CZ285054B6

CZ285054B6 - Trojrozměrný betonářský výztužný rošt a způsob jeho výroby

Info

Publication number: CZ285054B6
Application number: CZ973705A
Authority: CZ
Inventors: Jaromil Čeřovský
Original assignee: Jaromil Čeřovský; Špůr Josef
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1997-11-21
Publication date: 1999-05-12
Also published as: WO1999027210A1; CZ370597A3; DE29820737U1; CA2282676C; CA2282676A1; AU5747298A

Abstract

Řešení se týká trojrozměrného betonářského výztužného roštu sestávajícího z rozdělovacích a nosných prutů, kde rozdělovací pruty /1/, které mají nerozvinutou délku rovnající se šířce roštu, jsou po celé své délce zohýbány do tvaru meandru, skládajícího se z řady neúplných rovnoramenných lichoběžníků s rameny /h.sub.w.n./, kratšími základnami /b/ a pomyslnými delšími základnami /c/. Rovnoramenné lichoběžníky jsou umístěny v téže rovině, střídavě vzájemně protilehle tak, že šikmá ramena /h.sub.w.n./ dvou sousedních rovnoramenných lichoběžníků jsou po celé své délce totožná. Přímé nosné pruty /2/, které mají délku rovnající se délce roštu, jsou připevněny k rozdělovacím prutům /1/ v místě vrcholů rovnoramenných lichoběžníků na vnitřním povrchu těchto rozdělovacích prutů /1/. Rozdělovací pruty /1/ a nosné pruty /2/ dohromady tvoří podélná žebra R roštu, kratšími základnami /b/ svých rovnoramenných lichoběžníků vzájemně střídavě orientovaná. Rošt je určen především jako výztužný materiál beŕ

Description

Konstrukční jádro trojrozměrného betonářského výztužného roštu a způsob jeho výroby

Oblast techniky

Vynález se týká konstrukčního jádra trojrozměrného betonářského výztužného roštu s podélnými žebry lichoběžníkového průřezu, tvořenými po celé své délce meandrovitě zohýbanými rozdělovacími pruty a podélnými přímými nosnými pruty jádra roštu. Rošť je určen nejen pro účely stavebnictví jako betonářská nosná výztuž, ale lze ho respektive využít i samostatně jako ocelovou nosnou konstrukci, to jest bez kombinace s betonem, i pro jiné účely. Vynález se dále týká způsobu výroby tohoto konstrukčního jádra trojrozměrného betonářského výztužného roštu, vhodného pro typizaci.

Dosavadní stav techniky

Betonářská výztužná ocel se během minulých sto let vyráběla a užívala prakticky pouze ve stavebnictví, jednak ve formě jednotlivých přímých tyčí a/nebo drátů a rovněž drátů, stočených do kol, stříhaných a ohýbaných na místě využití podle potřeby uživatele, a/nebo ve formě svařovaných plochých, to jest staticky dvojrozměrných - oboustranně nosných ocelových výztužných sítí, sestávajících ze dvou na sebe položených a svařených křížících se vrstev, sestavených z jednotlivých přímých profilů betonářské výztuže a dodávaných na místo spotřeby ve svazcích plochých sítí nebo v rolích.

K těmto předchozím dvěma druhům výztuže přibyly zhruba před padesáti lety jako samostatný třetí druh výztuže předpínací kabely, respektive lana pro předpjatý beton, která jsou ovšem svými statickými vlastnostmi a funkcí zcela odlišná od dvou předcházejících druhů.

Další formou vyztužování betonových konstrukcí jsou staticky i graficky individuálně případ od případu navrhované prostorové rošty, plně na staveništích přímo na bednění ručně pracně sestavované a svazované nebo i ručně elektricky odporově svařované z jednotlivě nastříhaných a individuálně zohýbaných profilů betonářské výztuže, kromě profilů tenkých, které do určité tloušťky lze svařovat pouze v továrních podmínkách automatizovaným procesem, a/nebo z jednotlivých prutů betonářské výztuže a jejich kombinaci s plochými svařovanými výztužnými sítěmi. Tyto oba druhy výztuže naprosto postrádají jakoukoli příčnou statickou tuhost a tudíž nutná vzdálenost jednotlivých vrstev výztuže prostorových roštů je zajišťována vevazovanými a/nebo ručně vevařovanými distančními stoličkami, vyráběnými rovněž individuálně podle potřeby z jednotlivých betonářských tyčí na témže staveništi.

Pokud je na staveništi použito ke spojování jednotlivých křížících se želez do prostorového roštu metody ručního elektrického odporového sváření, dochází u jednotlivých svařovaných tyčí k nerovnoměrnému bodovému snížení pevnosti v tahu, které je přímo na staveništích obtížně kontrolovatelné, protože tyto nejsou zpravidla vybaveny normalizovanými zkušebními stolicemi, respektive lisy pro zkoušení svařovaných ocelových výztužných plochých sítí s patřičně upraveným kovadlinovým sedlem pro potřebné kontrolní zkoušky střihové pevnosti napříč bodových svarů křížící se výztuže i jen částečně sestaveného prostorového roštu. Na příslušné zkoušení kompletně sestavených trojrozměrných prostorových roštů žádné zkušební zařízení neexistuje vůbec.

