Анкерное устройство для композитного стержня

Авторы патента:

E04C5/12 - анкерные приспособления (способы и устройства для предварительного напряжения арматуры E04G 21/12)

Владельцы патента RU 2615555:

Николаев Валерий Николаевич (RU)

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам натяжения композитных стержней, в частности для преднапряжения композитной арматуры в бетонных конструкциях. Техническим результатом заявленного изобретения является максимально эффективное натяжение композитных стержней за счет равномерного анкерования и одинакового усилия обжатия его по всей длине. Технический результат достигается тем, что в анкерном устройстве для композитного стержня, содержащем обжимную муфту с отверстием, две цанги, в сложенном виде снаружи представляющих собой конус со сквозным отверстием, внутренняя поверхность обжимной муфты и боковая поверхность конуса цанг выполнено в виде тангенсоиды вращения. Диаметр сквозного отверстия может быть меньше диаметра анкеруемого композитного стержня на 1÷2 мм. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам натяжения стержней из композитных материалов (композитных стержней), в частности для преднапряжения композитной арматуры в бетонных конструкциях.

Известно устройство для закрепления, натяжения и отпуска арматуры (варианты) по изобретению РФ № 2410509, E04G 21/12, опубл. 27.01.2011. Устройство содержит полый корпус, накидную гайку, упорную резьбовую трубу, зажимные губки, выполненные с удлиненной хвостовой частью, имеющей дополнительные кольцевые канавки, выступы конической и цилиндрической формы, дополнительно введены пружинные кольца, пружина, регулировочные гайка и винты, причем пружинные кольца размещены в кольцевых канавках зажимных губок, регулировочная гайка размещена на корпусе, а регулировочные винты установлены в радиальных отверстиях накидной гайки, расположенных в зоне конусности дополнительных кольцевых конических выступов. Во втором варианте исполнения вместо регулировочных винтов применен продольно-разрезной вкладыш, объединенный пружинным кольцом.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции и эксплуатации, большие геометрические размеры, возможность раздавливания (перекусывания) композитной арматуры металлическими зажимными губками.

В заявке РСТ №0037749, Е04С 5/12, опубл. 29.06.2000, описано анкерное крепление для углепластикового композитного прутка. Конструкция представляет собой металлическую муфту с отверстием, внутрь которой вставляют композитный пруток. Далее пруток с одного конца расщепляют на две части посредством клина и заливают в отверстие полимерный компаунд, который впоследствии отверждается. Недостатками данной конструкции являются: неразъемность соединения, вследствие которого повторное использование анкера невозможно; снижение прочности стержня вследствие его расщепления, при этом место расщепления становится наиболее слабым местом стержня.

Наиболее близким к предлагаемому решению является анкерное устройство для композитной арматуры по патенту РФ на полезную модель № 109172, Е04С 5/12, опубл. 10.10.2011.

Анкерное устройство для композитной арматуры содержит обжимную муфту с отверстием, выполненным в виде обратного конуса, два вкладыша, в сложенном виде представляющих собой усеченный конус с центральным отверстием, причем вкладыши выполнены из стеклонаполненного полимерного материала. Угол наклона обратного конуса составляет от 2 до 6 градусов относительно центральной оси, а угол наклона вкладышей меньше или равен углу наклона обратного конуса.

Недостатком данной конструкции анкерного устройства является возможность раздавливания композитного стержня у центрального отверстия обжимной муфты. Усилие сдавливания композитного стержня зависит от усилия его натяжения и угла наклона обжимной муфты. Угол наклона обжимной муфты постоянен по всей его длине (высоте), а усилие натяжения композитного стержня меняется от максимального значения у центрального отверстия обжимной муфты до нуля на противоположном конце. Поэтому увеличение усилия натяжения композитного стержня у центрального отверстия обжимной муфты выше определенного значения приводит к раздавливанию композитного стержня. При этом на противоположном конце имеется недостаточное сдавливание (анкерующая способность). Таким образом, основным недостатком данной полезной модели является неравномерное обжатие композитного стержня по длине анкера.

Техническим результатом заявленного изобретения является максимально эффективное натяжение композитных стержней за счет равномерного анкерования и одинакового усилия обжатия его по всей длине.

