RU2040648C1

RU2040648C1 - Insertion part

Info

Publication number: RU2040648C1
Application number: RU93031620A
Authority: RU
Inventors: Т.И. Мамедов; И.С. Шапиро; Г.Н. Судаков
Original assignee: Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона
Priority date: 1993-06-24
Filing date: 1993-06-24
Publication date: 1995-07-25

Abstract

FIELD: civil engineering. SUBSTANCE: insertion part comprises metal plate and a bundle of reinforcing members connected to the plate by overlapping weld joint. All reinforcing members in the bundle are bent at various angles with minimum angle of bending exceeding 10 maximum one within 80 Arithmetic mean for bending angle of the whole bundle is equal to design angle. Cross link made of reinforcement of a diameter exceeding reinforcement one in the bundle by a factor of 2 3 is an option of the insertion part. EFFECT: structure of high strength. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к арматурным элементам, а именно к сварным закладным деталям железобетонных конструкций. The invention relates to reinforcing elements, namely to welded embedded parts of reinforced concrete structures.

Известна закладная деталь с анкерными стержнями, приваренными втавр к пластине [1]
Недостатками таких закладных деталей являются повышенная металлоемкость и ограниченное значение площади наружной поверхности анкеров, что обусловливает в свою очередь малую поверхность контакта анкеров с бетоном, вследствие чего может иметь место растрескивание бетона вокруг анкера при передаче на него осевого или поперечного усилия от пластины закладной детали.Known embedded part with anchor rods, welded in taps to the plate [1]
The disadvantages of such embedded parts are the increased metal consumption and the limited value of the external surface area of the anchors, which in turn leads to a small contact surface of the anchors with concrete, as a result of which cracking of concrete around the anchor may occur when axial or lateral force is transmitted from it from the plate of the embedded part.

Известна закладная деталь с анкерными элементами в форме пучка, которые соединены с плоским элементом втавр через общий слой наплавленного металла [2] Такое конструктивное выполнение анкера закладной детали обеспечивает снижение ее металлоемкости и улучшение сцепления арматуры с бетоном. Недостатком такого анкера закладной детали является то, что он не может быть использован в закладный деталях, рассчитываемых на действие сдвигающих сил. Known embedded part with anchor elements in the form of a beam, which are connected to a flat element of the branches through a common layer of weld metal [2] Such a structural embodiment of the anchor of the embedded part reduces its metal consumption and improves the adhesion of reinforcement to concrete. The disadvantage of this anchor embedded parts is that it cannot be used in embedded parts, calculated on the action of shear forces.

Наиболее близкой к предлагаемой является закладная деталь железобетонных конструкций, содержащая металлическую пластину и жестко соединенные с ней анкеры, свободные концы которых отогнуты от плоскости пластины на расчетный угол [3] Соответствующее значение угла отгиба свободного конца арматуры определяется направлением и величиной расчетной сдвигающей силы. Closest to the proposed one is a embedded part of reinforced concrete structures containing a metal plate and anchors rigidly connected to it, the free ends of which are bent from the plane of the plate by the design angle [3] The corresponding value of the bending angle of the free end of the reinforcement is determined by the direction and magnitude of the design shear force.

Недостатками такой закладной детали являются повышенный расход металлопроката, потребляемого как для плоских элементов, так и для анкеров закладной детали. The disadvantages of such a embedded part are the increased consumption of metal, consumed both for flat elements and for anchors of the embedded part.

Данное обстоятельство обусловлено тем, что выбор соответствующего диаметра арматуры связан с необходимостью обеспечения требуемой прочности арматуры, а также с необходимостью обеспечения требуемого сцепления арматуры с бетоном. При этом соответствующее значение толщины плоского элемента устанавливается (нормируется) в зависимости от диаметра арматуры, используемой в качестве анкера закладной детали. This circumstance is due to the fact that the choice of the appropriate diameter of the reinforcement is associated with the need to ensure the required strength of the reinforcement, as well as the need to ensure the required adhesion of the reinforcement to concrete. In this case, the corresponding value of the thickness of the flat element is set (normalized) depending on the diameter of the reinforcement used as an anchor of the embedded part.

