RU2109894C1

RU2109894C1 - Reinforcing member

Info

Publication number: RU2109894C1
Application number: RU96117473A
Authority: RU
Inventors: Б.В. Накашидзе
Original assignee: Воронежская архитектурно-строительная академия
Priority date: 1996-08-28
Filing date: 1996-08-28
Publication date: 1998-04-27

Abstract

FIELD: construction engineering. SUBSTANCE: reinforcing member intended for prestressed reinforced building structures has at least one end located in tube together with relaxation compensator installed in hollow of tube. Relaxation compensator is made in the form of curved strips located in pairs and pivotally secured by their ends to lateral anchoring plates connected to end of reinforcing member. Each pair of mutually opposite strips has convex or cocave section which is counter-lying. EFFECT: higher efficiency. 12 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства, а именно к арматурным элементам, предназначенным для применения в предварительно напряженных строительных конструкциях, и может быть использовано для соединения гибких нитей в висячих строительных конструкциях. The invention relates to the field of construction, namely to reinforcing elements intended for use in prestressed building structures, and can be used to connect flexible threads in hanging building structures.

Известен в строительных конструкциях арматурный элемент для обеспечения долговременности эффекта предварительного напряжения, содержащий дерелаксационные узлы [1]. Однако такое техническое решение не обеспечивает достаточной степени обжатия конструкции реактивными усилиями от напрягаемой арматуры, армирующий материал используется не эффективно. Known in building structures, the reinforcing element to ensure the durability of the prestressing effect, containing relaxation nodes [1]. However, such a technical solution does not provide a sufficient degree of compression of the structure by reactive forces from prestressed reinforcement; the reinforcing material is not used effectively.

Наиболее близким по совокупности признаков к изобретению является арматурный элемент для повышения степени обжатия конструкций из низкомодульных материалов, включающий компенсаторы релаксации, последовательно установленные в трубе и огибающие арматуру [2]. The closest set of features to the invention is a reinforcing element to increase the degree of compression of structures made of low-modulus materials, including relaxation compensators, sequentially installed in the pipe and enveloping the reinforcement [2].

В известном техническом решении компенсаторы релаксации в виде подпружиненных тел качения позволяют осуществлять и сохранять долговременный эффект предварительного напряжения в конструкциях, загруженных статической внешней нагрузкой. In a known technical solution, relaxation compensators in the form of spring-loaded rolling elements allow to realize and maintain the long-term effect of prestressing in structures loaded with a static external load.

Однако использованию таких арматурных элементов в конструкциях, загруженных динамической либо пульсирующей нагрузкой, не представляется возможным по причине недостаточной жесткости компенсаторов релаксации, их деформативности при знакопеременных колебаниях. Предварительно напряженная конструкция с такими арматурными элементами в течение некоторого времени становится как бы зыбкой. Резонансные явления способствуют снижению степени обжатия конструкции по причине увеличения ползучести и релаксации материала основы конструкции. However, the use of such reinforcing elements in structures loaded with a dynamic or pulsating load is not possible due to the insufficient rigidity of the relaxation compensators and their deformability under alternating oscillations. A prestressed structure with such reinforcing elements for some time becomes like a shaky one. Resonance phenomena reduce the degree of compression of the structure due to increased creep and relaxation of the base material of the structure.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение степени обжатия и сохранения эффекта преднапряжения в конструкциях, загруженных динамическими либо пульсирующими нагрузками. The problem to which the invention is directed, is to increase the degree of compression and preserve the effect of prestressing in structures loaded with dynamic or pulsating loads.

Технический результат достигается за счет использования упругих свойств изогнутых полос, обладающих значительной упругостью, а благодаря нелинейному характеру деформирования обладают еще и высокими демпфирующими свойствами, сохраняющими свой эффект во времени при динамических либо пульсирующих нагрузках и снижающих резонансные явления. The technical result is achieved through the use of the elastic properties of curved strips with significant elasticity, and due to the nonlinear nature of the deformation, they also have high damping properties that retain their effect in time under dynamic or pulsating loads and reduce resonance phenomena.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в арматурном элементе, содержащем арматуру, по меньшей мере один конец которой расположен в трубе с установленным в ее полости компенсатором релаксации, отличительными признаками является то, что компенсатор релаксации выполнен в виде попарно расположенных изогнутых полос, шарнирно закрепленных своими концами к анкерным поперечным пластинам, соединенным с концом арматуры, причем каждая пара взаимно противоположных полос имеет встречно направленную выпуклость или вогнутость. The essence of the invention lies in the fact that in the reinforcing element containing the reinforcement, at least one end of which is located in the pipe with a relaxation compensator installed in its cavity, the distinguishing features are that the relaxation compensator is made in the form of pairwise arranged curved strips pivotally fixed their ends to the anchor transverse plates connected to the end of the reinforcement, each pair of mutually opposite strips having an opposite direction convexity or concavity.

