Армирующий элемент

Полезная модель относится к строительству и объемному конструированию и может быть использована при создании объемных конструкций из бетона и композиционных материалов, в которых увеличение прочности конструкции достигается путем введения арматуры. Армирующий элемент содержит слои углеродных нитей, которые при наложении скрепляются эпоксидным клеем и образуют объемную фигуру, имеющую вид правильной треугольной призмы, образованной многократным поочередным наложением одного слоя углеродных нитей вдоль ребер и наложением двух слоев углеродных нитей под прямым углом друг к другу с охватом ребер и граней правильной треугольной призмы. 1 ил.

Полезная модель относится к строительству и объемному конструированию и может быть использована при создании объемных конструкций из бетона и композиционных материалов, в которых увеличение прочности конструкции достигается путем введения арматуры.

Известны армирующие элементы в виде металлических спиралей, колец, пакета поперечных сварных сеток [Тихонов И.Н. Армирование элементов монолитных железобетонных зданий. Пособие по проектированию. ФГУП «НИЦ «Строительство», НИИ ЖБ им А.А. Гвоздева, ЗАО «КТБ НИИЖБ» Москва, 2007], препятствующие поперечному расширению бетона, в результате чего увеличивается несущая способность стоек.

Недостатком этого технического решения является относительно большая масса армирующих элементов и относительно низкая коррозийная стойкость.

Известен также армирующий элемент [RU 2528804, С1, E02D 17/18, 20.09.2014], содержащий торовые элементы из автопокрышек, с грунтовым заполнением, скрепленные между собой с помощью соединительных элементов, выполненных вырезанием из автопокрышки, уложенных в контакте друг с другом протекторами, причем, каждый торовый элемент выполнен как автопокрышка с отрезанным бортом, который пересечен радиальным разрезом и использован в качестве соединительного элемента, при этом в протекторной поверхности торового элемента выполнена, по меньшей мере, пара прорезей длиной около ширины отрезанного борта с возможностью заведения концов соединительного элемента через них, причем пара прорезей расположены в плоскости, параллельной борту торового элемента, предпочтительно в зоне плечевой

части торового элемента, кроме того, торовые элементы оперты на поверхность плечевыми частями, так, что прорези смежных торовых элементов обращены друг к другу, при этом торовые элементы скреплены между собой путем пропускания через эти прорези концов соединительного элемента, причем радиальный разрез каждого соединительного элемента ориентирован к центру одного из смежных торовых элементов.

Недостатком этого технического решения является относительно большие массо-габаритные размеры и относительно узкая область применения, ограниченная возможностью возведения сооружений только из армированного грунта.

Кроме того, известно устройство в виде металлической армирующей сетки [RU 2473758, С2, Е04С 5/04, 27.01.2013], содержащей армирующую основу в виде первых и вторых армирующих проволок, при этом, первые армирующие проволоки, ориентированные в первом направлении и образующие первую плоскость армирующих проволок, и вторые армирующие проволок, ориентированные во втором направлении и образующие вторую плоскость армирующих проволок, причем первые и вторые армирующие проволоки скреплены с перекрыванием одна другой скрещивающимся образом для формирования объемной фигуры в виде армирующей сетки, при этом, по меньшей мере, часть армирующей сетки содержит, по меньшей мере, одну дополнительную плоскость армирующих проволок, которая прикреплена с перекрытием первых и вторых армирующих проволок, а армирующие проволоки дополнительной плоскости ориентированы в направлении, отличном от первого и второго направлений.

Недостатком этого устройства является относительно большая масса, вызванная использованием в устройстве металлической проволоки, и, в соответствии с этим, относительно низкая коррозийная стойкость.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному, является арматура композитная [RU 77310, U1, Е04С 5/04, 20.10.2008],

содержащая несущий стержень из высокопрочного полимерного материала и обмотку жгутами нитей из углеродных волокон, пропитанных полимерным связующим, при этом, рельеф поверхности стержня, создающий объемную фигуру, создан обмоточными жгутами противоположного направления навивки, причем соотношение площадей сечений первого обмоточного жгута и второго обмоточного жгута, навитого в противоположном направлении, находится в пределах от 1 до 150, а угол навивки второго обмоточного жгута составляет 92-150°.