V několika státech byly učiněny určité pokusy o urychlení a zlevnění staveništních prací, týkajících se přípravy výztuže, normalizací některých individuálních prostorových roštů - viz DIN 488, Teil 4, 2.1 Lagermatten a 2.3 Zeichenmatten. Tyto rošty však nejsou typizovatelné a tím jsou nevhodné jak pro hromadnou výrobu, tak pro všeobecné praktické použití.

- 1 ČZ 285054 B6

Systematické typizaci a rozšíření výroby a použití staticky kompletních prostorových trojrozměrných roštů a nebo alespoň jejich samonosných nekompletních částí dosud bránily následující překážky:

a) ověřená všeobecně platná jednotná prakticky použitelná statická výpočetní metoda navrhování vhodných typů kompletních prostorových trojrozměrných roštů dosud neexistovala,

b) nemožnost stanovení negativního vlivu bortících sil na nosnost distančních stoliček, zvláště se šikmými stojinami, spojujících jednotlivé vrstvy kompletních trojrozměrných výztužných roštů, to jest sil staticky rozhodujících o použití těchto roštů v jejich možné druhé konstrukční funkci, to jest jako staticky i fyzicky samostatných samonosných ocelových konstrukcí volně stojících, to jest bez betonu, nebo jako součást těchto konstrukcí,

c) fyzicky kompletní trojrozměrné rošty nelze v žádném případě ekonomicky jednotlivě a tím méně hromadně vyrábět automatizovaným procesem, který by současně zajišťoval jejich použitelnou nosnost,

d) kompletní individuální trojrozměrné rošty svým vnějším objemovým rozměrem vylučují možnost ekonomicky přijatelného způsobu hromadného transportu jejich značnějšího počtu ve svazcích „na plocho“ od výrobce k místu jejich použití,

e) dalším záporným vlivem, bránícím obecnému rozšíření a používání staticky i fyzicky kompletních trojrozměrných výztužných roštů, je jejich celková velká hmotnost právě v důsledku jejich kompletnosti, čehož příkladem jsou právě Lagermatten a Zeichenmatten viz DIN 488, Teil 4. Tato celková velká hmotnost vyžaduje mobilní mechanická zvedací zařízení pro manipulaci s rošty a při přemísťování od výrobce až na místo jejich použití, což téměř zcela vylučuje jejich použití na menších a svépomocných stavbách v industrializovaných zemích a na stavbách v nevyvinutých zemích, kde vhodná zvedací zařízení nejsou obvykle k dispozici,

f) dosavadní způsob výroby trojrozměrných roštů výhradně na staveništích bez možnosti spolehlivé kontroly kvality spojů dosud vylučoval jakýkoliv jiný pevný a méně klimaticky odolný způsob spojování křížících se jednotlivých tyčí nebo drátů roštu jinak než vázáním a/nebo ručním elektrickým odporovým bodovým svařováním.

Uvedené nedostatky brání typizaci a hromadné výrobě trojrozměrných roštů, a nebo alespoň jejich pro hromadnou výrobu vhodných, hromadné výroby schopných polotovarů a tím všeobecnému rozšíření používání trojrozměrných roštů.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky a nevýhody odstraňuje konstrukční jádro trojrozměrného betonářského výztužného roštu, sestávající podle tohoto vynálezu z rozdělovačích a nosných prutů, přičemž rozdělovači pruty jsou po celé své délce zohýbány do tvaru meandru, skládajícího se z řady neúplných rovnoramenných lichoběžníků s rameny, kratšími základnami a pomyslnými delšími základnami, kde rovnoramenné lichoběžníky jsou umístěny v téže rovině, střídavě vzájemně protilehle tak, že společná šikmá ramena dvou sousedních rovnoramenných lichoběžníků jsou po celé své délce totožná. Jeho podstatou je to, že k rozdělovacím prutům, které mají nerozvinutou délku, rovnající se šířce roštu, jsou připevněny vmiste všech vrcholů rovnoramenných lichoběžníků na vnitřním povrchu těchto rozdělovačích prutů přímé nosné pruty, které mají délku, rovnající se délce roštu, takže rozdělovači pruty a nosné pruty dohromady tvoří podélná žebra roštu, kratšími základnami svých rovnoramenných lichoběžníků vzájemně střídavě orientovaná.

-2CZ 285054 B6

Výhodou takto vytvořeného konstrukčního jádra trojrozměrného roštu je, že jeho jádro, továrně vyráběné z normalizované betonářské ocele automatizovaným procesem elektrického odporového sváření nebo lepení za technologických podmínek, zaručujících přesně definovanou kvalitu, díky tvaru zohýbání svých rozdělovačích prutů, je právě v důsledku své neúplnosti schopen snadné hromadné přepravy na místo použití, kde toto jádro může být vhodně doplněno dalšími podélnými nosnými pruty podle požadavků statického výpočtu na fyzicky úplný trojrozměrný rošt požadované nosnosti.

