RU154127U1

RU154127U1 - DEVICE FOR REINFORCING REINFORCED CONCRETE BEAMS

Info

Publication number: RU154127U1
Application number: RU2015101387/03U
Authority: RU
Inventors: Александр Павлович Белоглазов; Владимир Лазаревич Чернявский; Алексей Владимирович Габов; Гаяне Ашотовна Искандарян; Татьяна Евгеньевна Чернявская
Original assignee: Александр Павлович Белоглазов; Владимир Лазаревич Чернявский; Алексей Владимирович Габов; Гаяне Ашотовна Искандарян; Татьяна Евгеньевна Чернявская
Priority date: 2015-01-20
Filing date: 2015-01-20
Publication date: 2015-08-20

Abstract

Устройство для усиления железобетонных балок, выполненное из многослойного углеродного волокна, пропитанного полимерным связующим, и жестко соединенное с нижней поверхностью железобетонной балки, отличающееся тем, что устройство представляет собой ферму в виде правильной треугольной призмы, образованной многократным поочередным наложением одного слоя углеродного волокна вдоль ребер и наложением двух слоев углеродного волокна под углом друг к другу с охватом ребер и граней, а слои углеродного волокна, охватывающие ребра и грани, направлены под прямым углом друг к другу, при этом ферма жестко соединена с нижней поверхностью железобетонной балки своей гранью.A device for reinforcing reinforced concrete beams made of a multilayer carbon fiber impregnated with a polymer binder and rigidly connected to the bottom surface of the reinforced concrete beam, characterized in that the device is a truss in the form of a regular triangular prism formed by repeatedly applying one layer of carbon fiber along the edges and superposition of two layers of carbon fiber at an angle to each other with coverage of edges and faces, and layers of carbon fiber covering edges and faces, for example They are at right angles to each other, while the truss is rigidly connected to the lower surface of the reinforced concrete beam by its face.

Description

Полезная модель относится к области строительства, а именно к конструкциям, применяемым для усиления работающих под нагрузкой балок.The utility model relates to the field of construction, namely to structures used to reinforce beams working under load.

Известно устройство для усиления железобетонных балок и плит [RU 53693, U1, E04G 23/02, 27.05.2006], образованное подкладными металлическими уголками и хомутами, а также корытообразным металлическим профилем, заполненным бетонной или другой твердеющей смесью и с присоединенной к его внутренней поверхности арматурой.A device is known for reinforcing reinforced concrete beams and slabs [RU 53693, U1, E04G 23/02, 05.27.2006], formed by underlay metal corners and clamps, as well as a trough-like metal profile filled with concrete or other hardening mixture and attached to its inner surface fittings.

Недостатком устройства является относительно низкая эффективность сдерживания растягивающего напряжения, возникающего в железобетонной балке.The disadvantage of this device is the relatively low efficiency of containment of tensile stress arising in a reinforced concrete beam.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство [RU 139739, U1, E04G 23/02, 20.04.2014], образованное корытообразным профилем, прикрепленным стяжными хомутами к балке, причем, корытообразный профиль и хомуты выполнены из нескольких слоев углеродного волокна, пропитанного полимерным связующим, а хомуты подсоединены к балке под острым углом к ее продольной оси.The closest in technical essence to the proposed one is the device [RU 139739, U1, E04G 23/02, 04/20/2014], formed by a trough-like profile attached by coupling clamps to the beam, moreover, the trough-like profile and clamps are made of several layers of carbon fiber impregnated with polymer binder, and the clamps are connected to the beam at an acute angle to its longitudinal axis.

Недостатком устройства является относительно низкая эффективность сдерживания растягивающего напряжения, возникающего в железобетонной балке, поскольку основной эффект сдерживания возложено на горизонтально закрепленные на нижней поверхности балки слои углеродного волокна, пропитанные полимерным связующим, имеющие ограниченные возможности по сдерживанию растягивающего напряжения.The disadvantage of this device is the relatively low efficiency of the containment of tensile stress arising in a reinforced concrete beam, since the main containment effect is assigned to carbon fiber layers horizontally mounted on the bottom surface of the beam impregnated with a polymeric binder, which have limited ability to contain tensile stress.

Задача, которая решается в полезной модели, является повышение надежности и несущей способности железобетонных балок.The problem, which is solved in a utility model, is to increase the reliability and bearing capacity of reinforced concrete beams.

