Железобетонная перемычка

 

Полезная модель относится к области строительства, в частности, к перемычке брусковой для жилых и общественных зданий с кирпичными стенами на основе сталефибробетона. Железобетонная перемычка выполнена в виде параллелепипеда и включает среднезернистый армированный бетон, дисперсно армированный стальной фиброй и дискретную продольно размещенную стальную арматуру в виде стержня или отрезков проволоки или узких полосок листовой стали. Конструкция заявляемой перемычки позволит отказаться от монтажной арматуры в виде строповочных петель, что даст возможность производить данные конструкции технологичным методом безопалубочного формования, снижающим.стоимость их изготовления. Использование бетона класса до В25-В35 и выше, а также арматуры класса А500 с и выше позволит сократить металлоемкость перемычки и расширить номенклатуру применяемой дискретной рабочей арматуры. Наряду с этим, заявляемая конструкция перемычки позволит существенно повысить прочность, жесткость, трещиностойкость, морозостойкость и ударную выносливость железобетонной перемычки.

Полезная модель относится к области строительства, в частности, к перемычке брусковой для жилых и общественных зданий с кирпичными стенами на основе сталефибробетона.

Широко известен сталефибробетон и строительные конструкции на его основе. Указанные строительные конструкции характеризуются тем, что они выполнены из мелкозернистого (среднезернистого) бетона, дисперсно армированного отрезками стальной проволоки, узких полосок листовой стали и др., именуемых стальной фиброй. Также сталефибробетонные строительные конструкции могут включать дискретную арматуру. (см., например, А. Захезин, Б. Трофимов, Л. Крамар - кафедра «Строительные материалы» ЮурГУ». Сталефибробетон в современном строительстве, Журнал «СтройЭксперт», 2007. - 10. - С.25-26.).

Известна железобетонная перемычка в виде горизонтально расположенного параллелепипеда с углублениями в верхней грани для размещения поворачивающихся монтажных петель. Перемычка выполнена из безавтоклавного ячеистого бетона, дисперсно армированного отрезками синтетических волокон. (Патент на полезную модель РФ 32514, кл. Е04В 2/02, Е04С 3/02, опубл. 20.09.2003).

Такая железобетонная перемычка на основе ячеистого бетона обеспечивает достаточно низкую трудоемкость и снижение затрат на ее изготовление. К ее недостаткам следует отнести пониженную морозостойкость ячеистого бетона и высокий расход цемента на его производство. Низкий модуль упругости и высокая предельная деформируемость синтетических волокон обуславливает высокую деформативность перемычек, особенно после трещинообразования, и, как следствие, низкую жесткость, что ограничивает использование данных перемычек для перегородок и самонесущих стен в малоэтажном строительстве.

Известна железобетонная перемычка со стандартным армированием ЗПБ16-37 по серии 1.038.1-1 «Перемычки железобетонные для зданий с кирпичными стенами», выполненная в виде параллелепипеда из бетона класса В 15. Перемычка армирована пространственными каркасами, состоящими из плоских арматурных каркасов и монтажной арматуры из стали класса А400 (A-III). (Типовые конструкции, изделия и узлы зданий и сооружений. Серия 1.038.1-1. Перемычки железобетонные для зданий с кирпичными стенами. / ЦНИИЭПжилища. - М., 1986. - Вып.1).

Указанная перемычка обеспечивает достаточно высокую несущую способность. К недостаткам указанной конструкции следует отнести высокую трудоемкость изготовления в связи с необходимостью изготовления сварных арматурных сеток и сравнительно низкие прочность, жесткость, трещиностойкость, морозостойкость и ударная выносливость.

Наиболее близкой к заявляемому объекту по технической сущности, а также по несущей способности и трещиностойкости является железобетонная перемычка выполненная в виде параллелепипеда и включающая среднезернистый бетон В20, при этом перемычка включает дисперсное армирование стальной фиброй, дискретную продольно размещенную стальную арматуру А400 в виде стержня и монтажную арматуру в виде строповочных петель (Ивлев М.А. и др. Сталефибробетон в производстве перемычек жилых и гражданских зданий. Строительные материалы и изделия. Известия КазГАСУ, 2 (14), 2010, с.223-227. Найдено в Интернет: (URL:http://izvestija.kgasu.ru/2_2010/Ivlev_Strugovetz_223_228.pdf).