Выполнение компенсатора релаксации составным в виде парных, взаимно симметричных изогнутых полос, шарнирно закрепленных своими концами к анкерным поперечным пластинам, соединенным с концом арматуры, причем каждая пара взаимно противоположных полос имеет встречно направленную выпуклость или вогнутость, позволяет получить в сравнении с известным техническим решением новые свойства, заключающиеся в создании достаточно высокой жесткости и демпфирующих свойств, а также возможности соединения гибких нитей по длине в висячих строительных конструкциях; также в составных конструкциях, работающих на изгиб, для восприятия сдвигающих усилий в виде наклоненных арматурных тяг и выполняющих роль связей между периферийными взаимосдвигающими напряженными зонами. Демпфирующие свойства компенсаторов релаксации образуются благодаря нелинейного характера развития деформаций в изогнутых полосах в момент их обжатия при создании предварительного напряжения в арматуре и приложения в арматуре и приложения внешней знакопеременной нагрузки. The implementation of the relaxation compensator compound in the form of paired, mutually symmetrical curved strips pivotally attached to their ends to anchor transverse plates connected to the end of the reinforcement, each pair of mutually opposite strips having an opposite direction convexity or concavity, allows to obtain new properties in comparison with the known technical solution consisting in the creation of a sufficiently high rigidity and damping properties, as well as the possibility of connecting flexible threads along the length of the hanging construction structures; also in composite structures working on bending, for the perception of shear forces in the form of inclined reinforcing rods and playing the role of bonds between peripheral mutually shifting stress zones. The damping properties of relaxation compensators are formed due to the nonlinear nature of the development of deformations in curved strips at the time of their compression when creating prestressing in the reinforcement and applying to the reinforcement and applying an external alternating load.

На фиг.1 изображен арматурный элемент с двухсторонним расположением компенсатора релаксации в конструкции, общий вид; на фиг.2 - вариант арматурного элемента, содержащего два концевых участка арматурного стержня, компенсаторы релаксации которого расположены между периферийными зонами разномодульной составной конструкции, общий вид; на фиг. 3 - разрез по А-А на фиг. 1 (компенсатора релаксации для одновременного концевого участка напрягаемой арматуры); на фиг. 4 - разрез по Б-Б на фиг.2 (компенсатора релаксации для двух концевых участков напрягаемой арматуры, состыкованной в арматурном элементе); на фиг.5 - разрез по В-В на фиг.3; на фиг.6 - разрез по Д-Д на фиг.4; на фиг.7 - вариант установки предварительно изогнутых полос с системе прямоугольных координат относительно осей X, Y, Z; на фиг. 8, 9. 10 и 11 - варианты установки изогнутых полос относительной осей X, Y, Z изображены в виде расчетной схемы; на фиг.12 - вариант стыковки арматурных стержней. Figure 1 shows a reinforcing element with a two-sided arrangement of a relaxation compensator in a structure, a general view; figure 2 is a variant of the reinforcing element containing two end sections of the reinforcing bar, the relaxation compensators of which are located between the peripheral zones of the multi-module composite structure, general view; in FIG. 3 is a section along AA in FIG. 1 (relaxation compensator for the simultaneous end section of prestressed reinforcement); in FIG. 4 is a section along BB in FIG. 2 (a relaxation compensator for two end sections of prestressed reinforcement joined in the reinforcing element); figure 5 is a section along bb in figure 3; in Fig.6 is a section along DD in Fig.4; Fig.7 is an installation option pre-curved stripes with a system of rectangular coordinates relative to the axes X, Y, Z; in FIG. 8, 9. 10 and 11 - installation options of curved strips of the relative axes X, Y, Z are depicted in the form of a design diagram; on Fig - option of joining reinforcing bars.

