Ригель

Реферат: UA 81237 U UA 81237 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі будівництва, зокрема до будівельного елемента конструкцій будинків/споруджень, а саме, до горизонтальних несучих лінійних елементів будівельних конструкцій споруджень і будинків, які працюють на вигин, і може використовуватися в з'єднаннях типу "плита-ригель-колона". Ригель (будівельний) - несучий елемент (балка) будівельних конструкцій споруджень і будинків, що звичайно розташований горизонтально і перпендикулярно своєю поздовжньою віссю до поздовжньої осі вертикально розташованих будівельних конструкцій - колонам. Ригель з'єднує (шарнірно або жорстко) вертикальні елементи (колони, стійки) і виступає як опора для плит перекриття й прогонів, які встановлюються в перекриттях (будинків і споруджень). У сучасному будівництві багатоповерхових будинків/споруджень для виготовлення ригелів застосовують в основному залізобетон. Ригелі за конструкцією виконують або суцільними, або ґратчастими (таврового, двотаврового, прямокутного та іншого перерізів). На торцях ригелів передбачені ділянки, де арматура, посилена арматурними зв'язками, оголена і виступає за площину торця ригеля на відстань не менше його поперечних габаритів (для пропущення висунутих за торець тіла ригеля закінцівок елементів арматури крізь тіло колони, де арматура колони теж оголена). При конструюванні ригелів повинна бути виконана найважливіша вимога - створення умов для зручного укладання бетону (з цього випливає забезпечення надійної спільної роботи в стикувальному вузлі сталі (арматури) й бетону) [1]. Відомі будівельні бетонні та залізобетонні елементи у вигляді ригелів, у яких використовується поздовжнє й поперечне армування з елементів сталевої стрижневої арматури, або ці елементи можуть бути взагалі неармованими [2]. До недоліків відомих конструкцій ригелів належить те, що не забезпечується надійне підвищення опірності залізобетонних елементів, що згинаються, при їхній великій довжині (більше 10 метрів) і поперечних розмірах 300×600 мм. До недоліків відомих конструкцій ригелів належить й те, що не забезпечується надійний зв'язок з плитами перекриття. Відомий будівельний елемент із бетону або інших штучних кам'яних матеріалів, у тому числі з арматурами або елементами, що працюють на розтягання, що містить переривники тріщин у вигляді плівок, розтяжність яких перевищує розтяжність бетону не менше ніж у три рази, при цьому переривники тріщин встановлено паралельно розтягнутій грані елемента на ділянці його прольоту, у межах якого момент тріщиноутворення перетину менше згинального моменту на довжину не більше L=2H, де L - довжина будівельного елемента, Η - висота його поперечного перерізу, зазначені переривники тріщин встановлено на відстані 10-15 мм від розтягнутої грані елемента та на відстані 90-100 мм один від одного, причому переривники тріщин встановлено на відстані 10-15 мм від верхньої грані розтягнутих елементів арматури й на відстані, рівній розрахунковій відстані між тріщинами одна від іншої [3]. До недоліків відомих конструкцій типу ригелів (будівельних) належить те, що не забезпечується надійне підвищення опірності залізобетонних елементів, що згинаються, при їхній великій довжині (більше 10 метрів) і поперечних розмірах 300×600 мм. До недоліків відомих конструкцій типу ригелів належить й те, що не забезпечується надійний зв'язок з плитами перекриття та монолітними горизонтальними будівельними конструкціями об'ємнопросторового каркаса будинку/споруди. Найбільш близьким технічним рішенням як за суттю, так і за задачею, що вирішується, який вибрано за найближчий аналог (прототип), є ригель, що містить тіло прямокутного перерізу в плані, виконане монолітним з бетону, і елементи арматури, розміщені усередині тіла як у поздовжньому, так і у вертикальному напрямках уздовж бічних граней, зв'язані між собою в просторовий каркас типу арматурної сітки, при цьому елементи арматури у просторовому каркасі типу арматурної сітки розміщено між собою в площині граней тіла ригеля під прямим кутом з утворенням квадратних або прямокутних осередків, зазначені вертикальні і поздовжні горизонтальні елементи арматури просторового каркаса типу арматурної сітки розміщено паралельно граням тіла ригеля та на однаковій відстані від їхніх зовнішніх поверхонь [4]. До недоліків відомої конструкції ригелю, який вибрано за найближчий аналог (прототип), належить те, що не забезпечується надійне підвищення опірності залізобетонних елементів, що згинаються, при їхній великій довжині (більше 9-10 метрів) і поперечних розмірах 300×600 мм. До недоліків відомої конструкції ригелю належить й те, що не забезпечується надійний зв'язок з плитами перекриття (плити перекриття просто укладаються на верхню грань ригеля, а при виконанні горизонтальних перекриттів монолітного типу - недостатній зв'язок між ригелем та нижньою опорною площиною зазначеного горизонтального перекриття). Відсутність спеціальних закладних елементів, за допомогою яких можна підіймальним краном піднімати ригелі, утруднює їх монтаж для формування об'ємно-просторового каркаса будинку/споруди. До 1 UA 81237 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 недоліків відомої конструкції ригелю, який вибрано за найближчий аналог (прототип), належить також й те, що застосовується складна технологія зборки об'ємно-просторового каркаса будинку/споруди, тому що відсутня система зв'язування одного ригеля з другим в єдину монолітну з колоною конструкцію. В основу корисної моделі поставлена задача шляхом