UA88917C2 - Арматурний елемент для дисперсного армування бетону - Google Patents

Description

яюча рівномірному розподілу фібр в бетоні) і тому ватися без розриву і висмикування з бетону, на- вони добре працюють (переносять зусилля через приклад, випрямлятися і тим самим підвищити береги тріщини) навіть при невеликому вмісті в міцність бетону у стадії руйнування. бетоні до 25кг/м3 і при ширині розкриття тріщин до Поставлена задача вирішується таким чином. 1,0-2,0мм. Для цього арматурні елементи викону- У відомому арматурному елементі для дисперсно- ють у вигляді відрізка дроту з кінцевими анкерними го армування бетону, що являє собою відрізок ділянками для забезпечення великого опору ви- дроту з кінцевими анкерними ділянками, відповід- смикуванню арматурного елемента з бетону. но до винаходу, відрізок дроту в середній частині

Так є відомий арматурний елемент для диспе- має хвилясту форму, по суті, синусоїдального ти- рсного армування бетону у вигляді відрізку дроту з пу, анкерні властивості кожної окремої ділянки середньою прямолінійною ділянкою і кінцевими якої, переважно напівперіоду, нижчі за анкерні анкерними ділянками, виконаними у вигляді голо- властивості кінцевих анкерних ділянок так, що си- вок закругленої форми (авторське свідоцтво СРСР ла зчеплення з бетоном кінцевої анкерної ділянки

Ме715747, МПК Е 04 С 5/03, 1980р.), і арматурний більше сили зчеплення згаданої окремої ділянки елемент з кінцевими анкерними ділянками у ви- середньої частини, яка в свою чергу вища за силу, гляді головок конічної форми (пат. США необхідну для випрямляння цієї ділянки, що при мМе4883713, МПК В 32 В 15/00, Е 04 С 5/01, 1989р.). виникненні тріщини призводить спочатку до пору-

Такі арматурні елементи перешкоджають пе- шення зчеплення з бетоном і випрямлянню окре- реважно виникненню і розвитку макротріщин. Пра- мої ділянки середньої частини, потім при зростанні цездатність таких елементів може бути порушена тріщини - послідовного відриву і випрямляння ін- тільки в результаті розриву середньої прямоліній- ших окремих ділянок цієї частини від бетону, після ної ділянки або висмикуванню з бетону з пору- чого відбувається відрив від бетону кінцевої анке- шенням цілісності останнього в місці розташуван- рної ділянки. ня анкерної ділянки. Тому працездатність такого У кращому варіанті здійснення винаходу по су- арматурного елемента обмежена величиною роз- ті синусоїдальна форма середньої частини дроту криття тріщини, що не дозволяє йому ефективно має довжину хвилі, яка складає від 5 до 7 діамет- працювати при зростанні тріщини більш 1,0-1,5мм. рів дроту.

Відомий арматурний елемент для дисперсного Крім того, по суті синусоїдальна форма серед- армування бетону включає відрізок дроту з серед- ньої частини дроту має амплітуду хвилі, яка скла- ньою прямолінійною ділянкою і кінцевими анкер- дає від 2,0 до 2,7 діаметрів дроту. ними ділянками, виконаними розплющеними (пат. Кінцеві анкерні ділянки виконані у вигляді від-

США Ме5451471, МПК Е 04 С 5/03, 1995р., пат. гинів з розплющеними кінцевими елементами.

