RU2709571C2

RU2709571C2 - Armature cable

Info

Publication number: RU2709571C2
Application number: RU2018112285A
Authority: RU
Inventors: Давид-Константинос Георгиос Накашидзе; Павел Борисович Березин; Борис Васильевич Накашидзе
Original assignee: Давид-Константинос Георгиос Накашидзе; Павел Борисович Березин; Борис Васильевич Накашидзе
Priority date: 2018-04-05
Filing date: 2018-04-05
Publication date: 2019-12-18
Also published as: RU2018112285A; RU2018112285A3

Abstract

FIELD: construction.SUBSTANCE: invention relates to construction of ropes used in construction, particularly, reinforcement of prestressed building structures. Core is made with an external protective frame in the form of a corrugated shell from antifriction composite material reinforced by an elastic strong material; at the same time corrugations of the shell in the form of stiffening ribs are made with a different structural combination.EFFECT: technical result is increased bearing capacity and increased reserve of potential energy of reactive forces in rope in order to preserve long-term effect of prestressing in structures with various methods of their reinforcement, as well as in any types of external loads, wider field of use of ropes with minimum weight and reduced use of high-strength steel wires.4 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области конструкций канатов используемых в области строительства, предназначенных для применения в предварительно напряженных строительных конструкциях.The invention relates to the field of rope structures used in the field of construction, intended for use in prestressed building structures.

Известны конструктивные решения сердечников стальных канатов, используемых для подъемных и подвесных механизмов, для глубоководного оборудования, для рыболовства, а также морских выносных причалов (см., на пример, патент РФ 2112095, D07B 1/06, 1998; патент РФ 2617031, D07B 1/06, 2017).Known structural solutions of the cores of steel ropes used for lifting and suspension mechanisms, for deep-sea equipment, for fishing, as well as offshore berths (see, for example, RF patent 2112095, D07B 1/06, 1998; RF patent 2617031, D07B 1 / 06, 2017).

В известных технических решениях стальных канатов сердечники выполняли роль заполнителя внутренней полости канатов с целью исключения контактного трения между свивками каната, а также с целью уменьшения веса канатов и тем самым увеличения их длины для глубоководных морских работ, для рыболовства, подвешивания грузовых элементов и глубоководного оборудования.In the well-known technical solutions of steel ropes, the cores acted as a filler of the inner cavity of the ropes in order to eliminate contact friction between the strands of the rope, as well as to reduce the weight of the ropes and thereby increase their length for deep sea work, for fishing, suspension of cargo elements and deep sea equipment.

Однако, такие технические решения сердечников для арматурных стальных канатов не обеспечивают возможности использования их в строительных предварительно напряженных конструкциях, по причине недостаточного эффекта от реактивных сил обжатия конструкции.However, such technical solutions of the cores for reinforcing steel ropes do not provide the possibility of using them in prestressed structures, due to the insufficient effect of the reactive forces of compression of the structure.

Известны также конструктивные решения арматурных канатов с металлическим сердечником (см., например, авторское свидетельство SU 1645414, Е04С 5/03, D07B 1/10, 1991). Однако такие технические решения, используемые для предварительного напряжения строительных конструкций не обеспечивают длительного эффекта предварительного напряжения по причине малого запаса потенциальной энергии реактивных сил обжатия, а также недостаточного относительного удлинения каната под нагрузкой и релаксационной стойкости. При этом напряжения в сердечнике превышают повивочные наружные проволочные пряди на 0,9…1,6% (см., например, Мусихин В.А. "Расчет и конструирование стальных спиральных канатов, используемых в качестве предварительно напряженной арматуры железобетонных конструкций ", канд. диссерт., Челябинск, 2003 г., с. 206).Constructive solutions of reinforcing ropes with a metal core are also known (see, for example, copyright certificate SU 1645414, ЕСС 5/03, D07B 1/10, 1991). However, such technical solutions used for prestressing building structures do not provide a long prestressing effect due to the small potential reserve energy of the compression forces, as well as insufficient relative elongation of the rope under load and relaxation resistance. In this case, the core voltages exceed inoculation of external wire strands by 0.9 ... 1.6% (see, for example, VA Musikhin, “Calculation and design of steel spiral ropes used as prestressed reinforcement of reinforced concrete structures”, cand. Thesis., Chelyabinsk, 2003, p. 206).