введення до конструкції ригеля додаткових конструктивних елементів - каркасних сіток, попередньо розтягнутих елементів арматури, укладених в пакет уздовж поздовжньої осі тіла ригеля, додаткових гнутих стрижнів та монтажних петель, розміщених своєю площиною перпендикулярно поздовжній осі тіла ригеля, забезпечити підвищення несучої здатності та водночас коефіцієнта збирання несучого каркаса при зменшенні витрати матеріалу за рахунок зменшення розмірів ригеля. Суть технічного рішення в ригелі, що містить тіло прямокутного перерізу в плані, виконане монолітним з бетону, і елементи арматури, розміщені усередині тіла як у поздовжньому, так і у вертикальному напрямках уздовж бічних граней, зв'язані між собою в просторовий каркас типу арматурної сітки, при цьому елементи арматури у просторовому каркасі типу арматурної сітки розміщено між собою в площині граней тіла ригеля під прямим кутом з утворенням квадратних або прямокутних осередків, зазначені вертикальні і поздовжні горизонтальні елементи арматури просторового каркаса типу арматурної сітки розміщено паралельно граням тіла ригеля та на однаковій відстані від їхніх зовнішніх поверхонь, полягає в тому, що він містить дві додаткові арматурні сітки, додаткові попередньо розтягнуті елементи арматури, додаткові гнуті стрижні та монтажні петлі. Суть корисної моделі полягає і в тому, що в кожній з торцевих частин тіла ригеля виконано прямокутне поглиблення з відкритою верхньою частиною та частиною, що збігається із площиною торця ригеля, вертикальні елементи кожної з додаткових арматурних сіток виконано ∩-подібного перерізу в плані з відігнутими убік осі симетрії на кут не менше 5° вільними кінцями щодо свого горизонтального конструктивного елемента, горизонтальні елементи кожної з додаткових арматурних сіток виконано стрижневого типу та закріплено під прямим кутом до зазначених вертикальних елементів, гнуті стрижні виконано ∩-подібного перерізу в плані з відігнутими убік осі симетрії на кут не менше 1° вільними кінцями щодо свого горизонтального конструктивного елемента, петлі монтажні виконано ∩-подібного перерізу в плані з паралельними відносно один до одного поздовжніми елементами та із загнутими назовні вбік і нагору в площині конструктивного елемента вільними кінцями з утворенням у місці згину півкіл, що лежать у площині зазначеного конструктивного елемента, попередньо розтягнуті елементи арматури зібрано в пакет із розташуванням у нижній частині ригеля та з розташуванням у пакеті на однаковій відстані один від іншого й симетрично бічних граней ригеля, пакет з попередньо розтягнутих елементів арматури розміщено усередині тіла ригеля паралельно його поздовжньої осі, а кожний з попередньо розтягнутих елементів арматури усередині пакета - паралельно між собою, попередньо розтягнуті елементи арматур розміщено в нижній частині тіла ригеля уздовж його поздовжньої осі переважно на однаковій відстані своїх крайніх у пакеті бічних і нижніх елементів арматури відносно бічних і нижніх граней ригеля, попередньо розтягнуті елементи арматури розміщено із проходом усього пакета всередині комплекту вертикальних елементів кожної із додаткових арматурних сіток, додаткові арматурні сітки розміщено в торцевих частинах тіла ригеля з розташуванням площин своїх вертикальних елементів вертикально щодо нижньої та верхньої граней ригеля, перпендикулярно поздовжній осі тіла ригеля й на рівній відстані один від іншого та від торця ригеля, додаткові арматурні сітки виконано довжиною не менше 1/50 довжини тіла ригеля, кожний із гнутих стрижнів виконано довжиною і шириною більшою, ніж, відповідно, довжина петлі монтажної та відстань між паралельними конструктивними елементами зазначеної петлі монтажної, кожний із гнутих стрижнів виконано виступаючим своєї верхньої частиною над верхньою гранню тіла ригеля на висоту більшу, ніж висота виступаючої з тіла ригеля верхньої частини петлі монтажної, і на однакову висоту з виступаючими з тіла ригеля вільними кінцями вертикальних конструктивних елементів додаткових арматурних сіток, гнуті стрижні та монтажні петлі розміщено в тілі ригеля своєю площиною перпендикулярно поздовжній осі тіла ригеля, вертикальні елементи додаткових арматурних сіток, гнуті стрижні, петлі монтажні та бічні поверхні базової арматурної сітки розміщено усередині тіла ригеля симетрично його вертикальній площині, що проходить по поздовжній осі зазначеного ригеля й паралельної бічним граням, гнуті стрижні розміщено усередині тіла ригеля на однаковій відстані один від іншого за довжиною тіла ригеля та на відстані не менше 1/50 довжини тіла ригеля від його торців, попередньо розтягнуті елементи арматури розміщено із проходом усього пакета всередині комплекту гнутих стрижнів і петель монтажних, а саме, половина пакета попередньо розтягнутих елементів арматури - у зазорах між вільними кінцями гнутих стрижнів і паралельно розташованими конструктивними елементами петлі монтажної, а інша половина у внутрішньому зазорі між зазначеними 2 UA 81237 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 паралельно розташованими конструктивними елементами монтажної петлі, попередньо розтягнуті елементи арматури, розміщеної із виступанням своїх вільних кінців за обріз торця тіла ригеля на відстань не менше 40 своїх діаметрів, попередньо розтягнуті елементи арматури розміщено в пакеті на відстані один від іншого не менше 1/15 ширини ригеля, крайні в пакеті попередньо розтягнуті елементи арматури розміщено в прямокутних вирізах із зазором між нижньою та бічною стінками