PL245515B1 - Sposób zbrojenia węzła konstrukcji żelbetowej, poddanego działaniu momentu otwierającego - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób zbrojenia węzła konstrukcji żelbetowej o różnych wysokościach przekrojów elementów tworzących naroże, poddanego działaniu momentu otwierającego, polegający na tym, że belkę (8) i słup (9) zbroi się prętami zbrojenia głównego (4, 5) oraz strzemionami (6, 7), przy czym zbrojenie główne w strefie naroża (3) zakończa się pętlą, a następnie jako detal dozbrojenia naroża (3) umieszcza się pręt ukośny (1) przechodzący przez całe naroże (3), zakotwiony w belce (8) i w słupie (9) albo w płycie i ścianie tworzącej naroże (3), w kombinacji z równoległymi dwoma strzemionami ukośnymi (2), mocowanymi do prętów (4, 5). Korzystnie, pręty zbrojenia głównego (4, 5) wykonane są w postaci pętli.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób zbrojenia węzła konstrukcji żelbetowej o różnych wysokościach przekrojów elementów tworzących połączenie, poddanego działaniu momentu otwierającego. Takie rozwiązanie znajduje zastosowanie w budownictwie żelbetowym do konstruowania naroży ram żelbetowych oraz połączeń ścian żelbetowych z płytami stropowymi lub fundamentowymi.

Znane powszechnie podręcznikowe i normowe (PN-EN 1992-1-1:2008 Eurokod 2. Projektowanie konstrukcji z betonu. Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków) detale dozbrojenia naroży poddanych działaniu momentu otwierającego dotyczą głównie przypadku równych wysokości przekrojów elementów tworzących naroże. Podręcznikowe przykłady ukazujące propozycje w przypadku różnych wysokości przekrojów połączonych elementów są nieliczne i naśladują rozwiązania z przypadku wspomnianego wcześniej. Wszystkie rozwiązania dotyczące różnych wysokości przekrojów elementów tworzących naroże przewidują albo osobne użycie strzemion ukośnych w układzie równoległym pod kątem 45 stopni albo wachlarzowym, albo osobne użycie pręta ukośnego bez strzemion ukośnych lub kombinację strzemion ukośnych w układzie wachlarzowym z prętem ukośnym. Innym znanym rozwiązaniem jest użycie strzemion w układzie ortogonalnym względem belki i słupa, którym może towarzyszyć pręt ukośny.

Znany jest z publikacji opisu patentowego nr PL222581 strop żelbetowy gęstożebrowy, krzyżowo zbrojony, modernizowany z żelbetowych stropów gęstożebrowych, wykonywanych przy użyciu belek kratownicowych, poprzez wprowadzenie w stropach dodatkowych żeber poprzecznych, przez co obciążenia ze stropu przenoszone są w dwóch kierunkach i przekazywane na ściany obwodu stropu (lub belki).

Znane jest z polskiej publikacji wzoru użytkowego nr W. 101811 przestrzenne zbrojenie belki stropowej stanowiące element nośny stropów belkowo - pustakowych i składa się z podłużnych prętów połączonych wzajemnie w sposób trwały za pomocą krzyżulców. Podłużne pręty dolne stanowiące zbrojenie główne belki posiadają w pobliżu swych końców łukowe wygięcie skierowane w dół.

Z opisu patentowego nr PL218096 znany jest prefabrykowany element żelbetowy wykonany z betonu zwykłej wytrzymałości i mający umieszczoną we wgłębieniu wkładkę wzmacniającą wykonaną z betonu wysokiej wytrzymałości, w którym zatopiono strzemiona pracujące na ścinanie o klasycznie stosowanym rozstawie. Strzemiona te są trwale połączone między sobą co najmniej dwoma prętami montażowymi. Pionowe końce prętów strzemion wyprowadzone są poza powierzchnię wkładki z betonu wysokiej wytrzymałości i połączone są w sposób trwały ze szkieletem zbrojenia za pośrednictwem co najmniej dwóch prętów montażowych. Strzemiona zabezpieczają beton wysokiej wytrzymałości przed ścięciem i odspojeniem od betonu belki, który ma niższą wytrzymałość niż beton wkładki. Używane w tym przypadku pręty montażowe utrzymują jedynie kształt i rozstaw strzemion, pełniąc rolę minimalnego zbrojenia konstrukcyjnego i nie stanowią klasycznego zbrojenia na ściskanie. W tym przypadku wzmocnienie belki żelbetowej wynika wyłącznie z zastosowania w strefie ściskanej betonu wysokiej wytrzymałości, a nie z zastosowania dodatkowego zbrojenia na ściskanie.