Использование данной железобетонной перемычки дает возможность исключить поперечное армирование, существенно снизить стоимость и трудоемкость изготовления.

Недостатком указанной конструкции является использование относительно низкого класса прочности среднезернистого бетона - В20. Данный класс прочности бетона обеспечивает недостаточное сцепление фибры с бетоном, поэтому прочностные характеристики указанной фибры используются не в полной мере и, как следствие, дисперсно-армированный среднезернистый бетон имеет недостаточно высокую трещиностойкость. Данное обстоятельство делает невозможным использование дискретной, арматуры с повышенными прочностными характеристиками и относительно не высоким модулем упругости, с уменьшением ее поперечного сечения и снижением общей металлоемкости из-за недостаточно высокой трещиностойкости и жесткости получаемой конструкции. Кроме того, наличие монтажной арматуры делает невозможным производство данных конструкции современным методом безопалубочного формования.

Полезная модель направлена на снижение металлоемкости, и стоимости изготовления перемычки, повышение прочности, жесткости, трещиностойкости, морозостойкости и ударной выносливости, расширение номенклатуры применяемой стержневой ненапрягаемой дискретной арматуры.

Это достигается тем, что железобетонная перемычка, выполненная в виде параллелепипеда и включающая среднезернистый армированный стальной фиброй бетон, и дискретную продольно размещенную стальную арматуру в виде стержня, согласно полезной модели перемычка в качестве среднезернистого бетона включает бетон класса В25-В35 и выше, в качестве стальной арматуры - стальную арматуру класса А500 с при следующем составе: 87-93 масс.% среднезернистого бетона, 1-3 масс.% - стальной арматуры и 3.2-6.4 масс.% - стальной фибры, при этом стальная фибра имеет расчетное сопротивление фибры на растяжение 440-580 МПа, длина фибры составляет 35-50 мм, диаметр фибры - 0.7-1,0 мм).

Использование арматуры класса А500 с с повышенными прочностными характеристиками позволит уменьшить поперечное сечение дискретной арматуры, сократить металлоемкость и, в большинстве случаев, стоимость изготовления. Использование дисперсно армированного среденезернистого бетона классов В25-В35 и выше позволит повысить прочность, жесткость, трещиностойкость, морозостойкость и ударную выносливость.

Использование в качестве дискретной рабочей арматуры класса А500 с значительно расширяется номенклатуру применяемой стержневой ненапрягаемой дискретной арматуры.

Кроме того, использование заявляемой конструкции перемычки позволит отказаться от монтажной арматуры в виде строповочных петель, а это дает возможность производить данные конструкции современным технологичным методом безопалубочного формования.

При снижении массового процента содержания стальной фибры ниже 3.2% не достигается необходимая прочность сталефибробетона на растяжение для восприятия растягивающих усилий в перемычке на приопорных участках. При повышении содержания стальной фибры выше 6,4 масс.% не наблюдается заметного повышения прочности сталефибробетона,

При снижении содержания стальной арматуры класса А500 с ниже 1 масс.% наблюдается недостаток несущей способности перемычки на действие изгибающего момента от расчетных нагрузок. При повышении массового процента содержания стальной арматуры выше 3 масс.% не наблюдается пропорционального повышения несущей способности перемычки на действие изгибающего момента, стержневая арматура используется не эффективно.

При длине фибры lf=35-50 мм перемешивание фибру с бетоном происходит без комкования (образования «ежей»), бетон классов В25-В35 и выше при данной длине фибры обеспечивает хорошую анкеровку фибры в теле бетона матрицы, что позволяет полноценно использовать прочностные характеристики фибры (фибра не выдергивается из бетона-матрицы).

На фиг.1 показана заявляемая железобетонная перемычка в виде параллелепипеда, включающая тело перемычки 1, выполненной из бетона с дисперсным армированнием стальной фиброй 2 и дискретно продольно размещенной стальной арматурой 3 в виде стержня. Перемычка установлена на опоры 4. Стальная фибра может быть изготовлена из отрезков проволоки или узких полосок листовой стали. На фиг.2 приведена схема испытаний для перемычек.

