сризЛ
Изобретение относится к строительству , а именно к железобетонным конструкциям
зданий и сооружений.
Цель изобретения - повышение несущей
способности и надежности.
На фиг.1 изображена балка, общий
вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг,1.
Железобетонная балка включает брус, составленный из блоков 1, сопряженных торцами по стыкам 2, рабочую
продольную напрягаемую арматуру 3, размещенную в пролете свободно без сцепления с бетоном и заанкерен-
ную посредством анкеров 4 по торцам балки. Напрягаемая арматура 3 может
быть расположена или о.ткрыто-, или в каналах, выполненных зар-анее в
блоках 1. В любом случае арматура 3 покрыта смазкой из вязкого полимера
и размещена в трубчатой эластичной оболочке (не показана), Блоки 1 содержат
незначительный по расходу металла пространственный арматурный каркас 5 для предотвращения повреждения
их при транспортировке, укруп- нительной сборке и монтаже балки.
По периметру каждого блока 1 в плоскости изгиба балки размещена арматура j образующая замкнутый контур.
У стыков 2 в сжатой зоне по торцам блока I размещена косвенная арматура
7. В каждом стыке 2 на части поверхностй торцов блока 1, предназначаемой 35 контурной арматуры 6, расположенпри
эксплуатации для восприятия ежа- ной в блоке 1 вдоль стыка 2, опредетия , заранее при укрупнительной сбор- ляют по формуле
ке нанесен слой клея (не показан),
Это обеспечивает монолитность сжатой f
зоны и работу стыка в растянутой зоне 40
(h-x)4
Rjh
как искусственной трещины, положение
которой известно заранее.
Балка под нагр1узкой работает следующим образом,
При действии поперечной нагрузки
8 растянутой зоне балки после пога-шения
обжатия происходит раскрытие
только стыков 2 между блоками 1 При
чем в зависимости от количества нап- рягаемой арматуры 3, размеров блока
1, количества стыков 2 в пролете и величины поперечной нагрузки на стадии эксплуатации можно управлять
;11ириной раскрытия стыков, так как других трещин в балке благодаря контурному
армированию 6 не образуется. Поскольку рабочая арматура 3 не имее сцепления с бетоном, то и наклонные
трещины в стенке балки при действии поперечных сил не образуются.
С увеличением внешней нагрузки вплоть до разрушения балки происходит только раскрытие стыка, являющегося
искусственной поперечной трещиной. При этом в отличие от аналогов к
предельной стадии перед разрушением над верхом раскрытого стыка не происходит образования горизонтальных
трещин, отделяющих сжатую зону от тела балки-. Б известных балках с
рабочей арматурой, не имеющей сцепления с бетона, сразу же после образования
поперечных трещин в стенке возникают вертикальные растягивающие напряжения у , В предлагаемой балке
благодаря размещению вдоль стыков
2 у торцов бяоков 1 вертикальных ветвей-
контурной арматуры 6, заанкерен- ных в сжатой и растянутой зонах балки
горизонтальными участками замкнутого контура 6, эти поперечные вертикальные растягивающие напряжения
ч воспринимаются вертикальными ветвями арматуры 6 и тем самым предотвращается
передача растяжения на бетон и образование продольных трещин, отделяющих сжатую зону от тела балки.
Чтобы полностью исключить вероятность образования указанных продольных трещин
, площадь сечения вертикальной ветR i (h-x)4
Rjh
площадь сечения контурной арматуры, расположенной в балке вдоль одного
стыка;
расчетное сопротивление бетона растяжению;
полная высота поперечного сечения балки; высота сжатой зоны балки
определяемая их условия равновесия, для тавровых и двутавровых сечений х
принимают равным средней толщине сжатой полки; ширина стенки в середине
высоты сечения балки; расчетное сопротивление растяжению арматуры контура
.
