PL204767B1 - Stalowo-betonowy słup - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest stalowo-betonowy słup, który zawiera co najmniej jeden segment w postaci stalowej rury zakończonej kołnierzami i wypełniony betonem.

Z opisu patentowego PL 177176 znany jest sł up stalowo-betonowy stanowią cy element szkieletu nośnego budynków, którego stalowy płaszcz wypełniany jest betonem ekspansywnym. Beton ekspansywny powoduje naprężenia rozciągające i podłużne w trzonie a tym samym zwiększa sztywność słupa i jego nośność na ściskanie. Niedogodnością tego rozwiązania jest konieczność stosowania betonu ekspansywnego z uwagi na mniejszy współczynnik Poissona betonu aniżeli stali.

W normalnych betonach wystę puje zjawisko skurczu betonu powodujące odspajanie betonu od ścianki rury. Niszczenie słupa występuje wskutek lokalnej utraty stateczności rury. W klasycznych wypełnionych betonem słupach rurowych nie występuje zjawisko wzmocnienia betonu wskutek sprężenia rdzenia przez oddziaływanie płaszcza rury na spęczający się beton.

Ze zgłoszenia P-358024 znany jest sposób naprawy słupów, zwłaszcza betonowych, który polega na tym, że naprawiany lub wzmacniany słup otacza się stalowym płaszczem złożonym z dwóch części z zachowaniem szczeliny między słupem a otaczającym płaszczem, którą to szczelinę wypełnia się betonem pod ciśnieniem. Ciśnienie utrzymuje się do czasu stwardnienia betonu lub innej substancji wiążącej.

W znanym ze zgł oszenia P-358421 sł upie rurobetonowym zwię kszenie wytrzymał o ś ci betonu uzyskuje się przez jego zagęszczenie, odpowietrzenie, odsączenie nadmiaru wody i sprężenie betonu za pomocą rozciętego płaszcza rury, sprężonego napinającymi śrubami i zaspawanego wzdłuż rozcięcia.

Znany jest też sposób wykonania stalowo-betonowych słupów rurowych (P-358025), w którym po wypełnieniu stalowej rury betonem zaślepia się rurę i wywołuje ciśnienie sprężające świeży beton. Ciśnienie utrzymuje się aż do czasu stwardnienia po czym odłącza się elementy zaślepiające. Naprężona rura spręża beton zwiększając jego wytrzymałość i nośność słupa.

Niedogodnością rozwiązań opisanych w zgłoszeniach P-358025 oraz P-358421 jest pracochłonność i czasochłonność realizacji.

Stalowo-betonowy słup, zawierający stalowy płaszcz wypełniony betonem, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jest wyposażony w membranę usytuowaną nad betonem i zamocowaną do stalowego płaszcza. Membrana uginająca się pod wpływem obciążenia pośredniczy w jego przekazywaniu na betonowe wypełnienie słupa. Korzystnym rozwiązaniem jest także wyposażenie słupa w element pośredniczący, usytuowany pomię dzy membraną i stropem, w postaci płaskiej przekładki, która służy do przekazywania obciążenia na rdzeń słupa. Przewiduje się także rozwiązanie w którym element pośredniczący wyposażony jest w występ centrujący obciążenie na oś słupa. Występ może mieć postać gwintowanej rury lub gwintowanego trzpienia. Takie rozwiązanie pozwala na regulację niedokładności wykonawczych. Zastosowanie przekładki, zwłaszcza wyposażonej w występ centrujący, powoduje, że obciążenie słupa jest przekazywane na beton powodując jego sprężanie. Gwintowana postać występu umożliwia regulację położenia węzła obciążającego. W innym rozwiązaniu element pośredniczący w przekazywaniu obciążenia ma postać tulei z tarczą o średnicy zewnętrznej mniejszej od średnicy rury i zaopatrzonej w otwór, którym tarcza osadzona jest na tulei. To rozwiązanie ma zastosowanie w słupie na wysokości stropu wielopoziomowego obiektu.

W rozwią zaniu wedł ug wynalazku uzyskuje się sprężenie betonu zwię kszają ce jego wytrzymałość niezależnie od gatunku betonu.