Арматурный элемент содержит арматуру 1, по крайней мере один конец которой закреплен в трубе 2 при помощи концевого анкера 3 и упорной анкерной пластины 4. The reinforcing element comprises a reinforcement 1, at least one end of which is fixed in the pipe 2 by means of an end anchor 3 and a thrust anchor plate 4.

В полости трубы 2 размещен компенсатор релаксации, выполненный в виде попарно установленных изогнутых полос 5, ориентированных вдоль трубы 2 и концевого участка арматуры 1. Изогнутые полосы 5 закреплены шарнирно своими концами к упорным анкерным пластинам 4, сквозь которые пропущен концевой участок арматуры 1. In the cavity of the pipe 2 there is a relaxation compensator made in the form of pairwise installed curved strips 5 oriented along the pipe 2 and the end portion of the reinforcement 1. The curved strips 5 are pivotally fixed with their ends to the thrust anchor plates 4 through which the end portion of the reinforcement 1 is passed.

В арматурном элементе с двумя концевыми участками арматуры (фиг.4) концевые анкеры 3 взаимодействуют с упорными анкерными пластинами 4, расположенными в торцах изогнутых полос 5. In the reinforcing element with two end sections of the reinforcement (Fig. 4), the end anchors 3 interact with thrust anchor plates 4 located at the ends of the curved strips 5.

Вариантов изготовления арматурных элементов может быть несколько, заключающихся в комбинации установки изогнутых полос 5 относительно арматурных 1 концевых участков (фиг. 8 - 11), а также функционального назначения арматурного элемента (фиг. 2). Например, для висячих строительных конструкций представляет практический интерес, когда арматурный элемент выполнен по схеме, показанной на фиг.12, где арматурные стержни 1 крепятся на боковой наружной грани трубы 2, а другой арматурный стержень 1, направленный в противоположную сторону, взаимодействует с поперечной анкерной пластиной 4 внутри трубы 2. There can be several options for manufacturing reinforcing elements, consisting in a combination of installing curved strips 5 relative to reinforcing 1 end sections (Figs. 8-11), as well as the functional purpose of the reinforcing element (Fig. 2). For example, for hanging building structures, it is of practical interest when the reinforcing element is made according to the scheme shown in Fig. 12, where the reinforcing bars 1 are mounted on the lateral outer face of the pipe 2, and the other reinforcing bar 1, directed in the opposite direction, interacts with the transverse anchor plate 4 inside the pipe 2.

Сборку арматурного элемента производят следующим образом. По крайней мере один конец арматуры 1 пропускают сквозь отверстия, предварительно выполненные в анкерных пластинах 4, вводят в трубу 2, имеющую сквозное отверстие 6 (либо прорезь) в торце, размером в 1,5-2 раза больше диаметра арматуры 1, сквозь которое и пропускают последнюю. Затем анкерные пластины 4 взаимно раздвигают вдоль конца арматуры 1, устанавливают изогнутые полосы 5 по необходимой расчетной схеме таким образом, чтобы сохранялся шарнир между торцами изогнутых полос 5 и анкерной пластиной 4. Предварительно натянув за противоположную часть арматуры 1 таким образом, чтобы одна из пластин 4 упиралась в торец трубы 2, а изогнутые полосы 5 находились в проектном положении, фиксируют исходное положение хомутом (зажимом) у сквозного отверстия 6 с наружного торца трубы 2 (не показано). Затем противоположный торец трубы 2 (либо крышка боковая) фиксируется при помощи сварки либо болтовым соединением. Полость трубы 2 может быть заполнена антикоррозионным составом, либо другими защитными составами от действия температур и т.д. Затем арматуру 1 с трубой 2 закрепляют в конструкции 7. Assembly of the reinforcing element is as follows. At least one end of the reinforcement 1 is passed through holes previously made in the anchor plates 4, inserted into a pipe 2 having a through hole 6 (or a slot) in the end face, 1.5-2 times larger than the diameter of the reinforcement 1, through which miss the last one. Then, the anchor plates 4 are mutually extended along the end of the reinforcement 1, the curved strips 5 are installed according to the necessary design scheme so that the hinge is maintained between the ends of the curved strips 5 and the anchor plate 4. Pre-tensioned on the opposite part of the reinforcement 1 so that one of the plates 4 rested on the end of the pipe 2, and the curved strip 5 were in the design position, fix the initial position with a clamp (clip) at the through hole 6 from the outer end of the pipe 2 (not shown). Then the opposite end of the pipe 2 (or the side cover) is fixed by welding or bolted. The cavity of the pipe 2 can be filled with an anti-corrosion compound, or other protective compounds from the action of temperatures, etc. Then the reinforcement 1 with the pipe 2 is fixed in the structure 7.

