RU2039863C1

RU2039863C1 - Deformed bar

Info

Publication number: RU2039863C1
Application number: RU93011534A
Authority: RU
Inventors: И.В. Добров; В.Г. Емельянов; С.П. Доброва; Д.М. Медведев; П.И. Положенцев
Original assignee: Добров Игорь Вячеславович
Priority date: 1993-03-25
Filing date: 1993-03-25
Publication date: 1995-07-20

Abstract

FIELD: construction. SUBSTANCE: deformed bar has longitudinal projections 1 and longitudinal rows of inclined projections 2 and 3 located along bar between longitudinal projections 1. Longitudinal projections 1 are disposed at angle of 120 deg. relative to each other in bar cross- section. Inclined protrusions 2 of two longitudinal rows are spaced at same pitch and same angle of inclination. Inclined projections 3 of third longitudinal row are spaced with pitch twice as large as that of projections of the first two rows, and with angle of inclination different from inclination angle of projections of the first two rows. Projections 3 are inclined in opposite direction with respect of projections 2. EFFECT: higher efficiency. 6 dwg

Description

Изобретение относится к арматурным элементам для армирования железобетонных конструкций. The invention relates to reinforcing elements for reinforcing reinforced concrete structures.

Известен арматурный стержень периодического профиля, содержащий на наружной поверхности продольные выступы и расположенные вдоль стержня между продольными выступами продольные ряды наклонных выступов [1]
Однако конструкция такого арматурного стержня имеет сложное конструктивное исполнение и недостаточную сцепляемость с бетоном.Known reinforcing rod of a periodic profile containing on the outer surface of the longitudinal protrusions and located along the rod between the longitudinal protrusions of the longitudinal rows of inclined protrusions [1]
However, the design of such a reinforcing bar has a complex design and insufficient adhesion to concrete.

Наиболее близким техническим решением является арматурный стержень периодического профиля, содержащий на наружной поверхности продольные выступы и расположенные вдоль стержня между продольными выступами продольные ряды наклонных выступов [2]
Недостатки такого арматурного стержня сложное конструктивное исполнение и недостаточно надежная сцепляемость с бетоном.The closest technical solution is a reinforcing bar of a periodic profile containing longitudinal protrusions on the outer surface and longitudinal rows of inclined protrusions located along the rod between the longitudinal protrusions [2]
The disadvantages of such a reinforcing bar are a complex design and insufficiently reliable adhesion to concrete.

Наиболее промышленно применимым является предложенный арматурный стержень периодического профиля, который лишен вышеуказанных недостатков, прост в изготовлении, обладает повышенной сцепляемостью с бетоном и меньшей металлоемкостью без снижения прочностных свойств. The most industrially applicable is the proposed reinforcing bar of a periodic profile, which is devoid of the above disadvantages, easy to manufacture, has increased adhesion to concrete and lower metal consumption without compromising strength properties.

Промышленная применяемость предложенного арматурного стержня периодического профиля обеспечивается совокупностью существенных признаков, состоящих в том, что стержень содержит на наружной поверхности продольные выступы и расположенные вдоль стержня между продольными выступами продольные ряды наклонных выступов. Продольные выступы расположены относительно друг друга в поперечном сечении стержня под углом 120^о, а наклонные выступы двух продольных рядов расположены с одинаковым шагом и одинаковым углом наклона. Наклонные выступы третьего продольного ряда расположены с шагом, вдвое превышающим шаг выступов первых двух рядов, с углом наклона, отличным от угла наклона выступов этих рядов, и ориентированы в противоположном направлении относительно направления наклонных выступов первых двух рядов.The industrial applicability of the proposed reinforcing bar of a periodic profile is provided by a set of essential features, consisting in the fact that the bar contains longitudinal protrusions on the outer surface and longitudinal rows of inclined protrusions located along the rod between the longitudinal protrusions. The longitudinal protrusions are located relative to each other in the cross section of the rod at an angle of 120 ^about , and the inclined protrusions of the two longitudinal rows are located with the same pitch and the same angle of inclination. The inclined protrusions of the third longitudinal row are arranged in increments of twice the pitch of the protrusions of the first two rows, with an inclination angle different from the inclination angle of the protrusions of these rows, and oriented in the opposite direction relative to the direction of the inclined protrusions of the first two rows.

На фиг. 1 изображен арматурный стержень, общий вид; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 вид по стрелке Б на фиг. 2; на фиг. 4 сечение Г-Г на фиг. 3; на фиг. 5 вид по стрелке В на фиг. 2; на фиг. 6 сечение Д-Д на фиг. 5. In FIG. 1 shows a reinforcing bar, a General view; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 is a view along arrow B in FIG. 2; in FIG. 4 section GG in FIG. 3; in FIG. 5 is a view along arrow B in FIG. 2; in FIG. 6 section DD in FIG. 5.

