Арматурний стержень періодичного профілю

Арматурний стержень періодичного профілю, який має на бічній поверхні поздовжньо розташовані ряди виступів і вм'ятин, які чергуються, та поздовжні ряди неоребреної циліндричної поверхні, який відрізняється тим, що торцевий переріз вм'ятин являє собою квадрат з округленими вершинами, вписаний у коло діаметром по виступах, із стороною, що дорівнює 0,78-0,9 діаметра виступа, при цьому відстань між виступами або вм'ятинами С визначається формулою Винахід належить до арматурних елементів, які призначені для армування залізобетонних конструкцій. Відомим є арматурний стержень (дріт класу В1, згідно ГОСТ 6727-80, "Проволока из низкоуглеродистой стали для армирования железобетонных конструкций"), зовнішня поверхня якого являє собою гладкий циліндр. Істотним недоліком такої арматури є відсутність виступів (вм'ятин) на зовнішній поверхні, що не забезпечує надійного зчеплення арматури з бетоном. Найближчим технічним рішенням є арматурний стержень періодичного профілю (дріт класу Вр-1 згідно ГОСТ 6727-80 "Проволока из низкоуглеродистой стали для армирования железобетонных конструкций), який має на зовнішній поверхні два симетричних поздовжніх ряди виступів і вм'ятин, що чергуються, та розташовану проміж цими рядами неоребрену поверхню. При цьому переріз вм'ятин, перпендикулярний осі стержня, являє собою овал. Однак ця конструкція арматурного стержня має істотні недоліки: - недостатнє зчеплення з бетоном, яке обумовлене, по-перше, невідповідністю геометричних параметрів (відстань виступів, глибина вм'ятин, розмір неоребреної поверхні) до вимог, що поставлені щодо коефіцієнту анкерування (ребрістості) fr міжнародним стандартом ISO/DIS 10544:1991 "Cold-reduced steel wire for the reinforcement of concrete and the manufacture of welden fabric" (ИСО/ПМ 10544 "Проволока стальная холоднодеформированная для армирования бетона и изготовления сварных конструкций") C= 4 × Fr , p × dн × f r (13) 37375 де: К - кількість поздовжніх рядів виступів (вм'ятин) на зовнішній поверхні, Fr×sina - проекція площі виступу на площину, що перпендикулярна осі стержня (a - кут нахилу виступу до осі стержня), p = = 3,1416, dн - номінальний діаметр дроту (діаметр гладкого круглого дроту рівної маси при однаковій довжині), С - відстань виступів (вм'ятин); по-друге, заниженим розміром загальної площі зовнішньої поверхні арматурного стержня, що контактує з бетоном, поза як маса одного погонного метра (відповідно - площа й периметр торцевого перерізу) дроту Вр-1 менша за масу дроту, що дорівнює номінальному діаметру за ISO 10544; - дріт не технологічний при виготовленні, поза як профілювання зовнішньої поверхні відбувається у відкритому двовалковому (двороликовому) калібрі. Двобічний обтиск заготовки призводить до її уширення при деформації, тому одержаний стержень має овальність: - ускладнюється механізований засіб укладки арматурного стержня в залізобетонні конструкції при їх виготовленні через овальність арматурного стержня. (11) (1) UA K × ( Fr × sina ) , p × dн × C (19) fr = A де: 4×Fr - розмір площі виступів, що розрахована для заданих значень арматурної сталі номінальним діаметром dн та критерієм анкерування fr; p = 3,1416. 37375 Вимогами ISO 10544 передбачено розмір допуску на відстань виступів - 15%. Цебто, відношення якнайменшої відстані Сmах до якнайменшої Сmin складає В основу винаходу покладена задача: арматурному стержневі періодичного профілю, внаслідок зміни конфігурації зовнішньої поверхні, надати більшого зчеплення з бетоном при спрощенні технології виготовлення стержня та його монтажу у каркасах залізобетонних конструкцій. Промислова придатність запропонованого арматурного стержня періодичного профілю забезпечується сукупністю істотних відзнак, які полягають в тому, що стержень має на зовнішній поверхні чотири поздовжніх ряди виступів та вм'ятин, що чергуються, переріз яких в площині, перпендикулярній осі стержня, являє собою закруглений на вершинах квадрат, вписаний у коло діаметром