CZ21291A3

CZ21291A3 - reinforced concrete girder, particularly for bridge girder systems

Info

Publication number: CZ21291A3
Application number: CS91212A
Authority: CZ
Inventors: Milan Ing Kominek; Frantisek Ing Trcka
Original assignee: Vojensky Projektovy Ustav Prah
Priority date: 1991-01-30
Filing date: 1991-01-30
Publication date: 1993-07-14
Also published as: CZ279130B6

Description

Vynález se týká železobetonového nosníku, zejména pro mostní konstrukce, opatřeného výztužnými prvky pro zachycení namáhání od ohybových momentů a smykových sil a nejméně jedním plošným výztužným prvkem.The invention relates to a reinforced concrete beam, in particular for bridge structures, provided with reinforcing elements for absorbing stresses from bending moments and shear forces and with at least one flat reinforcing element.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Prefabrikované želetobetonové nosníky jsou zpravidla vyztuženy podlouhlými výztužnými ocelovými vložkami, z nichž některé jsou opatřeny vytvarovanými ohyby pro přenášení smykových namáhání. Výroba výztužnýhc košů s pruty opatřenými ohyby je však pracná a obtížně automatizovatelná, přičemž průřezy ohybů v některých případech nestačí k přenesení smykových namáháni a je třeba je zvětšovat, i když průřez dalších částí prutů, sloužících k zachycování podporových a mezipodporových ohybových momentů, by byl postačující, takže se v takových případech zbytečně plýtvá vyztužovací ocelí.Prefabricated reinforced concrete beams are generally reinforced with elongated reinforcing steel inserts, some of which are provided with shaped bends to transmit shear stresses. However, the manufacture of reinforcing baskets with bent bars is laborious and difficult to automate, and the bending cross-sections are in some cases insufficient to transmit shear stresses and need to be increased, although the cross-section of other rods used to absorb support and inter-support bending moments would be sufficient so that in such cases wasted steel is wasted.

Jsou také známy nosníky vyztužené výztužnými žebříčky, vyráběnými ve svařovacích automatech, které jsou určeny především k zachycování smykových namáhání, při němž jsou smykové síly zachycovány příčkami žebříčků, které jsou v místech výskytu větších smykových sil podle potřeby zhuštěny. Při větších smykových namáháních je však toto řešení nedostačující zejména z toho důvodu, že příčky nejsou orientovány ve směru působení hlavního tahu v průřezu nosníku a jejich průřez tak není efektivně využit.Beams reinforced with reinforcing ladders made in automatic welding machines are also known which are intended primarily to absorb shear stresses, in which shear forces are absorbed by ladder rungs, which are compressed at the locations of greater shear forces as needed. However, at higher shear stresses, this solution is insufficient, in particular because the partitions are not oriented in the direction of the main tension in the cross-section of the beam and thus their cross-section is not effectively used.

Jsou známy také smykové výztužné vložky ve formě plechů, umístěných v průřezu nosníku ve svislé poloze nad podporami nebo v jiném místě, kde působí největší smykové síly. Základním problémem těchto plošných smykových výztužných vložek je spolupůsobení těchto vložek s betonem, protože soudržnost ro2 vinného plošného útvaru s poměrně hladkou plochou s betonem nosníku není dostatečná a vložky tak nejsou natolik dostatečně zakotveny v betonu, aby byly schopny přenést značné smykové síly na rozhraní obou materiálů. Proto jsou tyto plošné vložky opatřovány otvory pro lepší zakotvení v betonu nebo jsou dokonce vytvořeny ve formě prolamovaných stojin s otvory, opatřenými olemováním. Těmito úpravami se ovšem zase zmenšuje průřezová plocha výztužných vložek, které pak nejsou schopny přenášet tak velká smyková namáhání.Shear reinforcement inserts in the form of sheets are also known, placed in the cross-section of the beam in a vertical position above the supports or at another point where the greatest shear forces are applied. The basic problem of these shear reinforcing inserts is the interaction of these inserts with the concrete, since the cohesion of the ro2 planar structure with a relatively smooth surface with the concrete of the beam is not sufficient and the inserts are not sufficiently anchored in the concrete to be able to transfer considerable shear forces . Therefore, these pads are provided with openings for better anchoring in the concrete or even in the form of openwork webs with openings provided with hemming. These modifications, of course, reduce the cross-sectional area of the reinforcement inserts, which in turn are unable to transmit such high shear stresses.

