PL80693B1 - Reinforcing mat structure for planar concrete construction units[US3914915A] - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: Bau-Stahlgewebe G.m.b.H. Diisseldorf-Oberkassel (Republika Federalna Niemiec) Uklad zbrojeniowy do plaskich, betonowych elementów konstrukcji budowlanych Przedmiotem wynalazku jest uklad zbrojeniowy do plaskich, betonowych elementów konstrukcji bu¬ dowlanych, skladajacy sie z siatek zbrojeniowych, ulozonych na zakladke i wykonanych z podluznych i poprzecznych pretów, krzyzujacych sie pod katem prostym d: polaczonych ze soba w punktach ich skrzyzowania, korzystnie przez zespawanie.Znane plaskie elementy budowlane z betonu, na przyklad plyty stropowe sa zbrojone za pomoca po¬ jedynczych pretów lub za pomoca siatek zbroje¬ niowych. Przy zbrojeniu pojedynczymi pretami mozliwe jest ustalenie z dowolna dokladnoscia za¬ danych przekrojów stali zbrojeniowej na drodze obliczen statycznych.W celu uzyskania okreslonego przekroju stali zbro¬ jeniowej zmniejsza sie lub zwieksza odleglosc po¬ szczególnych pretów o tej samej srednicy. Jezeli zmniejszenie lub zwiekszenie odleglosci nie daje efektu lub jest niemozliwe, to wówczas mozna za¬ stosowac równiez prety o innym przekroju. Dzieki temu, kazda czesc budowlana moze byc statycznie i konstrukcyjnie prawidlowo uzbrojona. Zbrojenie poszczególnymi pretami ma jednak te wade, ze wy¬ maga duzego nakladu pracy, poniewaz kazdy po¬ szczególny pret musi byc osobno wstepnie przygo¬ towany i wbudowany.Znane sa równiez plaskie elementy budowlane zbrojone siatkami zbrojeniowymi. Maty te posiadaja dwie warstwy krzyzujacych sie ze soba pretów — podluznych i poprzecznych — które w punktach il 15 to 23 30 skrzyzowania polaczone sa ze soba najczesciej przez spawanie punktowe. Ze wzgledu na produkcje i transport tych mat, nie moga one byc wytwarzane w dowolnych wymiarach. Dlatego, w celu zbrojenia nimi czesci budowlanej uklada sie je obok siebie, a dla umozliwienia przenoszenia sil z pretów jednej siatki' na prety drugiej musza byc ukladane na za¬ kladke.Zaleta tego rodzaju zbrojenia jest mozliwosc wy¬ twarzania jednostek zbrojeniowych o duzej po¬ wierzchni, o dokladnych wymiarach i w sposób bardziej oplacalny. Z uwagi na to, ze odpadaja tu prace, które musza byc wykonane przy zbrojeniu za pomoca pojedynczych pretów, a mianowicie takie prace jak zginanie, dokladne rozmieszczenie i po¬ laczenie, przeto siatki zbrojeniowe moga byc wy¬ twarzane szybko i dokladnie, a proces ich wytwa¬ rzania moze byc latwo zmechanizowany. Ponadto trwale polaczenie krzyzujacych sie pretów daje doskonale polaczenie pomiedzy zbrojeniem a beto¬ nem.Z wyzej wymienionymi zaletami betonowych ele¬ mentów budowlanych zbrojonych siatkami laczy sie jednak pewna niedogodnosc, a mianowicie ta, ze przekrój stali pretów podluznych i poprzecznych musi byc juz wstepnie ustalony przy produkcji sia¬ tek zbrojeniowych, w zaleznosci od szerokosci zbro¬ jenia. Ustalenia te dotycza oddalenia poszczególnych pretów stalowych od siebie, jiak tez ich przekrojów.Z biegiem czasu, przy uwzglednieniu oferowanych 8069380 693 3 przez przemysl hutniczy przekrojów pretów zbroje¬ niowych, odleglosci pomiedzy pretami ulegly znor¬ malizowaniu w ten sposób, ze stosowane sa tylko odleglosci 50 mm i wielokrotnosc, jak tez 75 mm i wielokrotnosc. Wybór odleglosci jest równiez ogra¬ niczony przez to, ze prety nosne moga byc od siebie oddalone na najwieksza odleglosc 200 mm, a prety poprzeczne