США Моб235108, МПК Е 04 С 5/01, 2001р.). Переважно, розплющені кінцеві елементи роз-

Такі арматурні елементи також перешкоджа- ташовані під кутом 307-607" до подовжньої осі ар- ють виникненню і зростанню макротріщин. Праце- матурного елемента, при цьому кінці розплющених здатність таких елементів має триваліший час і не кінцевих елементів зміщені щодо точок максимуму порушується при зростанні тріщини в результаті хвиль на 1-4 діаметри дроту. деформації і тертя анкерних ділянок. Працездат- Крім того, розплющені кінцеві елементи мають ність такого арматурного елемента порушується довжину, що становить від 4,0 до 7,0 діаметрів при зростанні тріщини більшої величини, рівної дроту і ширину - від 1,5 до 2,5 діаметрів дроту. приблизно 2мм, через висмикування анкерної ді- Розплющені кінцеві елементи відігнуті в сто- лянки з бетону. рони один від одного, розташовані паралельно

Є відомі арматурні елементи для дисперсного подовжній осі арматурного елемента, і зміщені армування бетону, виконані у вигляді відрізку дро- щодо точок максимуму хвиль на 2-3 діаметри дро- ту з середньою прямолінійною ділянкою і декіль- ту. кома анкерними ділянками, що мають різні анкерні Крім того, розплющені кінцеві елементи мають властивості. При цьому, анкерні властивості анке- довжину, що становить від 5 до 9 діаметрів дроту і рних ділянок, прилеглих до середньої прямоліній- ширину - від 1,5 до 2,5 діаметрів дроту. ної ділянки, нижчі за анкерні властивості кінцевих Детальніше суть винаходу пояснюється крес- анкерних ділянок (пат. Японії Ме2004168585, МПК ленням, на Ффіг.1 якого зображений арматурний

Е 04 В 14/48, 2004р., пат. США Ме5965277, МПК Е елемент з розплющеними кінцевими елементами, 04 С 5/03, 1999р., пат. США Ме5443918, МПК Е 04 розташованими паралельно подовжній осі арма-

С 5/03, 1995р., прототип). турного елемента, вигляд збоку; на Фіг.2 - те ж

Такі арматурні елементи також перешкоджа- саме, що і на Фіг.1, вигляд зверху; на Фіг.3 - арма- ють виникненню і розвитку макротріщин. Працез- турний елемент з розплющеними кінцевими еле- датність таких елементів має триваліший час і не ментами, розташованими під кутом 3077-60" до по- порушується при зростанні тріщини до 2мм в ре- довжньої осі арматурного елемента, вигляд збоку; зультаті деформації і тертя анкерних ділянок. на Фіг.4 - те ж саме, що і на Фіг.3, вигляд зверху,

Працездатність такого арматурного елемент по- на Ффіг.5 - графіки залежності навантаження на рушується при зростанні тріщини до 2-2,5мм. сталефібробетонні балки від ширини розкриття

Задачею винаходу є удосконалення відомого тріщини м, армовані арматурними елементами, арматурного елемента шляхом зміни його форми, виготовленими відповідно до запропонованого щоб при виникненні і зростанні тріщини більше винаходу, і графіки залежності навантаження на 2,5мм зберегти його арматурні властивості за ра- сталефібробетонні балки, армовані відомими ар- хунок використовування його здатності деформу- матурними елементами. По осі М приведені відно-

сні значення навантаження (Р/максрР), де Р - абсо- У таблиці 1 представлені розміри і характери- лютні значення навантаження, кН, а максР - мак- стики декількох прикладів виконання арматурних симальне значення навантаження на випробову- елементів згідно з запропонованим винаходом, і вану балку, при якому відбувається утворення характеристики відомого арматурного елемента з тріщини, кН. прямолінійною середньою частиною і кінцевими

