Арматурный каркас железобетонных плит перекрытий

 

Использование: в области строительства при изготовлении преднапряженных и обычных железобетонных конструкций. Сущность изобретения: арматурный каркас железобетонных плит перекрытий включает продольную рабочую арматуру, поперечные стержни и подъемные двухветвевые петли с анкерами, выполненными в виде U - образного крюка с радиусом изгиба 0,5...2 диаметра ветви петли, снабженного прямолинейным выпуском длиной 1...5 диаметров ветви петли, охватывающим продольную рабочую арматуру под углом 0...90°. Прямолинейный выпуск U - образного крюка может быть выполнен наклонным относительно оси ветви петли. Каждая ветвь петли может быть выполнена изогнутой таким образом, что U - образные крюки расположены под углом относительно вертикально расположенных ветвей петли или ветви петли расположены под углом относительно вертикально расположенных U - образных крюков. Возможно расположение под углом 10. ..90° U - образных крюков. Относительно продольной оси рабочей арматуры, а также выполнение U - образных крюков с концевыми отгибами, расположенными в плоскости крюка или перпендикулярно ей, под углом 90...135° относительно вертикально расположенных ветвей петли или U - образных крюков. Возможно расположение ветвей петель с разных сторон рабочего стержня при ориентировании в противоположные стороны U - образных крюков. 7 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в преднапряженных и обычных железобетонных конструкциях.

Известно, что с целью обеспечения безопасного перемещения железобетонных конструкций на стадиях изготовления, транспортирования, складирования и монтажа предусматривается использование подъемных (монтажных) петель. Петли бетонируются вместе с конструкцией и должны иметь прочность анкеровки в бетоне, достаточную для восприятия нагрузок от собственного веса изделий на всех доэксплуатационных стадиях. Подъемные петли имеют объемную конструкцию для наиболее эффективной заделки ветвей петли в бетоне с целью предотвращения ее вырыва из бетонного массива [1] Недостатком является то, что такие конструкции петель подвержены опасности вырыва из бетона вследствие неравномерности включения в работу отдельных элементов петель.

Наиболее близким по технической сущности является арматурный каркас железобетонных элементов, содержащий продольные рабочие стержни, поперечную арматуру и подъемные двухветвевые петли с анкерами на концевых участках Г-образной формы. Анкеры заведены за поперечную арматуру, выполняющую роль анкера для передачи усилия на продольную арматуру каркаса [2] Однако данное техническое решение требует устройства дополнительных стержневых анкеров, а Г-образные анкеры выпусков не обладают достаточной анкерующей способностью в бетоне вследствие своей способности "расправляться" при действии нагрузок, равных 0,2-0,3 от предельной. Такие петлевые выпуски сложны в изготовлении, а также требуют значительных трудозатрат при установке и фиксации в опалубочной форме.

Цель изобретения повышение несущей способности арматурного каркаса за счет улучшения анкеровки петель, улучшения технологичности арматурных работ и снижения трудоемкости изготовления плит.

Поставленная цель достигается за счет того, что в арматурном каркасе плит перекрытий, включающем продольную рабочую арматуру, поперечные стержни и подъемные двухветвевые петли с анкерами, анкер каждой ветви подъемной петли выполнен в виде U-образного крюка с радиусом изгиба 0,5.2 диаметра ветви петли и снабжен прямолинейным выпуском длиной 1.5 диаметров ветви петли, охватывающим продольную рабочую арматуру под углом 0.90^о. Прямолинейный выпуск U-образного крюка может быть выполнен наклонным относительно оси ветви петли.