зазначеного вирізу. Суть корисної моделі полягає також і в тому, що прямокутні поглиблення розташовано симетрично центру тіла ригеля по його поздовжній осі, кожне із прямокутних поглиблень виконано з однаковими геометричними характеристиками, відповідно, глибиною не більше 90 % висоти бічної грані ригеля, шириною не більше 50 % нижньої/верхньої грані ригеля та довжиною не більше 5 % довжини ригеля, попередньо розтягнуті елементи арматури, гнуті стрижні ∩-подібного перерізу, петлі монтажні ∩-подібного перерізу, елементи арматурних базової та додаткової сіток виконано переважно з арматури круглого поперечного перерізу одного чи різних типорозмірів щодо номенклатури виробу, а тіло ригеля виконано з бетону, що має властивості водовідштовхування, морозовитривалості та вогнестійкості. Новим в корисній моделі є те, що виступаючі за обріз торцевої частини ригеля ділянки попередньо розтягнутих елементів арматури виконано або співпадаючими по осі з ділянкою зазначених елементів арматури, які знаходяться у прямокутному поглибленні, або загнутими нагору на кут не більше 30-45°. Рішення технічної задачі в ригелі (будівельному), що заявляється, дійсно можливе, тому що: - шляхом розміщення в тілі ригеля двох додаткових арматурних сіток (в торцевих частинах ригеля) забезпечується підвищення міцності тіла ригеля (Арматурою в будівництві називаються сталеві стрижні різного перерізу й форми, сталеві канати й пасма, що сприймають напруги, що розтягують і сколюють, які виникають у залізобетонних елементах від зовнішніх навантажень і власної ваги конструкцій. Арматура може бути постійного перерізу (гладкі стрижні) і періодичного профілю. Арматура, що застосовується в залізобетонних конструкціях і спорудженнях, ділиться на робочу, розподільну, хомути й монтажну. Робоча арматура сприймає виникаючі в залізобетоні зусилля, що розтягують і сколюють, від зовнішніх навантажень і власної ваги конструкцій. Розподільна арматура утримує робочі стрижні арматур у певному положенні й розподіляє навантаження між ними. У тих випадках, коли робочі стрижні розташовуються не тільки в розтягнутих, але й у стислих частинах конструкцій, наприклад у балках, ригелях, арматура називається подвійною. Хомути зв'язують арматуру в єдиний каркас і зберігають бетон від появи косих тріщин біля опор. Монтажна арматура ніяких зусиль не сприймає, служить для складання арматурного каркаса й забезпечує точне положення робочої арматури і хомутів при бетонуванні); - шляхом розміщення в тілі ригеля додаткових попередньо розтягнутих елементів арматури (що зібрано у пакет в нижній частині тіла ригеля уздовж його поздовжньої осі переважно на однаковій відстані своїх крайніх у пакеті бічних і нижніх елементів арматури відносно бічних і нижніх граней ригеля) забезпечується можливість ригелю працювати на розтягання (коли монтажна сітка працює в зонах з підвищеними стискаючими зусиллями); - шляхом розміщення в тілі ригеля додаткових гнутих стрижнів (які виконано з ∩-подібним перерізом в плані та з відігнутими убік осі симетрії на кут не менше 1° вільними кінцями щодо свого горизонтального конструктивного елемента) забезпечується підвищення міцності тіла ригеля на вигин; - шляхом розміщення в тілі ригеля додаткових петель монтажних забезпечується можливість підйому ригеля за допомогою спеціальної техніки типу підіймального крану на певний рівень колони (де знаходиться оголена арматура колони), для формування об'ємнопросторового каркаса будинку/споруди (з утриманням в горизонтальному положенні до закінчення процесу омонолічування вузла стикування за технологією, зазначеною в [5], [6] та [7]; - шляхом виконання гнутих стрижнів з ∩-подібним перерізом в плані (з відігнутими убік осі симетрії на кут не менше 1° вільними кінцями щодо свого горизонтального конструктивного елемента) забезпечується підвищення надійності утримання зазначеного конструктивного елемента в тілі ригеля (по відношенню до аналогічного конструктивного елемента, у якого вільні кінці розташовано паралельно між собою уздовж вертикальної осі ригеля); - шляхом виконання петель монтажних з ∩-подібним перерізом в плані (з паралельними відносно один до одного поздовжніми елементами та із загнутими назовні вбік і нагору в площині конструктивного елемента вільними кінцями з утворенням у місці згину півкіл, що лежать у площині зазначеного конструктивного елемента) забезпечується підвищення надійності утримання зазначеного конструктивного елемента в тілі ригеля (по відношенню до аналогічного конструктивного елемента, у якого відсутні відігнуті кінці і він являє собою ∩ 3 UA 81237 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 подібний конструктивний елемент, у якого вільні кінці розташовано паралельно між собою – уздовж вертикальної осі ригеля); - шляхом попереднього розтягування елементів арматури забезпечується створення переднапруженого обтиснення бетону (таким чином, коли ригель навантажують і виникають розтягуючі зусилля, то переднапружена арматура не дає бетону розтріскуватися під зусиллям розтягання при підвищених перевантаженнях по відношенню до випадку розміщення в тілі ригеля звичайної арматури), зазначене вище дозволяє сприймати великі розтягуючі зусилля; - шляхом виконання в кожній з торцевих частинах тіла ригеля прямокутних поглиблень з відкритою верхньою частиною та частиною, що збігається із площиною торця ригеля, забезпечується можливість вкладання в зазначені поглиблення додаткової арматури при приєднанні ригеля до колони за технологією, зазначеною в [5], [6] та [7]; - шляхом