Требуемый технический результат заключается в повышении эффективности сдерживания растягивающего напряжения, возникающего в железобетонной балке, для повышения ее надежности и несущей способности.The required technical result is to increase the containment of tensile stress arising in a reinforced concrete beam, to increase its reliability and bearing capacity.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, устройство для усиления железобетонных балок выполнено из многослойного углеродного волокна, пропитанного полимерным связующим, и жестко соединено с нижней поверхностью железобетонной балки, согласно полезной модели, это устройство представляет собой, по крайней мере, одну ферму в виде правильной треугольной или четырехугольной призмы, образованной многократным поочередным наложением одного слоя углеродного волокна вдоль ребер и наложением двух слоев углеродного волокна под углом друг к другу с охватом ребер и граней, а слои углеродного волокна, охватывающие ребра и грани, направлены под прямым углом друг к другу, при этом, по крайней мере, одна ферма жестко соединена своей гранью с нижней поверхностью железобетонной балки.The problem is solved, and the required technical result is achieved in that the device for reinforcing reinforced concrete beams is made of multilayer carbon fiber impregnated with a polymer binder, and is rigidly connected to the bottom surface of the reinforced concrete beam, according to a utility model, this device is at least one truss in the form of a regular triangular or quadrangular prism formed by repeatedly alternately applying one layer of carbon fiber along the edges and applying two of carbon fiber at an angle to each other, covering ribs and faces, and layers of carbon fiber, covering the ribs and faces, are directed at right angles to each other, while at least one truss is rigidly connected with its face to the bottom surface of the reinforced concrete beam .

На чертеже представлены:The drawing shows:

на фиг. 1 - устройство для усиления железобетонных балок для частного случая в виде одной правильной треугольной призмы;in FIG. 1 - a device for reinforcing reinforced concrete beams for a special case in the form of one regular triangular prism;

на фиг. 2 - пример соединения заявленного устройства к железобетонной балке.in FIG. 2 is an example of a connection of the claimed device to a reinforced concrete beam.

Устройство для усиления железобетонных балок представляет собой ферму 1 в виде правильной треугольной призмы (фиг. 1), образованной многократным поочередным наложением одного слоя углеродного волокна вдоль ребер 2 и наложением двух слоев 3 и 4 углеродного волокна под углом друг к другу с охватом ребер 2 и граней 5, а слои 3 и 4 углеродного волокна, охватывающие ребра 2 и грани 5, направлены под прямым углом друг к другу.A device for reinforcing reinforced concrete beams is a truss 1 in the form of a regular triangular prism (Fig. 1), formed by repeatedly alternately applying one layer of carbon fiber along the ribs 2 and superimposing two layers 3 and 4 of the carbon fiber at an angle to each other, spanning the ribs 2 and faces 5, and layers 3 and 4 of carbon fiber, covering the ribs 2 and faces 5, are directed at right angles to each other.

Возможно выполнение фермы в виде правильной четырехугольной призмы. Более сложные конфигурации призмы применять нецелесообразно из-за усложнения конструкции и повышенного расхода материала.The truss can be made in the form of a regular quadrangular prism. More complex prism configurations are impractical due to the complexity of the design and increased consumption of material.

Устройство для усиления железобетонных балок выполнено с возможностью жесткого соединения с нижней поверхностью железобетонной балки 6 одной из своих граней по длине балки (фиг. 2). При относительно большой длине и/или ширине балки предложенное устройство может состоять из нескольких последовательно установленных ферм по длине и/или ширине балки.A device for reinforcing reinforced concrete beams is made with the possibility of rigid connection with the lower surface of the reinforced concrete beam 6 of one of its faces along the length of the beam (Fig. 2). With a relatively large length and / or width of the beam, the proposed device may consist of several successively installed trusses along the length and / or width of the beam.

Используется устройство для усиления железобетонных балок следующим образом.A device is used to reinforce concrete beams as follows.

