RU2059052C1 - Reinforced concrete column - Google Patents

Reinforced concrete column Download PDF

Info

Publication number
RU2059052C1
RU2059052C1 RU92008175A RU92008175A RU2059052C1 RU 2059052 C1 RU2059052 C1 RU 2059052C1 RU 92008175 A RU92008175 A RU 92008175A RU 92008175 A RU92008175 A RU 92008175A RU 2059052 C1 RU2059052 C1 RU 2059052C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spirals
column
reinforced
reinforcing
reinforced concrete
Prior art date
Application number
RU92008175A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU92008175A (en
Inventor
Андрей Юрьевич Иванов
Герман Васильевич Рыков
Евгений Анатольевич Кузнецов
Original Assignee
Андрей Юрьевич Иванов
Герман Васильевич Рыков
Евгений Анатольевич Кузнецов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Юрьевич Иванов, Герман Васильевич Рыков, Евгений Анатольевич Кузнецов filed Critical Андрей Юрьевич Иванов
Priority to RU92008175A priority Critical patent/RU2059052C1/en
Publication of RU92008175A publication Critical patent/RU92008175A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2059052C1 publication Critical patent/RU2059052C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: civil engineering, particularly reinforced concrete building members carrying static and dynamic compression loads. SUBSTANCE: reinforced column has reinforcing spirals inscribed in column cross sections and placed close to one another. The spirals are interconnected with crosswise link-clamps. The clamps are made of steel strips and installed on external surface of end spirals in a pitch providing coincide operation of all spirals. Erection lengthwise reinforcing bars with 235 - 390 MPa yield strength are installed inside spirals preferentially with tacking to the spirals. These reinforcing bars are intended for reliable stopping the spirals in design position, particularly in concreting. Lengthwise high-strength reenforcing bars of not less than 500 MPa yield strength are installed along lengthwise column axis inside spirals and in closed areas between the spirals. The reinforced bars are attached to the spirals preferentially with twisted wires. EFFECT: increased bearing capacity and deformability of the reinforced columns. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к строительству, в частности к железобетонным строительным элементам, воспринимающим сжимающие статические и динамические нагрузки. The invention relates to construction, in particular to reinforced concrete building elements, perceiving compressive static and dynamic loads.

Известен железобетонный строительный элемент [1] армированный винтовой спиралью с заполнением ядра дисперсно армированным бетоном. Known reinforced concrete building element [1] reinforced with a helical spiral with filling the core with dispersively reinforced concrete.

Недостатками этого элемента являются сравнительно малая несущая способность и деформативность железобетонного элемента. The disadvantages of this element are the relatively small bearing capacity and deformability of the reinforced concrete element.

Наиболее близким к изобретению является железобетонный строительный элемент, включающий винтовую спираль [2]
Недостатками данного элемента являются малая несущая способность и деформативность элемента.
Closest to the invention is a reinforced concrete building element comprising a helical spiral [2]
The disadvantages of this element are the low bearing capacity and deformability of the element.

Цель изобретения повышение несущей способности и деформативности железобетонных строительных элементов, воспринимающих сжимающие статические и динамические нагрузки. The purpose of the invention is the increase of the bearing capacity and deformability of reinforced concrete building elements that perceive compressive static and dynamic loads.

Цель достигается тем, что железобетонная колонна, содержащая арматурный каркас, образованный продольными стержнями, объединенными спиральной арматурой, и имеющий монтажную продольную арматуру, снабжена по крайней мере двумя дополнительными арматурными каркасами, причем все каркасы расположены вплотную друг к другу и объединены между собой поперечными связями-хомутами из полосовой стали. Кроме того, цель достигается тем, что колонна снабжена дополнительной продольной арматурой из высокопрочной стали, размещенной внутри арматурных каркасов и в замкнутых областях, образованных смежными арматурными каркасами. The goal is achieved in that a reinforced concrete column containing a reinforcing cage formed by longitudinal rods connected by spiral reinforcement and having mounting longitudinal reinforcement is provided with at least two additional reinforcing cages, all the cages are located adjacent to each other and are connected by transverse connections strip clamps. In addition, the goal is achieved by the fact that the column is equipped with additional longitudinal reinforcement made of high-strength steel, placed inside the reinforcing frames and in closed areas formed by adjacent reinforcing frames.