розміщення в тілі ригеля гнутих стрижнів, петель монтажних та вільних кінців вертикальних конструктивних елементів додаткових арматурних сіток так, що вони є виступаючими своєю верхньою частиною над верхньою гранню тіла ригеля, забезпечується їх спільна робота з монолітною конструкцією ригеля і колони після приєднання ригеля до колони за технологією, зазначеною в [5], [6] та [7]; - шляхом розміщення в тілі ригеля додаткових попередньо розтягнутих елементів арматури симетрично між собою в пакеті та крайніх бічних елементів арматури на однаковій відстані від бічних граней тіла ригеля забезпечується рівність розподілу навантаження в тілі ригеля; - шляхом розміщення в тілі ригеля гнутих стрижнів (з ∩-подібним перерізом в плані) на однаковій відстані між собою по поздовжній осі ригеля забезпечується рівність розподілу/передачі навантаження/зусиль на всі частини ригеля; - шляхом виконання тіла ригеля з бетону, що має властивості водовідштовхування, морозовитривалості та вогнестійкості, забезпечується підвищення його фізико-хімічних та експлуатаційних характеристик в усі пори року, в основному у перехідні періоди, коли відбувається зміна температури зовнішнього середовища у великих межах (умовах експлуатації будинку/споруди) та вологості повітря до 100 %, при цьому властивості водовідштовхування та морозовитривалості є дуже необхідними у зимовий період, коли при перемінному знаку температури зовнішнього середовища можливе утворення вологи в порах бетонного тіла ригеля з наступним її замерзанням в порах бетону і розширенням об'єму. Основний (сумарний) технічний результат полягає в підвищенні несучої здатності і довговічності бетонних і залізобетонних елементів, що згинаються. Таким чином ригель, що заявляється, відповідає критерію корисної моделі "новизна". Суть корисної моделі пояснюється за допомогою креслень, де на Фіг. 1 показано зовнішній вигляд ригеля, що заявляється, на виді ¾ спереду зверху, на Фіг. 2 показано конструктивно-компонувальну схему ригеля, що заявляється, на Фіг. 3 показано ригель, що заявляється, на виді збоку, з показом виступаючих за габарити тіла ригеля його конструктивних елементів, на Фіг. 4 показано ригель, що заявляється, на виді зверху (в перерізі А-Α), на Фіг. 5 показано торцеву частину ригеля, що заявляється, на виді збоку, на Фіг. 6 показано торцеву частину ригеля, що заявляється, на виді зверху, на Фіг. 7 показано вид на торцеву частину ригеля, що заявляється, на виді ¾ спереду зверху з виконанням виступаючих за обріз (торець ригеля) торцевої частини ригеля ділянки попередньо розтягнутих елементів арматури співпадаючими по осі з ділянкою зазначених елементів арматури, які знаходяться у прямокутному поглибленні, на Фіг. 8 показано вид на торцеву частину ригеля, що заявляється, на виді ¾ спереду зверху з виконанням виступаючих за обріз (торець ригеля) торцевої частини ригеля ділянки попередньо розтягнутих елементів арматури, які є загнутими нагору у паралельних площинах на кут α не більше 30-45°, на Фіг. 9 показано вид на торцеву частину ригеля, що заявляється, на виді ¾ спереду зверху (з показом геометричних параметрів прямокутного поглиблення, яке виконане у торцевій частині ригеля), на Фіг. 10 показано схему розташування в тілі ригеля вертикальних конструктивних елементів додаткових арматурних сіток та пакета з додаткових попередньо розтягнутих елементів арматури (на виді з торця ригеля - в перерізі Б-Б), на Фіг. 11 показано схему розташування в тілі ригеля гнутих стрижнів, петель монтажних та елементів базової монтажної сітки в перерізі В-В, на Фіг. 12 показано схему виступання з верхньої грані тіла ригеля гнутих стрижнів, петель монтажних та вертикальних конструктивних елементів додаткових арматурних сіток, 4 UA 81237 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 на Фіг. 13 показано конструкцію вертикальних конструктивних елементів додаткових арматурних сіток, на Фіг. 14 показано конструкцію гнутих стрижнів, на Фіг. 15 показано конструкцію петель монтажних, на Фіг. 16 показано конструкцію базової арматурної сітки (з показом сітки в перерізі Д-Д), на Фіг. 17 показано в перерізі Г-Г паралельні конструктивні елементи петлі монтажної, на Фіг. 18 показано схему розташування в тілі ригеля базової та додаткової монтажних сіток, на Фіг. 19 показано схему з'єднання ригеля, що заявляється, з колоною та горизонтальною монолітною плитою перекриття будинку/споруди, на Фіг. 20 показано схему вузла з'єднання "колона-ригель". Ригель (будівельний) містить (як варіант конструктивного виконання, що заявляється) тіло (1) прямокутного перерізу в плані, виконане монолітним з бетону (див. схему на Фіг. 1), і елементи (позиції 2 і 3) арматури, розміщені усередині тіла як у поздовжньому, так і у вертикальному напрямках уздовж бічних граней (4), зв'язані між собою в просторовий каркас типу арматурної сітки (базова арматурна сітка - позиція "БС" див. схеми на Фіг. 2 та на Фіг. 18), дві додаткові арматурні сітки (позиція 5) (див. схеми на Фіг. 2, Фіг. 5, Фіг. 7-8, Фіг. 18), додаткові попередньо розтягнуті елементи (6) арматури (див. схеми на Фіг. 1-8, Фіг. 10-12), додаткові гнуті стрижні (7) (див. схеми на Фіг. 1-2, Фіг. 11-12, Фіг. 14) та монтажні петлі (8) (див. схеми на Фіг. 16, Фіг. 11-12, Фіг. 15). При цьому: - в кожній з торцевих частинах (9) тіла (1) ригеля виконано прямокутне поглиблення (10) з відкритою верхньою частиною та частиною, що збігається із площиною Wm торця (11) ригеля (див. схеми на Фіг. 1,2, 6-9, 12); - попередньо розтягнуті елементи (6) арматури зібрано в