Кам’яна балка із залізобетонною обоймою

Реферат: Кам'яна балка із залізобетонною обоймою. Обойма виконана з можливістю вигину сумісно з кам'яною балкою, при цьому робоча арматура сітки обойми розташована біля розтягнутої грані балки, а сітка прикріплена за допомогою анкерів або за рахунок адгезії бетону з кам'яною кладкою. UA 115176 U (54) КАМ'ЯНА БАЛКА ІЗ ЗАЛІЗОБЕТОННОЮ ОБОЙМОЮ UA 115176 U UA 115176 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі будівництва (проектування, будівництво, обстеження та підсилення будівель і споруд), зокрема до кам'яних балок, які містять залізобетонну обойму. У будівництві цегляних будівель, фундаменти яких виконані з бетонних блоків, як правило, поверх цих блоків влаштовують монолітну залізобетонну обойму. Крім цього під бетонними блоками також влаштовують монолітну подушку, яка з одного боку вирівнює основу, з іншого розширює опорну частину фундаменту, збільшуючи площу його підошви. Проте, при нерівномірному осіданні основи, як правило, у фундаменті і стінах утворюються тріщини, ширина яких може досягати небезпечних значень. При цьому монолітна залізобетонна обойма не чинить дієвого опору таким деформаціям. Існуючі методи боротьби з нерівномірними осадженнями фундаментів, в основному, включають підсилення тяжами, палями тощо. Стіни та фундамент (фундаментні блоки) працюють тільки на стиск і не залучаються до роботи системи "стіна - монолітна залізобетонна обойма" на вигин. Сумісна робота цегляної кладки з елементами армування враховується тільки у випадках, коли сама кладка має згинальну жорсткість. Цегляна кладка враховується лише в розрахунках жорсткості каркасних будівель. При розрахунку міцності каркаса на горизонтальне навантаження цегляна кладка не враховується тому, що її робота сумісно з каркасом не є надійною. Відома балка, що містить кладку із штучних елементів та залізобетонний пояс (див. Мальганов А.И., Плевков B.C., Полищук B.C. Восстановление и усиление строительных конструкций аварийных и реконструируемых зданий. - Томск: Изд-во Томского университета, 1992. - 456 с.), де підсилення кладки здійснюється за допомогою залізобетонного поясу. Проте, при нерівномірному осіданні основи, як правило, у фундаменті і стінах утворюються тріщини, ширина яких може досягати небезпечних значень. При цьому монолітний залізобетонний пояс не чинить дієвого опору таким деформаціям. Відома кам'яна балка (див. Вахненко П.Ф. Кам'яні та армокам'яні конструкції / П.Ф. Вахненко. - К.: Урожай, 1995. - 224 с.) армується поздовжньою арматурою як залізобетонна. Конструкція відомої кам'яної балки містить гнучку замкнуту обойму, розташовану по периметру балки. Недоліком такої балки є умова обов'язкового захисту обойми від корозії і дії високих температур, а також обов'язкового попереднього напруження для включення обойми в роботу. При цьому нижня гілка обойми працює на розтягнення, а верхня - на стиск. Проте стиснута гілка обойми може втратити стійкість при великих рівнях навантаження і суттєво деформуватися, що знижує надійність балки. В даний час залізобетонні обойми використовуються для посилення несучої здатності кам'яних стін. Це двосторонні або односторонні обойми, які кріпляться до стіни, як правило, наскрізними хомутами або анкерами (див. Мальганов А.И. Восстановление и усиление строительных конструкций аварийных и реконструируемых зданий / А.И. Мальганов, B.C. Плевков, А.И. Полищук. - Томск: Из-во Томского ун-та, 1992. - 456 с.). Однак ці обойми призначені для роботи стіни на стиск. Тому їх армування сіткове, тобто арматура розташована у двох перпендикулярних напрямках, як правило, з однаковим кроком в обох напрямках. При цьому обойма не працює на вигин, а є лише елементом, який стримує поперечні деформації кам'яної кладки, що також знижує надійність конструкції. Найбільш близькою до корисної моделі, що заявляється, є кам'яна балка із залізобетонною обоймою, розташованою навколо кладки. Обойма виконана замкненою (див. патент України № 60966 на корисну модель "Балка", опубліковано 25.06.2011 p., бюлетень № 12). Проте недоліком такої конструкції є її велика деформативність, що знижує надійність балки. До включення обойми в роботу така балка при дії навантаження зазнає значних прогинів. Після включення обойми в роботу системи конструкція все одно зазнає великих деформацій за