На фиг.1 представлена железобетонная колонна, поперечный разрез; на фиг. 2 то же, вид сбоку; на фиг.3 диаграммы "напряжение относительная деформация" (σ-ε), полученные в результате проведения экспериментальных исследований. Figure 1 presents a reinforced concrete column, a cross section; in FIG. 2 same side view; figure 3 diagrams of "stress relative deformation" (σ-ε) obtained as a result of experimental studies.

Железобетонная колонна (фиг.1) содержит вписанные в поперечное сечение и расположенные вплотную друг к другу арматурные спирали 1, которые объединены между собой поперечными связями-хомутами 2. Хомуты 2 выполнены из полосовой стали и установлены по внешней поверхности крайних спиралей с определенным шагом по длине колонны (фиг.2). The reinforced concrete column (Fig. 1) contains reinforcing spirals 1 inscribed in a cross section and adjacent to each other, which are interconnected by transverse ties-clamps 2. The clamps 2 are made of strip steel and are installed on the outer surface of the extreme spirals with a certain pitch along the length columns (figure 2).

Внутрь пространства 3, ограниченного арматурными спиралями 1, установлена монтажная продольная арматура 4 с креплением, преимущественно на прихватках, к спиралям. Монтажная продольная арматура 4 имеет предел текучести 235-390 МПа (класс А-1 А-III) и предназначена для надежной фиксации спиралей 1 в проектном положении, в частности при бетонировании. Расположение монтажной продольной арматуры 4 выбирается, как правило, по 2-4 стержня внутри каждого спирального кольца с равномерным распределением по окружности. Inside the space 3, limited by reinforcing spirals 1, mounted longitudinal mounting reinforcement 4 with fastening, mainly on tacks, to the spirals. Mounting longitudinal reinforcement 4 has a yield strength of 235-390 MPa (class A-1 A-III) and is intended for reliable fixation of spirals 1 in the design position, in particular during concreting. The location of the mounting longitudinal reinforcement 4 is selected, as a rule, 2-4 rods inside each spiral ring with a uniform distribution around the circumference.

Вдоль продольной оси колонны внутри пространства 3, ограниченного спиралями 1, и в замкнутые области 5 между спиралями 1, которые тоже можно рассматривать как обоймы, установлена дополнительная продольная высокопрочная арматура 6 с пределом текучести не менее 500 МПа (класс А-IV A-VI, проволока В-II). Высокопрочная арматура 6 крепится к арматурным спиралям 1, преимущественно на проволочных скрутках. Кроме того, может быть использован и другой способ закрепления, не ухудшающий прочностные и деформативные характеристики этой арматуры (в частности, сварные способы, например прихватка, не допускаются). An additional longitudinal high-strength reinforcement 6 with a yield strength of at least 500 MPa (class A-IV A-VI wire B-II). High-strength reinforcement 6 is attached to reinforcing spirals 1, mainly on wire twists. In addition, another fixing method can be used that does not impair the strength and deformation characteristics of this reinforcement (in particular, welded methods, such as tacking, are not allowed).

Арматура с пределом текучести менее 500 МПа не может быть использована в данном случае, так как имеет недостаточную деформативность, соответствующую пределу текучести (около 0,2-0,5%), и ее введение не приведет к повышению деформативности и несущей способности колонны. Reinforcement with a yield strength of less than 500 MPa cannot be used in this case, since it has insufficient deformability corresponding to the yield strength (about 0.2-0.5%), and its introduction will not lead to an increase in the deformability and bearing capacity of the column.

Следует отметить, что продольная высокопрочная арматура 6 может одновременно выполнять роль монтажной продольной арматуры 4, при этом последнюю можно исключить. Эффект от такого решения будет заключаться, очевидно, в снижении расхода арматуры. Однако необходимо учитывать, что потребуется крепление витков спиралей 1 к продольной высокопрочной арматуре 6, при этом сварные способы исключаются, так как приводят к снижению прочностных и деформативных свойств высокопрочных сталей. It should be noted that the longitudinal high-strength reinforcement 6 can simultaneously play the role of mounting longitudinal reinforcement 4, while the latter can be eliminated. The effect of such a solution will obviously be to reduce the consumption of fittings. However, it must be borne in mind that it will be necessary to fasten the coils of the spirals 1 to the longitudinal high-strength reinforcement 6, while welding methods are excluded, since they lead to a decrease in the strength and deformation properties of high-strength steels.

