Дугообразная балка

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Е 04 С 3/00

Гввударставный камитет

СССР (53) УДК 624.072..22 (088.8) Опубликовано 15.12.80. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 25.12.80 ао делам нзабретений и открытнй (72) Автор изобретения

В. М. Лапщинов (71) Заявитель (54) ДУГООБРАЗНАЯ БАЛКА ки (1).

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве несущих конструкций как в обычном, так и сейсмическом строительстве, а также на объектах воспринимающих вибродинамические нагрузки.

Известна железобетонная балка дугообразной формы, содержащая монолитные блоНедостаток ее — наличие разнозначных напряжений при статической нагрузке.

Наиболее близким к изобретению является балка,.состоящая из блоков, соединенных предварительно напряженной арматурой, блоки которой выполнены из отдельных пластин, расположенных на арматурном стержне перпендикулярно к нему, и соединены между собой клинообразными элементами, а торцовые блоки на краях снабжены упорами, причем клинообразные элементы симметрично расположены относительно геометрического центра балки. По сравнению с монолитными блоки из пластин значительно лучше работают при разнозначных нагрузках, а пластины блоков на большей части своей площади подвергаются всесто2 роннему обжатию, что значительно повышает несущую способность балки (2).

Однако в этой конструкции балки не все возможности использованы для более полного всестороннего обжатия материала пластин блоков с учетом работы при разнозначных нагрузках и получении более высокой несущей способности.

Цель изобретения — увеличение несущей способности балки.

Поставленная цель достигается тем, что

1о в балке, содержащей блоки из пластин, клинообразные элементы между блоками и предварительно напряженную стержневую свободно скользящую рабочую арматуру с упо-рами на торцах крайних блоков, клинообразные элементы выполнены усеченными с криволинейными поверхностями двух непараллельных сторон так, что на середине высоты элемента поверхности его выпуклые и плавно переходящие в вогнутые с отверстиями под предварительно напряженную арматуру.

Кроме того, пластины блоков, прилегающие к клинообразным элементам, выполнены из тонкого (например, 0,1 — 1 мм) и пластичного материала (например, полиэтилена), 787592

Эо

Формула изобретения зя

5$ а пластины в середине блоков и на концах крайних блоков со стороны упоров выполнены из более жесткого и большей толщины (например, в десять раз) материала.

На фиг. 1 изображена предлагаемая дугообразная балка, общий вид; на фиг. 2— конечный блок балки с упором; на фиг. 3— клинообразный элемент.

Дугообразная балка состоит из блоков

1, соединенных предварительно напряженными стержнями свободно скользящей рабочей арматуры 3 с упорами на торцах 4 и пропущенных через отверстия в блоках.

Блоки соединены между собой клинообразными э, ементами 2 с отверстиями под арматуру 3.

Сборка дугообразной балки начинается с приварки с одной стороны к торцам рабочей арматуры 3 упора 4. Затем следует нанизывание (см. фиг. 1) сначала толстых пластин, примерно на 75% длины блока, затем тонких пластин, после чего монтируется клинообразный элемент. Так собирается первый блок слева (фиг. 1). Сборка последующих блоков начинается с монтажа сначала тонких пластин, потом толстых, за ними следуют опять тонкие пластины и клинообразный элемент. Конечный блок справа после последнего фиксатора монтируется сначала из тонких пластин, примерно на 25% его длины, затем из толстых пластин. После этого балка обжимается на специальном стенде так, что тонкие пластины, прилегающие к клинообразным элементам, принимают их криволинейную поверхность, а вся балка приобретает дугообразную форму в этот момент приваривается к торцам рабо, чей арматуры второй упор 4. После остывания металла снимается с балки приложенная внешняя нагрузка и вступают в работу при этом все детали балки: пластины сохраняют деформацию, стержни рабочей арматуры предварительно напряжены, клинообразные элементы придают балке в целом дугообразный вид и обеспечивают работу всех пластин на обжатие, а рабочей арматуры на растяжение, упоры 4 сохраняют внутренние напряжения в материале деталей балки.

При статической нагрузке P происходит дальнейшее обжатие пластин и клинообразных элементов до появления пластических деформаций в рабочей арматуре.

Работа балки при разнозначных нагрузках обеспечивается переменными по знаку деформациями, в первую очередь тонкими пластичными пластинами вокруг жесткого силового ядра — выпуклости клинообразного элемента, а затем в его вогнутостях, верхней или нижней, в зависимости от знака нагрузки.

Работа балки при вибродинамических нагрузках характеризуется их демпфированием и гашением колебаний путем отражения многочисленными поверхностями пластин, особенно тонких, обладающих пластическими свойствами.

В результате экспериментальных испытаний установлено, что предложенная конструкция балки позволяет увеличить несущую способность балки, определяемую механическими характеристиками рабочей арматуры.

От использования изобретения следует ожидать надежной работы при разнозначных нагрузках и повышенной несущей способности за счет образования силовых узлов, создаваемых в пластинах криволинейными поверхностями клинообразных элементов, уменьшения расходов на производство за счет его автоматизации; высокого качества готовых изделий при наличии 100%-ного контроля готовой продукции под нагрузкой; экономии металла из-за отсутствия дополнительной арматуры в блоках и незначительного его расхода на армирование клинообразных элементов; меньшей материалоемкости при наличии обжатия пластин и упрочнения их материала в 5-6 раз по сравнению с железобетонными балками, рассчитанными для работы при сравнимых нагрузках; уменьшения нагрузок на рабочую арматуру в результате наличия эффекта опор по предварительным данным на 15%.

1. Дугообразная балка, содержащая блоки из пластин, клинообразные элементы между блоками и предварительно напряженную стержневую свободно скользящую рабочую арматуру с упорами на торцах крайних блоков, отличающаяся тем, что, с целью увеличения несущей способности балки, клинообразные элементы выполнены усеченными с криволинейными поверхностями двух непараллельных сторон, причем на середине высоты элемента поверхности этих сторон выпуклые плавно переходящие в вогнутые, с отверстиями под предварительно напряженную рабочую арматуру.

2. Балка по п. 1, отличающаяся тем, что пластины блоков, прилегающие к клинообразным элементам, выполнены из тонкого и пластичного материала, а пластины, смонтированные в середине блоков и на концах крайних блоков, со стороны упоров выполнены из более жесткого и большей толщины материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 583259, кл. Е 04 С 3/38, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 607916, кл. Е 04 С 3/00, 1978.

787592 риг.2 фиг.3

Составитель В. Виниченко

Техред А. Бойкас Корректор Н. Григорук

Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оз крытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4