Номер патенту: 110308

Опубліковано: 10.12.2015

Автор: Чеканович Мечислав Геннадійович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Регульовано-напружена балка, що включає залізобетонне тіло з закладними пластинами на поверхні і затяжку, закріплену по кінцях на балці, взаємодіючу по середині з натяжним елементом, що обпирається на нижню грань балки, і поперечну зовнішню арматуру, взаємодіючу у приопорних зонах балки з верхньою і нижньою її гранями, а в середній частині взаємодіючу з затяжкою, яка відрізняється тим, що поперечна зовнішня арматура розтягнута, гнучка і розташована дзеркально симетрично в приопорних зонах балки з нахилом під гострим кутом до верхньої її грані, зверненим до опор балки, та під гострим кутом до нижньої її грані, зверненимдо прольоту балки, і взаємодіє верхнім кінцем з верхньою гранню балки ближче до її середини з обмеженням зміщення до опор, а нижнім кінцем з нижньою гранню балки ближче до її опор з обмеженням зміщення до середини, і з можливістю поздовжнього розтягу верхньої грані балки і обтиску нижньої її грані та поперечного стиску приопорних зон, а в середній частині поперечна арматура взаємодіє з затяжкою з обмеженням зміщення вузла кріплення затяжки вздовж поперечної арматури до верху.

2. Балка за п. 1, яка відрізняється тим, що похилі поперечні стрижні по кінцях огинають котки, розташовані на верхній і нижній гранях балки з одностороннім обмеженням зміщення вздовж балки упорами, і переходять у вертикальні стрижні, закріплені по кінцях на закладних пластинах, розміщених на протилежних відносно розташування котків верхній і нижній фібрах балки.

3. Балка за п. 1, яка відрізняється тим, що натяжний елемент виконаний з розтягнутих гнучких стрижнів замкненого трикутноподібного контуру, нижня вершина якого шарнірно взаємодіє з нижньою гранню балки, а дві верхні вершини розташовані по бічних гранях балки з зазором і з'єднані між собою тягами зі стяжною муфтою, а зовні вершини з'єднані з затяжкою, що складається щонайменше з двох ланок, закріплених протилежними від натяжного елемента кінцями на похилих ділянках поперечних арматурних стрижнів у двох точках до кожного стрижня в приопорних зонах балки.