Арматурный стержень периодического профиля содержит продольные выступы 1 и расположенные вдоль стержня между продольными выступами продольные ряды наклонных выступов 2 и 3. Продольные выступы 1 расположены относительно друг друга в поперечном сечении стержня под углом 120^о. Наклонные выступы 2 двух продольных рядов расположены с одинаковым шагом С и одинаковым углом наклона α. Наклонные выступы 3 третьего продольного ряда расположены с шагом С₁, вдвое превышающим шаг С выступов первых двух рядов, и углом наклона α₁, отличным от угла наклона α выступов первых двух рядов. Наклон выступов 3 ориентирован в противоположном направлении относительно наклона выступов 2. Угол наклона выступов 2 α определяется выражением
αarctg πd/3CK_n, (1) где π 3,14;
d диаметр стержня;
С шаг выступов;
К_n= 1,05-1,1 коэффициент учитывающий наличие неоребренной поверхности стержня.The reinforcing bar of the periodic profile contains longitudinal protrusions 1 and longitudinal rows of inclined protrusions 2 and 3 located along the rod between the longitudinal protrusions. The longitudinal protrusions 1 are located relative to each other in the cross section of the rod at an angle of 120 ^about . The inclined projections 2 of the two longitudinal rows are arranged with the same pitch C and the same angle of inclination α. The inclined projections 3 of the third longitudinal row are arranged with a step C ₁ twice as large as the step C of the protrusions of the first two rows and an inclination angle α ₁ different from the inclination angle α of the protrusions of the first two rows. The inclination of the protrusions 3 is oriented in the opposite direction relative to the inclination of the protrusions 2. The angle of inclination of the protrusions 2 α is determined by the expression
αarctg πd / 3CK _n , (1) where π 3.14;
d diameter of the rod;
With pitch ledges;
To _n = 1.05-1.1 coefficient taking into account the presence of a non-ribbed surface of the rod.

Угол наклона α₁ и шаг С₁ выступов третьего продольного ряда определяются соответственно выражениями
α₁arctg πd/3C₁K_n,
С₁=2С. (2)
Величина шага С определена из условия
С= 2,5(F_r sin α)/ πd f_r, (3) где F_rsin α площадь проекции выступа одного ряда на торцовую плоскость;
f_r критерий анкеровки (ребристости) стержня заданного диаметра.The angle of inclination α ₁ and step C _{1 of the} protrusions of the third longitudinal row are determined respectively by the expressions
α ₁ arctan πd / 3C ₁ K _n ,
C ₁ = 2C. (2)
The value of step C is determined from the condition
C = 2.5 (F _r sin α) / πd f _r , (3) where F _r sin α α is the projection area of the protrusion of one row on the end plane;
f _r criterion for anchoring (ribbing) of the rod of a given diameter.

Данная геометрия арматурного стержня периодического профиля обеспечивает следующие его преимущества. This geometry of the reinforcing bar of a periodic profile provides the following advantages.

В любом торцовом сечении стержня пересекаются выступы трех продольных рядов независимо от взаимного смещения продольных рядов выступов и вмятин друг относительно друга в осевом направлении, что обеспечивает увеличение площади торцового (расчетного) сечения стержня, т.к. в каждом продольном ряду выступов начало каждого последующего выступа в направлении оси стержня совпадает с окончанием предыдущего. In any end section of the rod, the protrusions of three longitudinal rows intersect, regardless of the mutual displacement of the longitudinal rows of protrusions and dents relative to each other in the axial direction, which ensures an increase in the area of the end (design) section of the rod, because in each longitudinal row of protrusions, the beginning of each subsequent protrusion in the direction of the axis of the rod coincides with the end of the previous one.

Исключается внешний закручивающий момент, действующий на стержень при его изготовлении и эксплуатации в железобетонных конструкциях. Это обусловлено тем, что проекции выступов трех продольных рядов на торцовую плоскость равны между собой и, соответственно, выступы каждого продольного ряда воспринимают 1/3 осевой нагрузки Р, действующей на стержень. За счет наклонного расположения выступов с учетом их направления суммарный момент М, закручивающий заготовку относительно оси стержня определяется выражением:
М=1/3P ctg α+ 1/3P ctg α -1/3P ctg α₁ (4)
В случае, когда величины углов α и α₁ определяются по выражениям (1) и (2), уравнение (4) преобразуется в тождество М=0, т.е. в предложенной геометрии стержня исключение внешнего закручивающего момента обеспечивается за счет того, что большая протяженность боковой поверхности выступов наклонных к продольной оси под одним и тем же углом α, компенсируется за счет уменьшения угла α₁ наклона выступов направленных противотоком.The external torque acting on the rod during its manufacture and operation in reinforced concrete structures is excluded. This is due to the fact that the projections of the protrusions of the three longitudinal rows on the end plane are equal to each other and, accordingly, the protrusions of each longitudinal row perceive 1/3 of the axial load P acting on the rod. Due to the inclined arrangement of the protrusions, taking into account their direction, the total moment M, twisting the workpiece relative to the axis of the rod is determined by the expression:
M = 1 / 3P ctg α + 1 / 3P ctg α -1 / 3P ctg α ₁ (4)
In the case when the angles α and α _{1 are} determined by the expressions (1) and (2), equation (4) is transformed into the identity M = 0, i.e. in the proposed geometry of the rod, the external torque is eliminated due to the fact that the large extent of the lateral surface of the protrusions inclined to the longitudinal axis at the same angle α is compensated by reducing the inclination angle α _{1 of the} protrusions directed countercurrently.