В арматурном каркасе каждая ветвь петли может быть выполнена изогнутой. U-образные крюки располагают под углом относительно вертикально расположенных ветвей петли, или ветви петли располагают под углом относительно вертикально расположенных U-образных крюков. Арматурный каркас может отличаться тем, что U-образные крюки располагают под углом 10.90^о относительно продольной оси рабочей арматуры, а прямолинейные выпуски U-образных крюков могут быть снабжены концевыми отгибами, расположенными в плоскости крюка или перпендикулярно к ней под углом 90.135^о относительно вертикально расположенных ветвей петли или U-образных крюков. Ветви петли могут быть расположены с разных сторон рабочего стержня, а U-образные кpюки ориентированы в противоположные стороны.

На фиг. 1 изображен арматурный каркас железобетонных плит перекрытий, общий вид; на фиг. 2 узел I на фиг. 1; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 арматурный каркас с вариантом подъемной петли, ветви которой выполнены изогнутыми, общий вид; на фиг. 5 разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 арматурный каркас с вариантом подъемной петли, ветви которой выполнены изогнутыми, общий вид; на фиг. 7 схема работы арматурного каркаса в железобетонной плите при подъеме; на фиг. 8 арматурный каркас с подъемной петлей, U-образные крюки которой расположены под углом относительно продольной оси рабочей арматуры, общий вид; на фиг. 9 разрез В-В на фиг. 8; на фиг. 10 разрез Г-Г на фиг. 8; на фиг. 11 арматурный каркас с подъемной петлей, прямолинейные выпуски U-образных крюков которой снабжены концевыми отгибами, расположенными в плоскости крюка, общий вид; на фиг. 12 разрез Д-Д на фиг. 11; на фиг. 13 арматурный каркас с подъемной петлей, прямолинейные выпуски U-образных кpюков которой снабжены концевыми отгибами, расположенными перпендикулярно плоскости крюка, общий вид; на фиг. 14 разрез Е-Е на фиг. 13; на фиг. 15 арматурный каркас с расположенными с разных сторон рабочего стержня ветвями петли, U-образные крюки которых ориентированы в противоположные стороны, общий вид; на фиг. 16 разрез Ж-Ж на фиг. 15.

Арматурный каркас содержит продольный рабочий стержень 1 (напрягаемый или ненапрягаемый), поперечную арматуру 2 и подъемную петлю 3. Подъемная петля 3 имеет вертикальные ветви 4, проушину 5, а также анкер в виде U-образного крюка 6. U-образный крюк 6 содержит прямолинейный выпуск 7. После сборки арматурного каркаса в опалубочной форме петля 3 может быть поджата к рабочей арматуре 1 и /или к поддону 8 опалубочной формы. После формования (бетонирования) в железобетонной конструкции 9 образуют выемки 10 для захвата строповочным крюком проушины 5 петли 3.

Параметры U-образного крюка должны отвечать следующим требованиям: радиус изгиба составляет 0,5-2,0 диаметра ветви петли, а длина прямолинейного выпуска 1-5 диаметра ветви петли. При меньших величинах радиуса изгиба возникает опасность перелома ветви петли, а при больших значениях r > 2d в процессе нагружения анкера его крюк имеет тенденцию к вытягиванию из бетона и распрямлению. В случае длины прямолинейных выпусков менее l < 1d анкерный крюк 6 при нагружении вытягивается из бетона, а при l > 5d эффективность анкеровки крюка не повышается. Величина l (1-5)d является оптимальной как с точки зрения достижения максимальной прочности анкеровки U-образного крюка 6, так и с точки зрения достижения технологичности процесса изготовления петли.

При изменении угла изгиба α прямолинейных выпусков 7 к ветвям 4 подъемной петли 4 от 0 до 90^o анкерующая способность петли еще больше возрастает за счет появления дополнительных перегибов в U-образном крюке. При увеличении угла α до 90^о исключается непроизвольная разблокировка (рассоединение) U-образных крюков 6 с рабочими стержнями 1, так как возможное направление выскальзывания стержня 1 перекрывается загнутым выпуском 7. Увеличение угла α > 90^о нецелесообразно по причине усложнения операции загиба и препятствования стержня 1 дальнейшему загибу.