Смонтированный таким образом арматурный каркас колонны заполнен бетоном (позиции 3, 5 и 7). The column reinforcing bar thus mounted is filled with concrete (items 3, 5 and 7).

Железобетонная колонна работает следующим образом. Reinforced concrete column works as follows.

При восприятии сжимающей статической или динамической нагрузки колонна начинает деформироваться. При достижении продольных относительных деформаций около 0,2 бетон, расположенный вне обоймы, начинает разрушаться. Бетон внутри спиралей 1 (пространства 3) продолжает воспринимать нагрузку, так как деформируется в стесненных условиях, поскольку спирали препятствуют поперечным деформациям, создавая эффект обоймы. Бетон в замкнутых областях 5 между спиралями тоже деформируется в стесненных условиях, так как оказывается "окруженным" со всех сторон витками соприкасающихся спиралей, а раздвижке спиралей относительно друг друга препятствуют хомуты 2. With the perception of compressive static or dynamic load, the column begins to deform. Upon reaching longitudinal relative deformations of about 0.2, concrete located outside the cage begins to collapse. Concrete inside the spirals 1 (space 3) continues to absorb the load, as it deforms in cramped conditions, since the spirals prevent lateral deformations, creating a cage effect. Concrete in the closed areas 5 between the spirals is also deformed under constrained conditions, since it turns out to be "surrounded" on all sides by turns of contacting spirals, and the clamps 2 prevent the spirals from moving relative to each other.

Таким образом, в отличие от одной вписанной спирали, большая часть сечения колонны работает в стесненных условиях. Диаграмма деформирования железобетонной колонны, армированной одной вписанной в поперечное сечение спиралью без хомутов (прототип), представлена на фиг.3, позиция 8. Thus, unlike one inscribed spiral, most of the cross-section of the column operates in confined spaces. The diagram of the deformation of a reinforced concrete column reinforced with one spiral inscribed into the cross section without clamps (prototype) is shown in figure 3, position 8.

Определяющим условием работы предлагаемой колонны на запредельной стадии деформирования (фиг.3, позиция 9 диаграмма σ-ε колонны, состоящей из четырех спиралей 1 без хомутов 2) является обеспечение процента объемного содержания хомутов (Mx ) равным или большим, чем процент объемного содержания спиралей (Mcп), т.е. должно выполняться условие Mx≥Mcп. В противном случае происходит разрыв хомутов при относительных деформациях 0,6 0,8 колонна теряет свою несущую способность, при этом на диаграмме σ-ε не реализуется ниспадающая ветвь (фиг. 3, позиция 10). Важно отметить, что хомуты 2 в некоторой степени способствуют созданию эффекта обоймы для областей 7 поперечного сечения железобетонной колонны, которые с одной стороны ограничены витками спиралей 1, а с другой (у свободной поверхности) хомутами 2. Это также способствует повышению несущей способности колонны.The determining condition for the operation of the proposed column at the transcendental stage of deformation (Fig. 3, position 9 of the σ-ε diagram of a column consisting of four spirals 1 without clamps 2) is to ensure that the percentage of the volume content of clamps (M x ) is equal to or greater than the percentage of the volume content of spirals (M cp ), i.e. the condition M x ≥M cp must be satisfied . Otherwise, the clamps break at relative strains 0.6 0.8 the column loses its bearing capacity, while the falling branch is not realized on the σ-ε diagram (Fig. 3, position 10). It is important to note that the clamps 2 to some extent contribute to the creation of a cage effect for areas 7 of the cross section of the reinforced concrete column, which are limited on one side by turns of spirals 1, and on the other (near the free surface) by clamps 2. This also increases the bearing capacity of the column.

