Балка зі штучних елементів

Реферат: Балка зі штучних елементів містить кладку, замкнену обойму. Замкнена обойма, що розташована навколо кладки, виконана попередньо напруженою. UA 87355 U (12) UA 87355 U UA 87355 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі будівництва (проектування, будівництво, обстеження та підсилення будівель і споруд), зокрема до згинальних кам'яних конструкцій. 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 осадками фундаментів, в основному, передбачають підсилення тяжами, палями тощо. Стіни та фундамент (фундаментні блоки) працюють тільки на стиск і не залучаються до роботи системи "стіна - монолітна залізобетонна обойма" на згин. 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. Найбільш близькою до корисної моделі, що заявляється, є балка, яка містить кладку з штучних елементів та обойму, розташовану навколо кладки. Обойма виконана замкненою. Окрім того, обойма виконана гнучкою, залізобетонною (див. патент України № 60966 на корисну модель "Балка", опубліковано 25.06.2011 p., бюлетень № 12). Конструкція даної балки вибрана найближчим аналогом. Найближчий аналог і корисна модель, що заявляється, мають наступні спільні ознаки: - кладка із штучних елементів; - замкнена обойма; - замкнена обойма розташована навколо кладки. Недоліком такої конструкції є її велика деформативність. 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 балку зі штучних елементів, в якій шляхом виконання замкненої обойми попередньо напруженою забезпечити суттєве зниження її деформативності. Поставлена задача вирішена конструкцією балки зі штучних елементів, що містить кладку та замкнену обойму, розташовану навколо кладки, згідно з корисною моделлю, замкнена обойма виконана попередньо напруженою. Виконання замкненої обойми попередньо напруженою забезпечує її роботу тільки на розтягнення. Попереднє напруження виконується за допомогою клинів або гайок. Завдяки цьому досягається технічний результат - зниження деформативності балки. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де: фіг. 1 - схема балки зі штучних елементів з попереднім напруженням замкненої обойми за допомогою металевих клинів; фіг. 2 - схема балки зі штучних елементів з попереднім напруженням замкненої обойми за допомогою гайок на кінцях стрижнів обойми. Балка зі штучних елементів у зібраному стані містить кладку 1, навколо якої розташована замкнена обойма 2 виконана з арматури (металеві або пластикові стрижні). В місцях перегину металевих або пластикових стрижнів замкненої обойми 2 розташовані металеві прокладки 3. В нижній частині балки зі штучних елементів між кладкою 1 і арматурою замкненої обойми 2 розташовані клини 4. Балка зі штучних елементів збирається в наступному порядку. Спочатку виконується кладка 1. Потім влаштовується замкнена обойма 2 зварюванням арматури по периметру кладки 1. В місцях перегину металевих або пластикових стрижнів замкненої обойми 2 укладають металеві прокладки 3 і стрижні замкненої обойми 2 згинають по контуру балки та зварюють між собою для створення замкненої обойми 2. Потім для включення 1 UA 87355 U 5 10 15 20 замкненої обойми 2 в роботу її напружують за допомогою клинів 4. При цьому балка отримує вигин у вертикальному напрямі (напрямі, протилежному прогину при дії корисного навантаження). При влаштуванні замкненої обойми 2 за фіг. 2 попереднє напруження виконують за допомогою гайок 5 (попереднє напруження може бути виконаним також затягуванням двох стрижнів один до одного в поперечному напрямі, натягування окремих стрижнів муфтами, тощо). При цьому підбирають рівень напруження таким, щоб у верхній частині балки не з'являлися тріщини. Попереднє напруження суттєво підвищує жорсткість конструкції. Розрахунок балки зі штучних елементів при попередньому напруженні виконується звичайними відомими методами будівельної механіки за умов сумісності деформації розглядуваного кута кладки 1 з прилеглою частиною замкненої обойми 2 як у вертикальному, так і в горизонтальному напрямі. При дії корисного навантаження розрахунок балки зі штучних елементів виконується як залізобетонної балки, арматура якої не має зчеплення з бетоном. Різниця полягає в тому, що довжина арматури дорівнює периметру конструкції, а також враховується тертя замкненої обойми 2 об кладку 1 в кутах конструкції. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Балка зі штучних елементів, що містить кладку та замкнену обойму, розташовану навколо кладки, яка відрізняється тим, що замкнена обойма виконана попередньо напруженою. 2 UA 87355 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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 3