Цель изобретения снижение металлоемкости закладной детали и улучшение совместной работы анкеров с бетоном. The purpose of the invention is to reduce the metal consumption of the embedded parts and improve the joint work of anchors with concrete.

Цель достигается тем, что в закладной детали железобетонных конструкций, содержащей металлическую пластину и приваренные внахлестку к ней анкеры, анкеры выполнены из пучка арматуры, причем в каждом пучке все арматурные элементы отогнуты под различными углами, при этом минимальное значение угла отгиба принято не менее 10^о, а максимальное не более 80^о, а среднее арифметическое значение угла отгиба для всего пучка принято равным расчетному углу отгиба, и, кроме того, все концы отогнутых участков арматурных элементов пучка соединены между собой поперечной связью, выполненной из арматуры, диаметр которой в 2-3 раза меньше диаметра арматуры в пучке.The object is achieved in that the inlay part of concrete constructions, comprising a metal plate and welded lap thereto anchors, the anchors are made of reinforcement beam, wherein in each beam all the reinforcing elements are bent at different angles, wherein the minimum value of the angle stiffener made not less than ¹⁰ ° and the maximum not more than ^80, and the arithmetic average value of the angle limb for the entire beam is taken equal to the calculated bending angle, and in addition, all the ends of the bent portions of the reinforcing elements are connected between a bundle fight cross-link formed of reinforcement, the diameter of which is 2-3 times less than the diameter of reinforcement in the beam.

Предлагаемая конструкция закладной детали отличается от известной выполнением анкеров, приваренных внахлестку, в виде пучка арматурных стержней, причем в каждом пучке все арматурные элементы отогнуты под разными углами. Это обеспечивает увеличение анкерующей способности такого анкера, чему способствует также наличие связи всех концевых участков арматурных элементов пучка с помощью арматуры меньшего диаметра. Обеспечение при таком выполнении анкера увеличения площади его поверхности, а следовательно, его сцепления с бетоном, исключает растрескивание бетона при работе закладной детали, рассчитываемой на действие сдвигающих сил, что, в свою очередь, позволяет уменьшить длину отогнутых участков арматуры и снизить ее расход, необходимый для данной закладной детали. Уменьшение диаметра каждого арматурного элемента при пучковой анкеровке по сравнению с соответствующим значением для единичного анкера обусловливает возможность уменьшения толщины металлопроката, используемого для пластин закладных деталей. The proposed construction of the embedded part differs from the known one by the design of lap welded anchors in the form of a beam of reinforcing bars, and in each beam all reinforcing elements are bent at different angles. This provides an increase in the anchoring ability of such an anchor, which is also facilitated by the presence of a connection of all end sections of the beam reinforcing elements with the help of smaller diameter reinforcement. Ensuring with this performance of the anchor to increase its surface area, and therefore its adhesion to concrete, eliminates concrete cracking during operation of the embedded part, calculated on the action of shear forces, which, in turn, allows to reduce the length of the bent sections of the reinforcement and reduce its consumption for this embedded part. A decrease in the diameter of each reinforcing element during beam anchoring compared with the corresponding value for a single anchor makes it possible to reduce the thickness of the metal used for inserts.

На фиг. 1 изображена закладная деталь, вид сбоку; на фиг.2 то же, при расположении отогнутых участков арматурных элементов пучка в плоскостях, ориентированных под одним углом к поверхности пластины; на фиг.3 то же, при расположении отогнутых участков арматурных элементов в плоскостях, ориентированных под различными углами к поверхности пластин. In FIG. 1 shows a embedded part, side view; figure 2 the same, with the location of the bent sections of the reinforcing elements of the beam in planes oriented at the same angle to the surface of the plate; figure 3 the same, with the location of the bent sections of the reinforcing elements in planes oriented at different angles to the surface of the plates.