Таким образом, размещение по контуру
арматуры 6, количество которой вдоль стыка 2 определяют по приведенной зависимости, обеспечивает надежную
анкеровку вертикальных ветвей арматуры 6 и полное включение в работу на восприятие поперечного растяжения
. Причем количество растянутой арматуры контура 6, параллельной растянутой грани блока 1, опреде-
ляюф из условия обеспечения требуемой трещиностойкости блока 1, а количества сжатой арматуры 6 должно
быть достаточно для анкеровки этой арматуры,.расположенной вдоль стыка 2, в сжатой зоне. Наличие арматуры
6 предотвращает образование продольных трещин, отделяющих сжатую зону. Предлагаемая балка позволяет
повысить надежность, так как полностью исключается вероятность хрупкого разрушения балки под нагрузкой.
Повьш1ается и ее несущая способность, так как появляется возможность более
полно использовать прочное свойства сжатого бетона и рабочей арматуры 3. Кроме того, контурную арматуру
6 устанавливают с требуемым защитным слоем и поэтому при кратковременном раскрытии стыков 2 эта
арматура не требует дополнительной антикоррозийной защиты. Балка отличается высокой долговечностью, так
как от коррозии защищена не только арматура 5-7 блоков 1, но и рабочая арматура 3.
Для обеспечения герметичности стыка 2 и снижения величины местных
(контактных) напряжений в бетоне по всей высоте сжатой зоны в стыке 2
размещен слой клея на основе эпоксидных смол. Для предотвращения разруше
ния бетона в стыке 2 от местных сжимающих напряжений в сжатой зоне у торцов блока 1 размещена косвенная
арматура, например, в виде сварных сеток 7. Указанные признаки позволяю
повысить несущую способность балки, исключить вероятность преждевременно
го разрушения балки от смятия бетона в стыках 2 балки. В растянутой зоне
стык 2 может быть либо выполнен сухим без заполнения, либо контактные
поверхности блоков 1 могут быть покрыты вязким полимером, обеспечивающи
герметичность стыка 2 при малом его раскрытии. Размещение стыков 2 в определенных
местах по длине пролета
позволяет управлять шириной раскрытия
стыков и общими перемещениями балки при эксплуатационных нагрузках. Тем
самым повышается эксплуатационная надежность балки. Кроме того, предлагаемая балка обладает повышенным
сопротивлением действию поперечных сил, характерным для балок с арматурой
, не имеющей сцепления с бетоном. Это позволяет существенно сократить
количество поперечной арматуры, исключить иньецирование каналов и уменьшить
количество продольной напрягаемсГй арматуры 3.
Применение предлагаемой балки,
например в мостостроении или в большепролетных покрытиях зданий и сооружений
позволяет сорфатить до 40% количества арматуры в стенке, на 14%
расход высокопрочной напрягаемой арматуры , на 10 - 15% снизить трудозатраты
На укрупнительную сборку, упростить форму сечения балки, расширить рамки строительного сезона,
осуществляя сборочные работы при низких и отрицательных температурах без дополнительных энергозатрат.
Форму л а изобретения
Железобетонная балка, включающая
составной по длине брус из армированных блоков, объединенных по торцам
поперечными стыками, и продольную напрягаемую арматуру, заанкеренную
на торцах балки и расположенную в пролете свободно без сцепления с бетоном , отличающаяся тем,
что, с целью повышения несущей способности и надежности, блоки по контуру
в плоскости изгиба балки снабжены замкнутым контурным армированием , а площадь сечения контурной
арматуры в каждом блоке вдоль поперечного стыки, определяется по формуле
Rtt (h-x)- b
0
где
5
i
А,
«t h
Rjh площадь сечения контурной
арматуры, расположенной в блоке вдоль - одного стыка;
расчетное сопротивление бетона растяжению; полная высота поперечного
сечения балки; высота сжатой зоны балки, определяемая из условия
равновесия, длЯ тавровых
и двутавровых сечений х
принимают равным средней толщине сжатой полки;
- ширина стенки в середине
высоты сечения балки;
- расчетное сопротивление растяжению арматуры консриг
.2
тура, при этом поперечный стык между блоками
в сжатой зоне выполнен на клею, а по торцам стыкуемых блоков в этой
зоне размещена косвенная арматура.
(puS.S