Jiné známé plošné vložky pro železobetonové nosníky jsou tvořeny lomenicové tvarovanými plechovými pásy se svisle probíhajícími vlnami. U těchto vložek je sice dosaženo dobrého zakotvení v betonu, ovšem schopnost přenášení smykových sil je podstatně zmenšená, protože tyto vložky nemají v podstatě žádnou tuhost ve směru působení smykových sil.Other known flat inserts for reinforced concrete beams are formed by sheathed sheet metal strips with vertically extending waves. While these inserts achieve good anchoring in concrete, the ability to transmit shear forces is substantially reduced, since these inserts have substantially no rigidity in the direction of application of the shear forces.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Nedostatky dosud známých nosníků tohoto druhu jsou odstraněny u železobetonového nosníku s nejméně jedním plošným výztužným prvkem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že plošným výztužným prvkem je ocelová liniová hlavice, umístěná v nadpodporových oblastech železobetonového nosníku a tvořená nejméně jednou plnostěnnou deskovou vložkou, která je opatřena alespoň v části své plochy spřahovacími prvky a která je zejména rovnoběžná se střednicovou svislou rovinou železobetonového nosníku.The drawbacks of the prior art beams of this kind are eliminated in the reinforced concrete beam with at least one flat reinforcing element according to the invention, which is characterized in that the flat reinforcing element is a steel line head located in the support areas of the reinforced concrete beam and formed by at least one solid wall insert. is provided with coupling elements at least in part of its surface and which is in particular parallel to the median vertical plane of the reinforced concrete beam.

v konkrétním výhodném provedení vynálezu je nejméně jedna desková vložka (2) liniové ocelové hlavice uložena v nadpodporových oblastech železobetonového nosníku na vodorovné ocelové vložce, uložené svou spodní lícovou plochou v rovině spodního líce železobetonového nosníku, a je k vodorovné ocelové vložce připojena zejména přivařením.In a particularly preferred embodiment of the invention, the at least one liner (2) of the liner is mounted in the support areas of the reinforced concrete beam on a horizontal steel liner disposed by its lower face in the plane of the lower face of the reinforced concrete beam.

Spřahovacími prvky deskové vložky jsou ve výhodném konkrétním provedení vynálezu spřahovací ocelové pruty tvaru U, které jsou uloženy svými rameny, kolmými na rovinu deskové vložky, v otvorech v deskové vložce, přičemž v jiném konkrétním provedení jsou spřahovacími prvky deskové vložky ocelové spřahovací trny s hlavami, uspořádané svou osou kolmo na deskovou vložku a přivařenými svými patami k deskové vložce.The plate insert coupling elements are in a preferred embodiment of the invention U-shaped steel rods, which are supported by their arms perpendicular to the plane of the plate insert, in the holes in the plate insert, wherein in another particular embodiment the plate insert coupling elements are steel coupling pins with heads. arranged by their axis perpendicular to the plate insert and welded with their heels to the plate insert.

Železobetonový nosník podle vynálezu má svoji výztuž upravenu výhodně zejména na zatížení, která se vyskytují u mostních konstrukcí a která vyvolávají značná smyková namáhání v železobetonovém nosníku. Smyková výztuž je tvořena především liniovou ocelovou hlavicí, která je velmi jednoduše vyrobitelná z rovinného silnějšího plechu, ze kterého je třeba pouze vyříznout potřebný tvar deskové vložky a vložku potom opatřit spřahovacími prvky. Smyková únosnost této ocelové liniové hlavice je značná, protože je možno zvolit libovolně silný plech, jehož soudržnost s betonem je spolehlivě zajištěna pomocí spřahovacich prvků. Je-li železobetonový nosník podle vynálezu spřažen na své horní straně s monolitickou železobetonovou deskou, vytvořenou nad horní stranou železobetonového nosníku, ze které vyčnívají spřahovací prvky, vzniká velmi výhodná a únosná vodorovná nosná konstrukce, zejména mostní konstrukce.The reinforced concrete beam according to the invention has its reinforcement advantageously adapted, in particular, to the loads that occur in bridge structures and which cause considerable shear stresses in the reinforced concrete beam. The shear reinforcement consists mainly of a linear steel head, which is very easy to produce from a planar thicker sheet, from which it is only necessary to cut out the necessary shape of the plate insert and then to provide the insert with coupling elements. The shear resistance of this steel liner head is considerable, since it is possible to choose any thickness of the sheet, whose cohesion with the concrete is reliably ensured by means of coupling elements. If the reinforced concrete beam according to the invention is coupled on its upper side with a monolithic reinforced concrete slab formed above the upper side of the reinforced concrete beam from which the coupling elements protrude, a very advantageous and load-bearing horizontal supporting structure, in particular a bridge structure, results.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladu provedení železobetonového nosníku, zobrazeného na výkresu, kde znázorňují obr. 1 podélný řez železobetonovým nosníkem podle vynálezu, uloženým na podporách a spojeným se spřaženou železobetonovou deskou, obr. 2 příčný řez nosníkem, vedený rovinou A-A z obr. 1, obr. 3 vodorovný řez deskovou vložkou pro železobetonový nosník, vytvořenou ve formě liniové hlavice, opatřenou spřahovacími prvky podle prvního příkladného provedení vynálezu, a obr. 4 vodorovný řez rovinnou deskovou vložkou s druhým příkladným provedením spřahovacích prvků.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of the reinforced concrete beam of the present invention supported on a support and coupled to a composite reinforced concrete slab; FIG. FIG. 3 is a horizontal cross-sectional view of a plate insert for a reinforced concrete beam formed in the form of a linear head provided with coupling elements according to a first exemplary embodiment of the invention;

