RU1791598C - Способ создани предварительного напр жени в железобетонных конструкци х - Google Patents

Abstract

Использование: в сборных и монолитных предварительно напр женных железобетонных конструкци х. Сущность изобретени : создание напр жени  в арматурном каркасе осуществл ют путем использовани  вставленных друг в друга рассеченных по образующей отрезков труб, при этом трубу большого диаметра соедин ют с напр гаемой арматурой посредством разнобокого углового профил , закрепленного по образующей данной трубы, а после набора прочности бетоном зазор между трубами заполн ют расшир ющийс  смесью. При необходимости создани  дополнительного напр жени  смесью заполн ют также внутренний объем трубы меньшего диаметра . 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к области строительства и может быть использовано дл  создани  предварительного напр жени  в сборных и монолитных железобетонных конструкци х;.

Известны способы дл  создани  предварительного напр жени  в железобетонных конструкци х, которые осуществл ютс  за счет нат жени  арматуры на упоры до бетонировани  и нат жени  арматуры на бетон после его отвердени . При этом примен ютс  несколько методов нат жени  арматуры - механический, электротермический и электромеханический.

Недостатком известных способов дл  создани  предварительного напр жени  в

железобетонных конструкци х  вл етс  практическа  невозможность их применени  в услови х строительной площадки, осо- бенно при возведении монолитных конструкций, так как традиционные методы создани  предварительного напр жени  в железобетонных конструкци х хорошо зарекомендовали себ  лишь в заводских услови х . Они дорогосто щи, не мобильны, не удобны дл  использовани  на строительной площадке дл  возведени  монолитных конструкций .

Кроме того, ни одна из известных способов не позвол етпроводить дополнительное донапр жение бетона, в уже эксплуатируемых железобетонных констXI

ю ел

рукци х, например, когда в их раст нутой зоне по вились волос ные трещины не мен   конструктивной их схемы.

Цель изобретени  - снижение трудоемкости и повышение качества изготовлени  железобетонных конструкций.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что обжатие бетона в раст нутой зоне конструкции осуществл етс  за счет ввода в работу специальных обжимных устройств, состо - щих из рассеченных по образующей труб, кажда  из которых по разрезанному краю прикреплена к рабочей арматуре у ее концов . Внутри каждой трубы обжимного устройства симметрично вставлена разрезанна  по образующей труба меньшего диаметра. После набора прочности бетоном , пространство между двух труб каждого обжимного устройства заполн ют смесью веществ, химическа  реакци  которых при- водит к возникновению механических напр жений внутри наружных рассеченных труб, которые передаютс  слою бетона и обжимают его с обоих концов железобетон- ной конструкции. В качестве рабочей смеси может служить, например; невзрывчатое разрушающее средство НРС-1.

НРС-1 - смесь веществ, состо ща  из окиси кальци  60-90% от общей массы и отходов целлюлозно-бумажного произвол- ства, При изготовлении рабочей смеси количество воды в ней должно быть от 28 до 30% от массы НРС-1. Напр жение, вызванное расширением смеси НРС-1, достигает 30 МПа..

Напр жени , вызванные расширением смеси, передаютс  рассеченным трубам каждого обжимного устройства и вызывают предварительное напр жение в железобетонных конструкци х.

Величина усили , передающа  новым обжимным устройством, при этом способе, зависит от внутреннего диаметра большей трубы обжимного устройства и его длины.

Поставленна  цель достигаетс  еще и тем, что каждое обжимное устройство состоит из двух телескопических, вставленных друг в друга труб, разрезанных по образую- щей на всю длину. Причем смесь НРС-1 вначале заливают в пространство между двух телескопических труб каждого обжимного устройства, а затем, если это необходимо , производ т донапр жение бетона за счет заполнени  раствором НРС-1 трубы меньшего диаметра обжимного устройства.

Сопоставленный анализ с прототипом показывает, что за вленный способ создани  предварительного напр жени  в железобетонных конструкци х отличаетс  тем,

что механическое напр жение в новом способе осуществл етс  за счет химической реакции гидратации специального расшир ющего состава, например НРМ-1, которым заполн ют пространство между труб обжимного устройства.

На фиг. 1 представлен общий вид (разрез ) предварительно-напр женной по новому способу железобетонной балки; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1.

Железобетонна  балка 1 при создании в ней предварительного напр жени  изготавливаетс  следующим образом.

К рабочим стержн м арматуры 1 по концам балки привариваютс  обжимные устройства , состо щие из металлической трубы 2, рассеченной по образующей. Внутри трубы 2 симметрично вставл етс  труба 3 меньшего диаметра, также рассеченна   по образующей. Под трубу 2 большего диаметра обжимного устройства симметрично устанавливают и приваривают сетку 4 (с размерами  чеек не более чем 0,05x0,1 м ГОСТ 8478-81) шириной не менее 0,3 м на всю длину трубы 2. К свободному концу трубы 2 обжимного устройства приваривают равнобокий уголок 5, вертикальна  стенка которого равна радиусу трубы 2 и позвол ет передавать напр жение на бетон в строго горизонтальном направлении, параллельно стержн м рабочей арматуры, а горизонтальна  стенка перекрывает щель в трубе 2.

