RU22166U1

RU22166U1 - REINFORCED CONCRETE REINFORCEMENT ELEMENT

Info

Publication number: RU22166U1
Application number: RU2001121544/20U
Authority: RU
Inventors: М.А. Болтанов; С.А. Гордеев; А.С. Драпеко; Б.А. Евсеев; Г.А. Пикус; Э.Л. Согомонов; А.М. Юсупов
Original assignee: Евсеев Борис Анатольевич
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2002-03-10

Description

.,. .,(l«B«t l « j .,. ., (l “B“ t l “j

iviiiivi o;iiU4L D/U/ iviiiivi o; iiU4L D / U /

Арматурный элемент для дисперсного армирования бетонаReinforcing element for dispersed concrete reinforcement

Полезная модель относится к арматурным элементам, применяемым для дисперсного армирования бетонных изделий и конструкций.The utility model relates to reinforcing elements used for dispersed reinforcement of concrete products and structures.

Известны арматурные элементы 1, 2, 3, 4, 5, 6 для дисперсного армирования бетона, объединенные общими конструктивными признаками.Known reinforcing elements 1, 2, 3, 4, 5, 6 for dispersed concrete reinforcement, combined by common design features.

Эти элементы выполнены в виде стальных полосок, обладают достаточной продольной жесткостью и оснащены анкерными устройствами - утолщениями на концах, отгибами концевых участков или их загибами различной формы, а средняя часть элементов остается прямолинейной и гладкой.These elements are made in the form of steel strips, have sufficient longitudinal rigidity and are equipped with anchor devices - thickenings at the ends, limb of the end sections or their bends of various shapes, and the middle part of the elements remains straight and smooth.

Под действием нагрузок, приложенных к конструкции, гладкая и прямолинейная поверхность средней части элементов не обеспечивает качественного сцепления с бетоном и практически все усилие на бетон передается через анкеры, которые в данном случае являются концентраторами напряжений в бетоне, провоцируют в нем эффект смятия с образованием развитой сети микротрещин в анкерной зоне, что в конечном итоге сказывается на прочности, жесткости и трещиностойкости конструкций.Under the action of the loads applied to the structure, the smooth and rectilinear surface of the middle part of the elements does not provide high-quality adhesion to concrete and almost all the effort on concrete is transmitted through anchors, which in this case are stress concentrators in concrete, provoke a crushing effect in it with the formation of a developed network microcracks in the anchor zone, which ultimately affects the strength, stiffness and crack resistance of structures.

Известен арматзфный элемент для дисперсного армирования бетона, представляющий собой стальную полоску, торцы которой повернуты на произвольный угол ф относительно друг друга вокруг продольной оси, а сама ось, в свою очередь, изогнута по винтовой линии в продольном направлении. При этом на одном конце элемента размещен анкер в виде утолщения типа флажок, а противоположенный гладкий конец элемента оформлен как анкер в виде крутозагнутой дуги 7.Known is a reinforcing element for dispersed concrete reinforcement, which is a steel strip, the ends of which are rotated at an arbitrary angle φ relative to each other around a longitudinal axis, and the axis itself, in turn, is curved along a helical line in the longitudinal direction. At the same time, an anchor is placed at one end of the element in the form of a thickening of the type of flag, and the opposite smooth end of the element is designed as an anchor in the form of a steep arc 7.

ваемую бетонную смесь сценляются между собой, из-за чего неравномерно распределяются но объему смеси, а при перемешивании с компонентами бетонной смеси способны образовывать плотные, трудно разделяемые клубки и, в конечном итоге, не придают бетону ожидаемых свойств.The concrete mixture being mixed is scattered among themselves, which is why they are unevenly distributed over the volume of the mixture, and when mixed with the components of the concrete mixture, they can form dense, difficult to separate balls and, ultimately, do not give the concrete the expected properties.

Известен арматурный элемент для дисперсного армирования бетона, выполненный в виде стальной полоски, одна из граней которой прямолинейна, а противоположная изогнута волнообразно в продольном направлении, причем переход от волнообразно изогнутой грани к прямолинейной происходит плавно 8. Недостатком такого элемента является низкая анкерующая способность, что не позволяет в полной мере использовать прочностные свойства материала армирующего элемента.Known reinforcing element for dispersed concrete reinforcement, made in the form of a steel strip, one of the faces of which is straight and the opposite is curved in a wave-like direction in the longitudinal direction, and the transition from a wave-like curved face to a straight one is smooth 8. The disadvantage of this element is the low anchoring ability, which does not allows you to fully use the strength properties of the material of the reinforcing element.

