Предварительно напряженная балка и способ ее изготовления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (1) ТЕН К АВТОРСКО ИДЕТЕЛ ЬСТВ троительстнструкциям, возведения х промышных зданий кции, состоящие из ных материалов (нальных конструкций), воздействии на них ак одно целое, но хаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И(56) Авторское свидетельство СССРМ 881247, кл. Е 04 С 3/00, 1979.(54) ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННАЯБАЛКА И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ(57) Использование: для возведения сборноразборных стационарных промышленных исельСкохозяйственных зданий. Предварительно напряженная балка образована измелкоштучных блоков, соединенных с помощью арматурных вант, которые уложеныпетлей в каналах, концы вант смежныхблоков соединены посредством стяжныхэлементов, а поверху блоки соединеныстяжннми болтами. При загружении внешней нагрузки она имеет две зоны напряженного состоянии: выше горизонтальной осиконструкЦии с напряжениями сжатия и нижнюю с растягивающими напряжениями,способствующих образованию трещин, разрушению и .сокращению срока службы Изобретение относится к с ву, а именно к строительным ко и может быть использовано для малоэтажных сборно-разборны ленных и сельскохозяйствен производственного назначения Известны констру двух видов строитель пример, бетона и ста которые при силовом работают совместно, к 5 Е 04 В 7/14, Е 04 С 3/00 конструкций. Однако растягивающим напряжениям в нижней зоне предлагаемой конструкции противодействуют силы обжатия, передаваемые петлевыми арматурными вантами с помощью торцевых металлических закладных деталей, напряжения бокового расширения в блоках воспринимает конструктивный арматурный каркас. При увеличении внешней нагрузки растягивающие усилия в нижней зоне конструкции воспринимаются арматурными вантами, но так как они петлей охватывают эту зону то производят одновременно и ее обжатие, значительно уменьшая возникновение внутренних растягивающих напряжений, Таким образом, достигается работа всего бетона в основном на сжатие, металла на растяжение, что позволяет снизить расход металла и бетона на конструкцию при сохранении ее прочностных характеристик и увеличить ее долговечность, или при одинаковом расходе материалов повысить прочность и несущую способность конструкции, 2 с. и 3 з.п, ф-лы, 7 ил. рактеризуются различными показателями сжатия и растяжения,Известен способ изготовления конструкции из отдельных бетонных блоков, соединенных между собой напрягаемой арматурой, расположенной в каналах,Наиболее близким по технической сущности к изобретению является предварительно напряженная балка, включающая сборку блоков и последовательное напряжение нижней, а затем верхней арматуры приложением поперечного усилия с последующим омоноличиванием конструкции полимербетон ной оболочкой.Известно армирование несущей балки преднапряженной гибкой арматурой, размещенной в металлических полукольцах с отводами и полиэтиленовыхпатрубках, которые заполнены высокодеформативными антикоррозийными материалами.Известно получение железобетонной балки из большого числа предварительно изготовленных элементов с составной напрягаемой арматурой,Недостатками известных технических решений является неполное использование прочностных свойств строительных материалов и высокий удельный их расход на несущую способность конструкции, технологическая трудоемкость ее создания и недолговечность, неразборность конструкции и незаменяемость ее отдельных элементов, потерявших эксплуатационную прочность.Цель изобретения - повышение эксплуатационных качеств и снижение материало- емкости.Укаэанная цель достигается тем, что в предварительно напряженной балке каждый блок выполнен с дополнительными парами каналов, один из которых размещен в горизонтальной плоскости основных кана. лов, а другой - в верхней части зоны растяжения, торцевые стороны каждого блока в зоне расположения каналов выполнены с цилиндрическими углублениями, а в верхних углах - с гнездами для установки стяжных болтов, причем каналы выполнечы с установленными в них полиэтиленовыми трубками, а арматурные ванты - составными, каждая часть из которых пропущена через полиэтиленовые трубки соответствующего блока с выводом концов вант из каналов в нижней зоне растяжения и соединена со смежным вантом посредством стяжных элементов, Дополнительный канал каждого блока в верхней части зоны растяжения выполнен с пересечением двух нижних в плане, причем каждый его конец совпадает с концом канала в нижней зоне растяжения, дополнительный канал в верхней зоне растяжения каждого промежуточного блока выполнен дугообразным, выпуклостью вверх, а концы каналов расположены по касательной к цилиндрической поверхности торцов блока.