moga byc oddalone od siebie na od¬ leglosc 333 mm.Przy tych zalozeniach w zakresie przekrojów pretów od 0,84 do 7,54 cm2 wystepuje na przyklad 18 róznych typów siatek zbrojeniowych. W celu zwiekszenia zakresu przekrojów, stosowano dawniej równiez prety podwójne, skladajace sie z dwóch scisle jeden obok drugiego umieszczonych pretów, dzieki czemu zakres przekrojów zostal zwiekszony do 15,08 cm2, a ilosc typów siatek zwiekszyla sie do 36.Duza ilosc typów siatek i duza ilosc przekrojów pretów potrzebnych do ich wytworzenia wplywa znacznie na koszty produkcji siatek zbrojeniowych i nie pozwala na automatyzacje produkcji. Ogólne koszty równiez wzrastaja ze wzgledu na skladowa¬ nie i przechowywanie zapasu siatek. Pomimo tego, wymieniona ilosc 36 róznych typów siatek nie wy¬ starcza w wielu przypadkach w praktyce dla eko¬ nomicznego zbrojenia konstrukcji. Dlatego czesto stosuje sie siatki zbrojeniowe w dwóch warstwach, jedna nad druga, w celu podwojenia ilosci przekro¬ jów stali zbrojeniowej i ilosci typowymiarów sia¬ tek, a przez kombinacje róznych typowymiarów siatek uzyskuje sie dalsze zróznicowanie przekrojów.Wyzej wymienione czynnosci znacznie zwiekszaja koszty zwiazane z ukladaniem siatek przy wytwa¬ rzaniu elementów prefabrykowanych. W celu usu¬ niecia tych niedogodnosci stosuje sie tak zwane zbro¬ jenie schodkowe. Ma to miejsce zwlaszcza w przy¬ padku zbrojonych plyt betonowych o parabolicznym rozkladzie momentów, w których maksymalny przekrój zbrojenia wymagany w srodku plyty byl stosowany na calej jej powierzchni, do samej kra-, wedzi chociaz w tym miejscu tak duzy przekrój nie byl wcale potrzebny. W zbrojeniach tego typu sto¬ sowano druga siatke krótsza od pierwszej, co powo¬ dowalo dalsze zwiekszenie ilosci typowymiarów.Inny problem wystepujacy przy zbrojeniu siatka¬ mi polega na tym, ze w celu dobrego przenoszenia sil kolejne siatki musza sie wzajemnie pokrywac.Jesli poszczególne siatki zbrojeniowe posiadaja na calej swej dlugosci prety o jednakowym przekroju to na odcinku, na którym siatki sie pokrywaja wy¬ stepuje podwójna ilosc pretów niz to wynika z po¬ grzeb wytrzymalosciowych. Prowadzi to do nadmier¬ nego nie odpowiadajacego rzeczywistym potrzebom zuzycia pretów zbrojeniowych.Znane sa rózne propozycje zmierzajace do uni¬ kniecia z koniecznosci stosowania wielu przekrojów w obszarze pokrywania sie siatek. Jedna ze zna¬ nych propozycji polega na tym, ze aby obszary brzegowe siatek skladaly sie z pretów podluznych o przekroju równajacym sie polowie przekroju preta, umieszczonego w obszarze srodkowym siatki.Dzieki temu, przy pokryciu, dwa, majace polowe przekroju preta normalnego prety podluzne, lezace jeden na drugim, daja normalny przekrój preta 4 i równomierne zbrójeniie poprzez cala szerokosc elementu zbrojonego.. Celem wynalazku jest usuniecie wymienionych wad zbrojen siatkowych. 5 Dla osiagniecia tego celu postawiono sobie za za¬ danie opracowac uklad zbrojeniowy z siatek z za¬ chowaniem zalet zbrojenia za pomoca pojedynczo ukladanych pretów i jednoczesnym wyeliminowa¬ niem wad tego typu zbrojenia. 10 Zadanie to zostalo rozwiazane wedlug wynalazku w ten sposób, ze oprócz siatek zbrojeniowych sta¬ nowiacych tak zwane zbrojenie 'podstawowe, umie¬ szczone sa w drugiej warstwie waskie pasma siatki, zawierajace przynajmniej dwa prety podluzne, po- 15 laczone pretami poprzecznymi w takim odstepie jedna od drugiej, ze powstale przez to miejscowe skupienie przekrojów jest równomiernie rozdzielone na calej szerokosci zbrojenia i jest doliczone do przekroju pretów zbrojenia podstawowego. 