Шаг хомутов 2 должен быть выбран таким, чтобы обеспечивалась совместность работы всех спиралей в поперечном сечении колонны (приблизительно должен соответствовать диаметру одной спирали). The step of the clamps 2 should be chosen so that the compatibility of all spirals in the cross section of the column is ensured (approximately equal to the diameter of one spiral).

При дальнейшем деформировании колонны относительные продольные деформации достигают 0,8 1,3% (фиг.3, позиция 11), витки арматурных спиралей 1 вступают в стадию текучести, однако, разрушения железобетона еще не наступает, поскольку введенная высокопрочная арматура 6 при таких деформациях сжатия сохраняет несущую способность (ее устойчивость сохраняется, очевидно, за счет бетона). With further deformation of the column, the relative longitudinal deformations reach 0.8 1.3% (Fig. 3, position 11), the turns of the reinforcing spirals 1 enter the stage of fluidity, however, the destruction of reinforced concrete does not yet occur, since the introduced high-strength reinforcement 6 with such compression deformations retains bearing capacity (its stability is preserved, obviously, due to concrete).

При этом происходит перераспределение усилий с бетона на высокопрочную арматуру, при этом витки спиралей пока не разрушаются, следовательно, бетон работает в условиях объемного напряженного состояния и продолжает воспринимать нагрузку. За счет этого усилия возрастают, а деформативность железобетона увеличивается до 1,1-1,5 при максимальной несущей способности (фиг.3, позиция 12). In this case, the forces are redistributed from concrete to high-strength reinforcement, while the coils of the spirals are not yet destroyed, therefore, the concrete works in the conditions of volumetric stress state and continues to absorb the load. Due to this, the efforts increase, and the deformability of reinforced concrete increases to 1.1-1.5 at maximum bearing capacity (figure 3, position 12).

При дальнейшем нагружении происходит выход на ниспадающую ветвь диаграммы σ-ε, витки арматурных спиралей разрываются, происходит интенсивное деформирование и разрушение бетона и высокопрочной арматуры 6. Продольные относительные деформации в момент разрушения составляют около 4
Таким образом, энергоемкость деформирования железобетонной колонны (площадь под диаграммой σ-ε) вследствие увеличения деформативности и повышения максимальных напряжений (фиг.3) существенно повысилась. Следовательно, повысилась несущая способность железобетонной колонны.
With further loading, the σ-ε diagram descends to the descending branch, the coils of the reinforcing spirals break, intense deformation and destruction of concrete and high-strength reinforcement occurs 6. The longitudinal relative deformations at the time of fracture are about 4
Thus, the energy intensity of the deformation of the reinforced concrete column (the area under the σ-ε diagram) due to the increase in deformability and the increase in maximum stresses (Fig. 3) significantly increased. Consequently, the bearing capacity of the reinforced concrete column increased.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения заключается в повышении несущей способности и деформативности железобетонных строительных элементов, воспринимающих сжимающие статические и динамические нагрузки, за счет:
применения трех или более вписанных в поперечное сечение арматурных спиралей, объединенных хомутами, что обеспечивает большую (в сравнении с прототипом) площадь поперечного сечения, работающую в условиях объемного напряженного состояния;
введения дополнительной продольной высокопрочной арматуры, что обеспечивает перераспределение усилий с бетона на арматуру и повышение деформативности бетона в обойме.
The technical and economic efficiency of the invention consists in increasing the bearing capacity and deformability of reinforced concrete building elements that perceive compressive static and dynamic loads, due to:
the use of three or more reinforcing spirals inscribed in the cross section, combined by clamps, which provides a large (in comparison with the prototype) cross-sectional area, working in conditions of volumetric stress state;
introducing additional longitudinal high-strength reinforcement, which ensures the redistribution of forces from concrete to reinforcement and increase the deformability of concrete in the cage.