Наиболее близким по совокупности признаков к изобретению является арматурный канат, содержащий сердечник из низкомодульных композитных высокопрочных стержней и свитые в продольном направлении и навитые на сердечник проволочные стальные пряди (см., например, патент РФ 2569650, Е04С 5/08, 2015). В известном техническом решении достигнуто увеличение несущей способности каната за счет использования в сердечнике высокопрочных стержней из композитного низкомодульного материала, также значительно повысился запас потенциальной энергии реактивных сил сжатия за счет их низкомодульности. Так, например, модуль упругости композитных стержней сердечника почти в 3,5 раза меньше высокомодульных стальных проволочных прядей навитых на сердечник, соответственно удельная деформация растяжения в сердечнике будет больше чем в стальных прядях. Таким образом, потенциальная энергия в сердечнике при растяжении увеличивается в 3 раза, что так необходимо для сохранения длительного эффекта предварительного напряжения в строительных конструкциях. При использовании таких сердечников в стальных канатах, для предварительно напряженных строительных конструкций, достигается длительный эффект создания в них внутренних напряжений, противоположенных по знаку напряжениям от внешних нагрузок.The closest set of features to the invention is a reinforcing rope containing a core of low-modulus composite high-strength rods and twisted in the longitudinal direction and wound on the core wire steel strands (see, for example, RF patent 2569650, ЕСС 5/08, 2015). In the known technical solution, an increase in the load-bearing capacity of the rope is achieved due to the use of high-strength rods made of composite low-modulus material in the core, the potential energy of the compression forces due to their low modulus has also significantly increased. So, for example, the elastic modulus of composite core rods is almost 3.5 times less than high-modulus steel wire strands wound around the core, respectively, the specific tensile strain in the core will be greater than in steel strands. Thus, the potential energy in the core under tension increases by 3 times, which is so necessary to maintain the long-term effect of prestressing in building structures. When using such cores in steel ropes, for prestressed building structures, a long-lasting effect of creating internal stresses in them, opposite in sign to the stresses from external loads, is achieved.

Однако, при навивке наружных прядей стального каната вокруг пучка сердечника из композитных стержней, образуются внутренние силы обжатия, сердечник подвергается неравномерному обжатию прядями в радиальном, тангенциальном и продольным направлениях. Наружная поверхность матрицы композитных стержней после полимеризации связующего формируется неровной, шероховатой, имеет некруглую форму поперечного сечения. Такие технологические дефекты на поверхности композитных стержней по длине образуются периодически и зависят от многих факторов, при этом прочностные характеристики на растяжение особо не отличаются от нормативных значений. При создании предварительного напряжения в канате, первоначально осуществляют натяжение сердечника, затем, зафиксировав его в исходном положении (не показано), переходят к предварительному напряжению (натяжению) оплеточных наружных прядей. Оплеточные пряди стального каната при натяжении подвергают мощному обжатию сердечника в радиальном, тангенциальном и продольном направлениях, это приводит к образованию локальных вмятин и возможных повреждений на поверхности стержней сердечника, возможны также дефекты и по причине трения оплеточного слоя вдоль сердечника.However, when winding the outer strands of the steel rope around the core bundle from composite rods, internal compression forces are formed, the core undergoes uneven compression by the strands in radial, tangential and longitudinal directions. The outer surface of the matrix of composite rods after polymerization of the binder is formed uneven, rough, has a non-circular cross-sectional shape. Such technological defects on the surface of composite rods along the length are formed periodically and depend on many factors, while tensile strength characteristics do not differ much from standard values. When creating a prestress in the rope, the core is initially tensioned, then, having fixed it in its initial position (not shown), they switch to the prestress (tension) of the outer braids. Braided strands of a steel rope undergo a powerful compression of the core in radial, tangential and longitudinal directions, this leads to the formation of local dents and possible damage on the surface of the core rods, defects are also possible due to friction of the braided layer along the core.