по виступах, із стороною, що дорівнює 0,78-0,9 діаметра. При цьому відстань виступів (вм'ятин) надається згідно з умовами критерію анкерування fr, щодо заданого номінального діаметра арматурної сталі. Суть винаходу пояснюється кресленням, де на фіг.1 зображено головний вид арматурного стержня; на фіг.2 зображено вид зверху; на фіг. 3 зображено переріз А-А фіг.1. Арматурний стержень періодичного профілю має чотири поздовжніх ряди виступів 1 та вм'ятин. У поперековому перерізі стержня виступи 1 діаметром d розташовані один відносно одного під кутом 90°. Вм'ятини 2 в поперековому перерізі стержня мають форму квадрата із стороною B = = (0,78+0,9)d, що вписаний у коло діаметром по виступах. Відстань виступів (вм'ятин) С визначається формулою C= 4 × Fr , p × dн × f r K= Cmax 1,15 = = 1,34 . Cmin 0 ,85 (3) Відповідно, з рівняння (1) випливає, що для заданого значення fr при зміні відстані виступів (вм'ятин) в межах К, на аналогічну величину повина змінюватися площа виступів Fr (при a = 90°) і, відповідно, площа вм'ятин Fм у торцевому перерізі, поза як Fм = Fв - Fr = p × d 2 / 4 - Fr , (4) де: p = 3,1416; Fв - площа виступів в торцевому перерізі; d - фактичний діаметр виступів в торцевому перерізі. Відповідно, припустиме співвідношення сторін квадрата в перерізі вм'ятин буде визначено виразом Amax = 1,34 ¸ 1, . 16 Amin (5) Такій пропорції відповідає розмір сторони квадрата В, що вписаний у коло діаметром d, в межах B = (0,78-0,9)d. При значеннях B 0,9 d збільшується площа перерізу вм'ятин Fм й, відповідно, зменшується площа перерізу виступів Fr. Цебто, збільшення міцності арматурного стержня за рахунок збільшення площі перерізу вм'ятин не раціональне, поза як у такім разі при малій величині fr не забезпечується потрібний рівень зчеплення арматури з бетоном, при цьому підвищена міцність арматурної сталі не може бути використана в залізобетонних конструкціях у повному обсязі. Розрахунок величини С за формулою (2) дозволяє визначити розмір відстані виступів, що забезпечує потрібну величину критерію анкерування для заданого типорозміру арматурного стержня, залежно від номінального діаметра відповідно загальноприйнятим нормам визначення критерію анкерування арматурної сталі. Запропонований профіль стержня може бути прокатаний у двовалковому калібрі або протягнутий у роликовій волоці з двома робочими роликами. При цьому не потрібно внесення спеціальних змін в існуючу схему прокатки чи волочіння, поза як отримання заданої геометрії арматурного стержня забезпечується тільки коштом зміни геометрії профілю калібрів валків або роликів під час їхнього виготовлення. (2) де: 4×Fr - розмір проекції площі виступу, розрахований за (1), щодо заданих значень арматурної сталі номінальним діаметром dн та критерію анкерування fr при a = 90°. Описана геометрія арматурного стержня періодичного профілю забезпечує такі його переваги. Збільшуються анкерні властивості, поза як при рівній площі перерізу вм'ятин існуючого й запропонованого арматурних стержнів периметр квадратного перерізу завбільшки периметра овального перерізу. Через те зростає площа контакту поверхні арматурного стержня з бетоном без зниження площі небезпечного перерізу, що обумовлює міцність арматурного стержня. Спрощується процес виготовлення, поза як при профілюванні зовнішньої поверхні в умовах чотирибічного обтиску заготовки в роликовому калібрі уширення протягнутого арматурного стержня прак-тично відсутнє. Покращуються вимоги монтажу залізобетонних конструкцій, поза як вживається арматурний стержень з щонайменшою овальністю зовнішньої поверхні виступів. Запропонований інтервал розмірів сторін квадрата, які визначають площу перерізу вм'ятин, забезпечує можливість виготовлення запропонованого арматурного стержня періодичного профілю в широкому діапазоні номінальних діаметрів арматурної сталі, що забезпечує потрібні геометричні параметри та механічні характеристики. 2 37375 Фіг. 1 Фіг. 2 Фіг. 3 3 37375 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4