Закладная деталь состоит из металлической пластины 1 и двух приваренных к ней анкеров, которые состоят из пучка арматурных стержней 2, 3, 4, причем для каждого арматурного элемента в пучке значение угла отгиба устанавливают различным (фиг. 1). Арматурный стержень 2 имеет угол отгиба α₁, арматурный стержень 3 α₂, а арматурный стержень 4 α₃. При этом среднее арифметическое значение угла отгиба для всех арматурных стержней каждого пучка составляет величину

α_p где α_р расчетное значение угла отгиба для данного анкера. Суммарное значение площади поперечного сечения всех арматурных стержней в каждом пучке принимают равновеликим pасчетной площади сечения единичного анкера.The embedded part consists of a metal plate 1 and two anchors welded to it, which consist of a bundle of reinforcing

bars

2, 3, 4, moreover, for each reinforcing element in the bundle, the angle of bending is set different (Fig. 1). The reinforcing bar 2 has a bending angle α ₁ , the reinforcing bar 3 α ₂ , and the reinforcing bar 4 α ₃ . In this case, the arithmetic mean of the bending angle for all reinforcing bars of each beam is

α _p where α _{p is the} calculated value of the bending angle for this anchor. The total value of the cross-sectional area of all reinforcing bars in each beam is assumed to be the same as the estimated cross-sectional area of a single anchor.

При этом минимальное значение угла отгиба α_min арматурного элемента в пучке устанавливают не менее 10^о, а максимальное α_max не более 80^о. При этом каждый пучковый анкер, состоящий в данном случае из трех арматурных элементов, соединяют внахлестку с плоским элементом (пластиной 1) закладной детали посредством сварных швов 5 и 6. Средний арматурный элемент, входящий в каждый пучок и имеющий отогнутый участок (стержень 3), связывают с соседними арматурными элементами посредством контактной точечной сварки, которую выполняют до приварки каждого пучка к пластине 1.In this case, the minimum value of the bending angle α _{min of the} reinforcing element in the bundle is set to not less than 10 ^about , and the maximum α _max not more than 80 ^about . Moreover, each beam anchor, which in this case consists of three reinforcing elements, is lapped with a flat element (plate 1) of the embedded part by means of welds 5 and 6. The average reinforcing element included in each bundle and having a bent section (rod 3), connected with adjacent reinforcing elements by means of contact spot welding, which is performed before welding each beam to the plate 1.

Отогнутые концевые участки арматурных элементов (стержней 2, 3, 4) могут быть ориентированы во взаимно параллельных плоскостях, что соответствует расположению элементов (стержней 2, 3, 4) (фиг.2), либо располагают во взаимно пересекающихся плоскостях, которые ориентируют под различными углами к наружной поверхности плоского элемента, чему соответствует положение отогнутых участков арматуры 2¹, 3¹, 4¹. При этом значение углов отгиба арматурных элементов 2 и 2, 3 и 3, 4 и 4 могут обеспечивать идентичными, а соответствующее отличие в ориентации отогнутых участков получают за счет углового смещения участка арматурного стержня, привариваемого к пластине 1 закладной детали.The bent end sections of the reinforcing elements (rods 2, 3, 4) can be oriented in mutually parallel planes, which corresponds to the location of the elements (rods 2, 3, 4) (figure 2), or are located in mutually intersecting planes that are oriented under different angles to the outer surface of the flat element, which corresponds to the position of the bent sections of the reinforcement 2 ¹ , 3 ¹ , 4 ¹ . In this case, the value of the bending angles of the reinforcing elements 2 and 2, 3 and 3, 4 and 4 can be identical, and the corresponding difference in the orientation of the bent sections is obtained due to the angular displacement of the section of the reinforcing bar welded to the plate 1 of the embedded part.