20 W ukladzie zbrojenia wedlug wynalazku zbroje¬ nie podstawowe sklada sie z siatek zbrojeniowych, które maja staly przekrój pretów na calej szero¬ kosci maty, a przekrój waskich pasm siatki odpo¬ wiada mniej wiecej temu przekrojowi, który istnie- 25 je w obszarze nalozenia na siebie dwóch sasiednich siatek zbrojenia podstawowego, stanowiacym zlacze.Zbrojenie podstawowe moze sie jednak skladac równiez z takich siatek zbrojeniowych, które w ulo¬ zonym zbrojeniu posiadaja staly przekrój pretów 30 na calej szerokosci zbrojenia, a pomiedzy dwoma zlaczami mat moga byc umieszczone przynajmniej dwa pasma siatek, przy czym odleglosc srodkowych linii wzdluznych tych pasm od srodkowych linii wzdluznych zlacza siatek wynosi polowe odleglosci 35 pomiedzy liniami srodkowymi dwu sasiednich pasm.W celu wlaczenia w ten uklad zbrojenia roz¬ dzielczego, celowym jest, aby waskie pasma siatek przebiegaly w obydwu kierunkach nosnych zbro¬ jonej czesci budowlanej tak, aby krzyzowaly sie one 40 wzajemnie.Jest przy tym wystarczajace, aby prety wzdluzne waskich pasm siatek byly polaczone tylko drutami poprzecznymi, zabezpieczajacymi prety przed zmia¬ na ich polozenia. 45 Waskie pasma siatek moga byc równiez odpo¬ wiednio do przebiegu momentu zginajacego skró¬ cone i / lub odgiete w strone górnej czesci zbrojo¬ nego elementu budowlanego.Zaleta ukladu zbrojeniowego wedlug wynalazku 50 jest przede wszystkim to, ze siatki zbrojeniowe ulo¬ zone w pierwszej dolnej warstwie maja przekrój, stanowiacy tylko zbrojenie podstawowe, który musi przebiegac od podpory do podpory, podczas gdy w drugiej górnej warstwie utworzonej z waskich 55 pasm siatki uzyskuje sie przekrój zadany w danym miejscu plyty zbrojonej. Dzieki ukladowi dru¬ giej warstwy siatek skladajacych sie z waskich pasm maty mozna uzyskac róznorodnosc przekro¬ jów zbrojenia az do podwójnej wartosci przekroju 60 pierwszej warstwy siatek czyli zbrojenia podstawo¬ wego w zaleznosci od ich ilosci i wzajemnej od¬ leglosci.Przez podzial przekroju zbrojenia na zbrojenie podstawowe i zbrojenie dodatkowe, skladajace sie 65 z waskich pasm, zwieksza sie nie tylko mozliwosc80693 5 kombinacji; a tym samym zmniejsza sie ilosc typo- wymiarów sBatek lecz takze upraszcza sie produk¬ cje i magazynowanie siatek. W ten sposób za po¬ moca malej ilosci znormalizowanych typowymia- rów siatek zbrojenia -podstawowego oraz równiez malej ilosci typowymiarów waskich pasm zbroje¬ nia dodatkowego mozna pokryc zaKges przekrojów od okolo 1,0 4,50 orf/m.Gdy na przyklad do zbrojenia elementu kon¬ strukcji budowlanej zbrojonej jednoosiowo za po¬ moca znanych siatek zbrojeniowych, dla zakresu przekrojów od 0,92 do 22,02 cm2/m, potrzeba 24 róznych typowymiarów siatek z których kazdy ma 24 róznych przekrojów. Wskutek tego, ze zada¬ ne przekroje stald rzadko tylko odpowiadaja uprze¬ dnio ustalonemu szeregom przekrojów, a zbrojenia dolne sa niezastapione ze wzgledu na statecznosc budowli, przeto musza byc zastosowane zbrojenia dodatkowe.Stosowanie tych podwójnych zbrojen w obecnie znanych ukladach zbrojen waha sie w granicach od 10 do 20%.Wedlug wynalazku w celu uzyskania takiego sa¬ mego zakresu przekrojów, potrzeba jest tylko 6 ty¬ powymiarów siatek oraz 5 typowymiarów pasm do¬ datkowych, ulozonych na przyklad w odstepach 1,0; 0,90; 0,80; 0,70; 0,00 i 0,50 mm i rozlozonych na calej szerokosci zbrojenia