Наиболее близким к заявляемому является элемент, выполненный в виде стальной полосы прямоугольного сечения, при этом стальная полоса гофрирована в виде синусоидальной кривой для обеспечения волнистой продольной оси 9. Такой элемент обладает высоким качеством сцепления с бетоном, но в момент образования трещин по длине рабочей зоны элемента гофры под влиянием растягивающих усилий в бетоне начинают распрямляться в сечении с трещиной и при этом не оказывают какого-либо существенного армирующего эффекта. Полная нагрузка на материал элемента начинается тогда, когда гофра на элементе в сечении с трещиной выпрямится полностью. Однако на этом этапе ширина раскрытия трещины достигает размеров, превосходящих допустимые, а сама конструкция, армированная элементами этого типа, уже не отвечает требованиям эксплуатации. Анализ работы таких элементов в бетоне показывает их недостаточную продольную жесткость, не позволяющую в полной мере использовать прочностные свойства материала элемента.Closest to the claimed one is an element made in the form of a steel strip of rectangular cross section, while the steel strip is corrugated in the form of a sinusoidal curve to provide a wavy longitudinal axis 9. This element has high adhesion to concrete, but at the time of cracking along the length of the working area of the element corrugations under the influence of tensile forces in concrete begin to straighten in cross section with a crack and do not have any significant reinforcing effect. The full load on the material of the element begins when the corrugation on the element in the section with a crack straightens completely. However, at this stage, the crack opening width reaches sizes exceeding the permissible ones, and the structure itself, reinforced with elements of this type, no longer meets the operational requirements. An analysis of the operation of such elements in concrete shows their insufficient longitudinal stiffness, which does not allow the full use of the strength properties of the material of the element.

Заявленная полезная модель решает задачу повышения анкеровки и несущей способности армирующего элемента в бетоне, з еличения его продольной жесткости и полного использования прочностных свойств материала.The claimed utility model solves the problem of increasing the anchoring and bearing capacity of the reinforcing element in concrete, varying its longitudinal stiffness and making full use of the strength properties of the material.

Поставленная задача решается тем, что у арматурного элемента для дисперсного армирования бетона, выполненного в виде стальной полоски с волнообразной поверхностью и четырехгранной формой поперечного сечения, согласно предложению волнообразные поверхности выполнены на двух продольных противолежащих гранях элемента, а две другие продольные противолежащие грани элемента выполнены плоско-парагалельными, при этом продольная ось элемента прямолинейна, а линии, образующие волнообразные поверхности, не пересекают продольную ось и расположены симметрично относительно нее.The problem is solved in that the reinforcing element for dispersed concrete reinforcement, made in the form of a steel strip with a wave-like surface and a tetrahedral cross-sectional shape, according to the proposal, the wave-like surfaces are made on two longitudinal opposite faces of the element, and the other two longitudinal opposite faces of the element are made flat paragallic, while the longitudinal axis of the element is rectilinear, and the lines forming the wavy surfaces do not intersect the longitudinal axis and are located the wife is symmetrical about her.

Другое отличие в том, что отношение длины элемента к его толщине составляет 50...80, а максимагаьная амплитуда волновой поверхности элемента равна 0,4...0,45 толщины его.Another difference is that the ratio of the length of the element to its thickness is 50 ... 80, and the maximal amplitude of the wave surface of the element is 0.4 ... 0.45 of its thickness.

Форма очертания волн волнообразной поверхности элемента выполнена по плавной или ломанной линии, а период волны равен 5... 8 величинам толщины его.The wave shape of the wavy surface of the element is made along a smooth or broken line, and the wave period is 5 ... 8 values of its thickness.

Торцевые новерхности элемента повернуты друг относительно друга на произвольный угол во1фуг продольной оси.The end surfaces of the element are rotated relative to each other at an arbitrary angle of the longitudinal axis.

Анализ источников патентной и технической информации не выявил признаков, используемых в предлагаемом техническом решении по аналогичному назначению, что подтверждает новизну армат)фного элемента.The analysis of the sources of patent and technical information did not reveal the signs used in the proposed technical solution for a similar purpose, which confirms the novelty of the reinforcement element.

На фиг. 1 изображен арматурный элемент (вид c6oicy); на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - вид Б на фиг.1.In FIG. 1 shows a reinforcing element (view c6oicy); figure 2 - a view of figure 1; in Fig.3 - view B in Fig.1.

Арматурный элемент (фиг.1, 2) представляет собой стальную полоску длиной / с четырехгранной формой поперечного сечения (фиг.З), у которой продольные боковые грани 1 и 2 параллельны, а на гранях 3 и 4 выполнен волнообразный профиль с периодом волны Х, амплитудой волны Н и углом а при вершине волны. Продольная ось элемента О-О прямолинейна, а линии, образующие волнообразный профиль, не пересекают продольную ось и симметрично расположены относительно нее.The reinforcing element (Figs. 1, 2) is a steel strip of length l with a tetrahedral cross-sectional shape (Fig. 3), in which the longitudinal side faces 1 and 2 are parallel, and a wave-like profile with a wave period of X is made on faces 3 and 4, the amplitude of the wave H and the angle a at the apex of the wave. The longitudinal axis of the O-O element is rectilinear, and the lines forming a wavy profile do not intersect the longitudinal axis and are symmetrically located relative to it.