При этом необходимо отметить, что усилия поперечного обжатия от оплеточных прядей не должны превышать нормативного сопротивления композитных стержней поперечному обжатию, например, для стеклопластиковой арматуры Rсп=400 МПа (см. Фролов Н.П. Стеклопластиковая арматура и стеклопластбетонные конструкции. - М.: Стройиздат, 1980, с. 46). Если в высокопрочном низкомодульном сердечнике возможны такие локальные повреждения на матрице, тогда эффект создания надежности и ожидаемого предварительного напряжения в таких канатах ставится под сомнение.It should be noted that the efforts of transverse compression from the braiding strands should not exceed the standard resistance of composite rods to transverse compression, for example, for fiberglass reinforcement Rsp = 400 MPa (see Frolov NP Fiberglass reinforcement and fiberglass concrete structures. - M .: Stroyizdat , 1980, p. 46). If such a local damage on the matrix is possible in a high-strength low-modulus core, then the effect of creating reliability and the expected prestressing in such ropes is called into question.

Задачей, на решение которой направленно изобретение, является защита сердечника от возможных повреждений поверхности волокон и матрицы композитных стержней, как при изготовлении составного арматурного каната, так и в процессе использования в строительных предварительно напряженных конструкциях; создание и обеспечение гарантированной надежности работы сердечника и каната в целом при любых способах армирования (прямолинейное, криволинейное расположение арматурного каната в напрягаемой конструкции), а также видов воздействия внешних нагрузок; возможность регулирования демпфирующими свойствами, сохранение длительного повышенного запаса потенциальной энергии реактивных сил в арматурном канате и конструкции в целом; расширение области использования, локальная защита сердечника от температурных воздействий, снижения трения скольжения внутри оплеточного контура стальных прядей, а также снижения материалоемкости высокопрочной стальной проволоки и уменьшения в целом веса каната.The task to which the invention is directed is to protect the core from possible damage to the surface of the fibers and the matrix of composite rods, both in the manufacture of a composite reinforcing rope, and in the process of use in prestressed structures; creation and ensuring guaranteed reliability of the core and the rope as a whole with any reinforcement methods (rectilinear, curvilinear arrangement of the reinforcing rope in a prestressed structure), as well as the types of exposure to external loads; the ability to control damping properties, preservation of a long-term increased reserve of potential energy of reactive forces in the reinforcing rope and the structure as a whole; expanding the field of use, local protection of the core from temperature effects, reducing sliding friction inside the braid contour of steel strands, as well as reducing the material consumption of high-strength steel wire and reducing the overall weight of the rope.

Технический результат - защита наружной поверхности низкомодульных высокопрочных стержней сердечника от образования возможных повреждений волокон и матрицы в виде составного композитного высокопрочного элемента как при изготовлении составного каната, так и в процессе создания предварительного растягивающего напряжения; также возможности не стесненного, с низким коэффициентом трения скольжения при перемещении сердечника внутри в полости наружного оплеточного контурного слоя стальных прядей каната и, тем самым, достигается возможность снижения влияния технологических дефектов на поверхности композитных стержней, температурных воздействий, а также варьирования запасом потенциальной энергии от реактивных сил сжатия. Таким образом, при любых способах армирования конструкций, создаются большие реактивные силы и потенциальный запас энергии для сохранения длительного эффекта предварительного напряжения и демпфирующие свойства, сохраняющиеся длительно во времени при действии как динамических, так и пульсирующих нагрузок, при этом сердечник выполняет роль компенсатора потерь реактивных сил в арматурном канате комбинированного сечения.The technical result is the protection of the outer surface of low-modulus high-strength core rods from the formation of possible damage to the fibers and the matrix in the form of a composite composite high-strength element both in the manufacture of a composite rope and in the process of creating preliminary tensile stress; also the possibility of unrestricted, low sliding friction coefficient when moving the core inside the cavity of the outer braid contour layer of steel strands of the rope and, thereby, it is possible to reduce the influence of technological defects on the surface of composite rods, temperature effects, as well as varying the potential energy reserve from reactive compression forces. Thus, with any methods of reinforcing structures, large reactive forces and a potential energy reserve are created to preserve the long-term prestressing effect and damping properties that persist for a long time under the action of both dynamic and pulsating loads, while the core acts as a compensator for loss of reactive forces in a reinforcing rope of a combined section.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что арматурный канат, содержащий сердечник из низкомодульных композитных высокопрочных стержней и наружные проволочные стальные пряди, свитые и навитые в продольном направлении на сердечник, отличается от прототипа тем, что сердечник выполнен с защитной оболочкой из антифрикционного композитного материала, при этом оболочка выполнена гофрированной (ребристой кольцеобразной) в продольном направлении. При этом ребра оболочки могут быть выполнены и в виде пространственного каркаса из перекрестных ребер. Ребристая оболочка защищает композитный материал сердечника от влияния температурного воздействия на прочность, а также снижает стесненное трение.The essence of the invention lies in the fact that the reinforcing rope containing a core of low-modulus composite high-strength rods and external steel wire strands, twisted and wound in the longitudinal direction on the core, differs from the prototype in that the core is made with a protective sheath of antifriction composite material, this shell is made corrugated (ribbed ring-shaped) in the longitudinal direction. In this case, the shell ribs can also be made in the form of a spatial framework of cross ribs. The ribbed sheath protects the composite core material from the influence of temperature effects on strength, and also reduces constrained friction.

