Предварительно напряженная армокаменная перемычка
Владельцы патента RU 2349718:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) (RU)
Изобретение относится к области строительства, в частности к предварительно напряженной армокаменной перемычке. Технический результат заключается в повышении жесткости, трещиностойкости, долговечности и теплозащиты. Предварительно напряженная армокаменная перемычка включает брусковый изгибаемый элемент прямоугольного или таврового сечения. Элемент выполнен кладкой из керамического кирпича с отверстиями и усилен пространственным арматурным каркасом. Продольные стержни, в том числе и стержни основной рабочей арматуры каркаса, размещены в отверстиях кирпичей. Стержни поперечной арматуры расположены в швах кирпичной кладки. В стержнях основной рабочей арматуры созданы начальные растягивающиеся напряжения первоначальной заделкой концов этих стержней цементным раствором в 2-3-х рядах кладки у торцов конструкции. Основная длина стержней основной рабочей арматуры свободно расположена в корытообразной нише и открытых пазах. Открытые пазы устроены с помощью установки вырезанных кирпичей. После достижения кладкой определенной прочности стержни основной рабочей арматуры попарно натянуты поперечным винтовым тяжем и заделаны цементно-песчаным раствором. 4 ил.
Изобретение относится к строительству, а именно к предварительно напряженным изгибаемым армокаменным конструкциям, воспринимающим большие нагрузки, и может быть использовано при строительстве, реконструкции или реставрации каменных зданий, преимущественно небольших и удаленных от предприятий стройиндустрии.
Известны и применяются для восприятия больших нагрузок при перекрытии проемов каменных стен различных зданий типовые железобетонные перемычки с напрягаемой арматурой / Перемычки железобетонные для зданий с кирпичными стенами. Технические условия: ГОСТ 948-84. - М.: Издательство стандартов, 1987 / [1]. Их применение требует нерациональных перевозок небольших партий перемычек, увеличивает номенклатуру строительных изделий и число поставщиков, появляются дополнительные затраты на сцепление штукатурки с поверхностью бетона, снижается теплозащита стен.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности являются конструкции армокаменной перемычки, представляющей собой изгибаемые элементы прямоугольного или таврового сечения, выполненные кладкой из керамического кирпича с отверстиями. Кладку усиливают пространственным арматурным каркасом, стержни которого размещаются в отверстиях кирпича с заделкой цементно-песчаным раствором или в швах кладки / Уренев П.Ф. Армокаменная изгибаемая конструкция // Стройинфо. - Самара, 2006. - №5. - С.15/ [2] - прототип.
Недостатком этой перемычки является то, что при ее использовании для восприятия большой нагрузки необходимо учитывать жесткость, трещиностойкость и нерационально применение арматуры из стали повышенной прочности.
Сущность изобретения заключается в снижении экономических затрат при строительстве, реконструкции и реставрации каменных зданий, удаленных от предприятий стройиндустрии, а также в повышении качества строительных конструкций.
Техническим результатом изобретения является совершенствование конструктивного решения армокаменных перемычек, рациональное использование рабочей арматуры из стали повышенной прочности, повышение жесткости, трещиностойкости, долговечности и теплозащиты конструкций здания.
Технический результат достигается тем, что в известной предварительно напряженной армокаменной перемычке, включающей брусковый изгибаемый элемент прямоугольного или таврового сечения, выполненный кладкой из керамического кирпича с отверстиями и усиленный пространственным арматурным каркасом, продольные стержни которого, в том числе и стержни основной рабочей арматуры, размещены в отверстиях кирпичей, а стержни поперечной арматуры расположены в швах кирпичной кладки, особенностью является то, что в стержнях основной рабочей арматуры созданы начальные растягивающиеся напряжения первоначальной заделкой концов этих стержней цементным раствором в 2-3-х рядах кладки у торцов конструкции при свободном расположении основной длины стержней в корытообразной нише и специальных открытых пазах, устроенных с помощью установки вырезанных кирпичей, а после достижения кладкой определенной прочности попарным натягиванием стержней поперечным винтовым тяжем заделаны цементно-песчаным раствором.
Предварительно напряженная армокаменная перемычка представляет собой изгибаемый элемент прямоугольного или таврового сечения, выполненный кладкой из керамического кирпича с отверстиями. Конструкция усилена пространственным арматурным каркасом, основную растянутую рабочую арматуру которого сначала заделывают цементным раствором только в 2-3 рядах кладки у торцов конструкции, оставляя ее большую часть длины свободной без сцепления с раствором в корытообразной нише и специальных открытых пазах, устраиваемых установкой кирпичей с заранее сделанными в определенных местах вырезами; а далее через пять суток или более, в зависимости от температуры окружающей среды, после достижения кладкой определенной прочности основную рабочую арматуру натягивают попарно, в вышеназванной нише с помощью поперечного винтового тяжа с последующей заделкой ниши и пазов цементно-песчаным раствором. После набора последним необходимой прочности конструкция готова к восприятию полной эксплутационной нагрузки. Конструирование и расчет предварительно напряженных армокаменных перемычек при разных размерах, формах сечений, нагрузках и условиях эксплуатации следует выполнять по нормам и правилам проектирования железобетонных и армокаменных конструкций.