Способ для осуществления указанной конструкции предварительно напряженной балки состоит в том, что перед натяжением вант устанавливают болты в верхних углах торца балки, а после натяжения вант стягивают блоки болтами до соприкосновения 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 плоскостей в верхней зоне торцов смежных блоков при расположении их вдоль прямой.На фиг.1 изображена предварительно напряженная балка, общий вид; на фиг.2 - узел стыка смежных блоков и схема конструктивного армирования блока; на фиг.З - торец блока с уложенными арматурными вантами; на фиг.4 - отдельный блок со схемой размещения в его каналах петлевых арматурных вант, вид сверху; на фиг,5 - торцевая металлическая закладная деталь блока, вид сверху; на фиг.6 - то же, вид сбоку; на фиг,7 - блоки с соединенными и стянутыми, с помощью стяжных элементов, петлевыми арматурными вантами до стыка нижних плоскостей торцовых смежных блоков,Предварительно напряженная балка включает сердечник, составленный измелкоштучных блоков 1, с каналами 2 и размещенными в них жесткими полиэтиленовыми трубками 2 в вертикальных плоскостях, параллельных или под углом к продольной оси балки по обе ее стороны, одни из которых находятся в уровне горизонтальной плоскости верхней части зоны растяжения, а другие каналы - в горизонтальной плоскости нижней части растянутой зоны блоков и служат для размещения арматурных вант 3, охватывающих петлей зону растяжения и обжимающих бетон и арматурный каркас этой зоны. Торцы каждого блока бетонного сердечника снабжены торцевыми металлическими закладными деталями 4, приваренными к конструктивному арматурному каркасу 5, поверхности закладных деталей 4, как и торцов балки с углублениями в местах размещения выходов каналов, выполнены цилиндрическими в нижней зоне и плоскими - в верхней. Концы арматурных вант 3 оборудованы стяжными элементами 6 для последовательного соединения и стыков смежных блоков 1. Арматурные ванты 3 предварительно натягиваются по низу до стыка торцов смежных блоков 1 на уровне их концов, а затем напрягаются дополнительно продольными стягивающими усилиями по верху с помощью стяжных монтажных болтов 7 до стыка плоскостей торцов смежных блоков 1 в зоне сжатия при расположении блоков вдоль прямой, Для установки стяжных монтажных болтов 7 в верхних углах блоков 1 устроены гнезда, оборудован ные металлическими обрамлениями 8, приваренными к закладным деталям 4 со стороны тела блока,Предварительно напряженная балка выполнена следующим образом,Тело балки образовано из мелкоштучных бетонных (или другого строительногоТаким образом, предварительно напряженная балка воспринимая внешние нагрузки в процессе эксплуатации, преобразует вознйкающие растягИвающиеусилия ниж ней зоны в обжимающие усилия петлевь(харматурйых вант для бетона этой зоны, и чем больше внешняя нагрузка, тем больше .обжимающее усилие и тем лучше условия для работы бетона, что позволяет увеличить 10 несущую способность конструкции по фактору трещинообразования, несущей способности и долговечности,В такой конструкции при эксплуатациирезко уменьшается величина растягиваю щих усилий в бетоне нижней зоны и образование в его теле трещин, способствующих прогрессивной коррозии материалов конструкции, а следовательно, увеличивается ее 20 25 30 40 50 материала, хорошо работающего на сжатие) блоков 1, соединенных арматурными вантами 2, которые размещены петлей в каналах 3 и на цилиндрической поверхности углублений закладных деталей 4 торцов, приваренных к конструктивному арматурному каркасу 5, охватывая растянутуюзону каждого блока с помощью стяжных элементов 6 и стяжных болтов,7, размещенных в/гнездах и оборудованных металлическими обрамлениями 8, при загружении внешней нагрузки; тело балки имеет верхнюю зону с сжимающими напряжениями и нижнюю - с растягивающими йапряжениями, спо- собствующими образованию трещин, коррозии материалов и сокращению срока службы конструкции, Однако растягивающим