Кроме того, в U-образных крюках подъемных петель прямолинейные выпуски 7 могут загибаться не только в направлении ветвей петли, но и в направлении торцов железобетонного изделия (показано пунктиром на фиг. 3). Возможно сочетание загиба одновременно в направлении ветвей петли и торцов изделия.

При использовании подъемных петель 3 в тонкостенных конструкциях (например в многопустотных плитах перекрытий) возникают определенные сложности. Эти сложности вызваны тем, что подъемные петли не могут быть установлены (заведены за рабочую арматуру после введения в форму пустотообразователей пуансонов) вследствие невозможности проталкивания U-образного крюка 6 петли 3 между пуансоном 11 и стержнями 1. С другой стороны, предварительное заведение петель за стержни приводит к тому, что пуансоны сдвигают петли к краю формы, которые разрушают установленные ранее в опалубке конструкции арматурные сетки (поперечные, приопорные, пролетные). Поэтому с целью обеспечения технологичности процесса армирования тонкостенных конструкций ветви 3 подъемных петель 2 имеют вертикальные 12 и наклонные 13 элементы относительно плоскости вертикальных элементов, разделенные участком перегиба 14.

Вместе с тем применяемые для подъема железобетонных конструкций инвентарные стропы не позволяют обеспечить строго вертикальную передачу нагрузок от собственного веса конструкций. При этом нагрузка передается под углом β к горизонтали, что вызывает неравномерное нагружение ветвей подъемной петли: более приближенные к торцам конструкций ветви петель оказываются более нагруженными, что может обусловить их преждевременный вырыв из бетона. С другой стороны, горизонтальная составляющая усилий в стропах вызывает частичное раздробление бетона под проушиной петли с соответствующим ухудшением качества конструкции.

Для исключения указанных дефектов в подъемных петлях арматурного каркаса ветви 4 петли выполнены наклонными по диагоналям арматурного каркаса для образования соосности с направлением строп 15. Наклон ветвей 4 может быть выполнен до точки перегиба 16 под углом β 0-45^о в зависимости от типов используемых строп и марок железобетонных конструкций.

В тонкостенных железобетонных конструкциях размещению в необходимом положении подъемных петель могут препятствовать близко расположенные друг к другу соседние пустотообразователи, одновременно при установке в конструкции деформирующие и сдвигающие с проектного положения собственно подъемные петли. С целью исключения данного фактора U-образные крюки выполняют повернутыми к рабочей арматуре в вертикальной плоскости преимущественно под углом γ= 10-90^о к оси рабочей арматуры. Величина угла γ выбирается в каждом конкретном случае в зависимости от формы и расстояния между пуансонами 11.

При величине угла γ<10 U-образный крюк 6 становится невозможным завести за рабочий стержень 1, а при угле γ > 90^о вновь образуется острый угол между плоскостью крюка 6 и осью стержня 1.

Применение петель такой конструкции позволяет не только обеспечить беспрепятственное прохождение пуансонов в опалубочной форме, но и увеличить прочность анкеровки петли за счет создания дополнительных перегибов U-образных анкеров, а также вовлечения в работу дополнительных объемов бетона.

На фиг. 9 показаны два положения U-образного крюка, в поперечном сечении конструкции: 7^I до поворота крюка в плоскости под углом γ, 7 после поворота. Без выполненного поворота пуансоны 11 и петли 3 не смогли бы быть беспрепятственно установлены в опалубочной форме.

Подъемная петля устанавливается в арматурном каркасе с креплением к поперечным или продольным каркасам. Однако в процессе формования и бетонирования каркасы могут смещаться в форме, приводя к смещения или опрокидыванию петель.