Jinou další výhodou tohoto řešení je, že až do svého doplnění další výztuží na místě použití je hmotnostně, to jest váhově vhodný pro ruční přenášení, manipulace a přepravu na malých a svépomocných stavbách, bez potřeby mobilního zvedacího mechanismu, nutného v případě zpravidla relativně těžkého trojrozměrného roštu, fyzicky kompletního.

Výhodné řešení trojrozměrného roštu, doplněním na místě jeho použití spočívá v tom, že mezi meandrovitě do lichoběžníků zohýbané rozdělovači pruty jsou vždy ke staticky určené ploše roštu, namáhané tahovým napětím, a/nebo i k druhé ploše, namáhané tlakem, kolmo napříč přímých nosných prutů uchyceny rozdělovači přímé pruty, jejichž účelem je omezení negativního vlivu bortících sil, to jest zachycení výsledné vodorovné složky svislých zatěžovacích sil, působících na šikmé strany, respektive ramena lichoběžníků meandrovitě zohýbaných rozdělovačích prutů, především v samostatných roštech, použitých v konstrukci bez kombinace s betonem. Zachycením této vodorovné složky svislých zatěžovacích sil se zabrání zploštění, to jest rozevírání lichoběžníků a tím ztrátám na nosnosti trojrozměrného roštu.

Jinou další výhodou řešení trojrozměrného roštu jeho doplňováním na místě jeho použití je, že do statické oblasti lichoběžníků, namáhané tahovým napětím, mezi nosné pruty jádra, respektive polotovaru, roštu je vložen a uchycen alespoň jeden přídavný přímý nosný prut, čímž takto doplněný rošt, respektive jeho polotovar dosáhne své staticky požadované celkové nosnosti, a jestliže je tento polotovar výztuží desky úplné, pak je nad svými podporami doplněn vložením pruhu dalšího jádra, respektive polotovaru identického tvaru a výšky lichoběžníků, to jest žeber.

Při určitých aplikacích trojrozměrného betonářského vyztuženého roštuje výnosné, aby všechna šikmá ramena všech a/nebo alespoň některých řad rovnoramenných lichoběžníků byla opatřena v rovině plochy jejich meandru nejméně jedním výstupkem pro uchycení podélného přídavného ztužujícího prutu S, který vyztužuje ramena lichoběžníků. Tímto opatřením lze dále zvýšit statickou i ekonomickou efektivnost použití trojrozměrného betonářského výztužného roštu a četnost jeho použití v praxi.

Je výhodné, je-li rozdělovači prut jádra, respektive polotovaru trojrozměrného roštu zohýbán meandrovitě tak, že všechny lichoběžníky meandru jsou shodné. Výhodou trojrozměrného betonářského výztužného roštu s takto zohýbanými rozdělovacími pruty jeho jádra je univerzálnost a maximální četnost jeho použití v praxi a rovněž jednoduchost jeho výroby.

S výhodou je tvar rovnoramenného lichoběžníka meandricky zohýbaného rozdělovacího prutu jádra trojrozměrného betonářského vyztuženého roštu stanovena tak, že úhel mezi jeho delší pomyslnou základnou a jeho ramenem je 45° až 85°, přičemž délka ramene ku kratší základně téhož lichoběžníkaje v rozsahu od 1,5:1 až 5:1.

Ještě výhodnější je, jestliže tvar rovnoramenného lichoběžníka meandricky zohýbaného rozdělovacího prutu jádra, respektive polotovaru trojrozměrného betonářského výztužného roštu, je stanoven tak, že úhel mezi jeho delší pomyslnou základnou a jeho ramenem je 60° až 78°, přičemž délka ramene ku kratší základně téhož lichoběžníkaje v rozsahu 2:1 až 5:1. Při určitém sklonu ramen a poměru jejich délky k délce kratší základny lichoběžníka v těchto rozmezích lze snadno jednoduchou statickou početní metodou přesně procentně stanovit nosný podíl části

-3 CZ 285054 B6 lichoběžníků jádra roštu, namáhané tahovým napětím, a tím určit podíl této části lichoběžníků meandricky zohýbaných rozdělovačích prutů a celkové nosnosti roštu určitého typu, umožňující stanovení nej vhodnějšího roštu podle způsobu jeho použití.

Jádro, respektive polotovar trojrozměrného betonářského výztužného roštu, to jest obsahující pouze rozdělovači pruty meandrovitě zohýbané, navařené zevně jádra roštu přes jeho podélné přímé nosné pruty, tvořící podélné hrany žeber jader roštů, lze podél těchto hran v určitých aplikacích použití jader roštu ohnout do otevřené nebo uzavřené křivky nebo do n-úhelníka, obsahujícího příslušný počet žeber s přímými nosnými pruty ve vertikální pozici.

Za účelem dosažení dvojsměmé křížové nosnosti trojrozměrného betonářského výztužného roštu připojuje se ke staticky určené vnější ploše jádra, namáhané tahovým napětím, namísto přídavných rozdělovačích prutů přímých, to jest pravoúhle napříč roštu nosná příčná výztuž a/nebo je k roštu uchycen další trojrozměrný rošt, pootočený o úhel 90° vůči roštu předešlému.

