Железобетонная полая колонна (стойка) со случайным эксцентриситетом
Владельцы патента RU 2610477:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калмыцкий государственный университет имени Б.Б.Городовикова" (RU)
Изобретение относится к строительству, в частности к конструкциям железобетонных сборных или монолитных колонн (стоек) со случайными эксцентриситетами. Железобетонная полая колонна (стойка) со случайным эксцентриситетом имеет поперечное сечение как самой колонны (стойки), так и ее полости в виде подобных фигур постоянной ширины. При этом поперечное сечение колонны (стойки) и ее полости выполнено в виде треугольника Рело. Технический результат состоит в повышении устойчивости и жесткости железобетонной полой колонны (стойки). 1 ил.
Изобретение относится к строительству, в частности к конструкциям железобетонных сборных или монолитных колонн (стоек) со случайными эксцентриситетами.
Известна железобетонная колонна (стойка) со случайным эксцентриситетом, имеющая круглое поперечное сечение (см. Берген Р.И., Дукарский Ю.М., Семенов В.Б., Расс Ф.В. Инженерные конструкции. - М.: Высшая школа, 1989, с. 266, рис. 18.2а).
Недостатками этой железобетонной колонны (стойки) является ограниченные боковая поверхность и жесткость.
Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому - прототипом является конструкция железобетонной колонны (стойки) со случайным эксцентриситетом, имеющая внутреннюю полость. Причем колонна (стойка) и ее внутренняя полость в поперечном сечении выполнены в виде кругов (см. Берген Р.И., Дукарский Ю.М., Семенов В.Б., Расс Ф.В. Инженерные конструкции. - М.: Высшая школа, 1989, с. 266, рис. 18.2а).
Недостатками железобетонной колонны (стойки)-прототипа являются относительно низкие боковая поверхность и жесткость.
Задачей изобретения является повышение устойчивости и жесткости железобетонной полой колонны (стойки).
Для решения поставленной задачи в железобетонной полой колонне (стойке) со случайным эксцентриситетом, имеющей поперечное сечение как самой колонны (стойки), так и ее полости в виде подобных фигур постоянной ширины, поперечное сечение колонны (стойки) и ее полости выполнено в виде треугольника Рело.
Сущность изобретения заключается в том, что поперечное сечение железобетонной колонны (стойки) и ее полости выполнено в виде треугольника Рело. Указанный новый признак позволяет предложенному техническому решению приобрести новые свойства, заключающиеся в том, что у колонны (стойки) повышаются боковая (наружная и внутренняя) поверхность и прочность. Кроме этого нестандартная оригинальная форма сечения позволяет архитекторам и конструкторам повысить разнообразие выбора геометрических характеристик проектируемых сооружений.
Вышеуказанные новые признаки и свойства отсутствуют в известных технических решениях и позволяют предложенному техническому решению достигнуть эффектов, заключающихся в повышении устойчивости и жесткости железобетонной полой колонны (стойки) со случайным эксцентриситетом. Все это позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям изобретения "новизна" и "существенное отличие".
На фиг. 1 изображена железобетонная полая колонна (стойка), поперечное сечение.
Железобетонная полая колонна (стойка) включает ствол 1 с полостью 2. Внешние грани 3 колонны (стойки) и грани 4 стенок полости выполнены в виде подобных треугольников Рело.
Треугольник Рело представляет собой фигуру постоянной ширины, образованную пересечением трех дуг радиуса а, центры которого находятся в вершинах равностороннего треугольника со стороной а.
У круга ширина в любом направлении одна и та же - она равна диаметру круга. К фигурам, имеющим постоянную ширину, относится также треугольник Рело.
Из всех фигур заданной постоянной ширины треугольник Рело обладает наименьшей площадью. Если ширина его равна а, то его площадь равна Следовательно, при равных площадях треугольник Рело имеет большую ширину по сравнению с кругом. По сравнению с полой колонной (стойкой) круглого сечения полая колонна (стойка) с сечением в виде подобных треугольников Рело имеет больший суммарный периметр (внешний плюс внутренний), а следовательно, большую суммарную поверхность, что имеет существенное значение для более эффективного рассеивания поверхностных напряжений и повышения трещиностойкости.
Поверхность (внешняя плюс внутренняя) у полой железобетонной колонны (стойки) с таким сечением, по сравнению с полой железобетонной колонной (стойкой) круглого сечения, увеличивается более чем на 5%.
У треугольника Рело, по сравнению с кругом той же площади, диаметр практически во всех направлениях, проходящих через центр тяжести фигуры, больше на 5% за исключением нескольких направлений, где они равны. Следовательно, жесткость сечения в целом у полой железобетонной колонны (стойки) увеличивается.
Железобетонная полая колонна (стойка) предложенной конструкции может изготовляться монолитно на строительной площадке и в виде сборных элементов, изготовляемых в заводских условиях. Углы при вершинах треугольников Рело (имеется ввиду сама колонна и ее полость) равны 120°, т.е. сложности армирования угловых зон не возникают.
Технико-экономическая эффективность предложенного технического решения, по сравнению с прототипом, заключается в повышении устойчивости и жесткости железобетонной полой колонны (стойки). Кроме этого специфический внешний вид колонны (стойки) позволяет разнообразить возможности архитекторов и конструкторов по части дизайна.
Железобетонная полая колонна (стойка) со случайным эксцентриситетом, имеющая поперечное сечение как самой колонны (стойки), так и ее полости в виде подобных фигур постоянной ширины, отличающаяся тем, что поперечное сечение колонны (стойки) и ее полость выполнены в виде треугольников Рело.