Выполнение в арматурном канате сердечника с внешним защитным обрамлением в виде оболочки из антифрикционного композитного материала, при этом оболочка выполнена ребристой из жесткого упругого материала, причем конструктивные решения ребер оболочки выполнены как кольцеобразными в виде непрерывных цилиндрических кольцевых пружин, так и в виде пространственного каркаса из перекрестных ребер жесткости, позволяет получить в сравнении с известными техническими решениями новые свойства, заключающиеся в защите наружной поверхности низкомодульных высокопрочных стержней сердечника от образования возможных повреждений волокон и матрицы композитного материала сердечника, как при изготовлении составного каната, так и в процессе создания предварительного растягивающего напряжения; достижения возможности нестесненного перемещения сердечника, благодаря низкого коэффициента трения скольжения внутри в полости наружного контура оплеточного слоя стальных прядей каната, независимо от схемы размещения арматурного каната по длине напрягаемой строительной конструкции, тем самым позволяет создавать достаточно большие реактивные силы, не стесненные действием сил поперечного обжатия от навитых стальных прядей каната и увеличивать запас потенциальной энергии для длительного сохранения эффекта предварительного напряжения в арматурном канате комбинированного сечения; в повышении несущей способности и надежности работы сердечника по компенсации потерь созданных напряжений в арматурном канате и конструкции в целом; также расширении области использования и локальной защите сердечника от температурных воздействий. Благодаря защитной ребристой оболочке из антифрикционного композитного материала для сердечника, появилась технологическая и инженерная возможность использовать арматурный канат комбинированного сечения при любых способах армирования строительных конструкций с учетом их работы по различным схемам (разрезная, неразрезная, комбинированная). Есть такое понятие в области строительной механики (см., например, Рабинович И.М. Основы строительной механики стержневых систем. 3 изд., М., 1960., или см., Байков В.Н., Сигалов Э.С. Железобетонные конструкции. Общий курс. - М.: Стройиздат, 1985. - 728 с.).The implementation in the reinforcing rope of the core with an external protective frame in the form of a shell of antifriction composite material, the shell is made of ribbed hard elastic material, and the structural solutions of the shell ribs are made both ring-shaped in the form of continuous cylindrical ring springs, and in the form of a spatial frame of cross stiffening ribs, in comparison with known technical solutions, allows to obtain new properties consisting in protecting the outer surface of low The modular core rods from the high potential formation damage the fibers and the matrix material of the composite core as in the manufacture of a composite rope, and in the process of creating the preliminary tensile stress; achieving the possibility of unrestricted movement of the core due to the low coefficient of sliding friction inside the cavity of the outer contour of the braid layer of steel strands of the rope, irrespective of the layout of the reinforcing rope along the length of the prestressed building structure, this allows you to create a sufficiently large reactive forces, not constrained by transverse compression forces from wound steel strands of rope and increase the potential energy reserve for long-term preservation of the prestressing effect niya in a reinforcing rope of the combined section; to increase the bearing capacity and reliability of the core to compensate for the losses of created stresses in the reinforcing rope and the structure as a whole; also expanding the scope of use and local protection of the core from temperature effects. Thanks to the protective ribbed sheath made of an antifriction composite material for the core, a technological and engineering opportunity appeared to use a reinforcing rope of combined cross section for any methods of reinforcing building structures taking into account their work according to various schemes (split, continuous, combined). There is such a concept in the field of structural mechanics (see, for example, I. Rabinovich, Fundamentals of structural mechanics of rod systems. 3rd ed., Moscow, 1960., or see Baikov VN, Sigalov ES Reinforced concrete design. General course. - M.: Stroyizdat, 1985. - 728 p.).