Trojrozměrný betonářský výztužný rošt je s výhodou postupně vyráběn ve dvou kvantitativně a kvalitativně lišících se fázích z normované betonářské ocele. V první výrobní fázi v podmínkách hromadné tovární výroby se automatizovaným procesem elektricky odporově svaří a/nebo chemickými pryskyřicemi slepí meandrovitě zohýbané rozdělovači pruty s přímými nosnými pruty do konfigurace podle tohoto vynálezu. Takto vyrobený polotovar, respektive jádro trojrozměrného betonářského výztužného roštu, má zaručený tvar svých podélných žeber, tvořených řadami shodných lichoběžníků meandrovitě zohýbaných rozdělovačích prutů spolu s přímými nosnými pruty a rovněž má zaručenou kvalitu křížových spojů svých rozdělovačích a nosných prutů a tím spoji nosnou kapacitu.

Ve druhé výrobní fázi, prováděné na místě použití trojrozměrného betonářského výztužného roštu, se jeho jádro na základě statického výpočtu v zóně jádra, namáhané tahovým napětím, pouze doplní na úplný trojrozměrný rošt požadované nosnosti navázáním rozdělovačích prutů přímých a přídavných nosných přímých prutů, a/nebo se k jádru namísto přímých nosných prutů naváže nosná příčná výztuž pro dosažení dvojsměmé nosnosti jádra, respektive polotovaru trojrozměrného betonářského výztužného roštu. Jestliže je jádro výztuží upnuté, pak je nad svými podporami doplněno vložením pruhu dalšího jádra identického tvaru a výšky lichoběžníků, to jest žeber, s jádrem předchozím.

Výhodou tohoto dvoufázového způsobu výroby trojrozměrného betonářského výztužného roštu je, že v první fázi vyrobené jádro, respektive polotovar roštu, se transportuje ekonomicky výhodným způsobem ve svazcích „na plocho“ a že relativně nízká váha jádra před jeho doplněním na staticky i fyzicky úplný trojrozměrný rošt umožňuje jejich použití na stavbách, nemajících k dispozici mobilní mechanická zvedací zařízení. Při tom doplňování jader roštů podle požadavku statického výpočtu na místě jejich použití neklade velké nároky na kvalifikaci pracovníků, neboť všechny přímé rozdělovači pruty a přídavné nosné pruty, potřebné k doplnění jader roštů, a/nebo jakýkoliv jiný druh přídavné výztuže, jsou s jádry roštů dodány v potřebných tloušťkách a délkách ve svazcích výrobcem jader roštů, což na místě použití těchto trojrozměrných roštů představuje úsporu na celkovém výrobním čase a snížení ztrát výztužného materiálu prostřihem, a je rovněž výhodné pro univerzálnost a maximální četnost použití trojrozměrných betonářských výztužných roštů.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresů, na kterých jednotka délkové míry nemá definovanou jmenovitou hodnotu a slouží pouze k vyjádření vzájemných délkových poměrů ramen a základen lichoběžníků meandrovitě zohýbaného rozdělovacího prutu 1 jádra trojrozměrného

-4CZ 285054 B6 betonářského výztužného roštu. Obrázky na výkresech jsou uspořádány v logickém sledu dvoufázové výroby roštu.

Obr. 1 až 7 znázorňují první, to jest hromadnou tovární výrobní fázi trojrozměrného betonářského výztužného roštu, to jest jeho jádra, respektive polotovaru.

Obr. 1 znázorňuje schematicky a detailně geometricky a staticky nejvýhodnější meandrovité zohýbání rozdělovačích prutů 1 čtyřech základních typů A, B, C, a D polotovaru, respektive jádra trojrozměrného betonářského výztužného roštu podle tohoto vynálezu, a rovněž znázorňuje obecně rovnoramenný lichoběžník v šířce jednoho žebra R roštu, vyjádřený symboly jeho proměnných.

Na obr. 2 je v příčném řezu žebrem R ukázána konfigurace rozdělovačích prutů 1 a nosných prutů 2 spolu s geometrií rovnoramenných lichoběžníků prutu 1 všech šesti statických typů A, B, C, D, E, a F polotovaru, respektive jádra trojrozměrného výztužného roštu podle tohoto vynálezu, a rovněž je ukázána pomocí pomocných, ramena lichoběžníků ztužujících, prutů S] v typu E a pomocných ztužujících prutů S? a S₈ typu F.

Obr. 3 v souvislosti s obr. 1 a obr. 2 schematicky znázorňuje vzrůstající hustotu žeber R na délkovou jednotku šířky polotovaru, respektive jádra trojrozměrného betonářského výztužného roštu podle tohoto vynálezu, vzrůstající od typu A po typu D, E a F, při zachování jednotné výšky v rovnoramenných lichoběžníků rozdělovačích prutů 1 u všech šesti typů roštu a při měnícím se poměru délky ramene h_w ku kratší základně b pro typ A, kde h^=2b. pro typ b, kde hw=3b, pro typ C, kde hw=4b, a pro typy D, E a F, kde h„=5b.