Технический результат достигается тем, что в анкерном устройстве для композитного стержня, содержащем обжимную муфту с отверстием, две цанги, в сложенном виде снаружи представляющих собой конус со сквозным отверстием, внутренняя поверхность обжимной муфты и боковая поверхность конуса цанг выполнены в виде тангенсоиды вращения. При этом диаметр сквозного отверстия 5 меньше диаметра анкеруемого композитного стержня на 1÷2 мм.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

Фиг. 1 - анкерное устройство для композитной арматуры в разрезе.

Фиг. 2 - векторы сил, действующих на композитный стержень и обжимную муфту посредством цанг.

Анкерное устройство содержит металлическую цилиндрическую обжимную муфту 1 с отверстием 2. Внутренняя поверхность обжимной муфты 1 имеет форму тангенсоиды 3 вращения. Стенка последней отполирована. Две цанги 4 выполнены из стеклонаполненного полимера (например, Армлен ПП СВ-10) и в сложенном виде снаружи имеют форму конуса, боковая поверхность которого выполнена также в виде тангенсоиды 3 вращения. В сложенном виде цанги 4 имеют сквозное отверстие 5 под композитный стержень 6 (стеклопластиковый, базальтопластиковый и пр.). При этом диаметр сквозного отверстия 5 меньше диаметра композитного стержня на 1÷2 мм.

Анкерное устройство работает следующим образом. Композитный стержень 6 через отверстие 2 обжимной муфты 1 монтируют в анкерное устройство так, как показано на Фиг. 1. При этом две цанги 4 совмещают плоскими поверхностями, между ними в сквозное отверстие 5 вкладывают композитный стержень 6, пропущенный через отверстие 2 обжимной муфты 1. Цанги 4 фиксируют в обжимной муфте 1 легким ударом, например, молотка, по основанию цанг 4 или путем вдавливания цанг 4, например, домкратом.

Последующее натяжение композитного стержня 6 посредством натяжного устройства (например, домкрата) приводит к дальнейшему втягиванию цанг 4 в обжимную муфту 1, способствуя максимально эффективному анкерованию композитного стержня 6 в анкерном устройстве, чему дополнительно способствует отполированная поверхность тангенсоиды 3 вращения обжимной муфты 1. Кроме того, для лучшего скольжения цанг 4 по поверхности тангенсоиды 3 вращения может быть нанесена смазка, например, графитовая.

На Фиг. 2 показаны векторы сил, действующих посредством цанг 4 на композитный стержень 6 и обжимную муфту 1, где

a - сила обжатия композитного стержня, постоянная величина;

x - сила натяжения композитного стержня, переменная величина по длине анкера;

в - касательная к тангенсоиде;

y - угол наклона поверхности обжимной муфты к центральной оси, образованный касательной в и центральной осью анкерного устройства, переменная величина.

Из условия постоянной силы обжатия а стержня вектор силы обжатия принимаем за постоянную величину, сила натяжения композитного стержня x равномерно уменьшается от места входа композитного стержня в анкерное устройство до его противоположного конца. Другой переменной величиной является угол наклона обжимной муфты у. Из законов тригонометрии вытекает

Из этого уравнения видно, что кривая изменения угла наклона поверхности обжимной муфты к центральной оси имеет тангенциальную зависимость. Рассмотрение векторов сил, показанное на Фиг. 2, демонстрирует, что а - постоянная величина, х меняется равномерно от максимального до минимального значения, а y изменяется в соответствии с описанной выше формулой в пределах от 0 до 90 градусов.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает максимально эффективное анкерование за счет одинакового обжатия по всей длине композитного стержня, что достигается изменением угла наклона поверхности тангенсоиды к центральной оси от 0 до 90 градусов.

При этом достигается равномерное уменьшение натяжения композитного стержня от максимального значения на входе в отверстие 2 до 0 на выходе на противоположном конце.

Для того чтобы усилие обжатия было постоянным, при уменьшающемся усилии натяжения стержня, необходимо изменять угол наклона поверхности обжимной муфты к центральной оси.

В дальнейшем анкерное устройство может быть разобрано для последующего использования. Цанги можно использовать до 10 раз (изготавливают, например, методом литья на термопластавтомате), а обжимную муфту используют многократно в течение длительного времени.

Предлагаемое техническое решение является простым по конструкции, технологичным в изготовлении и эксплуатации.

Таким образом, это техническое решение обеспечивает достижение заявленного технического результата: максимально эффективное натяжение композитных стержней за счет равномерного анкерования и одинакового усилия обжатия его по всей длине.

