Способ сборки крепежных конструкций

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) (11) 4 94 Е 21 Э 11/4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛЬСТВУ К АВТОРСКОМУ СВИ аллургиченева Мак о СССР 1972(21) 3912808 (22) 17.06.8 (46) 15,01.8 (71) Днепроп кий институт (72) 10,Г.Гул мова-Гуляева (53) 622.281 (56) Патент кл. 61-45, 1Авторское Ф 433267, кл Бюл, У 2тровский меим. Л.И.Бреев, О.И.Леви В.А.Дяконю5(088.8)ША 9 35097270(54) СПОСОБ СБОРКИ КРЕПЕЖНЫХ КОНСТ-, РУКЦИЙ (57) Изобретение относится к области шахтного строительства и позволяет повысить несущую способность конструкции за счет обеспечения лучшего контакта оболочки с арматурой при креплении горных выработок армированными крепями. Вдоль оси выработки устанавливают ячеистую каркасную арматуру-каркас, Для этого поперечные арматурные элементы (АЭ) 2 каркасаА1 жестко соединяют с объектом 1 крепления и с продольными АЭ 3 каркаса. При этом часть поверхности АЭ 3 образует торцовые участки 7 каркаса. После сборки каркаса в закрепежное пространство (ЗП) вводят эластичную оболочку (ЭО) 5. После установки ЭО 5 к участкам 7 жестко присоединяют тампоны 4 ЗП каркаса. Горловину 9 ЭО 5 муфтой 10 соединяют со шлангом 11 подвода цементного раствора 6 и по 283407дают раствор 6 в полость ЭО 5. Приэтом объем раствора 6 составляет1,002-1,160 объема ЗП. Давление раствора 6 плотно прижимает ЭО 5 к поверхности объекта 1 крепления, тампо -нам 4 и АЭ 2 и 3. При превышении объемом закаченного в ЭО 5 раствора 6объема ЗП поверхность ЭО 5, выпучиваясь, охватывает АЭ 2 и 3. После застывания раствора 6 в ЭО 5 получаюткрепь. 3 ил.Изобретение относится к отраслям техники, связанным с изготовлением строительных конструкций и производством сборно-композиционных изделий, например трубчатых конструкций, армированных с целью повышения их несущей способности, жесткости и прочностных характеристик, и может найти применение в шахтном строительстве, в частности в креплении капитальных горных выработок армированными крепями.Цель изобретения - повышение несущей способности конструкции за счет обеспечения лучшего контакта15 оболочки с арматурой.На фиг.1 приведена капитальная горная выработка при использовании предложенного способа сборки крепежных конструкций, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 и 4 схемы, поясняющие суть способа.На схемах приняты следующие обозначения: 1 - объект крепления (в рассматриваемом случае грунт или горная порода); 2 - поперечные арматурные элементы каркаса ячеистой каркасной арматуры; 3 - продольные (осевые) арматурные элементы каркаса ячеистой каркасной арматуры; 4 - тампоны закрепежного пространства, являющиеся составной частью ячеистой каркасной арматуры; 5 - эластичная оболочка;6 - цементный раствор в эластичной оболочке; 7 - торцовые участки каркаса ячеистой каркасной арматуры, которые в рассматриваемом случае образованы частями осевых арматурных элементов 3; 8 - фиксационные (ан 40 керовочные ) участки каркаса ячеистой каркасной арматуры, которые в рассматриваемом случае образованы частями поперечных арматурных элементов 2; 9 - горловина для подачи жидкого цементного раствора в эластичную оболочку; 10 - соединительная муфта;11 - шланг подвода цементного раствора от источника подачи; . - ячеистый участок каркаса ячеистой каркасной арматуры (длина ячеистого участка вдоль оси контура объекта крепления); х - ось контура объекта крепления; Рв - диаметр выработки (внепнии диаметр закрепежного пространства); С - толщина эластичной оболочки; Б - характерный размер ячейки, образованной арматурными элементами на ячеистом участке каркаса; Й - диаметр арматурных элементов, из которых собран каркас ячеистой каркасной арматуры; Ь, Ь - соответственно реальное и условное выпучивание оболочки; Н толщина слоя цемента в закрепежном пространстве; с 1- угол охвата оболочкой арматурного элемента; Пс, - внутренний диаметр закрепежного пространства; ,- углы, характеризующие форму выработки.Ячеистая каркасная арматура состоит из собственно каркаса, образованного продольными 3 и поперечными 2 арматурными элементами, и тампонов 4 закрепежного пространства. На длине Е арматурные элементы 2 и 3 форми руют ячеистую часть каркаса; торцовые участки 7 каркаса образованы частью поверхности продольных 3 (фиг.1) или поперечных 2 арматурных элементов. Торцовые участки 7 каркаса жестко соединены (сваркой, 3 128340 склейкой, механическим креплением и т.п.) с тампонами закрепежного пространства 4, имеющими форму, подобную форме сечения закрепежного пространства диаметральной плоскостью кон тура выработки (плоскостью, перпендикулярной оси х контура выработки).Данный способ сборки крепежных конструкций при использовании предлагаемой ячеистой каркасной арматуры 1 О осуществляется следующим образом.Одна из групп арматурных элемен,тов (например, поперечные арматурные элементы 2, как это показано на фиг.1) фиксационными участками 8, яв ляющимися частью поверхности арматурных элементов данной группы, жестко (например, путем бетонированной заделки) соединяется с объектом 1 крепления. Группа арматурных элементов, 2 О жестко соединенных с объектом 1 крепления, жестко соединяется (сваркой, механическим соединением и т.