Obr. 4 ukazuje alternativu obr. 3, zachovávající jak jednotnou výšku v rovnoramenných lichoběžníků rozdělovačích prutů 1, tak stálý poměr délky ramen h_w lichoběžníků ku délce jejich kratších základen b v poměru h_w:b=2:1 u všech šesti typů roštu.

Obr. 5 ukazuje konfiguraci rozdělovačích prutů 1 a nosných prutů 2 jádra trojrozměrného betonářského výztužného roštu, která je podstatou tohoto vynálezu.

Obr. 6 ukazuje konfiguraci rozdělovačích prutů 1 a nosných prutů 2 v příčném řezu jádrem téhož roštu, spolu se symboly všech jeho proměnných.

Obr. 7 ukazuje ekonomicky výhodný způsob skladování a hromadného transportu jader trojrozměrných betonářských výztužných roštů.

Obr. 8 až 15 znázorňují druhou - manuální výrobní fázi trojrozměrného betonářského výztužného roštu, prováděnou na místě použití roštu.

Obr. 8. znázorňuje v příčném řezu roštem způsob doplňování, to jest zkompletování polotovaru, respektive jádra trojrozměrného betonářského výztužného roštu, na staticky a fyzicky úplný rošt vložením a uchycením přímých rozdělovačích prutů 3 a nosných přídavných prutů 4 do jejich příslušné konstrukční pozice v konfiguraci roštu.

Na obr. 9 je v axonometrickém pohledu ukázán polotovar, respektive jádro trojrozměrného betonářského výztužného roštu po jeho doplnění, to jest zkompletování na staticky a fyzicky úplný trojrozměrný betonářský výztužný rošt podle tohoto vynálezu.

Na obr. 10 je příčný řez okrajovou částí roštu, doplněného podle obr. 9, ukazující, že přídavné rozdělovači přímé pruty 3 a rovněž nosné přídavné pruty 4 jsou k trojrozměrnému betonářskému výztužnému roštu uchycované pouze k jeho staticky a funkčně určené ploše, namáhané tahovým napětím.

-5 CZ 285054 B6

Na obr. 11 a 12 je ukázán způsob podélného a příčného spojování trojrozměrných betonářských výztužných roštů jejich přesahem provedeným podle noremních předpisů, platných pro ostatní existující druhy betonářské tyčové výztuže.

Obr. 13 znázorňuje možnost změny typické jednosměrné nosnosti polotovaru, respektive jádra trojrozměrného betonářského výztužného roštu, na nosnost dvoj směrnou křížovou uchycením přídavné příčné výztuže ke staticky a funkčně určené ploše roštu, namáhané takovým napětím, případně i k jeho opačné ploše, namáhané napětím tlakovým.

Na obr. 14 a 15 průřezů betonových sloupů je ukázáno možné použití polotovaru, respektive jádra trojrozměrného betonářského výztužného roštu - bez jeho doplnění rozdělovacími přímými pruty 3 a nosnými přídavnými pruty 4 svinutím čtyř, respektive pouze tří podélných žeber R roštu do uzavřeného čtyřúhelníku, respektive trojúhelníku podél nosných prutů 2 jádra roštu.

Příklady provedení vynálezu

Trojrozměrný betonářský výztužný rošt podle obr. 1 až 15, vizuálně charakteristický svými podélnými žebry R, mezinárodními dálničními dopravními předpisy výrobní šířky omezené na maximálně 2400 mm a volitelné nosné výrobní délky, odpovídající modulu konstrukční návrhové sítě do maximálního rozponu = 6000 mm, je v konfiguraci svých prvků podle tohoto vynálezu vyráběn z určitého počtu hladkých a/nebo vroubkovaných prutů normalizované betonářské ocele jako smíšená konstrukce, to jest ve dvou kvantitativně a kvalitativně odlišných výrobních fázích. V první výrobní fázi, znázorněné na obr. 1 až 7, je tento trojrozměrný rošt hromadně továrně vyráběn jako polotovar, respektive jádro roštu ze dvou prvků, to jest z rozdělovačích prutů 1 a přímých vzájemně rovnoběžných nosných prutů 2, délky rovnající se nosné délce roštu a délce jeho uložení, vzájemně pevně spojených automatizovaným procesem elektrického odporového svařování, umožňujícím rovněž sváření tenkých ocelových prutů, a/nebo továrně slepených chemickými pryskyřicemi, jejichž použití ovšem vylučuje výrobu, transport a použití roštů za teplot pod bodem mrazu.

Rozdělovači pruty 1 jsou průběžně po celé délce, rovnající se šířce roštu, za studená zohýbány do lichoběžníkové meandru, v jehož ploše ležící lichoběžníky jsou rovnoramenné a shodné v celém rozsahu každého jednotlivého trojrozměrného betonářského výztužného roštu podle tohoto vynálezu, přičemž jednotlivé sousední lichoběžníky každého zohýbaného rozdělovacího prutu 1 jsou vzájemně o 180° pootočeny, to jest jsou protilehlé, takže jejich společná šikmá ramena jsou vždy v celé délce totožná. Přitom s pomyslnou delší základnou c lichoběžníků sevřený úhel Θ a poměr délky ramene h_w lichoběžníka k délce jeho kratší základny b určují statický a výrobní typ polotovaru, respektive jádra roštu.