На фиг.1 представлен общий, фронтальный вид предварительно напряженной армокаменной перемычки: в левой части показана порядная укладка кирпича на ребро, в перевязку; в правой части показана порядная схема укладки стержней арматуры, где изображены: кирпичи 1, стержни основной рабочей арматуры 2, стержни поперечной арматуры 3, стержни продольной конструктивной арматуры 4, опалубочный настил 5, места опирания перемычки 6.
На фиг 2 показан вид перемычки снизу, где изображены стержни основной рабочей арматуры 2, корытообразная ниша 7, винтовой тяж 8, проволочные анкеровочные спирали 9, пазы 10 для свободного расположения рабочей арматуры.
На фиг.3 представлено сечение А-А, находящееся у опорной зоны в месте стяжки стержней основной рабочей арматуры 2 конструкции перемычки, где изображено: положение кирпичей 1, стержни поперечной арматуры 3, стержни продольной конструктивной арматуры 4, корытообразная ниша 7, стержни дополнительной рабочей ненапряженной арматуры 11.
На фиг.4 представлено сечение Б-Б в средней части пролета конструкции перемычки, где изображено: положение кирпичей 1, стержни основной рабочей арматуры 2, рабочая ненапряженная арматура 11, стержни поперечной арматуры 3, стержни продольной конструктивной арматуры 4, пазы 10 для свободного расположения стержневой основной рабочей арматуры.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Устройство предварительно напряженной армокаменной перемычки ведется в теплое время года или в отапливаемом помещении. Над перекрываемым проемом по опалубочному настилу 5 или вблизи от места установки перемычки на ровной горизонтальной поверхности кладку перемычки ведут из кирпича 1 в водонасыщенном состоянии вертикальными рядами в перевязку на цементно-песчаном растворе высокой марки с одновременной установкой арматурных стержней 2-4 и 11 по схемам (фиг.1-4). Удобнее кладку вести в перевернутом положении (низ выкладывать в верху) и начинать от одного из торцов при небольшой длине перемычки (до 2 м) или от середины при большой длине. При этом стержни основной рабочей арматуры 2 в процессе кладки заделывают цементным раствором только в 2-3 рядах кладки у торцов перемычки с установкой там же дополнительных анкеров в виде проволочных анкеровочных спиралей 9 или обжимных стальных муфт, а большую часть их длины оставляют свободной без сцепления с раствором кладки, располагая их в корытообразной нише 7 и в специальных открытых пазах 10. Далее перемычку выдерживают в месте сборки или в незагруженном состоянии до набора необходимой прочности раствором кладки. Время выдержки зависит от температуры окружающего воздуха. После чего осуществляют продольное натяжение стержней основной рабочей арматуры 2 путем поперечного попарного стягивания стержней на участке корытообразной ниши 7 с помощью винтового тяжа 8 или простых проволочных скруток. При этом необходимо контролировать удлинение в стержнях основной рабочей арматуры 2 или усилия, выгибы перемычки, возможное появление и ширину раскрытия нормальных трещин от обжатия кладки усилием напрягаемой арматуры. В необходимых случаях предусматривают укрепление в торцах корытообразной ниши 7 мест опирания арматурных стержней при их стягивании и облегчение их скольжения в изгибах при натяжении с помощью установки специальных металлических прокладок. Натянутые стержни основной рабочей арматуры 2 в нише 7 и пазах 10 в зависимости от их размеров заделывают цементно-песчаным раствором или мелкозернистым бетоном. Перед заделкой винтовой тяж 8 укрепляют или заменяют на проволочные скрутки. После набора необходимой прочности раствора или бетона заделки перемычка готова к восприятию полной эксплутационной нагрузки.
Усовершенствованное конструктивное решение предлагаемой предварительно напряженной армокаменной перемычки дает значительный экономический эффект и возможность его широкого использования в строительстве, реконструкции или реставрации различных зданий или сооружений.
Источники информации
1. Перемычки железобетонные для зданий с кирпичными стенами. Технические условия. ГОСТ 948-84. - М.: Издательство стандартов, 1987.
2. Уренев П.Ф. Армокаменная изгибаемая конструкция. // Стройинфо. - Самара, 2006. - №5. - С.15.
Предварительно напряженная армокаменная перемычка, включающая брусковый изгибаемый элемент прямоугольного или таврового сечения, выполненный кладкой из керамического кирпича с отверстиями и усиленный пространственным арматурным каркасом, продольные стержни которого, в том числе и стержни основной рабочей арматуры размещены в отверстиях кирпичей, а стержни поперечной арматуры расположены в швах кирпичной кладки, отличающаяся тем, что в стержнях основной рабочей арматуры созданы начальные растягивающиеся напряжения первоначальной заделкой концов этих стержней цементным раствором в 2-3 рядах кладки у торцов конструкции при свободном расположении основной длины стержней в корытообразной нише и специальных открытых пазах, устроенных с помощью установки вырезанных кирпичей, а после достижения кладкой определенной прочности - попарным натягиванием стержней поперечным винтовым тяжем и заделкой цементно-песчаным раствором.