На фигуре 1 изображен арматурный канат с сердечником, общий вид; на фигуре 2 - сечение составного каната; на фигурах 3, 4, 5 - варианты выполнения защитной ребристой оболочки для сердечника, общий вид.The figure 1 shows a reinforcing rope with a core, General view; figure 2 is a cross section of a composite rope; in figures 3, 4, 5 - embodiments of the protective ribbed shell for the core, General view.

Сердечник 1 арматурного каната содержит защитную наружную ребристую оболочку 2, которая внешне обрамляет сердечник 1 расположенный внутри. Поверх оболочки 2 навиты продольные проволочные стальные пряди 3. Защитная ребристая оболочка 2 выполнена из антифрикционного композитного материала, например, класса фторопластов, причем наружные ребра оболочки 2 армированы и выполнены из жесткого упругого материала в виде наклонных 4 ребер, кольцеобразных 5 ребер жесткости типа цилиндрических пружин, либо в виде пространственного каркаса из перекрестных 6 ребер жесткости..The core 1 of the reinforcing rope contains a protective outer ribbed sheath 2, which externally frames the core 1 located inside. Longitudinal steel wire strands 3 are wound over the casing 2. The protective ribbed casing 2 is made of an antifriction composite material, for example, a class of fluoroplastics, and the outer ribs of the casing 2 are reinforced and made of rigid elastic material in the form of inclined 4 ribs, 5 ring-shaped stiffeners such as coil springs , or in the form of a spatial framework of cross 6 stiffeners ..

Сборку сердечника 1 и арматурного каната в целом производят следующим образом. Первоначально сердечник 1, в виде длинномерного составного элемента, образованного из высокопрочных низкомодульных композитных стержней, вставляют в полость (см. фиг. 6) внутрь защитной ребристой оболочки 2, выполненной из антифрикционного композитного материала, например, на основе жестких пластиков класса фторопластов в комбинации с другими материалами, типа «Маслянит». Длина сердечника 1 и защитной ребристой оболочки 2 не регламентированы, так как длина их зависит в основном от размеров арматурных канатов. Длина производимых арматурных канатов регламентирована заводскими техническими условиями. Собранный сердечник 1 с защитной ребристой оболочкой 2 наматывается на катушку - барабан (не показано) и поставляются на технологическую линию, где и осуществляется продольная навивка на сердечник 1 с защитной оболочкой 2 стальных прядей 3.. Конструктивное решение оболочки 2 может быть разнообразным по способу образования наружных гофр, выполняющих роль ребер жесткости (см. фиг. 3, 4, 5),зависит от способов навивки наружных проволочных прядей 3 и усилий от обжатия прядями 3 при создании предварительного напряжения в канате. Основное функциональное назначение ребристой оболочки 2 - защита низкомодульных композитных стержней сердечника 1 от локальных механических повреждений и от поперечного обжатия стальными навитыми прядями 3, для свободного перемещения сердечника 1 внутри контура навитых в продольном направлении наружных металлических свитых прядей 3 каната в процессе создания предварительного напряжения как в сердечнике 1, так и в прядях 3 обеспечение возможности использовать арматурный канат не только при прямолинейном расположении в конструкции, но и при криволинейных способах армирования с целью достижения эффективного предварительного напряжения и сохранения длительного воздействия реактивных сил обжатия строительной конструкции, а также повышения демпфирующих свойств, расширения области применения в конструкциях зданий и сооружений, снижения веса и высокопрочной проволоки, локальной защиты сердечника от температурных воздействий.The Assembly of the core 1 and the reinforcing rope as a whole is as follows. Initially, the core 1, in the form of a long composite element formed of high-strength low-modulus composite rods, is inserted into the cavity (see Fig. 6) inside the protective ribbed sheath 2 made of an antifriction composite material, for example, based on hard plastics of the fluoroplastic class in combination with other materials, such as "Oily". The length of the core 1 and the protective ribbed sheath 2 are not regulated, since their length depends mainly on the size of the reinforcing ropes. The length of the manufactured reinforcing ropes is regulated by the factory specifications. The assembled core 1 with a protective ribbed sheath 2 is wound on a reel - a drum (not shown) and delivered to the production line, where longitudinal winding on the core 1 with a protective sheath 2 of steel strands 3 is carried out. The design of the sheath 2 can be varied in the method of formation external corrugations, performing the role of stiffeners (see Fig. 3, 4, 5), depends on the methods of winding the outer wire strands 3 and the efforts of crimping the strands 3 when creating a prestress in the rope. The main functional purpose of the ribbed sheath 2 is to protect the low-modulus composite core rods 1 from local mechanical damage and from transverse compression by steel wound strands 3, for free movement of the core 1 inside the loop of longitudinally wound outer metal twisted strands of 3 ropes in the process of creating prestress as in core 1, and in strands 3, providing the ability to use a reinforcing rope not only with a rectilinear arrangement in the structure, but also with curvilinear reinforcement methods in order to achieve effective prestressing and preserve the long-term effect of the compressive reaction forces of the building structure, as well as increase damping properties, expand the scope in buildings and structures, reduce weight and high-strength wire, and protect the core from thermal effects.