Čtyři základní typy trojrozměrného betonářského výztužného roštu podle tohoto vynálezu, označené písmeny A, B, C, D a dva modifikované typy E a F, znázorněné na obr. 1, obr. 2 a obr. 3, jsou vyráběny jako polotovar, respektive jádro těchto typů roštu podle následujících tabulek č. 1 a č. 2:

-6CZ 285054 B6

Tabulka č. 1

Typy A, B, C, D, E a F, příslušné velikosti jejich úhlů Θ a poměry délek hlavních proměnných v, h_w, b, c.

Typ	ž Θ	v	b	h_w	c
A	60°	1,73	1,0	2,0	3,0+dvojice podélných nosných prutů 2 - podle obr. 2A,
B	70°	2,83	1,0	3,0	3,0+dvojice podélných nosných prutů 2 - podle obr. 2B,
C	75°	3,88	1,0	4,0	3,0+dvojice podélných nosných prutů 2 - podle obr. 2C,
D	78°	4,90	1,0	5,0	3,0+dvojice podélných nosných prutů 2 - podle obr. 2D,
E	78°	4,90	1,0	5,0	3,0+dvojice podélných nosných prutů 2, + 30Sj - podle obr. 2E + 2 pomocné podélné ztužující pruty S_t uchycené vně podél stran žeber R - ve výše h_w:2,
F	78°	4,90	1,0	5,0	3,0+dvojice podélných nosných prutů 2 + 30S₂ - podle obr. 2F + 2 pomocné podélné + 30S₃ ztužující pruty S₇uchycené vně podél stran žeber R - ve výšce h_w:3 a + pomocné podélné ztužující pruty S₃ uchycené ve výšce v=h_w: 2/3.

Symboly proměnných v tabulce č. 1 a v následující tabulce č. 2 a v obr. 1 až 15:

ž Θ - sevřený úhel theta ramene h_w lichoběžníka s pomyslnou základnou c, to jest šikmost ramene lichoběžníka, respektive žebra R, v - výška, respektive hloubka lichoběžníků, respektive žeber R, h_w - délka skloněného, to jest šikmého ramene lichoběžníka, respektive žebra R, b - délka kratší základny lichoběžníka, c - délka pomyslné delší základny lichoběžníka, r = a - doplňkový úhel alfa k úhlu Θ theta, jejichž počet bude vždy = 180° e=R - osová vzdálenost sousedících lichoběžníků stejné orientace, to jest žeber R, t - profil 0 rozdělovacího prutu 1 jádra roštu, m - rozteč lichoběžníkově zohýbaných rozdělovačích prutů 1 podél jádra roštu,

W - výrobní šířka jádra roštu, respektive nerozvinuté délka rozdělovačích prutů 1 a délka rozdělovačích přímých prutů 3,

L - výrobní délka jádra roštu, respektive délka nosných prutů 2 a přímých nosných přídavných prutů 4,

Sj, S₂ S₃ - pomocné podélné ztužující pruty jádra roštu typu E a F, tloušťky t - stejné nebo menší než 0 rozdělovacího prutu 1 a délky identické s délkou L jádra roštu.

Na obr. 2E a 2F ukázané pomocné podélné ztužující pruty Sj, S₂, S₃ typu E a F polotovaru, respektive jádra trojrozměrného roštu, jsou v první fázi bodově přivařena a/nebo nalepeny na 1,50S dlouhé vyčnívající a/nebo vybíhající výstupky, provedené v rovině meandru ohnutím za studená v každém šikmém ramenu lichoběžníků rozdělovacího prutu 1 v jeho příčných výškách podle obr. 2E a 2F, a to u jader roštu s velkou výškou lichoběžníků jejich žeber R.

Vzrůst nosnosti, smykové a torzní odolnosti a celkové tuhosti, snižující průchod jádra trojrozměrného roštu, závisející především přímo na vzrůstu hustoty, to jest na zvýšení počtu nosných žeber R na délkovou jednotku šířky trojrozměrného roštu, závislém na typu jeho jádra, to jest na velikosti úhlu Θ, je ukázán v tabulce č. 2, vzniklé z tabulky č. 1 zachováním jednotlivé

CŽ 285054 B6 výšky v = 1,0 pro všechny typy A, B, C, D, E a F jádra trojrozměrného roštu. Tabulka č. 2 obsahuje rovněž výrobní údaje o délkových proporcích ramen h_w lichoběžníků v poměru ku kratší základně b lichoběžníkového průřezu žeber R jádra roštu, podle kterého pro všechny typy jader roštů platí obecně vyjádřeny vztah lR=2(hw+b).