Claims (2)

1. ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ КОЛОННА, содержащая арматурный каркас, образованный продольными стержнями, объединенными спиральной арматурой, и имеющий монтажную продольную арматуру, отличающаяся тем, что она снабжена по крайней мере двумя дополнительными арматурными каркасами, причем все каркасы расположены вплотную друг к другу и объединены между собой поперечными связями-хомутами из полосовой стали. 1. REINFORCED CONCRETE COLUMN, comprising a reinforcing cage formed by longitudinal rods connected by spiral reinforcement and having mounting longitudinal reinforcement, characterized in that it is provided with at least two additional reinforcing cages, all the frames are located adjacent to each other and are connected by transverse stainless steel band clamps. 2. Колонна по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительной продольной арматурой из высокопрочной стали, размещенной внутри арматурных каркасов и в замкнутых областях, образованных смежными арматурными каркасами. 2. The column according to claim 1, characterized in that it is provided with additional longitudinal reinforcement made of high-strength steel, placed inside the reinforcing cages and in closed areas formed by adjacent reinforcing cages.
RU92008175A 1992-12-10 1992-12-10 Reinforced concrete column RU2059052C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92008175A RU2059052C1 (en) 1992-12-10 1992-12-10 Reinforced concrete column

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92008175A RU2059052C1 (en) 1992-12-10 1992-12-10 Reinforced concrete column

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU92008175A RU92008175A (en) 1995-06-09
RU2059052C1 true RU2059052C1 (en) 1996-04-27

Family

ID=20132579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU92008175A RU2059052C1 (en) 1992-12-10 1992-12-10 Reinforced concrete column

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2059052C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2401883A (en) * 2003-05-23 2004-11-24 Runhorn Pretech Eng Co Ltd Spirally reinforced concrete structure
AT505270B1 (en) * 2007-03-19 2009-06-15 Aicher Max CONCRETE PROP
CN107558666A (en) * 2017-08-31 2018-01-09 华侨大学 A kind of anti-buckling concrete filled steel tube coupled column of built-in circulating type tie hoop

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 905401, кл. E 04C 3/34, 1982. 2. Заявка Японии N 52-4096, кл. E 04C 5/06, кл. E 04C 3/34, опублик. 1977. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2401883A (en) * 2003-05-23 2004-11-24 Runhorn Pretech Eng Co Ltd Spirally reinforced concrete structure
GB2401883B (en) * 2003-05-23 2005-07-20 Runhorn Pretech Eng Co Ltd Spirally reinforced structure
AT505270B1 (en) * 2007-03-19 2009-06-15 Aicher Max CONCRETE PROP
CN107558666A (en) * 2017-08-31 2018-01-09 华侨大学 A kind of anti-buckling concrete filled steel tube coupled column of built-in circulating type tie hoop

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9765521B1 (en) Precast reinforced concrete construction elements with pre-stressing connectors
EP1029138B1 (en) Cellular stirrups and ties for structural members, structural members comprising said stirrups or ties and method of construction of said structural members.
US3210900A (en) Composite structure
CN117306779A (en) Steel reinforced concrete column
US20080184667A1 (en) Concrete Reinforcement Apparatus and Method
RU2059052C1 (en) Reinforced concrete column
JP2008081971A (en) Reinforced concrete beam
RU2122083C1 (en) Steel concrete member
CN216949735U (en) Self-adaptive anti-seismic combined column
RU2167985C1 (en) Pre-stressed tubular-concrete member with fan reinforcement
CN209817123U (en) Anchoring structure of pre-tensioning method prefabricated superposed beam steel strand at beam column node
JP6513754B2 (en) Reinforcement structure of reinforced concrete wall column
JP2751791B2 (en) Shear reinforcement structure of short span beam
JPH10204994A (en) Steel pipe concrete member
JP3892152B2 (en) Seismic reinforcement structure for existing columns and seismic reinforcement method for existing columns
RU2569650C1 (en) Reinforcement rope
TWM458425U (en) Rebar coupling structure of dual-core quake resistant column
Hadi et al. EFFECT OF DIFFERENT CONFINEMENT SHAPES ON THE BEHAVOUR OF REINFORCED HSC BEAMS
RU2669814C1 (en) Pipe concrete prestressed beam
Elremaily et al. Behavior of circular concrete-filled steel tube columns
SU1717761A1 (en) Ferroconcrete structural member
RU2008411C1 (en) Vertical structural member
JPS62244977A (en) Earthquake-proof reinforcement of existing concrete pillar
Sato et al. Bond-strengthening hooks for RC members with 1300 MPa-class shear-reinforcing spirals
SU732472A1 (en) Prefabricated column