пакет із розташуванням у нижній частині (позиція "НЧ") тіла (1) ригеля (див. схеми на Фіг. 1-8, 10-12) та з розташуванням їх у пакеті на однаковій відстані h один від іншого й симетрично бічних граней (4) тіла (1) ригеля по вертикалі і на відстані hi по горизонталі (див. схеми на Фіг. 10-11). Конструктивно і технологічно конструктивні елементи ригеля (що заявляється) виконано таким чином: - вертикальні елементи (12) кожної з додаткових арматурних сіток (5) виконано ∩-подібного перерізу в плані з відігнутими убік осі симетрії на кут β1 не менше 5° вільними кінцями (13) (див. схему на Фіг. 13) щодо свого горизонтального конструктивного елемента (14) (див., відповідно, схеми на Фіг. 2, 7-8, 10, 13); - горизонтальні (15) елементи кожної з додаткових арматурних сіток (5) виконано стрижневого типу та закріплено під прямим кутом до зазначених вертикальних елементів (12) (див. схеми на Фіг. 2, 7-8); - гнуті стрижні (7) виконано ∩-подібного перерізу в плані з відігнутими убік осі симетрії на кут β2 не менше 1° (див. схему на Фіг. 14) вільними кінцями (16) щодо свого горизонтального конструктивного елемента (17) (див. схеми на Фіг. 2, 11, 14); - монтажні петлі (8) виконано ∩-подібного перерізу в плані з паралельними відносно один до одного поздовжніми елементами (18) та із загнутими назовні вбік і нагору в площині конструктивного елемента (позиція 8) вільними кінцями (19) з утворенням у місці згину (позиція "МЗ") півкіл, що лежать у площині зазначеного конструктивного елемента (позиція 8) (див. схеми на Фіг. 2, 11, 15); - додаткові арматурні сітки (5) виконано довжиною l не менше 1/50 довжини L тіла (1) ригеля (див. схеми на Фіг. 1-2, 18); - кожний із гнутих стрижнів (7) виконано довжиною l0 і шириною fc більшою, ніж, відповідно, довжина In петлі (8) монтажної та відстань g між паралельними конструктивними елементами (18) зазначеної петлі (8) монтажної (див. схеми на Фіг. 2, 11, 14-15); - кожне із прямокутних поглиблень (10) виконано з однаковими геометричними характеристиками, відповідно, глибиною b1 не більше 90 % висоти Нг бічної грані (4) ригеля, шириною b2 не більше 50 % ширини Ζ нижньої грані (20) ригеля та довжиною b3 не більше 5 % довжини L тіла (1) ригеля (див. схему на Фіг. 9); - кожний із гнутих стрижнів (7) виконано виступаючим своєю верхньою частиною над площиною (позиція "ВГ") верхньої грані (21) тіла (1) ригеля на висоту Нc більшу, ніж висота Нn виступаючої з тіла (1) ригеля верхньої частини петлі (8) монтажної (де Нc>Нn), і на однакову висоту Нв (де Нc=Нв) з виступаючими з тіла (1) ригеля вільними кінцями (13) вертикальних конструктивних елементів (12) додаткових арматурних сіток (5) - див. схеми на Фіг. 11-12; - попередньо розтягнуті елементи (6) арматури, гнуті стрижні (7) ∩-подібного перерізу, петлі (8) монтажні ∩-подібного перерізу, елементи (позиції 2, 3, 12 і 5) арматурних (базової (позиція 5 UA 81237 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 "БС") та додаткової (позиція 5)) сіток виконано переважно з арматури круглого поперечного перерізу одного чи різних типорозмірів щодо номенклатури виробу (наприклад, діаметрів D=6, 8, 10, 12 мм з їх різним сполученням). - тіло (1) ригеля виконано з бетону, що має властивості водовідштовхування, морозовитривалості та вогнестійкості. - виступаючі за обріз (торець (11) ригеля) торцевої частини ригеля ділянки (позиція "с") попередньо розтягнутих елементів (6) арматури виконано або співпадаючими по осі з ділянкою (позиція "с1") зазначених елементів (6) арматури, які знаходяться у прямокутному поглибленні (10) (див. схему на Фіг. 7), або загнутими нагору на кут α не більше 30-45° (див. схеми на Фіг. 13, 5, 8, 12). Конструктивно і технологічно конструктивні елементи ригеля (що заявляється) розміщено (див. схему на Фіг. 2) в тілі (1) зазначеного ригеля таким чином: - елементи арматури (позиції 2 і 3) у просторовому каркасі типу арматурної сітки (позиція "БС") розміщено між собою в площині W граней (4) тіла (1) ригеля під прямим кутом з утворенням квадратних або прямокутних осередків (див. схеми на Фіг. 2-8, 10-11); - зазначені вертикальні (3) і поздовжні (2) горизонтальні елементи арматури просторового каркаса типу арматурної сітки (позиція "БС") розміщено паралельно граням (4) тіла (1) ригеля та на однаковій відстані δ1 від їхніх зовнішніх поверхонь (див. схему на Фіг. 11); - пакет з попередньо розтягнутих елементів (6) арматури розміщено усередині тіла (1) ригеля паралельно його поздовжній осі (позиція "О"), а кожний з попередньо розтягнутих елементів (6) арматури усередині пакета - паралельно між собою (див. схеми на Фіг. 1-8, 10-12); - попередньо розтягнуті елементи (6) арматури розміщено в нижній частині (позиція "НЧ") тіла (1) ригеля уздовж його поздовжній осі (позиція "О") переважно на однаковій відстані (mб та mн) своїх крайніх у пакеті бічних і нижніх елементів (6) арматури відносно бічних (4) і нижніх (20) граней ригеля (див. схеми на Фіг. 6, 10-11); - попередньо розтягнуті елементи арматури (6) розміщено із проходом усього пакета всередині комплекту вертикальних елементів (12) кожної із додаткових арматурних сіток (5) (в районі прямокутного поглиблення (10) -див. схему на Фіг. 10); - додаткові арматурні сітки (5) розміщено в торцевих частинах (9) тіла (1) ригеля з розташуванням площин своїх вертикальних елементів (12) вертикально щодо нижньої (20) та верхньої (21) граней ригеля (верхня грань (21) має площину "ВГ", що паралельна площині (позиція "НЧ") нижньої (20) грані ригеля), перпендикулярно поздовжній осі (позиція "О") тіла (1) ригеля й на рівній відстані m1 один від іншого та від торця (11) тіла (1) ригеля (див. схеми на Фіг. 5-6, 8); - гнуті стрижні (7) та монтажні петлі (8) розміщено в тілі (1) ригеля своєю площиною перпендикулярно поздовжній осі (позиція "О") тіла (1) ригеля (див. схему на Фіг. 1-6, 18); - вертикальні елементи (12) додаткових арматурних сіток (5), гнуті стрижні (7), петлі (8) монтажні та бічні поверхні базової арматурної сітки (позиція "БС") розміщено всередині тіла (1) ригеля симетрично його вертикальній площині W, що проходить по поздовжній осі (позиція "О") зазначеного ригеля й паралельної бічним граням (4) - див. схему на Фіг. 4; - гнуті стрижні (7) розміщено всередині тіла (1) ригеля на однаковій відстані m2 один від іншого за довжиною L тіла (1) ригеля та на відстані m3 не менше 1/50 довжини L тіла (1) ригеля від його торців (11) (див. схеми на Фіг. 4-6, 18); - попередньо розтягнуті елементи (6) арматури розміщено із проходом всього пакета всередині комплекту гнутих стрижнів (7) і петель (8) монтажних, а саме, половина пакета попередньо розтягнутих елементів (6) арматури - у зазорах між вільними кінцями (16) гнутих стрижнів (7) і паралельно розташованими конструктивними елементами (18) петлі (8) монтажної, а інша половина - у внутрішньому зазорі між зазначеними паралельно розташованими конструктивними елементами (18) монтажної петлі (8) (див. схему на Фіг. 11); - попередньо розтягнуті елементи (6) арматури розміщено із виступанням своїх вільних кінців (ділянки "с") за обріз торця (11) тіла (1) ригеля на відстань L· не менше сорока своїх діаметрів (позиція da) (див. схеми на Фіг. 1-8, 12); - попередньо розтягнуті елементи (6) арматури розміщено в пакеті на відстані h один від іншого не менше 1/15 ширини (позиція Z) тіла (1) ригеля по вертикалі і на відстані h1 по горизонталі (див. схеми на Фіг. 10-11); - крайні в пакеті попередньо розтягнуті елементи (6) арматури розміщено в прямокутних вирізах (поглибленнях - позиція (10)) із зазором δн та δб між, відповідно, нижньою (22) та бічною (23) стінками зазначеного вирізу (поглиблення - позиція (10)), причому прямокутні поглиблення (10) розташовано симетрично центру тіла (1) ригеля по його поздовжній осі (позиція "О") (див. схему на Фіг. 10). 6 UA 81237 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Ригель, що заявляється, як горизонтальний несучий лінійний елемент будівельних конструкцій використовується для формування об'ємно-просторового каркаса будинку/споруди (переважно багатоповерхових) таким чином. Попередньо виготовляють ригель шляхом виконання технологічних операцій (як варіант технологічного процесу для ригеля, який заявляється), що стосуються виготовлення (з елементів арматури) просторових каркасів типу арматурної сітки, виготовлення гнутих стрижнів та монтажних петель. Додатково підготовлюються елементи арматури, які піддаються попередньому розтягуванню за відповідною технологією. При цьому конструктивні елементи для ригеля виготовляють такими: - вертикальні елементи (12) кожної з додаткових арматурних сіток (5) виготовляють Пподібного перерізу в плані з відігнутими убік осі симетрії на кут β1 не менше 5° вільними кінцями (13) (див. схему на Фіг. 13) щодо свого горизонтального конструктивного елемента (14) (див., відповідно, схеми на Фіг. 2, 7-8, 10, 13); - горизонтальні (15) елементи кожної з додаткових арматурних сіток (5) виготовляють стрижневого типу та закріплюють під прямим кутом до зазначених вертикальних елементів (12) (див. схеми на Фіг. 2, 7-8); - гнуті стрижні (7) виготовляють ∩-подібного перерізу в плані з відігнутими убік осі симетрії на кут β2 не менше 1° (див. схему на Фіг. 14) вільними кінцями (16) щодо свого горизонтального конструктивного елемента (17) (див. схеми на Фіг. 2, 11, 14), при цьому кожний із гнутих стрижнів (7) виготовляють довжиною l0 і шириною fc більшою, ніж, відповідно, довжина In петлі (8) монтажної та відстань g між паралельними конструктивними елементами (18) зазначеної петлі (8) монтажної (див. схеми на Фіг. 2, 11, 14-15); - монтажні петлі (8) виготовляють ∩-подібного перерізу в плані з паралельними відносно один до одного поздовжніми елементами (18) та із загнутими назовні вбік і нагору в площині конструктивного елемента (позиція 8) вільними кінцями (19) з утворенням у місці згину (позиція "МЗ") півкіл, що лежать у площині зазначеного конструктивного елемента (позиція 8) (див. схеми на Фіг. 2, 11, 15). Далі з поздовжніх (2) і вертикальних (3) елементів арматури виготовляють базову (позиція "БС") арматурну сітку, а з поздовжніх (15) і вертикальних (12) елементів арматури - додаткову (5) арматурну сітку: - в базовій (позиція "БС") арматурній сітці елементи арматури (позиції 2 і 3) розміщують усередині тіла (1) ригеля як у поздовжньому, так і у вертикальному напрямках уздовж бічних граней (4), та зв'язують певним чином між собою в просторовий каркас; - додаткові арматурні сітки (5) виготовляють довжиною l не менше 1/50 довжини L тіла (1) ригеля (див. схеми на Фіг. 1-2, 18). Передбачають заходи щодо виготовлення в тілі (1) ригеля, а саме, в його торцевих частинах (9), прямокутних поглиблень (10) (кожне із прямокутних поглиблень (10) потрібно бути виконано з однаковими геометричними характеристиками, відповідно, глибиною b1 не більше 90 % висоти Нг бічної грані (4) ригеля, шириною b2 не більше 50 % ширини Ζ нижньої грані (20) ригеля та довжиною b3 не більше 5 % довжини L тіла (1) ригеля) (див. схему на Фіг. 9) - для розміщення у зазначених поглибленнях додаткової арматури при