Сердечник 1 арматурного каната работает следующим образом. С целью создания и сохранения предварительного напряжения в строительной конструкции, необходимо первоначально выполнить крепление концевых пучков стержней сердечника 1 с помощью известных устройств для анкеровки композитных стержней (см., например, патент РФ 2613370, Е04С 5/12,2017 г.), после этого осуществляют натяжение сердечника 1 домкратом, соединенным с концевым анкерным устройством (не показано), усилие натяжения контролируется. Так как сердечник 1 выполнен с внешним защитным обрамлением в виде ребристой оболочки 2 из антифрикционного композитного материала, величиной контролируемого напряжения в сердечнике 1 можно варьировать по всей длине конструкции, независимо от способов армирования (прямолинейное, либо криволинейное).The core 1 of the reinforcing rope works as follows. In order to create and maintain prestress in a building structure, it is necessary to first fix the end beams of the core rods 1 using known devices for anchoring composite rods (see, for example, RF patent 2613370, ЕС 5/12,2017), then tension the core 1 with a jack connected to an end anchor device (not shown), the tension force is controlled. Since the core 1 is made with an external protective frame in the form of a ribbed shell 2 of antifriction composite material, the magnitude of the controlled voltage in the core 1 can be varied along the entire length of the structure, regardless of the reinforcement methods (straight or curved).

После достижения требуемой величины контролируемого напряжения в сердечнике 1, в пределах

где

- временное сопротивление разрыву композитных стержней (см. Накашидзе Б.В. «Использование стеклопластиковой арматуры в клееных деревянных балках», канд. диссерт., Хабаровск, 1972., с. 165), приступают к созданию предварительного напряжения в стальных прядях 3, концы которых также заанкерены известными способами и соединены с домкратом (не показаны), усилия натяжения при этом также контролируются. Особенностью конструктивного решения устройств для анкеровки сердечника 1 и стальных прядей 3 является то, что после создания контролируемых напряжений при растяжении сердечника 1 и проволочных навитых прядей 3 осуществляется их совместное объединение в одно устройство (не показано), закрепленное в напрягаемой строительной конструкции известными способами. После создания предварительного напряжения в строительной конструкции, со временем происходят потери начально созданных реактивных сил обжатия по причине ползучести и релаксации материала конструкции, а также в арматурном канате комбинированного сечения. Так как в сердечнике 1 реактивные силы по удельной энергии превышают деформации растяжения стальных наружных свитых прядей почти в 3 раза, его можно использовать также в качестве компенсатора потерь предварительного напряжения в арматурном канате и строительной конструкции в целом. Выполнение сердечника 1 с внешним защитным обрамлением в виде ребристой оболочки 2 из антифрикционного композитного материала, имеющего низкий коэффициент трения скольжения, позволяет создавать и регулировать начальные и конечные усилия предварительного напряжения (растяжения) в самом сердечнике 1 и арматурном канате в целом при разнообразных способах его расположения в строительных конструкциях (прямолинейное, криволинейное) в наиболее напряженных зонах сечения, например, при разрезных и неразрезных балочных схемах. Таким образом, защитное для сердечника 1 обрамление в виде ребристой оболочки 2 из антифрикционного композитного материала, обеспечивает первоначально защиту низкомодульных высокопрочных стержней сердечника от локальных механических повреждений; за счет низкого коэффициента трения скольжения сердечника 1 внутри контура навитых стальных прядей 3, уменьшает внешние прикладываемые усилия, необходимые для предварительного натяжения (контролируемого напряжения) сердечника при криволинейном расположении арматурного каната в строительной конструкции на участках перегиба каната, а ребра жесткости (см. Фиг. 3; 4; 5) защитной оболочки 2 значительно уменьшают влияние стесненного обжатия сердечника 1 от навитых металлических прядей 3 каната. Ребристая оболочка 2 позволяет снизить влияние температурных воздействий на сердечник, тем самым обеспечивает его прочность и надежность в работе.After reaching the required value of the controlled voltage in the core 1, within