Текст

Реферат: Винахід належить до будівництва і може використовуватися для підсилення і виготовлення конструкцій залізобетонних балок. Запропонована регульовано-напружена балка включає залізобетонне тіло і затяжку, закріплену по кінцях на балці, взаємодіючу по середині з натяжним елементом, що обпирається на нижню грань балки, і поперечну зовнішню арматуру, взаємодіючу у приопорних зонах балки з верхньою і нижньою її гранями, а в середній частині взаємодіючу з затяжкою. При цьому поперечна арматура розтягнута, гнучка і розташована дзеркально симетрично в приопорних зонах балки з нахилом і взаємодіє одним кінцем з її верхньою гранню ближче до середини балки, а іншим кінцем з нижньою гранню ближче до опор балки, а в середній частині поперечна арматура взаємодіє з затяжкою з обмеженням зміщення вузла кріплення вздовж поперечної арматури до верху. UA 110308 C2 (12) UA 110308 C2 Застосування запропонованої регульовано-напруженої балки з саморегульованим натягом затяжки і зовнішньої поперечної арматури ефективно підсилює балку, особливо за похилими перерізами, знижує деформативність системи в процесі експлуатаційного навантаження, зменшує габарити, спрощує і полегшує конструкцію та підвищує надійність роботи при високій тріщиностійкості і міцності, зменшує матеріаломісткість та забезпечує високу ефективність використання фізико-механічних характеристик матеріалів за рахунок роботи всіх арматурних елементів підсилення на розтяг. UA 110308 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до будівництва і може використовуватися для підсилення та виготовлення конструкцій залізобетонних балок. Відомі конструкції балок, що включають залізобетонне тіло з закладними пластинами на поверхні і затяжку, закріплену по кінцях на балці, взаємодіючу по середині з натяжним елементом, що обпирається на нижню грань балки, і поперечну арматуру, розташовану у приопорних зонах балки [Клименко Є.В. Технічна експлуатація та реконструкція будівель і споруд: навчальний посібник/ Є.В. Клименко. - К.: "Центр навчальної літератури", 2004. - С 171]. При цьому залізобетонна балка має невисоку міцність, жорсткість і тріщиностійкість, потребує значного попереднього напруження зовнішньої арматури, що може викликати утворення тріщин в її тілі, неефективно чинить опір зовнішньому навантаженню через неможливість саморегулювання напружень. Найбільш близьким технічним вирішенням до запропонованого є регульовано-обтиснена залізобетонна балка, що включає залізобетонне тіло з закладними пластинами на поверхні і затяжку, закріплену по кінцях на балці і взаємодіючу по середині з натяжним елементом, що обпирається на нижню грань балки і поперечну зовнішню арматуру, взаємодіючу у приопорних зонах балки з верхньою і нижньою її гранями, а в середній частині взаємодіючу з затяжкою. (Патент України на винахід №87047 С2, МПК Е04С 3/00. Регульовано обтиснена залізобетонна балка/ а200710856; заявл. 01.10.2007; опубл. 10.06.2009, Бюл. № 11). Недоліками прототипу є невисока міцність і тріщиностійкість, особливо за похилими перерізами, значна маса і матеріаломісткість системи зовнішнього підсилення, складність і недостатня надійність системи підсилення, неможливість саморегулювання напружень системою підсилення з простими і надійними нерухомими з'єднаннями гнучких елементів при зовнішньому навантаженні балки, що прискорює знос системи підсилення, значні габарити підсиленої балки через розташування натяжного елемента під нижньою гранню балки посередині прольоту і через розміщення елементів підсилення на торцях балки, що потребує забезпечення невиправданих зазорів навколо балки і утруднює використання її для практики. В основу винаходу поставлена задача створення саморегульовано-напружених, простих, легких, компактних, надійних, міцних і тріщиностійких в приопорних зонах і в прольоті конструкцій балок, що ефективно підсилюються розтягнутими елементами при дії зовнішнього навантаження шляхом раціонального перерозподілу напруження між стисненою і розтягнутою зонами та суттєвого обтиску приопорних зон балки. Прототип не дозволяє одержати відповідний до задачі технічний результат, так як поворотна конструкція підсилення складна, має рухомі з'єднання, які ненадійні і швидко зношуються, натяжний елемент і поперечна зовнішня арматура підсилення працюють на згин і потребують надвисоких витрат сталі, недовикористовуються властивості міцності матеріалів, залишаються не реалізованими резерви міцності, тріщиностійкості за похилими і нормальними