збиранні вузла "колона-ригель". Далі зазначені конструктивні елементи (2, 3,6,1, 8) ригеля розміщують у формі, заливають форму бетоном (що має властивості водовідштовхування, морозовитривалості та вогнестійкості) і здійснюють технологічний процес щодо виготовлення ригеля (що заявляється) див. схеми на Фіг. 1-2. По закінченню процесу виготовлення ригеля його застосовують для створення вузла "колона-ригель" у об'ємно-просторовому каркасі будинку/споруди таким чином: - піднімають ригель за допомогою, наприклад, підіймального крану до положення, коли виступаючі за обріз торця (11) тіла (1) ригеля вільні кінці попередньо розтягнутих елементів (6) арматури увійдуть у тіло колони (24) в місці, де її арматура (25) є оголеною (див. схему на Фіг. 19). Удержуючи ригель в зазначеному положенні укладають в прямокутні поглиблення (10) додаткові елементи арматури (26) так, щоб вони проходили крізь арматуру (25) колони (24) і знаходилися в прямокутних поглибленнях (10) ригелів, які знаходяться по обидва боки колони (24) по співпадаючій поздовжній осі (див. схему на Фіг. 19). В такому положенні здійснюють омонолічування бетоном (27) зазначених порожнеч в ригелях і колоні (24). По закінченню заливання бетоном (27) порожнеч (позиція 10) в ригелях і колоні (24) (розріз позиція 28) створюється будівельний вузол "колона-ригель" (див. схему на Фіг. 20 - показаний варіант приєднання чотирьох ригелів до колони). Збірно-монолітна технологія дозволяє збирати каркаси з більшими прольотами між колонами, що дає можливість вільно планувати розташування приміщень на поверхах як у ході 7 UA 81237 U 5 10 15 20 25 30 35 будівництва, так і під час експлуатації. Індивідуальний розрахунок перетинів несучих елементів залежно від їхнього місця розташування в каркасі забезпечує малу витрату металу при виробництві залізобетонних виробів. Повна заводська готовність елементів каркаса дозволяє при його зведенні практично повністю відмовитися від електрозварювальних робіт, істотно знизити енергоємність будівництва, витрати матеріалів на будівельному майданчику, строки будівельно-монтажних робіт і, в остаточному підсумку, забезпечує низьку собівартість житла в порівнянні з іншими будівельними технологіями. Підвищення ефективності застосування ригеля, який заявляється, у порівнянні з прототипом, досягається шляхом введення до конструкції ригеля додаткових конструктивних елементів - каркасних сіток, попередньо розтягнутих елементів арматури (укладених в пакет уздовж поздовжньої осі тіла ригеля), додаткових гнутих стрижнів та монтажних петель (розміщених своєю площиною перпендикулярно поздовжньої осі тіла ригеля), що в сумарному ефекті забезпечує підвищення несучої здатності несучого каркаса, підвищення коефіцієнта збирання, зменшення витрат матеріалу (за рахунок зменшення розмірів ригеля), а також спрощення з'єднання з плитами перекриття при одночасному підвищенні жорсткості вузлів "колона-ригель" в об'ємно-просторовому каркасі будинку/споруди (за рахунок виступаючих за обріз торця тіла ригеля вільних кінців попередньо розтягнутих елементів арматури забезпечується зв'язок з іншим ригелем через тіло колони - ригель працює при цьому як нерозрізна балка). Випуск арматури, а саме, верхніх частин гнутих стрижнів, монтажних петель та вільних кінців вертикальних елементів додаткових арматурних сіток дозволяє здійснити заходи щодо домонолічування вузла з'єднання на товщину плити перекриття. Джерела інформації: 1. Рекомендации по расчету каркасно-панельных общественных зданий с применением ЭВМ / Л.Л. Паныпин, Б.Н. Волынский, В.Э. Савранский и др. ЦНИИЭП торгово-бытовых зданий и туристских комплексов. - М.: Стройиздат, 1986.-80 с. 2. Банков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции. Общий курс. – М.: Стройиздат, 1991 г. - С. 129-135 - аналог. 3. Патент Російської Федерації № 2377372 (13) С 1 "Строительный элемент" (опубл. 27.12.2009), МПК (2006.01) Ε 04 С 3/20 - аналог. 4. Патент Російської Федерації № 2260097 (13) С 1 "Сжатый строительный железобетонный элемент" (опубл. 14.07.2003), МПК 7 Ε 04 С 3/34 - прототип. 5. Патент Російської Федерації № 2107784 "Способ возведения, восстановления или реконструкция зданий, сооружений и способ изготовления строительных изделий и конструкций из композиционных материалов, преимущественно бетонов, для возведения, восстановления или реконструкции зданий, сооружений" (опубл. 30.12.1996). 6. Патент Російської Федерації № 2198268 "Узел соединения плит перекрытия с ригелями каркаса здания, сооружения". 7. Патент Російської Федерації № 2198270 "Способ возведения, восстановления или реконструкции зданий". 40 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 60 1. Ригель, що містить тіло прямокутного перерізу в плані, виконане монолітним з бетону, і елементи арматури, розміщені усередині тіла як у поздовжньому, так і у вертикальному напрямках уздовж бічних граней, зв'язані між собою в просторовий каркас типу арматурної сітки, при цьому елементи арматури у просторовому каркасі типу арматурної сітки розміщено між собою в площині граней тіла ригеля під прямим кутом з утворенням квадратних або прямокутних осередків, зазначені вертикальні і поздовжні горизонтальні елементи арматури просторового каркаса типу арматурної сітки розміщено паралельно граням тіла ригеля та на однаковій відстані від їхніх зовнішніх поверхонь, який відрізняється тим, що він містить дві додаткові арматурні сітки, додаткові попередньо розтягнуті елементи арматури, додаткові гнуті стрижні та монтажні петлі, при цьому в кожній з