Опытная эксплуатация показала практическую применимость заявляемого анкерного устройства для преднатяжения композитной арматуры при изготовлении, например, армобетонных опор контактной сети.

1. Анкерное устройство для композитного стержня, содержащее обжимную муфту с отверстием, две цанги, в сложенном виде снаружи представляющих собой конус со сквозным отверстием, отличающееся тем, что внутренняя поверхность обжимной муфты и боковая поверхность конуса цанг выполнены в виде тангенсоиды вращения.

2. Анкерное устройство по п. 1, отличающееся тем, что диаметр сквозного отверстия 5 меньше диаметра анкеруемого композитного стержня на 1÷2 мм.

Изобретение относится к области строительства, а именно к оборудованию для производства предварительно напряженных строительных конструкций. Технический результат - повышение надежности анкеровки концевых участков пучков арматуры и удобства их закрепления, упрощение сборки и разборки анкерующего устройства.

Устройство для создания преднапряжения в стяжных элементах, выполненных из армированных волокном пластиковых плоских полосовых пластин // 2612390

Изобретение относится к устройству (1) для создания преднапряжения в стяжных элементах (2), выполненных из армированных волокном пластиковых плоских полосовых пластин, содержащему зажимный элемент (3), который расположен на стяжном элементе (2) и имеет по меньшей мере одну контактную поверхность, взаимодействующую со стяжным элементом (2), а также по меньшей мере одну жесткую втулку (4), которая расположена по меньшей мере вокруг одного зажимного элемента (3) и стяжного элемента (2) и таким образом посредством зажимного элемента (3) прикладывает зажимающее давление к стяжному элементу (2).Зажимный элемент (3) выполнен из пластика, который имеет модуль упругости в диапазоне 1000-5000 МПа, прочность на растяжение при изгибе ≥25 МПа и предел прочности при сжатии ≥25 МПа.

Уплотнение тросового анкерного устройства в тросовой конструкции // 2602853

Уплотнение предназначено для герметичного соединения тросового анкерного устройства с конструкционным элементом, при этом тросовое анкерное устройство троса выполнено с возможностью крепления по меньшей мере одного троса к конструкционному элементу и имеет переднюю поверхность, расположенную напротив проема в конструкционном элементе.

Фибра для дисперсного армирования бетона // 2582254

Изобретение относится к области строительства, в частности к искусственной фибре для приготовления бетонов. Фибра для дисперсного армирования бетона выполнена в виде прямолинейного отрезка нити 1 с анкерами, анкеры выполнены в виде поперечных выпусков 2 из той же нити, равномерно распределенных по всей ее длине, с образованием между ними открытых гнезд 3.

Анкерное устройство // 2579829

Изобретение направлено на повышение надежности крепления анкерного зажима на анкерных связях из стекло- и базальтопластика при упрощении его конструкции. Анкерное устройство для неметаллических анкерных связей содержит арматурный стержень или канат, и закрепленный на нем металлический зажим, который состоит из нижней и верхней губок прямоугольного сечения, стянутых между собой стяжными болтами с захватом арматурного стержня или каната, стяжные болты размещены в сквозных отверстиях, выполненных в верхней и нижней губках в два ряда по 2-4 отверстия на расстоянии между рядами, равном 2-4 диаметра арматурного стержня.

Анкерный клин цангового зажима для арматурных канатов трехгранного сечения // 2578139

Изобретение может быть использовано для надежной фиксации натянутых арматурных канатов трехгранного сечения. Анкерный клин цангового зажима для фиксации арматурных канатов трехгранного сечения имеет наружную опорную коническую поверхность, закрученную по спирали с периодом и направлением, соответствующими шагу и направлению свивки каната трехгранного сечения, внутреннюю рабочую поверхность с поперечной образующей в виде треугольника и дополнительным рифлением, плоские торцевые поверхности, а также боковые поверхности разъема клиньев в виде спиральных линейчатых поверхностей с тем же направлением и шагом спирали, что и у внутренней рабочей поверхности, при этом боковые поверхности разъема клиньев расположены радиально по отношению к продольной оси конуса и под углом 120 градусов друг к другу таким образом, что в каждом поперечном сечении по длине анкерного клина его внутренняя рабочая поверхность представляет собой прямую линию, соединяющую боковые поверхности разъема клиньев.