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Železobetonový nosník 1 podle vynálezu je v zobrazeném příkladném provedení prvkem mostní konstrukce a je kromě běžné výztuže pro zachycování namáhání od ohybových momentů opatřen smykovou výztuží ve formě ocelových liniových hlavic, které jsou v tomto příkladném provedení tvořeny vždy dvojicí vzájemně rovnoběžných svislých rovinných ocelových deskových vložek 2, uložených v odstupu od sebe a také rovnoběžné se svislou střednicovou rovinou železobetonového nosníku l, přičemž tyto dvé svislé deskové vložky 2. jsou uloženy svými spodními stranami na vodorovné roznášecí ocelové vložce 2, uložené nad podporammi 5, a jsou k ní přivařeny.The reinforced concrete beam 1 according to the invention is in the illustrated embodiment an element of the bridge structure and, in addition to the conventional reinforcement for bending moments, is provided with shear reinforcement in the form of steel line heads, which in this example always consist of two parallel vertical planar steel plate inserts 2. spaced apart from one another and also parallel to the vertical median plane of the reinforced concrete beam 1, the two vertical plate inserts 2 are supported by their undersides on a horizontal distribution steel insert 2 positioned above the supports 5 and welded thereto.

Železobetonový nosník 1 je v příkladu provedení vytvořen jako prostý nosník s převislými konci a svislé deskové vložky 2, tvořící liniové ocelové hlavice, jsou umístěny nad podporami £ excentricky, přičemž excentricita je přizpůsobena průběhu posouvajících sil a svislé deskové vložky 2 jsou ukončeny v místech, kde již stačí smykové napětí přenést železobetonový průřez železobetonového nosníku χ.The reinforced concrete beam 1 is in the exemplary embodiment formed as a simple beam with overhanging ends and the vertical plate inserts 2 forming linear steel heads are placed eccentrically above the supports 4, the eccentricity is adapted to the course of shear forces and the vertical plate inserts 2 terminate it is sufficient to transfer the reinforced concrete cross-section of the reinforced concrete beam χ.

Svislé deskové vložky 2.t Které jsou základní nosnou částí liniových ocelových hlavic, jsou opatřeny v celé své ploše spřahovacími prvky, jejichž rozmístění je patrné z obr. 1 a které mají zajistit potřebné zakotveni svislých deskových vložek v betonu železobetonového nosníku 1. Spřahovaci prvky jsou v prvním příkladném provedeni, zobrazeném na obr. 3, tvořeny spřahovacími ocelovými pruty 6 tvaru U, jejichž ramena jsou kolmá na rovinu svislých deskových vložek 2 a procházejí otvory vytvořenými ve svislých deskových vložkách 2. V druhém příkladném provedení zobrazeném na obr. 4 jsou spřahovaci prvky tvořeny spřahovacími trny 7 s hlavou, které jsou uspořádány kolmo na svislé deskové vložky 2 a jsou přivařeny svými patními plochami na boční plochy těchto svislých deskových vložek 2. Spřahovací trny 7 jsou uspořádány na obou stranách svislých deskových vložek 2 a na obou stranách jsou umístěny vzájemně přesazené, to znamená každý spřahovací trn 2 je umístěn proti mezeře mezi protilehlými spřahovacími trny 7 na opačné straně svislé deskové vložky 2.The vertical plate inserts 2.t, which are the basic supporting part of the linear steel heads, are provided with coupling elements in their entire area, the placement of which can be seen in Fig. 1, to provide the necessary anchoring of vertical plate inserts in the concrete of reinforced concrete beam 1. In the first exemplary embodiment shown in Fig. 3, they consist of U-shaped coupling steel rods 6 whose arms are perpendicular to the plane of the vertical plate inserts 2 and pass through the holes formed in the vertical plate inserts 2. In the second exemplary embodiment shown in Fig. The elements consist of head coupling pins 7 which are arranged perpendicular to the vertical plate inserts 2 and are welded with their heel surfaces to the side surfaces of the vertical plate inserts 2. The coupling pins 7 are arranged on both sides of the vertical plate inserts 2 and are located on both sides vz fine offset, i.e., each coupling piece 2 is positioned opposite the gap between the opposed coupling studs 7 on the opposite side of the vertical plate insert second