podstawowego, mozna uzyskac 6X6X5 = 180 róznych przekrojów.Podczas gdy dla obecnie stosowanego systemu zbrojen potrzeba 18 róznych srednic pretów, to przy zbrojeniu wedlug wynalazku potrzeba tylko 6 róz¬ nych srednic pretów, poniewaz typowymiary sia¬ tek zbrojenia podstawowego moga zawierac takie same prety jak typowymiary pasm zbrojenia do¬ datkowego.Uklad zbrojenia wedlug wynalazku eliminuje równiez wade dotychczas stosowanych ukladów po¬ legajaca na tym, ze zaleznie od tego czy czesc bu¬ dowlana zbrojona jest jednoosiowo, czy tez dwu¬ osiowo, musza byc zastosowane rózne ilosci zbro¬ jenia rozdzielczego. Najmniejsze zbrojenie rozdziel¬ cze, przy plytach zamocowanych jednoosiowo, wy¬ nosi 20% przekroju preta zbrojenia nosnego. Aby uzyskac w 100% potrzebne wartosci posrednich przekrojów w plytach zbrojonych dwuosiowo, wy¬ konywane sa rózne typowymiary siatek, w których jako zbrojenie rozdzielcze przewidziane sa prze¬ kroje pretów podluznych w okolo 40, 60, 80 i 100%.Dzieki temu powieksza sie jednak jeszcze bardziej róznorodnosc typowymiarów siatek.Za pomoca ukladu zbrojeniowego wedlug wyna¬ lazku mozna uzyskac, przy zastosowaniu szesciu wymienionych róznych typów siatek zbrojenia pod¬ stawowego i pieciu róznych typowymiarów pasm zbrojenia dodatkowego dowolne przekroje pretów nie tylko w jednym kierunku, lecz równiez w dwóch prostopadlych do siebie kierunkach.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na zalaczonym rysunku, na któ¬ rym fig. 1 przedstawia fragment znanego ukladu zbrojenia przy zastosowaniu siatek zbrojeniowych o stalym przekroju pretów, fig. 2 — podobny uklad zbrojenia jak na fig. 1, pozwalajacy na uzyskanie równomiernego zbrojenia na calej szerokosci ukla- 6 du, fig. 3 — waskie pasma zbrojenia dodatkowego wedlug wynalazku w przekroju, fig. 4 i 5 — be¬ tonowe elementy konstrukcji budowlanej zbrojonej ukladem zbrójendowym wedlug wynalazku, w prze¬ kroju; fig. 6 i fig. 7 — schematy róznych ukladów 5 pasm zbrojenia dodatkowego wzgjedem zbrojenia podstawowego.Fig. 1 przedstawia wycinek przekroju znanego ukladu zbrojeniowego. Siatki zbrojeniowe 1 skla¬ daja sie tu z pretów poprzecznych Z i z pretów w wzdluznych 8, przy czym prety wzdluzne S; maja jednakowa srednice na calej szerokosci siatki 1 sa oddalone od siebie na te sama odleglosc, z tym, ze w ukladzie tym dwie sasiednie siatki zachodza na siebie na szerokosc jednej podzialki, a prety 15 wzdluzne 3 sa w tym miejscu podwójne, co prowa¬ dzil do miejscowych skupien przekrojów.W znanym równiez ukladzie zbrojeniowym, przedstawionym na fig. 2, w obszarach brzegowych siatek 4, w obrebie obszaru pokrywania sie obu 20 warstw znajduja sie prety podluzne 5, których przekrój jest o polowe mniejszy od przekroju pre¬ tów podluznych 6, znajdujacych sie w pozostalej czesci siatikL Dzieki temu ukladowi uzyskuje sie równomierne zbrojenia równiez w obszarze pokry- 25 wania sie pretów.Fig. 3 przedstawia rózne przyklady wykonania pasm zbrojenia dodatkowego wedlug wynalazku.Pasmo 7, przedstawione na* fig. aa sklada sie z dwóch pretów podluznych 8, ulozonych w odleg- so losci b wzgledem siebie. Prety wzdluzne 8 sa tu ze soba polaczone za pomoca poprzecznych 9. Po¬ laczenie to moze byc wykonane przez zespawanie, klamrowanie za pomoca klamer metalowych lub klamer z tworzywa sztucznego, albo przez sklejenie 35 za pomoca tworzywa sztucznego. Polaczenie to moze byc równiez odporne na sefrianie, poniewaz druty poprzeczne moga byc zakotwione