перерізами балки, конструкції підсилення великогабаритні з незручним розміщенням елементів підсилення на торцях і з розташуванням натяжного елемента під балкою. Поставлена задача вирішується тим, що регульовано-напружена балка включає залізобетонне тіло з закладними пластинами на поверхні і затяжку, закріплену по кінцях на балці, взаємодіючу по середині з натяжним елементом, що обпирається па нижню грань балки, і поперечну зовнішню арматуру, взаємодіючу у приопорних зонах балки з верхньою і нижньою її гранями, а в середній частині взаємодіючу з затяжкою, при цьому поперечна арматура розтягнута, гнучка і розташована дзеркально симетрично в приопорних зонах балки з нахилом під гострим кутом до верхньої її грані, зверненим до опор балки, та під гострим кутом до нижньої її грані, зверненим до середини балки, і взаємодіє одним кінцем з її верхньою гранню ближче до середини балки з обмеженням горизонтального зміщення до опор, а нижнім кінцем з нижньою гранню ближче до опор балки з обмеженням горизонтального зміщення до середини балки і з можливістю поздовжнього розтягу верхньої грані балки і обтиску нижньої її грані та поперечного стиску приопорних зон, а в середній частині поперечна арматура взаємодіє з затяжкою, закріпленою анкером з обмеженням зміщення вузла кріплення вздовж поперечної арматури до верху, при цьому похилі поперечні стрижні по кінцям огинають котки, розміщені на верхній і нижній гранях балки, що . односторонньо обмежені від зміщення вздовж балки упорами, і переходять у вертикально розташовані стрижні, закріплені по кінцях на закладних пластинах, розміщених на протилежних відносно розташування котків верхній і нижній фібрах балки, а натяжний елемент затяжки виконаний з розтягнутих стрижнів замкненого трикутноподібного контуру нижня вершина якого шарнірно взаємодіє з нижньою гранню балки, а дві верхні вершини розташовані з зазором по бічних гранях балки і з'єднані між собою тягами зі стяжною муфтою, а зовні з'єднані з розтяжкою, при цьому затяжка складається щонайменше з двох ланок, закріплених протилежними від натяжного елемента кінцями на похилих ділянках 1 UA 110308 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 поперечних арматурних стрижнів анкерами у двох точках до кожного такого похилого стрижня в приопорних зонах балки. Між сукупністю суттєвих ознак винаходу, який заявляється, і технічним результатом, якого можна досягти, є причинно-наслідковий зв'язок, який полягає в тому, що поперечна зовнішня арматура розтягнута, гнучка і розташована дзеркально симетрично в приопорних зонах балки з нахилом під гострим кутом до верхньої її грані, зверненим до опор балки, та під гострим кутом до нижньої її грані, зверненим до середини балки, і . закріплена одним кінцем на її верхній грані ближче до середини балки з обмеженням зміщення до опор, а іншим кінцем на нижній грані ближче до опор балки з обмеженням зміщення до середини балки і з можливістю поздовжнього розтягу верхньої грані балки і обтиску нижньої її грані та поперечного стиску приопорних зон, а в середній частині поперечна арматура взаємодіє з затяжкою, закріпленою анкерним елементом з обмеженням зміщення вузла кріплення вздовж поперечної арматури до верху, при цьому похилі поперечні стрижні по кінцям огинають котки, розташовані на верхній і нижній гранях балки, обмежені від зміщення вздовж балки упорами, і переходять у вертикальні стрижні, закріплені по кінцях на закладних пластинах, розміщених на протилежних відносно котків верхній і нижній фібрах балки, а натяжний елемент затяжки виконаний з розтягнутих стрижнів замкненого трикутноподібного контуру, нижня вершина якого шарнірно взаємодіє з нижньою гранню балки, а дві верхні вершини розташовані з зазором по бічних гранях балки і з'єднані між собою тягами зі стяжною муфтою, а зовні з'єднані з розтяжкою, при цьому затяжка складається щонайменше з двох ланок, закріплених протилежними від натяжного елемента кінцями на поперечних похилих арматурних стрижнях анкерами у двох точках до кожного такого похилого стрижня. Під зовнішнім навантаженням балка деформується і натяжний елемент відхиляє затяжку до низу на величину максимального прогину у двох точках. Суттєво зростає зусилля розтягу в затяжці, яка стягує до середини зовнішню поперечну арматуру підсилення, закріплену на верхній і нижній фібрах балки в її приопорних зонах. Поперечна арматура розтягується. Через похиле розташування розтягнутої зовнішньої поперечної арматури з обов'язковим збереженням гострого