Tabulka č. 2

Typ	Ž Θ	v	h_w	b	R	Ir-2(h_w+b)	Jr R	Ir 2R
A	60°	1,0	1,1561	0,578	4b_A=2,31214	3,4682	1,5	0,75
B	70°	1,0	1,0601	0,3534	4b_B= 1,41343	2,82692	2,0	1,0
C	75°	1,0	1,0309	0,2577	4b_c= 1,03 092	2,5773	2,5	1,25
D	78°	1,0	1,0204	0,2041	4b_D=0,8163	2,44896	3,0	1,5
E	78°	1,0	1,0204	0,2041	4b_E=0,8163 + 30S,	2,44896	3,0	1,5
F	78°	1,0	1,0204	0,2041	4b_F=0,8163 +30S₂ +30S₃	2,44896	3,0	1,5

kde

1_R - rozvinutá - to jest napřímená délka - do lichoběžníkových meandrů zohýbaných rozdělovačích prutů 1 jádra trojrozměrného roštu podle tohoto vynálezu, to jest délka která vzrůstá s typem jádra roštu do minima pro typ A po maximum, společně pro typy D, E a F,

Ir — - koeficient, udávající poměr celkové rozvinuté délky jednoho žebra R k jeho šířce R=4b, R potřebný ke stanovení celkové hmotnosti, to jest váhy 1 m² vyrobeného jádra podle jeho typu,

Ir — - koeficient podle typu vyrobeného jádra roštu, sloužícího pro stanovení délky lichoběžní2R kově meandrovitě zohýbané části rozdělovacího prutu J, nacházející se v oblasti namáhané tahovým napětím, to jest stanovení proporce části rozdělovacího prutu 1, spolupůsobící s nosnou výztuží jádra roštu podle jeho typu.

Tyto tři údaje, to jest délka ]r a poměry proměnných 1r:R, nezbytné pro ekonomicky vhodný statický návrh a výrobu všech uvedených typů i netypizovaných jader trojrozměrných roštů, zhotovených podle tohoto vynálezu, současně ukazují hmotnostní, to jest váhový vliv, respektive důležitost doplňování nosné a rozdělovači výztuže jádra roštu až na místě jeho upotřebení, to jest ve druhé fázi jeho výroby, kde vlastní akt doplňování roštu jako ocelové konstrukce smíšené je změnou kvantitativní a způsob provedení doplňování pouze navazováním dalších prutů výztuže je z hlediska statického změnou kvalitativní.

Druhá fáze výroby trojrozměrných betonářských výztužných roštů - podle nároku 10 - je znázorněna na obr. 8 až 15.

Ve druhé fázi výroby, to jest doplnění/dokompletování polotovaru, respektive jádra, na staticky a fyzicky úplný trojrozměrný betonářský výztužný rošt na místě jeho použití, musí být k ploše jádra roštu, namáhané tahovým napětím, navázány v pravidelných roztečích rozdělovači přímé pruty 3, délky rovnající se šířce trojrozměrného roštu a počtu a profitu t obvykle stejného jako

-8CZ 285054 B6 rozdělovači pruty 1, přičemž úhrnná průřezová plocha Fa rozdělovačích prutů 3 a prutů 1 by se měla rovnat 10 % až 15 % celkové průřezové plochy nosné výztuže vyráběného betonového prvku.

Poté následuje navázání nosných přídavných prutů 4, délky rovnající se výrobní délce jádra roštu, vložených pouze do dna lichoběžníků v oblasti roštu, namáhané tahovým napětím, přičemž průřez t přímých nosných přídavných prutů 4 smí být pouze o 2 mm tlustší než nosné pruty 2 a mezi pruty 2 a 4 musí být dodržena normami předepsaná rozteč, což může vyžadovat modifikaci výrobní délky kratší základny b lichoběžníků rozdělovačích prutů L

Kvůli zabezpečení navržené nosnosti vyztužované betonové konstrukce jsou výrobcem na místo doplňování jader roštu dodávány svazky příslušně dlouhých přímých rozdělovačích prutů 3 a přímých nosných přídavných prutů 4 vhodného profilu.

Veškerá vyrobená jádra trojrozměrných betonářských výztužných roštů musí být výrobcem na trvanlivých přívěskách označena mezinárodním slovním označením „3D-mat“ používaným ve statických výpočtech, na výkresech a ostatních dokumentech - a typovým písmenem a číslem výrobcova výrobního programu, to jest katalogu, pod kterýmžto označením budou jádra trojrozměrného roštu jejich výrobcem kvalitativně garantována/zaručena.

Všechny pruty 1, 2, 3, 4, resp. S_b S₇ a S₃ a rovněž jakákoliv další použitá přídavná výztuž nosná a rozdělovači, užitá na příklad jako výztuž, měnící trojrozměrný rošt, který je pouze jednosměrně nosný, na dvojsměmě křížově nosný, musí být stejné normové kvality, to jest nosností jako základní trojrozměrný betonářský výztužný rošt, ke kterému tato další přídavná výztuž byla navázána.

Veškeré navazování výztuže k základnímu jádro trojrozměrného betonářského výztužného roštu může být provedeno železným měkkým za studená taženým černým vázacím drátem.

Zkoušení kvality svarů jader roštů bude prováděno v laboratorních podmínkách pověřenými orgány a/nebo pod jejich dohledem výrobcem jader roštů.

Statický výpočet jader roštů a zkompletovaných trojrozměrných betonářských výztužných roštů, použitých jako samostatné ocelové konstrukce, to jest bez kombinace s betonem, může být proveden podle modifikovaných vzorců, běžně používaných pro výpočet lichoběžníkově lomených nosných tenkých podlahových plechů.