При отклонении анкера от плоскости пластины на угол, меньший 10^о, отогнутый элемент анкера располагается в бетоне вблизи его внешней поверхности. При этом не обеспечивается эффективной анкеровки такого анкера из-за высокой вероятности выхода защитного слоя бетона под воздействием расклинивающих усилий, передаваемых с анкера на бетон. Пучковые анкера с отогнутыми элементами на угол, больший 80^о, становятся неэффективными при работе на воздействие сдвигающих сил. В случае, когда сдвигающая сила ориентирована под углом, близким к 80^о, более простыми и эффективными являются анкера, приваренные втавр.When the anchor deviates from the plane of the plate by an angle less than 10 ^° , the bent element of the anchor is located in concrete near its outer surface. At the same time, effective anchoring of such an anchor is not ensured due to the high probability of the protective layer of concrete coming out under the influence of proppants transmitted from the anchor to concrete. Beam anchors with bent elements at an angle greater than 80 ^about , become ineffective when working on the action of shear forces. When the shear force is oriented at an angle close to ⁸⁰ °, more simple and effective are the anchor, butt-welded.

Дополнительное улучшение заанкеривания арматуры в бетоне при пучковой анкеровке обеспечивает наличие дополнительной взаимосвязи всех концевых участков арматурных элементов пучка. Эту связь отогнутых участков обеспечивают за счет приварки с помощью точечной сварки отрезков арматуры 7, 8 и 9 к арматурным элементам в каждом пучке. При этом посредством отрезка дополнительной арматуры 7 обеспечивается соединение отогнутых элементов 2¹ и 4¹, посредством отрезка 8 3¹, 4¹, а посредством отрезка 9 2¹, 3¹. Эти отрезки арматуры 7, 8, 9 образуют своеобразный объемный каркас, охватывающий все отогнутые арматурные элементы пучкового анкера. Диаметр дополнительных отрезков арматуры 7, 8 и 9, необходимых для реализации вышеуказанной связи, принимают в 2-3 раза меньше диаметра арматурного элемента в пучке.An additional improvement in the anchoring of reinforcement in concrete during beam anchoring provides the presence of an additional relationship between all end sections of the reinforcing elements of the beam. This connection of the bent sections is ensured by welding by means of spot welding of reinforcement sections 7, 8 and 9 to the reinforcing elements in each beam. In this case, by means of a segment of additional reinforcement 7, the connection of the bent elements 2 ¹ and 4 ^{1 is} ensured, by means of a segment 8 3 ¹ , 4 ¹ , and by means of a segment 9 2 ¹ , 3 ¹ . These segments of reinforcement 7, 8, 9 form a kind of volumetric frame covering all bent reinforcing elements of the beam anchor. The diameter of the additional segments of the reinforcement 7, 8 and 9, necessary for the implementation of the above connection, take 2-3 times less than the diameter of the reinforcing element in the beam.

Использование в качестве отрезков дополнительной арматуры, обеспечивающей наличие поперечной связи отогнутых концов, арматуры меньшего диаметра, снижает заанкеривание пучка арматуры в бетоне, а при использовании дополнительных отрезков арматуры большего сечения имеет место нежелательное увеличение расхода арматуры, используемой для создания данной связи, причем при этом также не обеспечивается улучшения заанкеривания арматуры в бетоне. The use of additional reinforcement, which provides the presence of a transverse connection between the bent ends, reinforcement of a smaller diameter, reduces the anchoring of the reinforcing beam in concrete, and when using additional segments of reinforcement of a larger cross section, an undesirable increase in the consumption of reinforcement used to create this connection takes place, moreover, no improvement in anchoring of reinforcement in concrete is provided.

Связь отогнутых участков арматурных элементов пучка с помощью дополнительных отрезков арматуры меньшего сечения выполняют вблизи концов отогнутых участков на расстоянии от конца этих участков не свыше (2-4)d_н, где d_н номинальный диаметр арматуры, составляющей данный пучок закладной детали.The connection of the bent sections of the reinforcing elements of the beam using additional segments of reinforcement of a smaller section is performed near the ends of the bent sections at a distance from the end of these sections not exceeding (2-4) d _n , where d _{n is the} nominal diameter of the reinforcement that makes up this bundle of the embedded part.

Возможными вариантами реализации пучковой анкеровки закладных деталей при их соединении с плоскими элементами внахлестку является выполнение такого соединения с помощью дуговой или контактно-рельефной сварки. Possible options for the implementation of beam anchoring of embedded parts when they are connected with flat lap elements is to make such a connection using arc or contact-relief welding.