кута до верхньої гранібалки, зверненим до кінців балки, верхній стисненій грані балки надається зусилля . розтягу, що розвантажує і зміцнює стиснену зону балки. Зміна напрямку дії сили від затяжки на стиск балки на розтяг її верхньої грані виконана за рахунок локального обтиску балки поперечною похилою арматурою. Через зв'язок похилої частини поперечної арматури з вертикальними її частинами забезпечується суттєвий регульований обтиск приопорних зон балки, підвищується міцність і тріщиностійкість за похилими перерізами балки. Взаємозв'язок поздовжньої арматури - затяжки і поперечної арматури забезпечує саморегулювання напружень, а застосування натяжного елементу сприяє більш чутливому реагуванню . системи підсилення на зміну зовнішнього навантаження. Застосування розтягнутих елементів в системі підсилення суттєво знижує її матеріаломісткість і підвищує надійність як самої системи підсилення, так і балки в цілому. Винахід пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображена регульовано напружена балка, загальний вигляд з боку; на фіг. 2 зображено опорний фрагмент балки; на фіг. 3 - переріз 1-1 балки. Регульовано-напружена балка включає залізобетонне тіло 1, закладні пластини 2, затяжку 3, взаємодіючу з натяжним елементом і поперечну зовнішню арматуру, взаємодіючу з верхньою і нижньою її гранями, а в середній частині взаємодіючу з затяжкою. Поперечна розтягнута, гнучка арматура розташована дзеркально симетрично в приопорних зонах балки з нахилом під гострим кутом α до верхньої її грані та під гострим кутом β до нижньої її грані і взаємодіє одним кінцем з її верхньою гранню ближче до середини балки з обмеженням зміщення до опор, а іншим кінцем з нижньою гранню ближче до опор балки з обмеженням зміщення до середини, а в середній частині поперечна арматура взаємодіє з затяжкою, закріпленою анкерним елементом 4 з обмеженням зміщення вузла кріплення вздовж поперечної арматури до верху, при цьому похилі поперечні стрижні 5 по кінцях огинають котки 6, розташовані на верхній і нижній гранях балки з одностороннім обмеженням зміщення вздовж балки упорами 7, і переходять у вертикальні стрижні 8, закріплені по кінцях на закладних пластинах, розміщених на протилежних відносно котків верхній і нижній фібрах балки, а натяжний елемент затяжки виконаний з розтягнутих стрижнів замкненого трикутноподібного контуру, нижня вершина якого шарнірно взаємодіє з нижньою гранню балки, а дві верхні вершини з'єднані між собою тягами 9 зі стяжною муфтою 10, а зовні з'єднані з двома ланками затяжки, закріпленими протилежними від натяжного елемента кінцями на похилих ділянках поперечних арматурних стрижнів анкерами у двох точках до кожного похилого стрижня. 2 UA 110308 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Виготовляють регульовано-напружену балку як звичайну залізобетонну. Збирають поперечну арматуру шляхом огинання нею котків 6 нижньої і верхньої грані балки з закріпленням кінців на закладних пластинах 2. Анкерами 4 у двох точках закріплюють на похилій ділянці поперечної арматури 5 затяжку 3. Ланки затяжки 3 в центральні частині балки закріплюються за допомогою анкерних елементів 5 на натяжному елементі. Встановлюється коток натяжного елементу 8 під балкою. Після виконання усіх з'єднань елементів підсилення балки ланки затяжки 3 муфтою 10 стягуються тягами 9 з наданням системі незначного попереднього напруження. Згодом виконуються контрольна підтяжка зовнішньої арматури з регулюванням і контролем стану окремих ланцюгів системи підсилення. При експлуатаційному навантаженні регульовано-напружена балка деформується і прогинається. В результаті взаємодії з натяжним елементом затяжка 3 розтягується. У вузлах з'єднання затяжки 3 з поперечною зовнішньою арматурою виникає сила, направлена до центру балки. Поперечна арматура розтягується і обтискає поперечно тіло балки 1. Оскільки похило розташована поперечна арматура 5 закріплена на верхній і нижній фібрах балки таким чином, що забезпечується гострий кут нахилу α її розташування до верхньої грані балки, зверненого до її кінців, і гострий кут нахилу β до нижньої грані з протилежної сторони похилої частини поперечної арматури, то за рахунок локального обтиску балки поперечною похилою арматурою 5, що підсилюється стягуванням поперечної арматури між двома точками анкерного кріплення 4 затяжки 3, виникає зусилля розтягу верхньої грані, що суттєво розвантажує і зміцнює стиснену зону балки. При цьому сила натягу нижньої ділянки поперечної зовнішньої