В аккредитованной испытательной лаборатории ООО «Евробетон» г.Уфы были проведены натурные испытания предлагаемой перемычки и перемычки по прототипу в соответствии с действующими нормативными требованиями по серии 1.038.1-1 вып.1 на эквивалентную нагрузку согласно схеме испытания (фиг.2), где L0=1380 мм - расчетный пролет, Рдоп - контрольная нагрузка.

Перемычка про прототипу выполнена из бетона класса В20 дисперсно армированного стальной фиброй НПО «Магнитогорск фибра-строй» (расчетное сопротивление фибры на растяжение Rf=460 MПa, длина фибры l f=40 мм, диаметр фибры df=0.8 мм) в количестве 1.5%, продольная арматура А400 (A-III) а=14 мм, монтажная арматура в виде двух строповочных петель А240 (A-I).

Предлагаемая перемычка с комбинированным сталефибробетонным армированием изготовлена с теми же геометрическими размерами и рассчитана на аналогичные нагрузки. Перемычка выполнена из бетона класса В30 с добавлением стальной фибры НПО «Магнитогорск фибра-строй» (расчетное сопротивление фибры на растяжение Кг=460МПа, длина фибры l f=40 мм, диаметр фибры df=0.8MM) в количестве 1.5%. Рабочая продольная стальная арматура в виде стержня - А500 df=10 мм. Монтажная арматура отсутствует.

Результаты сравнительных испытаний приведены в табл.1.

Таблица 1
Показатели стандартной по прототипу и предлагаемой сталефибробетонной перемычек
Способ армирования Показатель.Железобетонная перемычка по прототипуЗаявляемая железобетонная перемычка
Контрольная кратковременная нагрузки Рдоп при проверке жесткости, кгс 18701870
Фактический прогиб от кратковременной нагрузки, мм 1.71.4
Контрольная нагрузка Рдоп при проверке трещиностойкости, кгс22552255
Фактическая нагрузка трещинообразования Рдоп, кгс1460 3050
Фактическая ширина раскрытия трещин, мм0,030,01
Величина контрольной разрушающей нагрузки. Рдоп, кгс 36153615
Фактическая разрушающая нагрузка Рдоп, кгс 43504615

Испытания показали, что в предлагаемой перемычке при достижении нормативной и даже расчетной нагрузки протяженных трещин со значительной шириной раскрытия не наблюдалось, кроме отдельных волосяных трещин с шириной раскрытия acrc.<0,01 мм, что свидетельствует о ее высокой трещиностойкости. Визуальный осмотр поверхности разрушенного сечения показал, что стальная фибра равномерно распределена в бетонной матрице и выдергивания фибры из бетона практически не наблюдалось, что указывает на достаточно хорошее сцепление фибр с бетоном. Разрушение произошло в результате превышения предела текучести растянутой арматуры и обрыва фибр.

Как видно из таблицы 1, предлагаемая сталефибробетонная перемычка превосходит перемычку по прототипу по прочности, жесткости, трещиностойкости, а также имеет повышенную морозостойкость и ударную выносливость. Уменьшение диаметра рабочей продольной арматуры и отсутствие монтажной арматуры в виде строповочных петель обеспечивают снижение металлоемкости конструкции и изготовление перемычки современным технологичным методом безопалубочного формования, что позволит снизить трудоемкость их изготовления и, соответственно стоимость. Возможность использования дискретной рабочей стальной арматуры класса А500 с значительно расширит номенклатуру применяемой арматуры.

Железобетонная перемычка, выполненная в виде параллелепипеда и включающая среднезернистый армированный стальной фиброй бетон и дискретную продольно размещенную стальную арматуру в виде стержня, отличающаяся тем, что перемычка в качестве среднезернистого бетона включает бетон класса В25-В35 и выше, в качестве стальной арматуры - стальную арматуру класса А500с при следующем составе: 87-93 мас.% среднезернистого бетона, 3,2-6,4 мас.% стальной фибры и 1-3 мас.% стальной арматуры, при этом стальная фибра имеет расчетное сопротивление фибры на растяжение 440-580 МПа, длина фибры составляет 35-50 мм, диаметр фибры 0,7-1,0 мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к наполнителю для производства легких ячеистых бетонов

Изобретение относится к разъемным соединениям полимерных армированных трубопроводов (рукавов) и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства, в частности, в нефтегазовой промышленности

Полезная модель линии производства композитной арматуры, относится к оборудованию для производства арматуры и предназначена для построения производственных процессов.
Наверх