торцевих частин тіла ригеля виконано прямокутне поглиблення з відкритою верхньою частиною та частиною, що збігається із площиною торця ригеля, вертикальні елементи кожної з додаткових арматурних сіток виконано П-подібного перерізу в плані з відігнутими убік осі симетрії на кут не менше 5° вільними кінцями щодо свого горизонтального конструктивного елемента, горизонтальні елементи кожної з додаткових арматурних сіток виконано стрижневого типу та закріплено під прямим кутом до зазначених вертикальних елементів, гнуті стрижні виконано ∩-подібного перерізу в плані з відігнутими убік осі симетрії на кут не менше 1° вільними кінцями щодо свого горизонтального конструктивного елемента, петлі монтажні виконано ∩-подібного перерізу в плані з 8 UA 81237 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 паралельними відносно один до одного поздовжніми елементами та із загнутими назовні вбік і нагору в площині конструктивного елемента вільними кінцями з утворенням у місці згину півкіл, що лежать у площині зазначеного конструктивного елемента, попередньо розтягнуті елементи арматури зібрано в пакет із розташуванням у нижній частині ригеля та з розташуванням у пакеті на однаковій відстані один від іншого й симетрично бічних граней ригеля, пакет з попередньо розтягнутих елементів арматури розміщено усередині тіла ригеля паралельно його поздовжньої осі, а кожний з попередньо розтягнутих елементів арматури усередині пакета - паралельно між собою, попередньо розтягнуті елементи арматур розміщено в нижній частині тіла ригеля уздовж його поздовжньої осі переважно на однаковій відстані своїх крайніх у пакеті бічних і нижніх елементів арматури відносно бічних і нижніх граней ригеля, попередньо розтягнуті елементи арматури розміщено із проходом усього пакета всередині комплекту вертикальних елементів кожної із додаткових арматурних сіток, додаткові арматурні сітки розміщено в торцевих частинах тіла ригеля з розташуванням площин своїх вертикальних елементів вертикально щодо нижньої та верхньої граней ригеля, перпендикулярно поздовжній осі тіла ригеля й на рівній відстані один від іншого та від торця ригеля, додаткові арматурні сітки виконано довжиною не менше 1/50 довжини тіла ригеля, кожний із гнутих стрижнів виконано довжиною і шириною більшою, ніж, відповідно, довжина петлі монтажної та відстань між паралельними конструктивними елементами зазначеної петлі монтажної, кожний із гнутих стрижнів виконано виступаючим своєю верхньою частиною над верхньою гранню тіла ригеля на висоту більшу, ніж висота виступаючої з тіла ригеля верхньої частини петлі монтажної, і на однакову висоту з виступаючими з тіла ригеля вільними кінцями вертикальних конструктивних елементів додаткових арматурних сіток, гнуті стрижніта монтажні петлі розміщено в тілі ригеля своєю площиною перпендикулярно поздовжній осі тіла ригеля, вертикальні елементи додаткових арматурних сіток, гнуті стрижні, петлі монтажні та бічні поверхні базової арматурної сітки розміщено усередині тіла ригеля симетрично його вертикальній площині, що проходить по поздовжній осі зазначеного ригеля й паралельної бічним граням, гнуті стрижні розміщено усередині тіла ригеля на однаковій відстані один від іншого за довжиною тіла ригеля та на відстані не менше 1/50 довжини тіла ригеля від його торців, попередньо розтягнуті елементи арматури розміщено із проходом усього пакета всередині комплекту гнутих стрижнів і петель монтажних, а саме, половина пакета попередньо розтягнутих елементів арматури - у зазорах між вільними кінцями гнутих стрижнів і паралельно розташованими конструктивними елементами петлі монтажної, а інша половина - у внутрішньому зазорі між зазначеними паралельно розташованими конструктивними елементами монтажної петлі, попередньо розтягнуті елементи арматури, розміщеної із виступанням своїх вільних кінців за обріз торця тіла ригеля на відстань не менше 40 своїх діаметрів, попередньо розтягнуті елементи арматури розміщено в пакеті на відстані один від іншого не менше 1/15 ширини ригеля, крайні в пакеті попередньо розтягнуті елементи арматури розміщено в прямокутних вирізах із зазором між нижньою та бічною стінками зазначеного вирізу, причому прямокутні поглиблення розташовано симетрично центру тіла ригеля по його поздовжній осі, кожне із прямокутних поглиблень виконано з однаковими геометричними характеристиками, відповідно, глибиною не більше 90 % висоти бічної грані ригеля, шириною не більше 50 % нижньої/верхньої грані ригеля та довжиною не більше 5 % довжини ригеля. 2. Ригель за п. 1, який відрізняється тим, що попередньо розтягнуті елементи арматури, гнуті стрижні ∩-подібного перерізу, петлі монтажні ∩-подібного перерізу, елементи арматурних базової та додаткової сіток виконано переважно з арматури круглого поперечного перерізу одного чи різних типорозмірів щодо номенклатури виробу. 3. Ригель за п. 1, який відрізняється тим, що тіло ригеля виконано з бетону, що має властивості водовідштовхування, морозовитривалості та вогнестійкості. 4. Ригель за п. 1, який відрізняється тим, що виступаючі за обріз торцевої частини ригеля ділянки попередньо розтягнутих елементів арматури виконано або співпадаючими по осі з ділянкою зазначених елементів арматури, які знаходяться у прямокутному поглибленні, або загнутими нагору на кут не більше 30-45°. 9 UA 81237 U 10 UA 81237 U 11 UA 81237 U 12 UA 81237 U 13 UA 81237 U 14 UA 81237 U 15 UA 81237 U 16 UA 81237 U 17 UA 81237 U 18 UA 81237 U 19 UA 81237 U 20 UA 81237 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 21