Устройство для усиления железобетонных балок изготавливается из многослойного углеродного волокна, пропитанного полимерным связующим, путем многократного поочередного наложения одного слоя углеродного волокна вдоль ребер 2 и наложением двух слоев 3 и 4 углеродного волокна под углом друг к другу с охватом ребер 2 и граней 5, а слои 3 и 4 углеродного волокна, охватывающие ребра 2 и грани 5, направлены под прямым углом друг к другу. Такое изготовление устройства обеспечивает его максимальную прочность и минимальные весовые параметры.The device for reinforcing reinforced concrete beams is made of a multilayer carbon fiber impregnated with a polymeric binder, by repeatedly applying alternately one layer of carbon fiber along edges 2 and applying two layers 3 and 4 of carbon fiber at an angle to each other, covering ribs 2 and faces 5, and the layers 3 and 4 of carbon fiber, covering the ribs 2 and faces 5, are directed at right angles to each other. Such manufacturing of the device provides its maximum strength and minimum weight parameters.

Материал, из которого может быть изготовлена ферма, представляет собой, например, углепластик на основе углеродного жгута Tenax-E IMS65 Т23 24 К 830 tex, и связующего ЭХД-ТУ В3-734-87, пропитка которым проводится методом инфузии. Слои 3 и 4 углеродного волокна, охватывающие ребра 2 и грани 5, направлены под прямым углом друг к другу с достаточной точностью +-2°. Испытания показали, что оптимальным является соотношение поперечных размеров устройства по отношению к высоте балки как 1:4.The material from which the farm can be made is, for example, carbon fiber based on a Tenax-E IMS65 T23 24K 830 tex carbon tow and an EHD-TU B3-734-87 binder, which is infused by impregnation. Layers 3 and 4 of carbon fiber, covering the ribs 2 and faces 5, are directed at right angles to each other with sufficient accuracy + -2 °. Tests have shown that the ratio of the transverse dimensions of the device with respect to the height of the beam as 1: 4 is optimal.

Изготовленное таким образом устройство одним из своих ребер 2 жестко соединяется (например, приклеивается эпоксидным связующим или соединяется анкерами) с нижней поверхностью железобетонной балки 6 одной из своих граней (фиг. 2) по длине балки, что позволяет ему выполнять функции внешнего армирующего элемента.A device made in this way with one of its ribs 2 is rigidly connected (for example, glued with an epoxy binder or connected with anchors) with the lower surface of the reinforced concrete beam 6 of one of its faces (Fig. 2) along the length of the beam, which allows it to perform the functions of an external reinforcing element.

Предложенное устройство обеспечивает достижение требуемого технического результата, заключающегося в повышении эффективности сдерживания растягивающего напряжения, возникающего в железобетонной балке, поскольку оно обеспечивается не горизонтально закрепленными на нижней поверхности балки слоями углеродного волокна, а конструкцией в виде фермы, имеющей правильную треугольную или четырехугольную призму, образованную многократным поочередным наложением одного слоя углеродного волокна вдоль ребер и наложением двух слоев углеродного волокна под углом друг к другу с охватом ребер и граней, причем, слои углеродного волокна, охватывающие ребра и грани, направлены под прямым углом друг к другу.The proposed device ensures the achievement of the required technical result, which consists in increasing the effectiveness of containing tensile stress arising in a reinforced concrete beam, since it is provided not with horizontally attached carbon fiber layers on the lower surface of the beam, but with a truss structure having a regular triangular or quadrangular prism formed by multiple alternately applying one layer of carbon fiber along the ribs and applying two layers of carbon fiber at an angle to each other with coverage of the ribs and faces, moreover, the layers of carbon fiber covering the ribs and faces are directed at right angles to each other.

Такая конструкция устройства позволяет с большей эффективностью сдерживать (компенсировать, уменьшать) растягивающие напряжения, что, в конечно счете, повышает трещиностойкость и несущую способность железобетонной балки.This design of the device allows you to more effectively contain (compensate, reduce) tensile stresses, which, of course, increases the fracture toughness and bearing capacity of reinforced concrete beams.

Claims

A device for reinforcing reinforced concrete beams made of a multilayer carbon fiber impregnated with a polymer binder and rigidly connected to the bottom surface of the reinforced concrete beam, characterized in that the device is a truss in the form of a regular triangular prism formed by repeatedly applying one layer of carbon fiber along the edges and superposition of two layers of carbon fiber at an angle to each other with coverage of edges and faces, and layers of carbon fiber covering edges and faces, for example They are at right angles to each other, while the truss is rigidly connected to the lower surface of the reinforced concrete beam by its face.