Арматурный элемент работает следующим образом. Для создания предварительного обжатия строительной конструкции 7, например балки, осуществляют натяжение арматуры 1 домкратом, соединенным с трубой 2 арматурного элемента. При натяжении арматуры 1 ее концевой анкер 3 в трубе 2 стремится сжимать при помощи упорных анкерных пластин 4 изогнутые полосы 5, обладающие большой жесткостью и нелинейным характером деформирования при сжатии с изгибом. Любое уменьшение усилий в арматуре 1 от ползучести и релаксации материала конструкции, сдвиговых явлений в составных разномодульных сечениях компенсатор релаксации компенсирует потери напряжения путем дополнительного натяжения арматуры. Зыбкость напряженной конструкции 7 от внешней пульсирующей (знакопеременной) нагрузки и соответственно падение напряжений от обжатия уменьшаются благодаря демпфирующих свойств сжато-изогнутых полос 5 компенсатора релаксации. Арматурный элемент можно использовать по функциональному назначению как демпфер в напрягаемой арматуре благодаря нелинейному характеру деформирования предварительно изогнутых полос 5. The reinforcing element operates as follows. To create a preliminary compression of the building structure 7, for example, beams, the reinforcement 1 is tensioned with a jack connected to the pipe 2 of the reinforcing element. When the reinforcement 1 is tensioned, its end anchor 3 in the pipe 2 tends to compress curved strips 5 with persistent anchor plates 4, which have great rigidity and non-linear deformation under compression with bending. Any reduction in the efforts in the reinforcement 1 from creep and relaxation of the structural material, shear phenomena in composite multi-module sections, the relaxation compensator compensates for the voltage loss by additional tension of the reinforcement. The fluctuation of the stressed structure 7 from the external pulsating (alternating) load and, accordingly, the voltage drop from the reduction are reduced due to the damping properties of the compressed-curved bands 5 of the relaxation compensator. The reinforcing element can be used for its intended purpose as a damper in prestressed reinforcement due to the nonlinear nature of the deformation of pre-curved strips 5.

Изобретение позволяет повысить степень обжатия конструкций из низкомодульных материалов, компенсировать сдвиговые деформации в составных сечениях изгибаемых бимодульных конструкциях путем перераспределения внутренних усилий с периферийных, наиболее напряженных зон верхнего и нижнего поясов. Снижается резонансное явление от действия пульсирующих внешних нагрузок. Может быть использовано для соединения гибких нитей в висячих строительных конструкциях, а также в качестве подвесок для оборудования с целью снижения вибрационных явлений. The invention allows to increase the degree of compression of structures made of low-modulus materials, to compensate for shear deformations in composite sections of flexible bimodular structures by redistributing internal forces from the peripheral, most stressed zones of the upper and lower zones. The resonance phenomenon from the action of pulsating external loads is reduced. It can be used to connect flexible threads in hanging building structures, as well as suspensions for equipment in order to reduce vibration phenomena.

Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР N 1244259, кл. E 04 C 3/18, бюл. 26, 1986.Sources of information:
1. Copyright certificate of the USSR N 1244259, cl. E 04 C 3/18, bull. 26, 1986.

2. Авторское свидетельство СССР N 1268691, кл. E 04 C 5/08, Бюл. 41, 1986. 2. USSR author's certificate N 1268691, cl. E 04 C 5/08, Bull. 41, 1986.

Claims

A reinforcing element containing reinforcement, at least one end of which is located in the pipe with a relaxation compensator installed in its cavity, characterized in that the relaxation compensator is made in the form of pairwise curved strips hinged at their ends to transverse anchor plates connected to the end of the reinforcement moreover, each pair of mutually opposite bands has an opposing convexity or concavity.