В полость, ограниченную отрезками разрезанных по образующей труб 2 и 3, после отвердени  бетона заливают смесь б, расшир ющуюс  в результате химической реакции гидратации. Соответствующие напр жени  передаютс  бетону и арматуре и создают предварительное напр жение в бе тоне.

Величина усили  N, передающегос  на арматуру и бетон, ориентировочно определ етс  по формуле

70 -2jr(R -r0) h К -п 2Е I -h

2

п

R3

где 00 - напр жение, возникающее в обжимном устройстве пространства между стенок труб, разрезанных по образующей, кН/м2;

R - больший внутренний радиус трубы обжимного устройства, м;

г0 - наружный внешний радиус меньшей трубы обжимного устройства;

h - длина трубы большего диаметра обжимного устройства, м;

I - момент инерции поперечного сече; ни  наружной трубы обжимного устройства , м ;

Е - модуль упругости материала трубы, кН/м2.

.К - коэффициент перехода напр жени , возникающего при расширении рабочей смеси, в усилие (по данным экспериментов К «0,67);

п - количество обжимных устройств, передающих усили  рабочей арматуре или бетону .

Напр жение о, возникающее в рабочей арматуре или бетойе при этом определ етс  по формуле

а

SF,

где 5) FI - суммарна  площадь арматурных стержней при определении напр жени  в арматуре, или площадь FI вертикальной стенки уголка, передающего нагрузку на бетон .

Дополнительное обжатие бетона осуществл етс  за счет заполнени  смесью НРС-1 труб меньшего диаметра каждого обжимного устройства. Усили  N в этом случае определ ют по той же расчетной зависимости с учетом внутреннего диаметра меньшей трубы обжимного устройства. Причем суммарное напр жение, возникающее в бетоне при его обжатии, должно быть меньше допускаемого напр жени  в бетоне.

Проверка данного технического решени  была осуществлена на устройстве фиг. 1 - 3. В качестве рабочей смеси использовалась смесь веществ НРС-1.

При затворении рабочей смеси количество воды в ней составл ло от 28% до 30% от массы НРС-1. Смесь соответствовала ТУ- 21-53-22-86. .

После набора прочности бетоном рабоча  смесь через воронку и одетую на нее резиновую трубку заливалась в пространство между двум  трубами каждого обжимного устройства, при этом торцы труб каждого обжимного устройства герметично закрывались .

.В результате реакции гидратации рабо- „ча  смесь НРС-1 расшир лась и напр жение передавалось на арматурные стержни и на слой бетона, расположенный в раст нутой зоне конструкции.

Сетка 4 предотвращает местное разрушение бетона под обжимным устройством.

В случае необходимости, внутреннее пространство труб меньшего диаметра каждого обжимного устройства тоже заливают раствором НРС-1 и этим достигаетс  дополнительное обжатие бетона.

Причем заполнение полости осуществл лось последовательно с интервалом не менее суток, так как основна  реакци  гидратации раствора НРС-1 происходит втечение суток при температуре окружающей среды более +5°С.

Проведенные эксперименты по созда нию предварительного напр жени  в шахтных железобетонных элементах при

Claims (2)

1. помощи предложенного способа показали более высокую надежность таких конструкций и более низкую их стоимость. Формула изобретени  1. Способ создани  предварительного

   напр жени  в железобетонных конструкци х , включающий установку в опалубку арматурных каркасов, создание напр жени  в них, заполнение опалубки бетонной смесью, выдзрживание бетонной смеси до

   набора прочности, отличающийс  тем, что, с целью снижени  трудоемкости и повышени  качества изготовлени , создание напр жени  в арматурном каркасе осуществл ют путем использовани  вставленных

   друг в друга с зазором рассеченных по образующей отрезков труб, при этом трубу большего диаметра соедин ют с напр гаемой арматурой посредством равнобокого углового профил , закрепленного по образующей данной трубы, а после набора прочности бетоном зазор между трубами заполн ют расшир ющейс  смесью, причем усилие N, передающеес  на арматурные стержни и бетон, определ ют по формуле:

   оь 2 л (R - г0) h К п 2 Е I h

   N

   2

   тс

   R3

   5

   где OQ - напр жение, возникающее в обжимном устройстве пространства между стенок труб, кН/м2;

   R - большой внутренний радиус трубы, м;

   го - наружный внешний радиус меньшей трубы, м;

   h - длина трубы большего диаметра, м;

   К - коэффициент перехода напр жени , возникающего при расширении смеси (по данным экспериментов К 0,67);

   п - количество обжимных труб;

   I - момент инерции поперечного сечени  наружной трубы, м4;

   Е - модуль упругости материала трубы, кН/м2.
2. 2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью повышени  предварительного напр жени  конструкции, внутренний3. Способ поп, 1, отличающийс  тем, объем трубы меньшего диаметра заполн ют что в качестве расшир ющейс  смеси исполь- расшир ющёйс  смесью, зуют невзрывчатую разрушающую смесь

   НРС-1.

   .2

   Фиг.З