напряжениям в нижней зоне конструкции противодействуют силы обжатия, передаваемые петлевыми арматурными вантами 3 с помощью торцевых металлических закладных деталей 4, а напряжения бокового расширения в блоках воспринимают конструктивный арматурный каркас 5, При увеличении, внешней нагрузки на балку растягивающие силы прогиба в нижней зоне конструкции передаются на арматурные ванты, но так как они охватывают эту зону петлей, то затягивание петли производят одновременно обжатие этой зоны, уменьшая возникающие внутренние растягивающие напряжения, Таким образом, в каждом блоке балки достигается работа всего бетона в основном на сжатие, а металла - на растяжение, что позволяет снизить относи тельный расход материалов на создание равнопрочной конструкции и увеличить ее долговечность,Технология изготовления предварительно напряженной балки заключается в соединении отдельных блоков 1 с помощью арматурных вант 3, оборудованных стяжными элементами 6 до стыка торцов смежных блоков по нижнему краю, а затем с помощью стяжных болтов 7 продольными стя гивающими усилиями блоки конструкции перемещаются в поперечном направлении до стыка торцов смежных блоков плоскостями в зоне сжатия при расположении их вдоль прямой. Цилиндрические стыковые поверхности торцов в зоне растяжения позволяют привести конструкцию в рабочее положение, усилиями, не превышающими расчетных для создания предварительного напряжения арматурных вант, и осущест вить обжатие бетона растянутой эоны одновременно во всех блоках конструкции, что сокращает число технологических операций по сравнению с технологией и редварительного напряжения каждого блока. долговечность, Таким образом, удается максимально использовать лучшие свойства бетона на сжатие, металла - на растяжейие, снизить удельный расход строительных материалов и стоимость создания равно- прочной конструкции, а технология изготовления, сборки и монтажа такой конструкции не требует, специального оборудования и сокращает общую трудоемкость строительно-монтажных работ.Формула изобретения 1. Предварительно напряженная балка, включающая блоки с каналами в нижней зоне растяжения, расположенными по обе стороны от их оси и размещенными на выпуклых сторонах закладными деталями а арматурные ванты, пропущенные через каналы с последовательным соединением блоков и закрепленные концами на торцах крайнихблоков,отл ич а ю щая с я тем, что, с целью повышения" эксйлуатационных качеств и снижения материалоемкости, каждый блок выполнен с дополнительными парами каналов, один из которых размещен в горизонтальной плоскости основных каналов, а другой - в верхней части зоны растяжения, торцевые стороны каждого блока в зоне расположения каналов выполнены с цилиндрическими углублениями, а в верхних углах - с гнездами для установки стяжных болтов, причем каналы выполнены с установленными в них полиэтиленовыми трубками, а арматурные ванты - составными, каждая часть из которых пропущена через полиэтиленовые трубки соответствующего блока с выводом концов вант из каналов в нижней зоне растяжения и соединена со смежным вантом посредством стяжных болтов.2. Балка по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что дополнительный канал каждого блока в верхней части зоны растяжения выполнен спересечением двух нижних в плане, причем каждый его конец совпадает с концом канала в нижней зоне растяжения.3, Балка по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что дополнительный канал в верхней зоне растяжения каждого дополнительного блока выполнен с уклоном в сторону торца балки.4. Балка по пп.1 - 3, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что дополнительный канал в верхней зоне растяжения каждого промежуточного блока выполнен дугообразным выпуклостью вверх, а концы каналов расположены по касательной к цилиндрической поверхности торцов блока,15. Способ изготовления предварительно напряженной балки, включающий сборку блоков и натяжение арматурных вант по всей длине балки до стыка нижних плоско стей торцов смежных блоков, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения эксплуатационных качеств и снижения материалоемкости, перед натяжением вант устанавливают болты в верхних углах тор ца балки, а после натяжения вант стягивают блоки болтами до соприкосновения плоскостей в верхней зоне торцов смежных блоков при расположении их вдоль прямой.д