арматури значно більша ніж верхньої, що забезпечує суттєвий стиск нижньоїрозтягнутої грані балки. Взаємозв'язок поздовжньої арматури - затяжки 3 і поперечної арматури 5 забезпечує саморегулювання напружень, а застосування натяжного елементу сприяє більш чутливому реагуванню системи підсилення на зміну зовнішнього навантаження. Вертикальні ділянки поперечної арматури 8 поперечно обтискають балку і суттєво збільшують тріщиностійкість і міцність балки за похилими перерізами на дію поперечної сили. Застосування розтягнутих елементів в системі підсилення значно знижує її матеріаломісткість і підвищує надійність як самої системи підсилення, так і балки в цілому. Застосування запропонованої регульовано-напруженої балки з саморегульованим натягом затяжки і зовнішньої поперечної арматури ефективно підсилює балку, особливо за похилими перерізами, знижує деформативність системи в процесі експлуатаційного навантаження, зменшує габарити, спрощує, полегшує конструкцію і підвищує надійність роботи при високій тріщиностійкості і міцності, зменшує матеріаломісткість та забезпечує високу ефективність використання фізико-механічних характеристик матеріалів за рахунок роботи всіх арматурних елементів підсилення на розтяг. Джерела інформації 1. Клименко Є.В. Технічна експлуатація та реконструкція будівель і споруд: навчальний посібник/ Є.В. Клименко. - К.: "Центр навчальної літератури", 2004. - С. 171. 2. Пат. 87047 Україна, МПК Е04С 3/00. Регульовано обтиснена залізобетонна балка/ Чеканович О.М., заявник: Чеканович О.М., патентовласник: Чеканович О.М., - а200710856; заявл. 01.10.2007; опубл. 10.06.2009, Бюл. №11. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 55 60 1. Регульовано-напружена балка, що включає залізобетонне тіло з закладними пластинами на поверхні і затяжку, закріплену по кінцях на балці, взаємодіючу по середині з натяжним елементом, що обпирається на нижню грань балки, і поперечну зовнішню арматуру, взаємодіючу у приопорних зонах балки з верхньою і нижньою її гранями, а в середній частині взаємодіючу з затяжкою, яка відрізняється тим, що поперечна зовнішня арматура розтягнута, гнучка і розташована дзеркально симетрично в приопорних зонах балки з нахилом під гострим кутом до верхньої її грані, зверненим до опор балки, та під гострим кутом до нижньої її грані, зверненим до прольоту балки, і взаємодіє верхнім кінцем з верхньою гранню балки ближче до її середини з обмеженням зміщення до опор, а нижнім кінцем з нижньою гранню балки ближче до її опор з обмеженням зміщення до середини, і з можливістю поздовжнього розтягу верхньої грані балки і обтиску нижньої її грані та поперечного стиску приопорних зон, а в середній частині поперечна арматура взаємодіє з затяжкою з обмеженням зміщення вузла кріплення затяжки вздовж поперечної арматури до верху. 2. Балка за п. 1, яка відрізняється тим, що похилі поперечні стрижні по кінцях огинають котки, розташовані на верхній і нижній гранях балки з одностороннім обмеженням зміщення вздовж балки упорами, і переходять у вертикальні стрижні, закріплені по кінцях на закладних 3 UA 110308 C2 5 пластинах, розміщених на протилежних відносно розташування котків верхній і нижній фібрах балки. 3. Балка за п. 1, яка відрізняється тим, що натяжний елемент виконаний з розтягнутих гнучких стрижнів замкненого трикутноподібного контуру, нижня вершина якого шарнірно взаємодіє з нижньою гранню балки, а дві верхні вершини розташовані по бічних гранях балки з зазором і з'єднані між собою тягами зі стяжною муфтою, а зовні вершини з'єднані з затяжкою, що складається щонайменше з двох ланок, закріплених протилежними від натяжного елемента кінцями на похилих ділянках поперечних арматурних стрижнів у двох точках до кожного стрижня в приопорних зонах балки. 4 UA 110308 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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 5

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Chekanov adjustable tense beam

Автори англійською

Chekanovych Mechyslav Henadiiovych

Назва патенту російською

Регулируемо-напряженная балка чекановича

Автори російською

Чеканович Мечислав Геннадиевич

МПК / Мітки

МПК: E04C 3/26, E04C 3/20, E04G 23/02, E01D 22/00, E04C 5/08

Мітки: чекановича, балка, регульовано-напружена

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/7-110308-regulovano-napruzhena-balka-chekanovicha.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Регульовано-напружена балка чекановича</a>

Подібні патенти