Stalowy płaszcz rury wg wynalazku współpracuje w przenoszeniu zginania od mimośrodowego obciążenia słupa i przeciwdziała wyboczeniu słupa. Lokalna wytrzymałość krytyczna płaszcza rury ulega znaczącemu zwiększeniu wskutek docisku betonu do płaszcza rury. Warunkiem utraty nośności słupa wg wynalazku jest utrata nośności płaszcza rury.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój słupa obciążonego stropem, fig. 2 - widok A-A od góry na konstrukcję stalową, fig. 3 przekrój B-B z fig. 1, fig. 4 - przekrój słupa obciążonego węzłem o regulowanej wysokości, fig. 5 - przekrój C-C z fig. 4, fig. 6 - przekrój słupa obciążonego stropem za pomocą elementu pośredniczącego w postaci tulei z koł nierzem, fig. 7 - przekrój E-E z fig. 6, a fig. 8 - przekrój D-D z fig. 6.

Do stalowego płaszcza rury 1 (fig. 1, fig. 2 i fig. 3), są przyspawane kołnierze 2 a wnętrze rury zawiera warstwę poślizgową 3 z folii polimerowej. Rura 1 jest wypełniona betonem 4. Nacisk stropu 15 na beton przekazywany jest za pośrednictwem elementu łożyskowego 5 w postaci przekładki.

PL 204 767 B1

Element 5 jest zespolony z membraną 7 połączoną z kołnierzem 2 rury 1 za pomocą łączników 12. Membrana 7 służy do ustalenia elementu łożyskowego 5, zabezpiecza go przed przemieszczeniem a beton 4 przed wysychaniem w celu ograniczenia skurczu i pełzania betonu. Łączniki 12 służą do łączenia segmentów konstrukcji, a łączniki 13 służą do łączenia słupa z fundamentem. Do zamocowania słupa w fundamencie służy również zbrojenie 14. Kołnierz 2 stalowej rury 1 jest osłonięty sprężystą uszczelką 16. Celem uszczelki 16 jest uniemożliwienie wypływu betonu w czasie betonowania rury oraz zmniejszenie nacisku osiowego na rurę 1.

Fig. 4 obrazuje podparcie węzła 11 struktury dachowej na występie 6 przyspawanym do elementu łożyskowego 5. Nakrętki 8 na śrubie 6 umożliwiają regulację położenia węzła 11.

Fig. 5 obrazuje widok występu 6 w postaci podpory śrubowej węzła 11 przyłączonego do przekładki 5 połączonej z membraną 7, która z kolei połączona jest łącznikami 12 z kołnierzem 2 rury 1.

Na fig. 6 przedstawiono oparcie stropu 20 na rdzeniu betonu 4 za pomocą elementu pośredniczącego w postaci tulei 9 z tarczą 10. Tarcza 10 ma średnicę zewnętrzną mniejszą od średnicy rury i swoim otworem jest osadzona na tulei 9. Takie rozwiązanie jest przydatne w budynkach wielopiętrowych ze słupami rurowymi 1 wypełnionymi betonem 4. Sprężysta uszczelka 16 przeciwdziała wypływaniu betonu z rury podczas betonowania, a tuleja 9 ułatwia szczelne wypełnienie betonem 4 rury 1 pod tarczą 10 przekazującą osiowo obciążenie ze stropu 20 na beton 4. Elementy 22 stanowią szalowanie betonu w obrębie węzła stropowego. Natomiast zbrojenie 23 usztywnia połączenie stropu 20 ze słupem.

Na fig. 7 pokazano widok od góry na kołnierz 21 oraz tuleję 9 i tarczę 10, natomiast na fig. 8 widok od dołu kołnierza 2 oraz elementów 9 i 10 pośredniczących w przekazywaniu obciążenia na

Claims (6)

1. Stalowo-betonowy słup, zawierający stalowy płaszcz w postaci rury wypełnionej betonem, znamienny tym, że wyposażony jest w membranę (7) zamocowaną do kołnierza (2) płaszcza (1).

2. Stalowo-betonowy słup, według zastrz. 1, znamienny tym, że do membrany (7) umocowany jest element pośredniczący w przekazywaniu obciążenia na rdzeń słupa, korzystnie w postaci kołowej płaskiej przekładki (5).

3. Stalowo-betonowy słup, według zastrz. 2, znamienny tym, że przekładka (5) wyposażona jest w występ (6) centrujący obciążenie na oś słupa.

4. Stalowo-betonowy słup, według zastrz. 3, znamienny tym, że występ (6) ma postać gwintowanej rury.

5. Stalowo-betonowy słup, według zastrz. 3, znamienny tym, że występ (6) ma postać gwintowanego trzpienia.

6. Stalowo-betonowy słup, według zastrz. 1, znamienny tym, że element pośredniczący w przekazywaniu obciążenia na rdzeń słupa ma postać tulei (9) z tarczą (10) o średnicy mniejszej od średnicy rury i tarcza ma otwór, którym osadzona jest na tulei (9).