200 кг/м3. По верхней поверхности основных элементов ригелей по их продольной оси установлены П-образные стержни, проходящие через все сечение ригелей, располагаясь между напрягаемой арматурой нижнего и верхнего ярусов напрягаемых стержней, и необходимые для установки верхней рабочей арматуры ригелей. Технический результат состоит в сокращении трудо- и материалозатрат при одновременном уменьшении сроков производства работ и в обеспечении возможности их проведения при любых погодных условиях, в том числе в регионах, относящихся к суровым климатическим зонам с низкими отрицательными температурами в зимнее время, и обеспечении положения прямолинейности поверхностей ригелей на фасадных поверхностях зданий и сооружений. 15 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ изготовления изделий на основе вяжущего с теплоизолирующим слоем из минераловатной теплоизоляции для строительства зданий и сооружений // 2639218

Изобретение относится к способу изготовления бетонных изделий с теплоизолирующим слоем для строительства зданий и сооружений, в частности длинномерных конструкций, таких как балки, ригели, опоры, колонны и т.д. Способ изготовления длинномерных изделий характеризуется тем, что в форму укладывают слой теплоизоляции, представляющий собой минераловатную теплоизоляцию, таким образом, что волокна минераловатной теплоизоляции направлены преимущественно перпендикулярно несущему слою, выполняемому на основе вяжущего. Укладывают арматурный каркас несущего слоя. После чего производят укладку или заливку несущего слоя. При этом обеспечивается возможность по меньшей мере частичного проникновения волокон минераловатной теплоизоляции по меньшей мере в большую по площади часть несущего слоя. Техническим результатом является повышение надежности крепления теплоизоляционного слоя к бетонным слоям за счет взаимодействия волокон минераловатной теплоизоляции с бетонными слоями, что позволяет значительно повысить прочность, надежность и долговечность изделий, увеличить срок эксплуатации зданий и сооружений, и упрощение технологии производства изделий. 27 з.п. ф-лы.