При производстве этих арматурных элементов используют станок для резки листового материала 10, где на режущих кромках инструмента выполняют волнообразный профиль с длиной волны Я., высотой волны Н и углом при вершине волны а.In the production of these reinforcing elements, a sheet metal cutting machine 10 is used, where a wave-like profile with a wavelength of Y., a wave height of H and an angle at the apex of wave a is performed on the cutting edges of the tool.

В качестве исходного материала принимают стальной лист толщиной |р...1,0 мм, что в процессе резки последнего определяет толщину элементаAs the starting material, take a steel sheet with a thickness of | p ... 1.0 mm, which in the process of cutting the latter determines the thickness of the element

а. П1ирина элемента С составляет (0,6...1,5)а. При меньшем размере ширины элемента в нем в процессе резки металла образуется широкая сеть микротренщн, которые являются концентраторами напряжений и снижают его способность. При большей ширине - возможно нерациональное использование металла: при одной и той же общей массе арматурных элементов в объеме бетона их число будет меньшим, ячейки пространственного каркаса, создаваемого арматурными элементами будут больше, что скажется на эффекте армирования, а такая конструкция будет иметь меньшую прочность и трещиностойкость.a. The pirin of element C is (0.6 ... 1.5) a. With a smaller size of the element width, a wide network of microtrains is formed in it during metal cutting, which are stress concentrators and reduce its ability. With a wider width, irrational use of the metal is possible: with the same total mass of reinforcing elements in the concrete volume, their number will be smaller, the cells of the spatial frame created by the reinforcing elements will be larger, which will affect the reinforcement effect, and such a design will have less strength and crack resistance.

Соотношение длины арматурного элемента / к его толщине а равны 50...80, что обеспечивает рациональное использование материала элемента: при соотношении меньше 50 геометрические размеры элемента будут соизмеримы со средней крупностью (диаметром) гранулы щебня в бетонной смеси, следовательно, арматурные элементы с такими размерами не могут образовывать качественный пространственный каркас замкнутого типа в объеме бетона, что приведет к снижению прочности конструкции. При соотнощении длины элементов к толщине более 80 значительно увеличивается их склонность к комкованию, введение элементов с такими размерами в бетоносмеситель сопряжено с высокой трудоемкостью и нарушением однородности их распределения в объеме бетона, что опять-таки скажется на несущей способности конструкции.The ratio of the length of the reinforcing element / to its thickness a is 50 ... 80, which ensures the rational use of the material of the element: with a ratio of less than 50, the geometric dimensions of the element will be commensurate with the average size (diameter) of the crushed stone granules in the concrete mixture, therefore, reinforcing elements with such dimensions cannot form a high-quality spatial framework of a closed type in the volume of concrete, which will lead to a decrease in structural strength. With a correlation of the length of the elements to a thickness of more than 80, their tendency to clump significantly increases, the introduction of elements with such dimensions into the concrete mixer is associated with high complexity and a violation of the uniformity of their distribution in the concrete volume, which again will affect the load-bearing capacity of the structure.

Продольная жесткость элемента обеснечивается за счет прямолинейности продольной оси, а волновой профиль двух противоположных поверхностей придает элементу высокое сцепление с бетоном.The longitudinal stiffness of the element is depleted due to the straightness of the longitudinal axis, and the wave profile of two opposite surfaces gives the element high adhesion to concrete.

Максимальная амплитуда Н волновой поверхности элемента составляет 0,4...0,45 толщины и обеспечивает достаточное заклинивание его при габоте в бетоне. При большей амплитуде образующие волнообразный профиль кривые будут искривлять продольную ось элемента, что приведет к потери его продольной жесткости.The maximum amplitude H of the wave surface of the element is 0.4 ... 0.45 thickness and provides sufficient jamming of it when working in concrete. At a larger amplitude, the curves forming a wavy profile will bend the longitudinal axis of the element, which will lead to a loss of its longitudinal stiffness.

Период волны элемента X составляет 5... 8 толщин, а угол а при вершине волны равен 130... 133° . Такое сочетание конструктивных решений обеспечивает элементу надежн)то анкеровку в бетоне. При меньшем периоде волны и угле при ее вершине в пропессе деформации металла для образования волнового рельефа на поверхности образ тотся трещины, при большем - плавный изгиб поверхностей элемента не обеспечивает надежных условий его работы в бетоне.The period of the wave of the element X is 5 ... 8 thicknesses, and the angle a at the apex of the wave is 130 ... 133 °. This combination of design solutions provides the element with reliable anchoring in concrete. With a shorter period of the wave and an angle at its apex in the process of metal deformation to form a wave relief on the surface, cracks are formed; with a larger one, smooth bending of the surfaces of the element does not provide reliable conditions for its operation in concrete.