Zasadniczą niedogodnością dotychczasowych rozwiązań pokazywanych w literaturze jest to, że duża ilość użytych strzemion, szczególnie w układzie wachlarzowym, powoduje dużą koncentrację zbrojenia w strefie naroża, a co za tym idzie - problemy z betonowaniem elementu. Najnowsze badania numeryczne z wykorzystaniem zaawansowanych modeli materiałowych betonu pokazują również, że rozwiązania podręcznikowe mogą nie zapewnić wystarczającej rysoodporności naroża.

Istotą wynalazku jest sposób zbrojenia węzła konstrukcji żelbetowej o różnych wysokościach przekrojów elementów tworzących naroże, poddanego działaniu momentu otwierającego, charakteryzujący się tym, że belkę i słup zbroi się prętami zbrojenia głównego oraz strzemionami, przy czym zbrojenie główne w strefie naroża zakończa się pętlą a następnie jako detal dozbrojenia naroża umieszcza się pręt ukośny przechodzący przez całe naroże, zakotwiony w belce i w słupie albo w płycie i ścianie tworzącej naroże, w kombinacji z równoległymi dwoma strzemionami ukośnymi, mocowanymi do prętów.

Korzystnie, pręty zbrojenia głównego wykonane są w postaci pętli.

Zastosowane w wynalazku dwa strzemiona ukośne równoległe do siebie w kombinacji z prętem ukośnym oraz prętami głównymi wykonanymi w postaci pętli pozwalają uzyskać korzystny rozkład trajektorii naprężeń w obrębie naroża oraz zapobiegają nadmiernemu zarysowaniu betonu. Naroże takie uzyskuje wysoki współczynnik efektywności, zarówno w stanie granicznym nośności jak i użytkowalności.

Przedmiot wynalazku jest ukazany w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zbrojenie węzła konstrukcji, a fig. 2 - układ momentów otwierających działających na zbrojone naroże.

Węzeł konstrukcji żelbetowej składa się z następujących elementów betonowych: belki i słupa w przypadku ramy albo ściany i płyty - spotykających się w strefie naroża (3), prętów zbrojenia głównego belki i słupa albo płyty i ściany (4, 5) zakończonych pętlami, dozbrajających równoległych strzemion ukośnych (2), dozbrajających prętów ukośnych (1) oraz strzemion belki (6) i strzemion słupa (7). Naroże takie jest fragmentem całego głównego układu konstrukcyjnego budynku, którym to układem może być rama płaska lub przestrzenna, jedno- lub wielonawowa, jedno- lub wielopiętrowa albo konstrukcja powierzchniowa złożona ze ścian i płyt żelbetowych, przy czym naroże to jest poddane działaniu momentu otwierającego.

Sposób zbrojenia węzła konstrukcji żelbetowej o różnych wysokościach przekrojów elementów tworzących naroże (3), wykonuje się tak, że najpierw belkę (8) i słup (9) zbroi się prętami zbrojenia głównego (4, 5) oraz strzemionami (6, 7), przy czym zbrojenie główne w strefie naroża (3) zakończa się pętlą. Następnie jako detal dozbrojenia naroża (3) umieszcza się pręt ukośny (1) przechodzący przez całe naroże (3), zakotwiony w belce (8) i w słupie (9) albo w płycie i ścianie tworzącej naroże, w kombinacji z równoległymi dwoma strzemionami ukośnymi (2), mocowanymi do prętów (4, 5), co zapewnia tak zbrojonemu narożu wysoki współczynnik efektywności oraz wysoką odporność na zarysowanie.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób zbrojenia węzła konstrukcji żelbetowej o różnych wysokościach przekrojów elementów tworzących naroże, poddanego działaniu momentu otwierającego, znamienny tym, że belkę (8) i słup (9) zbroi się prętami zbrojenia głównego (4, 5) oraz strzemionami (6, 7), przy czym zbrojenie główne w strefie naroża (3) zakończa się pętlą, a następnie jako detal dozbrojenia naroża (3) umieszcza się pręt ukośny (1) przechodzący przez całe naroże (3), zakotwiony w belce (8) i w słupie (9) albo w płycie i ścianie tworzącej naroże (3), w kombinacji z równoległymi dwoma strzemionami ukośnymi (2), mocowanymi do prętów (4, 5).
2. 2. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że pręty zbrojenia głównego (4, 5) wykonane są w postaci pętli.