Where

- temporary tensile strength of composite rods (see Nakashidze B.V. “Use of fiberglass reinforcement in glued wooden beams”, Ph.D. dissertation, Khabarovsk, 1972., p. 165), begin to create prestressing in steel strands 3, ends which are also anchored by known methods and connected to a jack (not shown), the tensile forces are also controlled. A feature of the design solution of the devices for anchoring the core 1 and steel strands 3 is that after creating controlled stresses when the core 1 and the wire wound strands 3 are stretched, they are combined into a single device (not shown), fixed in a tensile building structure by known methods. After creating a preliminary stress in a building structure, over time, losses of the initially created reactive compression forces occur due to creep and relaxation of the material of the structure, as well as in the reinforcing rope of a combined section. Since reactive forces in core 1 in specific energy exceed tensile deformations of steel outer twisted strands by almost 3 times, it can also be used as a compensator for prestress losses in a reinforcing rope and a building structure as a whole. The implementation of the core 1 with an external protective frame in the form of a ribbed shell 2 of an antifriction composite material having a low coefficient of sliding friction, allows you to create and adjust the initial and final forces of prestressing (tension) in the core 1 and the reinforcing rope as a whole with a variety of ways of its location in building structures (rectilinear, curvilinear) in the most stressed section zones, for example, with split and continuous beam schemes. Thus, the protective frame for the core 1 in the form of a ribbed shell 2 made of an antifriction composite material, initially provides protection for low-modulus high-strength core rods from local mechanical damage; due to the low coefficient of friction of sliding of the core 1 inside the contour of the wound steel strands 3, it reduces the external applied forces necessary for prestressing (controlled voltage) the core with a curved arrangement of the reinforcing rope in the building structure at the sections of the cable bend and the stiffeners (see Fig. 3; 4; 5) the protective shell 2 significantly reduce the effect of the constrained compression of the core 1 from the wound metal strands 3 of the rope. The ribbed shell 2 allows you to reduce the influence of temperature effects on the core, thereby ensuring its strength and reliability.