w betonie, lub moga sluzyc tylko do zabezpieczenia polozenia pre¬ tów podluznych 8. «o Jak widac z figur Sb i tfg. 3c, jeden lub obydwa prety wzdluzne 8 moga byc wykonane jako prety podwójne. Na takiej samej szerokosci pasma moz¬ na umiescic prety wzdluzne 8 w ilosci trzech, czte¬ rech lub pieciu, a odstep pomiedzy skrajnymi pre- 45 tami wzdluznymi 8 wynosi przynajmniej 200 mm (fig. 3d—f).Fig. 4 i fig. 5 przedstawia zastosowanie wyna¬ lazku do zbrojenia plyty betonowej 10. Na fig. 4, siatki i zbrojenia podstawowego sa stosowane w po- 50 laczeniu z pasmem 7, umieszczonym w srodku po¬ miedzy dwoma miejscami nalozenia na siebie sia¬ tek. Jezeli przekrój pretów pasma 7 odpowiada przekrojowi pretów w miejscach nalozenia siatek, (to mozna wówczas utworzyc przekrój posredni, któ- 55 ry rozdzielony na cala szerokosc zbrojenia, moze odpowiadac przekrojowi sredniemu siatek.Fig. 5 przedstawia zastosowanie wynalazku w zbrojeniu przedstawionym na fig. 2, które posiada równomierna intensywnosc zbrojenia na calej jego 60 szerokosci. Dodatkowo do zbrojenia podstawowego, skladajacego sie z siatek 4, zastosowano tu dwa pasma 7, których odleglosc od miejsca nalozenia siatek jest mniej wiecej o polowe mniejsza od od-' 65 leglosci pomiedzy tymi pasmami. Dzieki temu, sku-80693 7 8 pienie przekrojów moze byc tu równiez rozmiesz¬ czone w regularnych odstepach od siebie tak, ze jest tu mozliwy rozklad przekrojów dodatkowych, na cala szerokosc zbrojenia*.Fig. 6 i fig. 7 przedstawiaja jeszcze kilka przy¬ kladów rozmieszczania pasm zbrojenda dodatkowe¬ go. Fig. 6 przedstawia zbrojenie podstawowe z sia¬ tek 11. Odleglosc linii srodkowych obszarów nalo¬ zenia siatek oznaczana jest tu litera S. Jezeli do tego zbrojenia podstawowego dolozy sie pasmo 12, to wówczas celowe jest umieszczenie go na srodku kazdej siatki 11 (fig. 6b). Na fig. 6c dodatkowe pasma sa oddalone zarówno od siebie, jak i od linii srodkowej obszaru nalozenia siatek o Vs S.Odleglosci te zmieniaja sie jednak wraz ze wzro¬ stem liczby tasm i wynosza XU S wzglednie Vs S (fig. 6d i c).Fig. 7 przedstawia podobny uklad jak na fig. 6 z tym, ze w obszarze nalozenia nde powstaja sku¬ pienia pretów. Siatki i zbrojenia podstawowego sa tu oznaczone liczba 13. Do zbrójenila podstawowego, przedstawionego na fig. 7, dodano dwa pasma 12, których odleglosc od obszaru nalozenia siatek jest o polowe mniejsza od odleglosci pomiedzy samymi pasmami 12. Dzieki temu, skupienia przekrojów powstale przez umieszczenie pasm 12 sa rozmiesz¬ czone w jednakowych odleglosciach na calej szero¬ kosci zbrojenia. Ten uklad mozna równiez zmie¬ niac, stosujac trzy, wzglednie cztery dodatkowe pasma. PL PL PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Uklad zbrojeniowy do plaskich betonowych elementów konstrukcyjnych skladajacy sie z ulozo¬ nych na zakladke siatek zbrojeniowych wykona¬ nych z pretów podluznych i poprzecznych, krzyzu¬ jacych sie pod katem prostym d polaczonych ze so¬ ba w punktach skrzyzowania, najkorzystniej przez zespawanie, znamienny tym, ze posiada dodatkowo oprócz siatek zbrojeniowych (1, 4, 11, 13) tworza¬ cych zbrojenie podstawowe, waskie pasma (7, 12) zawierajace przynajmniej po dwa prety wzdluz¬ ne (8), polaczone ze soba pretem poprzecznym, przy czym pasma te sa ulozone wzgledem siebie w usta¬ lonych odleglosciach, pozwalajacych na równomier¬ ne rozlozenie skupisk przekrojów na calej szero¬ kosci zbrojenia i doliczane sa do przekroju zbroje¬ nia podstawowego.