У приведеному далі докладному описі зробле- анкерними ділянками у вигляді відгинів з розплю- ні посилання на прикладені фігури, які демонстру- щеними кінцевими елементами. ють певні ілюстративні приклади виконання арма- На Ффіг.1 і 2 зображений арматурний елемент, турного елементу, у вигляді яких винахід може виконаний з кінцевими анкерними ділянками 1 бути здійснений на практиці. Ці варіанти описані завдовжки Ії і середньою частиною 2 завдовжки достатньо детально, щоб фахівці в цій галузі мог- Ї», що має хвилясту форму, по суті, синусоїдаль- ли використати винахід, причому зрозуміло, що ного типу. Довжина хвилі у складає від 5 до 7 можуть бути використані і інші приклади і, що без діаметрів й дроту. Амплітуда хвилі п складає від відхилення від суті і об'єму винаходу, можуть бути 2,0 до 2,7 діаметрів а дроту. Кінцеві анкерні ділян- виконані логічні і механічні зміни. Тому приведений ки 1 виконані у вигляді відгинів з розплющеними далі докладний опис не слід розглядати як такий, кінцевими елементами 3, розташованими парале- що обмежує об'єм винаходу. льно подовжній осі арматурного елементні зміщені

Арматурний елемент згідно з Фіг.1-4 являє со- щодо лінії точок максимуму хвиль на висоту М, бою відрізок дроту завдовжки ГГ 30-60мм круглого рівну 2-3 діаметрам а дроту. Розплющені кінцеві поперечного перерізу з діаметром й від 0,4 до елементи З мають довжину Іі 5, яка складає від 5 1,2мм, виготовленим із сталі з міцністю на розрив до 9 діаметрів а дроту, ширину М - від 1,5 до 2,5

А 1000-1500МРа. діаметрів а дроту.

Таблиця 1 ля Ге Гах я Таше х Т о Тяж ТЯ 15 1

ММ ММ ММ Н/мм ММ ММ град. ММ ММ ММ 1 0,4 0) 3,5 23 1150 3,3 1,02 35 1,5 0,6 1,2 2 0,8 50 4,5 41 1450 6,7 1,40 35 1,9 1,5 1,4

З 1,0 50 5,0 40 1150 6,7 1,40 40 2,0 2,0 1,4 4 1,2 бо 6,0 48 1450 6,9 1,44 40 2,3 2.2 1,7 5 0,4 Зо 5.2 19,6 1150 3,3 1,02 - 1,5 0,6 1,4 (5) 0,8 50 7,8 34,4 | 1450 6,7 1,40 - 1,9 1,5 2.2 7 1,0 50 8,3 33,4 | 1150 6,7 1,40 - 2,0 2,0 2.2 8 1,2 бо 9,4 41,2 1450 6,9 1,44 - 2,3 2.2 2.4

Відомий арматурний 1,0 50 7,0 36 1150 - - - 7,0 2,5 2,0 елемент

Таблиця 2 елемент

Арматурний елемент згідно з Фіг.З і 4 відрізня- ки 1 більше сили зчеплення згаданої окремої діля- ється від арматурного елемента згідно з Фіг1 і 2 нки середньої частини 2, яка, в свою чергу вища за формою кінцевих анкерних ділянок 1. Кінцеві ан- силу, необхідну для випрямляння цієї ділянки. В керні ділянки 1 виконані у вигляді відгинів з розп- результаті при виникненні тріщини спочатку відбу- лющеними кінцевими елементами 3, розташова- вається порушення зчеплення з бетоном і випрям- ними під кутом с, рівним 30-60" до подовжньої осі ляння окремої ділянки середньої частини 2, потім арматурного елемента. Розплющені кінцеві еле- при зростанні тріщини - послідовний відрив і ви- менти З мають довжину І 5, що складає від 4,0 до прямляння інших окремих ділянок цієї частини від 7,0 діаметрів а дроту і ширину М - від 1,5 до 22 бетону, після чого відбувається відрив від бетону діаметрів 4 дроту. Кінці розплющених кінцевих кінцевої анкерної ділянки 1. елементів З зміщені щодо лінії точок максимуму Результати випробувань сталефібробетонних хвиль на висоту М, рівну 1-4 діаметрам а дроту. балок, армованих заявленими арматурними еле-