При этом также может быть выполнен т.н. комбинированный способ сварки, при котором арматурные элементы соединяются между собой с помощью контактной сварки, а собранный таким образом пучок приваривают к пластине закладной детали с помощью дуговой сварки. In this case, the so-called a combined welding method in which the reinforcing elements are interconnected by means of contact welding, and the beam thus assembled is welded to the plate of the embedded part using arc welding.

Использование предлагаемых закладных деталей позволяет уменьшить на 25-35% длину используемых анкеров за счет более развитой их внешней поверхности, что способствует увеличению площади их контакта с бетоном и, тем самыми, улучшает сцепление анкера закладной детали с бетоном; данное обстоятельство обусловливает снижение расхода арматуры и используемых в качестве анкеров закладных деталей. Уменьшение диаметра арматуры в каждом пучке в свою очередь позволяет уменьшить также и потребление плоского металлопроката за счет снижения его толщины, которая определяется значением

, где δ толщина плоского элемента закладной детали; d_н номинальный диаметр арматуры, привариваемой к плоскому элементу.Using the proposed embedded parts allows reducing the length of the used anchors by 25-35% due to their more developed external surface, which helps to increase the area of their contact with concrete and, thereby, improves the adhesion of the anchor to the concrete; This circumstance leads to a decrease in the consumption of fittings and embedded parts used as anchors. Reducing the diameter of the reinforcement in each beam, in turn, also reduces the consumption of flat metal by reducing its thickness, which is determined by the value

where δ is the thickness of the flat element of the embedded part; d _{n is the} nominal diameter of the reinforcement welded to the flat member.

Уменьшение диаметра арматуры в пучке позволяет снизить на 60-80% потребление сварочных материалов (электродов) при соединении арматуры с пластиной посредством ручной дуговой сварки. Reducing the diameter of the reinforcement in the beam reduces the consumption of welding materials (electrodes) by 60-80% when connecting the reinforcement to the plate by means of manual arc welding.

Общее снижение металлоемкости закладных деталей определяет и общее уменьшение на 30-40% трудозатрат при изготовлении сварных закладных деталей железобетонных конструкций, что связано со снижением потребляемой массы металлопроката, которая обусловливает уменьшение трудозатрат на всех операциях переработки металлопроката меньшей массы, начиная с перевалочно-складских работ, кончая работами по сварке. The overall decrease in the metal consumption of embedded parts is also determined by the overall reduction of 30-40% of labor costs in the manufacture of welded embedded parts of reinforced concrete structures, which is associated with a decrease in the consumed mass of rolled metal, which leads to a decrease in labor costs in all metal rolling processing operations of lower weight, starting from transshipment and storage operations, ending with welding work.

Характерной особенностью предложенных закладных деталей является то, что при этом обеспечивается более полное участие металла каждого элемента пучкового анкера в его работе при различных схемах силовых воздействий на закладную деталь. Различие в углах отгиба арматурных элементов обеспечивает большую универсальность используемого анкера за счет возможности его использования при силовых воздействиях, направленных под разными углами к плоскому элементу. A characteristic feature of the proposed embedded parts is that this ensures a more complete participation of the metal of each element of the beam anchor in its work with various schemes of force effects on the embedded part. The difference in the bending angles of the reinforcing elements provides greater versatility of the used anchor due to the possibility of its use in power actions directed at different angles to the flat element.

Claims

1. EMBEDDED DETAIL of reinforced concrete structures, containing a metal plate and anchors rigidly connected to it, the free ends of which are bent from the plane of the plate by a calculated angle, characterized in that the anchors are made of a reinforcement beam, and in each beam all reinforcing elements are bent at different angles, moreover, the minimum value of the limb angle is not less than 10 ^o , the maximum not more than 80 ^o , and the arithmetic mean of the limb angle for the entire beam is equal to the value of the calculated limb angle.

2. The item according to claim 1, characterized in that all the ends of the bent sections of the reinforcing elements of the beam are interconnected by a transverse connection made of reinforcement, the diameter of which is 2-3 times smaller than the diameter of the reinforcement in the beam.