После натяжения арматурного каната до требуемой контролируемой величины предварительного напряжения осуществляют его крепление и фиксирование в строительной конструкции (не показано) известными способами. В результате действия реактивных сил от арматурного каната строительная конструкция подвергается мощному обжатию, возникают внутренние напряжения, противоположные по знаку напряжениям от внешней нагрузки, это позволяет снизить деформативность, трещинообразование в железобетонных и полимербетонных конструкциях, увеличивать перекрываемые пролеты конструкций зданий и сооружений. Известно, что при длительном воздействии внешних нагрузок на строительную конструкцию и внутреннего ее обжатия реактивными силами от арматурного каната в материале конструкции и самой арматуре происходят явления ползучести и релаксации, которые приводят к потере начально созданных сил и напряжений. Сердечник 1 каната, выполненный из низкомодульного высокопрочного композитного материала в виде пучка, образованного из отдельных прямолинейных стержней с внешним защитным обрамлением в виде ребристой оболочки 2 из антифрикционного композитного материала, за счет низкого коэффициента трения скольжения, позволяет уменьшать внешние усилия, необходимые для создания контролируемого предварительного напряжения в строительной конструкции.. Благодаря разнообразию конструктивных форм ребер (Фиг. 3; 4; 5) жесткости в оболочке 2, достигается значительный эффект уменьшения влияния стесненного обжатия сердечника 1 от навитых стальных прядей 3 каната. Выполнение сердечником 1 функции компенсатора потерь предварительного напряжения в арматурном канате значительно расширило область его применения для конструкций зданий и сооружений в сейсмических зонах строительства при резких перепадах температур.After tensioning the reinforcing rope to the desired controlled value of the prestress, it is fastened and fixed in a building structure (not shown) by known methods. As a result of the action of reactive forces from the reinforcing rope, the building structure undergoes a powerful compression, internal stresses arise that are opposite in sign to the stresses from the external load, this reduces deformability, crack formation in reinforced concrete and polymer concrete structures, and increases the overlapping spans of structures of buildings and structures. It is known that with prolonged exposure to external loads on the building structure and its internal compression by reactive forces from the reinforcing rope, creep and relaxation phenomena occur in the material of the structure and the reinforcement itself, which lead to the loss of initially created forces and stresses. The core 1 of the rope, made of a low-modulus high-strength composite material in the form of a bundle, formed of separate straight-line rods with an external protective frame in the form of a ribbed sheath 2 of antifriction composite material, due to the low coefficient of sliding friction, allows to reduce the external forces necessary to create a controlled preliminary stresses in the building structure .. Due to the variety of structural forms of the ribs (Fig. 3; 4; 5) of rigidity in the shell 2, it is achieved a significant effect of reducing the effect of cramped compression of the core 1 from wound steel strands 3 of the rope. The core 1 performing the function of a compensator for prestress losses in a reinforcing rope significantly expanded its field of application for building structures in seismic construction zones at sharp temperature changes.

Изобретение позволяет длительно сохранять эффект предварительного напряжения в строительных конструкциях из дерева, полимербетона, железобетона, композитных материалов, обладающих свойствами длительной ползучести, трещинообразования, деформациями последействия при длительных внешних нагрузках; уменьшать внешние прикладываемые усилия для создания предварительного натяжения (контролируемого напряжения) в сердечнике при криволинейном расположении арматурного каната в строительной конструкции за счет уменьшения сил трения на криволинейных участках перегиба каната, также уменьшить влияние температурных воздействий на прочность сердечника; снижать резонансные явления от действия подвижной, пульсирующей, динамической нагрузок, может быть использовано по функциональному назначению как демпфер в строительных мостовых конструкциях, в различных сооружениях многоцелевого назначения, а также уменьшать расход высокопрочной стальной проволоки и, тем самым, снижать вес каната.The invention allows for a long time to maintain the effect of prestressing in building structures made of wood, polymer concrete, reinforced concrete, composite materials with the properties of long creep, cracking, aftereffects under prolonged external loads; to reduce the external applied forces to create preliminary tension (controlled voltage) in the core with a curved arrangement of the reinforcing rope in the building structure by reducing friction forces on the curved sections of the rope bend, and also reduce the effect of temperature effects on the core strength; to reduce resonance phenomena from the action of moving, pulsating, dynamic loads, it can be used for its intended purpose as a damper in building bridge structures, in various multipurpose structures, and also to reduce the consumption of high-strength steel wire and, thereby, reduce the weight of the rope.

Источники информации:Sources of information:

1. Патент РФ 2112095, D07B 1/06, 1998; патент РФ 2617031, D07B 1/06, 2017).1. RF patent 2112095, D07B 1/06, 1998; RF patent 2617031, D07B 1/06, 2017).

2. Авторское свидетельство SU 1645414, Е04С 5/03, D07B1/10, 1991).2. Copyright certificate SU 1645414, Е04С 5/03, D07B1 / 10, 1991).

3. Патент РФ 2569650, Е04С 5/08, 2015).3. RF patent 2569650, Е04С 5/08, 2015).

Claims

1. The reinforcing rope containing the core of low-modulus composite high-strength rods and outer wire steel strands, twisted and wound in the longitudinal direction on the core, characterized in that the core is made with a protective corrugated shell of antifriction material.

2. The reinforcing rope according to claim 1, characterized in that the sheath of antifriction material is additionally ribbed.

3. The reinforcing rope according to claim 2, characterized in that the shell ribs of the antifriction material are made ring-shaped.

4. The reinforcing rope according to claim 2, characterized in that the shell ribs of antifriction material are made in the form of a spatial framework of cross ribs.