С целью предотвращения при армировании и бетонировании конструкции потери устойчивости подъемной петли 3 ее U-образные крюки 6 снабжены дополнительными концевыми отгибами 17, служащими повышению прочности анкеровки и улучшению условий фиксации петли в опалубочной форме. Отгибы 17 наклонены к вертикали под углом Θ 90-135^о. При величине угла Θ < 90^о эффективность анкеровки концевого отгиба 17 падает, а при Θ > 135^оне обеспечивается должная устойчивость подъемной петли 3, приводящая к ее возможному опрокидыванию.

Отгиб 17 выполняется в плоскости U-образного крюка. Такая конструкция петли имеет достаточную устойчивость в опалубочной форме благодаря опиранию по четырем точкам на поддоне форм.

Концевые отгибы 17 могут быть размещены в плоскости, перпендикулярной плоскости U-образных крюков 6, в случае стесненных условий армирования или наличия близко расположенных пустотообразователей.

Аналогичную цель (улучшение условий фиксации в опалубочной форме и повышение прочности анкеровки в бетоне) имеет техническое решение новой подъемной петли, отличие которого состоит в том, что U-образные крюки с отгибами ветвей петли ориентированы в противоположные стороны, а ветви петли выполнены взаимно наклонными.

При конкретном использовании данные технические решения можно применять в конструкциях преднапряженных многопустотных плит перекрытий серии 1.141-1. Для армирования указанных конструкций используют напрягаемую стержневую арматуру диаметром d 10.16 мм классов Ат-IV, Ат-V. Использование данного технического решения достаточно просто и технологично, так как готовые подъемные петли заводятся анкерами за напрягаемые стержни с той торцовой стороны формы, откуда заводятся в форму пуансоны. При заведении пустотообразователей петли удерживаются в вертикальном положении до окончательной установки пустотообразователей в форме. После этого подъемные петли расставляются в проектные положения с последующим бетонированием всей конструкции. На всех стадиях изготовления подъемные петли удерживаются в проектном положении путем упора в поддон конструкции и при помощи поджима соседними пуансонами.

Изобретение позволяет существенно повысить прочность анкеровки в бетоне подъемных петель, повысить безопасность погрузочно-разгрузочных и монтажных работ, улучшить качество конструкций за счет исключения местных сколов бетона, а также снизить металлоемкость петель на 40-50% по сравнению с традиционными конструкциями подъемных петель.

Формула изобретения

1. АРМАТУРНЫЙ КАРКАС ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ ПЕРЕКРЫТИЙ, включающий продольную рабочую арматуру, поперечные стержни и подъемные двухветвевые петли с анкерами, отличающийся тем, что анкер каждой ветви подъемной петли выполнен в виде U-образного крюка с радиусом изгиба 0,5 2,0 диаметра ветви петли и снабжен прямолинейным выпуском длиной 1 5 диаметров ветви петли, охватывающим продольную рабочую арматуру под углом 0 90^o.

2. Каркас по п.1, отличающийся тем, что прямолинейный выпуск U-образного крюка выполнен наклонным относительно оси ветви петли.

3. Каркас по пп.1 и 2, отличающийся тем, что каждая ветвь петли выполнена изогнутой.

4. Каркас по пп.1 3, отличающийся тем, что U-образные крюки расположены под углом относительно вертикально расположенных ветвей петли.

5. Каркас по пп.1 3, отличающийся тем, что ветви петли расположены под углом относительно вертикально расположенных U-образных крюков.

6. Каркас по пп.1 5, отличающийся тем, что U-образные крюки расположены под углом 10 90^o относительно продольной оси рабочей арматуры.

7. Каркас по пп.1 6, отличающийся тем, что прямолинейные выпуски U-образных крюков снабжены концевыми отгибами, расположенными в плоскости крюка или перпендикулярно ей, под углом 90 135^o относительно вертикально расположенных ветвей петли или U-образных крюков.

8. Каркас по п.7, отличающийся тем, что ветви петли расположены по разные стороны рабочего стержня, а U-образные крюки ориентированы в противоположные стороны.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16