Nad svislými deskovými vložkami 2 liniových ocelových hlavic jsou v horních částech železobetonového nosníku 1 zabetonovány vnější spřahovací prvky 8, tvořené kusy prutů ocelové betonářské výztuže, zabetonovanými v horní oblasti železobetonového nosníku 1 a vyčnívajícími částí své délky nad horní plochu stojiny železobetonového nosníku 1. Po osazení železobetonového nosníku 1 na podpory 5 a vybetonování horní monolitické železobetonové desky 4 jsou vyčnívající části vnějších spřahovacích prvků 8 zality v betonu horní monolitické železobetonové desky 4, takže vzniká spřažený železobetonový průvlak s dostatečnou únosností jak v ohybu, tak i zejména ve smyku.Above the vertical plate inserts 2 of the linear steel heads, external coupling elements 8 are formed in the upper parts of the reinforced concrete beam 1, consisting of pieces of steel reinforcing bars, concreted in the upper area of the reinforced concrete beam 1 and projecting part of its length above the upper surface of the reinforced concrete beam 1. The reinforced concrete beam 1 on the supports 5 and concreting the upper monolithic reinforced concrete slab 4 are protruding parts of the outer coupling elements 8 embedded in the concrete of the upper monolithic reinforced concrete slab 4, so that a composite reinforced concrete beam is produced with sufficient bending and especially shear resistance.

Železobetonový nosník podle vynálezu může mít pochopitelně také jiné příkladné provedení a svislé deskové vložky 2 mohou být využívány k vyztužování všech typů prefabrikovaných nebo monolitických nosníkových konstrukcí.The reinforced concrete beam according to the invention can of course also have another exemplary embodiment and the vertical plate inserts 2 can be used to reinforce all types of prefabricated or monolithic beam structures.

Průmyslová využitelnost vynálezuIndustrial applicability of the invention

Liniové deskové hlavice ze svislých deskových vložek 2, uložených a popřípadě přivařených ná vodorovné ocelové vložky nad podporami 5 je možno využít zejména u mostních konstrukcí s prefabrikovaných nosníků a spřažené monolitické železobetonové desky 4 a jiných konstrukcí s velkým užitným zatížením.Linear plate heads of vertical plate liners 2, supported and possibly welded to horizontal steel liners above supports 5, can be used especially in bridge structures with prefabricated beams and composite monolithic reinforced concrete slab 4 and other structures with high payload.

Claims

Reinforced concrete beam, in particular for bridge structures, comprising reinforcing elements for absorbing bending moments and shear forces and at least one planar reinforcing element, characterized in that the planar reinforcing element is a steel line head located in the support areas of the reinforced concrete beam (1). ) and comprising at least one solid panel insert (2) provided with coupling elements at least in part of its surface and which is in particular parallel to the median vertical plane of the reinforced concrete beam (1).

Reinforced concrete beam according to claim 1, characterized in that the at least one linear steel head plate insert (2) is mounted in the support areas of the reinforced concrete beam (1) on a horizontal steel insert (3), supported by its lower face in the plane of the lower face. and is connected to the horizontal steel insert (3) in particular by welding.

Reinforced concrete beam according to claim 1 or 2, characterized in that the coupling elements of the plate insert (2) are U-shaped coupling steel bars (6), which are supported by their arms perpendicular to the plane of the plate insert (2). plate insert (2%)

Reinforced concrete beam according to claim 1 or 2, characterized in that the coupling elements of the plate insert (2) are steel coupling pins (7) with heads arranged axially perpendicular to the plate insert (2) and welded with their heels to the plate insert (2). 2).

Reinforced concrete beam according to at least one of Claims 1 to 4, characterized in that external coupling elements (8), in particular steel bars, are cast in the upper part of the reinforced concrete beam (1) above the steel liner heads (2). which protrude by part of their length above the upper surface of the reinforced concrete beam (1).