2. Uklad zbrojeniowy wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tym, ze zbrojenie podstawowe sklada sie z silatek zbrojeniowych, posiadajacych na calej szerokosci jednakowy przekrój pretów, a przekrój pasm zbro¬ jenia dodatkowego odpowiada przekrojowi, istnie¬ jacemu w obszarze nalozenia dwóch siatek zbroje¬ nia podstawowego, tworzacych zakladke.

3. Uklad zbrojeniowy wedlug zastrz. 1 znamien¬ ny tym, ze zbrojenie podstawowe sklada sie z sia¬ tek zbrojeniowych, posiadajacych staly przekrój pretów ma calej szerokosci zbrojenia^ a pomiedzy dwoma stykami siatek znajduja sie przynajmniej dwa pasma zbrojenia dodatkowego, przy czym od¬ leglosc wzdluznych linii srodkowych skrajnych pasm od wzdluznych linii srodkowych nalozonych czesci siatek jest o polowe mniejsza od odleglosci pasm od siebie.

4. Uklad zbrojeniowy wedlug zastrz. 1 do 3, zna¬ mienny tym, ze pasma zbrojenia dodatkowego sa usytuowane w obydwu kierunkach nosnych zbroj¬ nego elementu konstrukcji* budowlanej i wzajemnie sie krzyzuja.

5. Uklad zbrojeniowy wedlug zastrz. 1 do 4, zna¬ mienny tym, ze prety wzdluzne waskich pasm zbro¬ jenia dodatkowego sa polaczone ze soba za pomo¬ ca pretów poprzecznych, zabezpieczajacych prety wzdluzne przed zmiana polozenia.

6. Uklad zbrojeniowy wedlug zastrz. 1 do 5, zna¬ mienny tym, ze pasma zbrojenia dodatkowego sa krótsze od zbrojenia podstawowego zaleznie od przebctegu wykresu momentów gnacych.

7. Uklad zbrojeniowy wedlug zastrz. 1 do 6, zna¬ mienny tym, ze konce pasm zbrojenia dodatkowego sa wygiete ku górze zbrojonego elementu. 10 15 20 25 30 3580693 &BJ. Bg±l We T 9 7 8 a' ^8 8 O, 8 8 b W *'¥ 10 7 WMIM^ ***¦ 7 10 7 \ 'A/:'AX//'/y/ W *'/ '/¦ / V 'I 7 \ i 7//V-A sm80 693 EiffiL aj i— 11 11 11 i b)i C)!r 11 11 11 11 12 S/2 11 ' — S/3 11 12 12 S/2 12 S/3 12 S/3 12 s/y s/v 11 12 12 s/v I s/v 12 12 S/5 \_ S/5 |, S/5 \{ S/5 | S/5 ,| 11, 2j % 11 fis/il »/- *h d;f- 13 13 13 13 13 13 12 12 s/y S/2 s/y 12 12 12 S/B\ S/3 | S/3 \xS/6\ 12 13 12 12 12 \s/s\ s/y | s/y | s/y \s/a\ 13 ±4 a 13 A PZG Bydg., zam. 3686/75, nakl. 130+20 Cena 10 zl PL PL PL