рахунок малої жорсткості обойми, яка в даному випадку виконує роль арматури. В основу корисної моделі, що заявляється, поставлено задачу створити кам'яну балку з залізобетонною обоймою, яка забезпечила би суттєве зниження деформативності балки, та відповідно підвищити її надійність. Технічний результат досягається тим, що у відомій кам'яній балці із залізобетонною обоймою, згідно з корисною моделлю, обойма виконана з можливістю вигину сумісно з кам'яною балкою, при цьому робоча арматура сітки обойми розташована біля розтягнутої грані балки, а сітка прикріплена за допомогою анкерів або за рахунок адгезії бетону з кам'яною кладкою. Кам'яна балка може бути виготовлена як з одностороннім розташуванням залізобетонної обойми, так і з двостороннім розташуванням залізобетонної обойми. У технічному рішенні, що пропонується, обойма використовується як додатковий елемент, що має можливість вигинатися, який сумісно працює з кам'яною балкою. 1 UA 115176 U 5 10 15 20 25 30 35 Таким чином запропонована корисна модель дозволяє суттєво знизити деформативність балки, що підвищує її надійність. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленнями, де: на Фіг. 1 поданий загальний вигляд кам'яної балки з залізобетонною обоймою, яка розташована на одній вертикальній грані балки; на Фіг. 2 поданий загальний вигляд кам'яної балки із двостороннім розташуваннях залізобетонних обойм; на Фіг. 3 поданий вигляд конструкції арматурної сітки обойми. На Фіг. 1 подані кам'яна балка 1, обойма 2, анкери 3. При цьому кам'яна балка може бути складена з цегли, газобетонних блоків та інших кам'яних штучних матеріалів. На бічні грані кам'яної балки (Фіг. 1) укладається сітка й бетонується обойма 2. Товщина обойми 2 може бути підібрана тільки з умови захисту арматури сітки від корозії і забезпечення зв'язку обойми з кладкою. Обойма 2 може бути розташована на одній вертикальній грані балки (Фіг. 1), що дозволяє виготовляти балки в лежачому положенні після укладання тіла балки з цегли, газобетонних, пінобетонних або інших видів блоків. Кам'яна балка 1 може бути виготовлена і з двостороннім розташуванням залізобетонних обойм 2 (Фіг. 2). Арматурна сітка обойми (Фіг. 3) кріпиться до балки за допомогою анкерів 3. Конструкція балки може і не містити анкерів 3. У цьому випадку зв'язок обойми з кам'яною кладкою забезпечується тільки за рахунок адгезії бетону до кам'яної кладки, яка є доволі високою. Основним робочим елементом сітки є арматурний стрижень 4, розташований біля розтягнутої грані балки. Стрижень 5 у стиснутій грані балки, а також поперечні стрижні 6 є конструктивними. У випадку, коли міцність кам'яної частини балки на поперечну силу не забезпечується, діаметр і крок поперечної арматури (стрижні 6) може бути підібраний за розрахунком. Розрахунок запропонованої балки з односторонньою або двосторонньою залізобетонною обоймами проводиться як звичайні згинальні армовані елементи. Розтягуюче зусилля в таких елементах після утворення тріщин сприймається арматурою сітки (стрижні 4), а стискуюче кам'яним елементом балки. Роботою залізобетонної обойми в стиснутій зоні можна знехтувати в запас міцності. Сумісна робота залізобетонної обойми і кам'яної кладки в основному забезпечується адгезією бетону з кам'яною кладкою. В кам'яна балці із залізобетонною обоймою, що пропонується, арматура розташована переважно в розтягнутій зоні елемента вздовж прольоту. Вертикальна арматура встановлюється значно рідше, лише для створення цілісності сітки. Корисна модель може знайти широке використання в галузі будівництва (проектування, будівництво, обстеження та підсилення будівель і споруд), зокрема в кам'яних балках, які містять залізобетонну обойму. 40 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 1. Кам'яна балка із залізобетонною обоймою, яка відрізняється тим, що обойма виконана з можливістю вигину сумісно з кам'яною балкою, при цьому робоча арматура сітки обойми розташована біля розтягнутої грані балки, а сітка прикріплена за допомогою анкерів або за рахунок адгезії бетону з кам'яною кладкою. 2. Кам'яна балка із залізобетонною обоймою за п. 1, яка відрізняється тим, що залізобетонна обойма розташовується на одній вертикальній грані балки або на двох вертикальних гранях цієї балки. 2 UA 115176 U Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3