п.) с группой ортогональных к ней арматурных элементов (в рассматриваемом 25 случае, фиг.1, с продольными арматурными элементами 3), часть поверхности которых образует торцовые участки 7 каркаса ячеистой каркаснойарматуры. Таким образом из арматурных 30элементов 2 и 3 получают каркас ячеистой каркасной арматуры с ячеистымучастком, длина которого равна Е, иторцовыми участками 7. Размеры каркаса выбирают такими, чтобы разность диаметров Пи 0 позволила ввести в закрепежное пространство эластичную оболочку О, - П 2(Н + 2 с)где Н определяется необходимой несущей способностью крепи, а й - прочностью материала оболочки,После сборки каркаса с учетом условия (1) в закрепежное пространство, 45ограниченное поверхностями с образующими Р и Э, вводят эластичную оболочку 5. При этом горловину 9 пропускают через одну из ячеек каркаса,как это показано на фиг.1. После ус- ртановки эластичной оболочки в закрепежном пространстве с торцовым участком 7 каркаса жестко соединяют тампоны 4 закрепежного пространства. Ячеистая каркасная арматура из составных 55элементов 2, 3 и 4 собрана. Послеэтого горловину 9 муфтой 10 соединяют со шлангом 11 подвода цементногораствора и начинают подачу раствора(2) Р созсГ Р зп с,где Р - осевое усилие, вызывающеевзаимное смещение арматурныхэлементов и поверхности оболочки;Й - коэффициент трения для взаимно смещаемой пары эластичная оболочка - арматурныйэлемент.Из (2) получаем условие отсутствия проскальзывания арматурных элементов и оболочки в виде соотно- шения 1 ( р Ю(3) с учетом геометрических соотношений (фиг,З) Ь2 - + --- 1с 1 сов с8 бйот его источника, например нагнетательного насоса. Цементный раствор, заполняя полость эластичной оболочки, вызывает ее деформацию. При этом осевая деформация оболочки 5 ограничена длиной ., на которой установлены тампоны 4, препятствующие осевой деформации оболочки. Давлени" цементного раствора 6 плотно прижимает оболочку к поверхности объекта 1 крепления, тампонам 4 и арматурным элементам 2 и 3. С момента, когда объем закачанного в оболочку 5 цементного раствора 6 превысит объем закрепежного пространства, начинается выпучивание оболочки в сторону свободной поверхности оболочки на ячеистом участке каркаса (фиг.2). В результате выпучивания арматурные элементы 2 и 3 охватываются поверхностью оболочки 5.Охарактеризуем количественно охват арматурного элемента оболочкой через угол с (фиг,З). Для предотвращения последующего проскальзывания в готовой конструкции арматурных элементов относительно оболочки необходимо выполнение условия естественного заклинивания арматурных элементов и поверхности оболочки, которое имеет вид5 1283407с учетом которых выражения (3) и (4)сводятся к соотношению Ь (0,35-0,40)Б Г(6) где 11 Р, Чь Соотношение объемов закачанного в оболочку цементного раствора и закрепежного пространства можно представить в виде выражения, получаемого из геометрических соотношений (фиг.2 и 3) Б Ь ч, й 5,Ч Н 3(1 ---- ) (1 + ) в, в, нобъем раствора, введенного в эластичную оболочку и объем закрепежного пространства соответственно. Интервал значений, определяемыхвыражением (8) является оптимальным, При 7 (1,002 не будет обеспечиваться сцепление оболочки и арматур 5 ных элементов, что приведет к их взаимному проскальзыванию и снижению несущей способности крепи. При Ч ) 1,160надежность сцепления оболочки и арматурных элементов не повышается и,следовательно, увеличение указанногосоотношения в этом интервале нецелесообразно, так как оно приводит к повышению материалоемкости конструкциив целом,После того, как в оболочку 5 закачан объем цементного раствора 6,составляющий 1,002-1,160 объема закрепежного пространства, а именноЧ =(1,002 в ,160)Ь - 1 в , в ) -- ( )па Ай(7) Подставим в (7) реальные значениявходящих в это выражение величин 0,5-2,0; - = 0,15-0,20; Б Б ЬС учетом приведенных соотношений выражение (7 ) позволяет опреде - лить искомый интервал значений соотношения объемов цементного раствора, подаваемого в эластичную оболочку, и закрепежного пространства: Ч = Чр/Ч- = 1,002 - 1,160, (8) Рассматривая выражение (5) какравенство, преобразовываем выражение(6) к окончательному виду подачу цементного раствора по шлангу 11 прекращают и отсоединяют горловину 9 оболочки 5 от муфты 10, герметизируя горловину 9 заглушкой.После застывания цементного растворав эластичной оболочке получают крепьпрочно связанную с арматурными элементами ячеистого участка каркаса 30 ячеистой каркасной арматуры силамивнешнего трения.Формула и з о б р е т е н и яСпособ сборки крепежных конструкций, включающий установку ячеистой каркасной арматуры вдоль оси выработки, введение в закрепежное пространство эластичной оболочки, закрепле ние ее от перемещений в продольномнаправлении и заполнение оболочки цементным раствором, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения несущей способности конструкции 45 за счет обеспечения лучшего контакта оболочки с арматурой, цементный раствор подают в объеме 1,002-1,160 объема закрепежного пространства.1283407 Ри Составитель Л. БерезкинаТехред А.Кравчук ректор А. Обруча едактор М.Дылын 30НИИП Заказ 73 одписно о д зводственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная Тираж 455 осударственного лам изобретений Москва, Ж, Р омитета СССРоткрытий ушская наб д,ИСОХф