Анкерні властивості кожної окремої ділянки ментами і відомими в об'ємі бетону 25кг/м3, пред- середньої частини 2 арматурного елемента, пере- ставлені в таблиці 2 і на Ффіг.5. У таблиці 2 пред- важно напівперіоду синусоїди, нижчі за анкерні ставлені навантаження в кілоньютонах, які властивості кінцевих анкерних ділянок 1 так, що відповідають вказаній ширині розкриття тріщин в сила зчеплення з бетоном кінцевої анкерної ділян- балках. Балки завдовжки ббОмм, вширшки і зав-

товшки 150мм випробовувалися по методу трьох- балки. Цей ефект дозволяє при розрахунках конс- точкового вигину відповідно до методики КІ'ЕМ трукцій, армованих запропонованими арматурни-

ТО 162-ТОБЕ і англійського стандарту В5 ЕМ 14651- ми елементами і стрижньовою арматурою, врахо- 2005. На розтягнутій в процесі випробування грані вувати ефективну роботу не тільки у стадії балки заздалегідь був зроблений надріз завглиб- виникнення і розкриття тріщин, але і у стадії руй- шки 25мм шириною до 5мм. Таким чином, був нування конструкцій (при великих деформаціях створений в балці концентратор напруг забезпе- розтягування і великій ширині розкриття тріщин). чуючий появу тріщини в місці надрізу. Біля надрізу Хоча в цьому описі представлені і охарактери- був встановлений прилад для вимірювання шири- зовані певні приклади арматурного елементу, фа- ни тріщини. хівці в цій галузі зможуть оцінити, що будь-які по-

Експериментально-розрахункові дослідження дібні арматурні елементи з подібними формою і показали, що технічний результат в найбільшій розмірами, які, як передбачається, дозволять до- мірі досягається при виконанні форми і розмірів сягти тієї ж самої мети, можуть замінити конкретні арматурного елемента представлених у формулі показані приклади. Передбачається, що така мож- винаходу. ливість застосування охоплює будь-які удоскона-

Приведені на Фіг.5 і в таблиці 2 результати ви- лення або приклади згідно з запропонованим ви- пробувань свідчать про те, що пропонований вид находом. Так, середня частина відрізку дроту арматурного елемента, для дисперсного армуван- може мати різноманітну хвилясту форму, напри- ня, навіть при невеликому вмісті в об'ємі бетону клад зигзагоподібну, у вигляді спіралі, з хвилею у (25кг/м3) дозволяють при ширині розкриття тріщин вигляді трапеції, з довільною амплітудою окремих більше 2,5мм зберігати близько 7095 несучої здат- ділянок або якусь подібну форму. Кінцеві анкерні ності балки, в той час, як балки, армовані відоми- ділянки, виконані у вигляді відгинів з розплющени- ми типами арматурних елементів при тій же шири- ми кінцевими елементами, можуть бути направле- ні розкриття тріщин мають залишкову несучу ні назустріч одна до одної. спроможність, що становить лише 30-4095 міцності ї з ж й і і та І ще ЧИ ж як ре Мн ДІІТ А - і. ше : !

Ей М и: ШО БО 1 бр ЕК шщ- я

Фів Фк.ї і ; : 3 із із і й ; нених пити ин м уг злосоллютюютют кпк ши 2 | зи я їв | ' Кі й | Зв

Ощ шиш ; | ; «Фіг, З Фа

ВітвхР :

ОК. : : : : : ! :

ГК. Н : ї ' : Н Й

ЕЕ Я Я і ! Я і : ! рез в п НД не п А АНАНН :

ЩЕ НЕ З сесз пинни нини пи пи о ! : : : Клен : Н : пд ин нн нини пи п сени НИ : ще ШЕ ШЕ і ! : | р ї н-- хмеснєнекі Н Н У : Н і :

То вне ! : Я ! р пов 4 г хи ХНЕУ

ССС

Фк. 5

Комп'ютерна верстка М. Ломалова Підписне Тираж 28 прим.

Міністерство освіти і науки України

Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна

ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601