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно высокая масса, обусловленная использованием несущего стержня из высокопрочного полимерного материала. В ряде практических случаев это является существенным недостатком, например, при изготовлении армированных изделий космической техники, где наполнитель имеет низкие весовые характеристики и использование арматуры, предложенной в известном техническом решении, в котором имеется несущий стержень из высокопрочного полимерного материала, приводит к существенному утяжелению изделий из-за используемой арматуры.

Задачей, которая решается в предложенной полезной модели, является уменьшение массы устройства.

Требуемый технический результат заключается в уменьшении массы.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, устройство, содержащее слои углеродных нитей, которые при наложении скрепляются эпоксидным клеем и образуют объемную фигуру, согласно полезной модели, объемная фигура имеет вид правильной треугольной призмы, образованной многократным поочередным наложением одного слоя углеродных нитей вдоль ребер и наложением двух слоев углеродных нитей под прямым углом друг к другу с охватом ребер и граней правильной треугольной призмы.

На чертеже представлен армирующий элемент.

Армирующий элемент выполнен в форме фигуры, в основу формообразования которой положена правильная треугольная призма, которая образована многократным поочередным наложением одного слоя углеродных нитей вдоль ребер 1 и наложением двух слоев 2,3 углеродных нитей под прямым углом друг к другу с охватом ребер и граней, причем, при наложении углеродные нити скрепляются эпоксидным клеем.

Помимо углеродных нитей возможно применение углеродных волокон, пучков углеродных волокон, углеродных лент и т.п.

Кроме того, возможно выполнение армирующего элементов в форме других правильных призм, например, прямоугольных.

Преимущественным является такое выполнение армирующего элемента, когда два слоя армирующей основы, охватывающие ребра и грани, направлены под прямым углом друг к другу.

Изготавливается и используется армирующий элемент следующим образом.

Рассмотрим пример, когда армирующий элемент выполнен в форме фигуры, в основу формообразования которой положена правильная треугольная призма, представленный на чертеже.

Предварительно изготавливается заготовка в форме правильной треугольной призмы.

На эту заготовку многократно поочередно накладывается слой углеродных нитей пропитанных эпоксидным клеем, вдоль ребер 1 и наложением двух слоев 2,3 углеродных нитей под прямым углом друг к другу с охватом ребер и граней, причем, слои 2,3 углеродных нитей при наложении также пропитываются и скрепляются эпоксидным клеем. Число слоев при их многократном наложении зависит от требований по прочности к армирующему элементу и толщины углеродных нитей.

Такое изготовление армирующего элемента, когда объемная фигура имеет вид правильной треугольной призмы, образованный многократным

поочередным наложением одного слоя углеродных нитей вдоль ребер 1 и наложением двух слоев 2,3 углеродных нитей под прямым углом друг к другу с охватом ребер и граней правильной треугольной призмы, позволяет получить прочный и легкий армирующий элемент.

После этого заготовка удаляется и получается требуемый армирующий элемент, представленный на чертеже.

При использовании для создания объемных конструкций из бетона или композиционных материалов, этот армирующий элемент совместно с аналогичными элементами или элементами другого вида, заливается бетоном или другим композиционным материалом с приданием им требуемой формы.

Таким образом, благодаря тому, что, в армирующем элементе используются вновь введенные признаки (такие, как то, что, объемная фигура имеет вид правильной треугольной призмы, образованный многократным поочередным наложением одного слоя углеродных нитей вдоль ребер и наложением двух слоев углеродных нитей под прямым углом друг к другу с охватом ребер и граней правильной треугольной призмы) достигается требуемый технический результат, заключающийся в уменьшении массы, относительно известного технического решения, где используется несущий стержень из высокопрочного полимерного материала. Кроме того, использование предложенного объемного элемента увеличивает трещиностойкость и жесткость конструкции.

Армирующий элемент, содержащий слои углеродных нитей, которые при наложении скрепляются эпоксидным клеем и образуют объемную фигуру, отличающийся тем, что объемная фигура имеет вид правильной треугольной призмы, образованной многократным поочередным наложением одного слоя углеродных нитей вдоль ребер и наложением двух слоев углеродных нитей под прямым углом друг к другу с охватом ребер и граней правильной треугольной призмы.

РИСУНКИ