Крепежное устройство для многопрядного троса // 2566882

Крепежное устройство для троса, состоящего из множества пряжей, содержит крепежный блок, имеющий переднюю сторону, заднюю сторону и каналы, проходящие между передней и задней сторонами.

Способ защиты конца многопрядного троса // 2566541

Заявленный способ предназначен для защиты конца троса, состоящего из множества параллельных прядей, закрепляемых при помощи блока, имеющего переднюю сторону, заднюю сторону и каналы, проходящие между передней и задней сторонами.

Способ и устройство для защиты конца натяжного троса // 2557027

Для защиты конца троса, состоящего из совокупности канатов, удерживаемых индивидуально в системе анкерного крепления, устройство содержит юбку, проходящую от передней стороны системы анкерного крепления и расположенную вокруг сборки канатов, и множество чехлов.

Анкеры для подъема железобетонного элемента // 2554366

Противосдвиговый пруток краевого подъемного анкера для сборной стеновой панели, при этом противосдвиговый пруток выполнен в форме прутка, имеющего центральную часть, входящую в зацепление с верхней кромкой подъемного анкера при установке в стеновой панели, и ножки, наклоненные в направлении вниз от каждого конца центральной части, при этом нижняя часть каждой ножки спрофилирована таким образом, чтобы обеспечивалось ее прочное сцепление с бетоном, в который она заделана, при этом профилирование выполнено в виде ряда расположенных в продольном направлении на определенном расстоянии друг от друга конструктивных элементов, каждый из которых имеет в основном пилообразную форму, при этом передняя кромка каждого конструктивного элемента повернута в сторону центральной части таким образом, чтобы при приложении сдвиговой нагрузки к противосдвиговому прутку обеспечивалось сцепление ножек с бетоном в основном с сжимающим нагружением, прилагаемым к бетону в зоне между двумя ножками.

Анкер, устройство натяжения, ветроэнергетическая установка и способ натяжения кордов растяжения на анкере // 2632610

Изобретение относится к анкеру, более конкретно к неподвижному анкеру для устройства натяжения, предназначенному для крепления на конструкции для удерживания кордов растяжения, таких как тросы, стержни. Анкер для устройства натяжения, предназначенный для крепления на конструкции для удерживания кордов растяжения, таких как тросы, стержни, тросы растяжения, натяжные стержни или подобное, на анкере, с состоящей из множества частей головкой анкера, в котором головка анкера имеет анкерную плиту в виде перфорированного диска с вводом для отдельного направления корда растяжения, в которой ввод является одним из множества вводов и корд растяжения является одним из множества кордов растяжения; промежуточный диск, установленный с одной стороны перфорированного диска и имеющий дополнительный ввод для отдельного направления корда растяжения, в котором дополнительный ввод является одним из множества дополнительных вводов в промежуточном диске, и корд растяжения является одним из множества кордов растяжения; защитный диск, расположенный с другой стороны перфорированного диска. Промежуточный диск выполнен в виде переходной пластины, которая поддерживает по меньшей мере в дополнительном вводе защитную втулку, которая предназначена для автоматической анкеровки корда растяжения при натяжении. Защитный диск также имеет дополнительный ввод для отдельного направления корда растяжения, в котором вспомогательный дополнительный ввод является одним из множества вспомогательных дополнительных вводов в промежуточном диске, и корд растяжения является одним из множества кордов растяжения. Также описаны устройство натяжения, ветроэнергетическая установка с гондолой и способ натяжения кордов растяжения на анкере. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 9 ил.

Анкер для композиционного арматурного элемента // 2639337

Изобретение относится к устройствам натяжения композитной арматуры. Технический результат - эффективное натяжение композитных стержней за счет равномерного анкерования и одинакового усилия обжатия его по всей длине, а также повышение надежности устройства, его нагрузочной способности. В анкере для композиционного арматурного элемента, содержащем обжимную муфту с отверстием в виде обратного конуса, внутри отверстия установлена цанга из стеклонаполненного материала, внутри цанги размещена концевая часть арматурного элемента, при этом конус отверстия обжимной муфты и внешней поверхности цанги выполнен с образующей в виде тангенсоиды вращения для арматурного элемента, выполненного в виде витого многожильного каната, а количество лепестков указанной цанги равно количеству жил каната в верхнем повиве, причем внутренняя поверхность цанги выполнена с формой, соответствующей внешней поверхности каната. Предложены варианты выполнения цанги. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.