Арматурный элемент может быть использован при возведении дисперсно-армированных изделий и конструкций промышленного и гражданского назначения. Выбор геометрических характеристик арматурного элемента следует осуществлять с учетом максимальной 1фупности гранул щебня в бетонной смеси. Так в цементно-песчаных растворах и мелкозернистых бетонах с крупностью щебня 5... 10 мм следует применять короткие волокна с отнощением длины к щирине 50...60. Такие смеси используются при изготовлении тонкостенных конструкций. Папример, несъемная опалубка, лотки, торкретированные поверхности. В бетонах с крупностью щебня более 10 мм рекомендуется применять волокна с отношением длины к толщине 70...80. Такие диснерсно-армированные бетоны использз ют в конструкциях дорожных одежд, полов, взлетно-посадочных полос, свай, труб и т.д. При этом заявляемый профиль волокна гарантирует его надежную анкеровку в бетоне и полное использование прочностных свойств материала.The reinforcing element can be used in the construction of dispersively reinforced products and structures for industrial and civil purposes. The choice of the geometric characteristics of the reinforcing element should be carried out taking into account the maximum 1function of crushed stone granules in the concrete mixture. So in cement-sand mortars and fine-grained concrete with crushed stone size of 5 ... 10 mm, short fibers should be used with a ratio of length to width of 50 ... 60. Such mixtures are used in the manufacture of thin-walled structures. For example, fixed formwork, trays, shotcrete surfaces. In concretes with crushed stone larger than 10 mm, it is recommended to use fibers with a length to thickness ratio of 70 ... 80. Such dispersion-reinforced concrete is used in the construction of pavements, floors, runways, piles, pipes, etc. At the same time, the inventive fiber profile guarantees its reliable anchoring in concrete and the full use of the strength properties of the material.

источники ИНФОРМАЦИИ, НРИНЯТЫЕ во ВНИМАНИЕ:Sources of INFORMATION DONE ATTENTION:

1.Авт. свид. СССР №715747, кл. Е04С5/03, 1980.1.Aut. testimonial. USSR No. 715747, class E04C5 / 03, 1980.

2.Патент СССР №409432, кл. Е04С5/03,1974.2. USSR patent No. 409432, cl. E04C5 / 03.1974.

3.Натент Франции №2393890, кл. Е04С5/03,1979.3. French patent No. 2393890, cl. E04C5 / 03.1979.

4.Натент Великобритании №1452303, кл. Е04С5/07,1976.4. British Patent No. 1452303, CL E04C5 / 07.1976.

5.Натент США №3942955, кл. Е04С5/00, 1976.5. US Patent No. 3942955, cl. E04C5 / 00, 1976.

6.Авт. свид. СССР №1707157, кл. Е04С5/07, 1990.6.Aut. testimonial. USSR No. 1707157, cl. E04C5 / 07, 1990.

7.Авт. свид. СССР №1202750, кл. В23С5/02, 1986.7.Aut. testimonial. USSR No. 1202750, class B23C5 / 02, 1986.

8.Авт. свид. СССР №1213157, кл. Е04С5/07, 1986.8.Aut. testimonial. USSR No. 1213157, class E04C5 / 07, 1986.

9.Натент Великобритании №1603259, кл. Е04С5/03,1981.9. British Patent No. 1603259, cl. E04C5 / 03.1981.

10.Свид. на полезную модель РФ №16836, кл. B23D 31/00, 2000.10. Type. for a utility model of the Russian Federation No. 16836, class. B23D 31/00, 2000.

Claims

1. The reinforcing element for dispersed concrete reinforcement, made in the form of a steel strip with a wave-like surface and a tetrahedral cross-sectional shape, characterized in that the wave-like surfaces are made on two longitudinal opposing faces of the element, and two other longitudinal opposite faces of the element are made plane-parallel, while the longitudinal the axis of the element is rectilinear, and the lines forming the wavy surfaces do not intersect the longitudinal axis and are located symmetrically relative to it.

2. The element according to claim 1, characterized in that the ratio of the length of the element to its thickness is 50-80, and the maximum amplitude of the wave surface of the element is 0.4-0.45 of its thickness.

3. The element according to claim 1 or 2, characterized in that the wave shape of the wavy surface of the element is made along a smooth or broken line, and the wave period is 5-8 times its thickness.

4. The element according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the end surfaces of the element are rotated relative to each other at an arbitrary angle around the longitudinal axis.