Průmyslová využitelnost

Pro typizaci vhodný trojrozměrný betonářský výztužný rošt podle tohoto vynálezu je určen především jako výztužný materiál betonových konstrukcí a prefabrikátů všeho druhu jak pro účely civilní, to jest hlavně stavby pozemní, ale rovněž stavby mostní a podzemní, tak i pro účely vojenské, bezpečnostní a dočasné, kde se tento trojrozměrný rošt vzhledem ke svému zformování do podélných nosných žeber lichoběžníkového průřezu uplatní rovněž bez kombinace s betonem, to jest samostatně jako ocelová nosná konstrukce, čili jako hotový výrobek.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Konstrukční jádro trojrozměrného betonářského výztužného roštu, sestávající z rozdělovačích a nosných prutů, kde rozdělovači pruty jsou po celé své délce zohýbány do tvaru meandru, skládajícího se z řady neúplných rovnoramenných lichoběžníků s rameny (h_w), kratšími základnami (b) a pomyslnými delšími základnami (c), všechny tyto rovnoramenné lichoběžníky jsou umístěny v téže rovině střídavě vzájemně protilehle tak, že společná šikmá ramena dvou sousedních rovnoramenných lichoběžníků jsou vždy po celé své délce totožná, vyznačující se tím, že krozdělovacím prutům (1), které mají nerozvinutou délku rovnající se šířce (W) roštu, jsou připevněny v místě všech vrcholů rovnoramenných lichoběžníků na vnitřním povrchu těchto rozdělovačích prutů (1) přímé nosné pruty (2), které mají délku rovnající se délce roštu, přičemž rozdělovači pruty (1) a nosné pruty (2) dohromady tvoří podélná žebra (R ) roštu, kratšími základnami (b) svých rovnoramenných lichoběžníků vzájemně střídavě orientovaná.
2. Konstrukční jádro podle nároku 1, vyznačující se tím, že jsou alespoň na jedné ploše roštu, v rovině kratších základen (b) rovnoramenných lichoběžníků, mezi rozdělovacími pruty (1) vloženy a k nosným prutům (2) uchyceny rozdělovači přímé pruty (3), jejichž délka je rovna šířce (W) roštu.
3. Konstrukční jádro podle nároku la 2, vyznačující se tím, že alespoň na jedné ploše roštu je mezi nosné pruty (2) vložen a uchycen alespoň jeden přímý nosný přídavný prut (4), jehož délka je rovná délce roštu a nad podporami je do roštu vložen prut identického roštu.
4. Konstrukční jádro podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že ramena rovnoramenných lichoběžníků nejméně jedné z podélných řad lichoběžníků, uspořádaných v roštu do žeber (R), jsou opatřena alespoň jedním výstupkem pro připevnění pomocného ztužujícího prutu (S), jehož délka se rovná délce roštu.
5. Konstrukční jádro podle nároku 1 až 4, vyznačující se tím, že kratší základny (b) rovnoramenných lichoběžníků rozdělovačích prutů (1) jsou stejně velké.
6. Konstrukční jádro podle nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že úhel (Θ) mezi pomyslnou delší základnou (c) a ramenem (h_w) rovnoramenného lichoběžníka rozdělovačích prutů (1) je 45° až 85°, přičemž délka ramene (h_w) ku kratší základně (b) je v rozsahu od 1,5:1 až do 5:1.
7. Konstrukční jádro podle nároku 6, vyznačující se tím, že úhel (Θ) mezi rameny (h_w) a pomyslnou delší základnou (c) rovnoramenného lichoběžníka rozdělovačích prutů (1) je 60° až 78°, přičemž délka ramene (h_w) ku délce kratší základny (b) je v rozsahu od 2:1 až do 5:1.
8. Konstrukční jádro podle nároku 1, 3, 4, 5, 6 nebo 7, vyznačující se tím, že žebra (R) roštu jsou rovnoběžně podél nosných prutů (2) roštu ohnuta do otevřené nebo uzavřené křivky nebo do n-úhelníku.
9. Konstrukční jádro podle kteréhokoliv z nároku laž7, vyznačující se tím, že alespoň v jedné ploše roštu je kolmo na nosné pruty (2) uchycena nosná příčná výztuž pro

-10CZ 285054 B6 dosažení obousměrně křížově prostorové nosnosti, a/nebo je k roštu uchycen další trojrozměrný rošt, pootočený o úhel 90° vůči roštu předešlému.
10. Způsob výroby konstrukčního jádra trojrozměrného betonářského výztužného roštu podle 5 některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že v první výrobní fázi se v podmínkách tovární výroby z normalizované betonářské výztužné ocele automatizovaným procesem elektricky odporově svaří a/nebo slepí meandrovitě zohýbané rozdělovači pruty (1) s nosnými pruty (2), načež ve druhé fázi výroby, prováděné na místě použití trojrozměrného betonářského výztužného roštu, se k ploše namáhané v konstrukci tahovým napětím uchytí io vázáním přímé rozdělovači pruty (3) a přímé nosné přídavné pruty (4) a/nebo příčná nosná výztuž podle nároku (9).