Расчет величины шага выступа С и соответственно С₁ по формулам (2) и (3) позволяет определить значение шагов выступов, обеспечивающих требуемую величину критерия анкеровки для заданного типоразмера арматурного стержня в зависимости от таких параметров, как диаметр и геометрические размеры выступов, согласно общепринятым нормам определения критерия анкеровки:
f_r= K F_rsin α /π dС, (5) где К количество продольных рядов выступов на поверхности стержня;
F_rsin α проекция боковой поверхности одного выступа на торцовую плоскость;
С шаг выступов на стержне (одинаковый для каждого предельного ряда).Calculation of the step size of the protrusion C and, respectively, C ₁ using formulas (2) and (3) allows us to determine the value of the steps of the protrusions, providing the required value of the anchoring criterion for a given size of the reinforcing bar, depending on parameters such as the diameter and geometric dimensions of the protrusions, according to generally accepted standards definition of anchoring criteria:
f _r = KF _r sin α / π dС, (5) where K is the number of longitudinal rows of protrusions on the surface of the rod;
F _r sin α is the projection of the lateral surface of one protrusion on the end plane;
With the step of the protrusions on the rod (the same for each limit row).

С учетом значений величин К= 3 и С₁=2С для предлагаемого арматурного стержня выражение (5) преобразуется в выражение (3).Given the values of K = 3 and C ₁ = 2C for the proposed reinforcing bar, expression (5) is converted to expression (3).

При величинах углов наклона выступов α и α₁ больше значений определяемых выражениями (1) и (2) не обеспечивается гарантированное пересечение торцевой плоскостью трех наклонных выступов на поверхности стержня по всей ее длине при возможности в процессе изготовления взаимном осевом смещении продольных рядов друг относительно друга. Это снижает гарантированную прочность стержня на разрыв и соответственно имеет место необоснованный расход металла на изготовление стержня.When the angles of inclination of the protrusions α and α _{1 are} greater than the values determined by expressions (1) and (2), the guaranteed intersection of the end plane of three inclined protrusions on the surface of the rod along its entire length, if possible, during the manufacturing process, makes the axial displacement of the longitudinal rows relative to each other. This reduces the guaranteed tensile strength of the rod and, accordingly, there is an unreasonable consumption of metal for the manufacture of the rod.

При величинах углов наклона α и α₁ меньше значений, определяемых выражениями (1) и (2) обеспечивается надежное (гарантированное) перекрытие выступов, но при этом количество пересекаемых в торцовом сечении выступов не увеличивается, а за счет уменьшения расстояния между выступами на стержне в нормальном сечении масса погонного метра стержня увеличивается и уменьшается объем бетона, заполняемого во вмятинах стержня в железобетонных конструкциях, что приводит к снижению сцепляемости арматуры с бетоном и увеличивает массу арматурного стержня без существенного увеличения разрывного усилия стержня.When the values of the inclination angles α and α _{1 are} less than the values determined by expressions (1) and (2), reliable (guaranteed) overlap of the protrusions is ensured, but the number of protrusions intersected in the end section does not increase, but by reducing the distance between the protrusions on the rod in normal cross-section, the mass of a running meter of the bar increases and the volume of concrete filled in the dents of the bar in reinforced concrete structures decreases, which leads to a decrease in the adhesion of reinforcement to concrete and increases the mass of the reinforcing bar I without significantly increasing the breaking strength of the rod.

Периодический профиль стержня может быть прокатан в трехвалковом калибре или протянут в роликовой волоке с тремя рабочими роликами. При этом не требуется внесения специальных изменений в существующую схему прокатки или волочения, т.к. получение заданной геометрии арматурного стержня обеспечивается только за счет изменения нарезки впадин на калибрах валков или роликов в процессе их изготовления. The periodic profile of the rod can be rolled in a three-roll caliber or extended in a roller die with three working rollers. In this case, no special changes are required to the existing rolling or drawing scheme, since obtaining the given geometry of the reinforcing bar is provided only by changing the grooves in the grooves of the rolls or rollers during their manufacture.

Claims

REINFORCED ROD OF A PERIODIC PROFILE, comprising longitudinal protrusions and longitudinal rows of protrusions inclined to the axis of the rod on the outer surface, located along the rod between the longitudinal protrusions, characterized in that the longitudinal protrusions are located relative to each other in the cross section of the rod at an angle of 120 ^o , while the inclined protrusions two longitudinal rows are arranged with the same pitch and the same angle of inclination, and the inclined protrusions of the third longitudinal row are arranged with a step twice the pitch of the protrusions s two rows, and an inclination angle different from the angle of inclination of the projections of the rows and the slope of the third longitudinal row of protrusions oriented in an opposite direction to tilt the projections of the first two rows.