Результат интеллектуальной деятельности: ПРЕДНАПРЯЖЕННАЯ СТАЛЕБЕТОННАЯ БАЛКА

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в качестве балок перекрытий жилых и общественных зданий.

Известно сталебетонная преднапряженная балка, включающая стальные двутавровые профили, анкерные стержни, преднапряженную гибкую арматуру с обоих сторон профиля и бетон заполнения (см. патент на полезную модель №155802 Е04С 3/294, 2015).

Недостатком сталебетонной преднапряженной балки является невозможность равномерного распределения усилий преднапряжения. Это приводит к перегрузке одной ветви системы преднапряжения относительно другой и снижает как общую несущую способность балки, так и надежную работу системы преднапряжения.

Известна сталежелезобетонная преднапряженная балка включающая стальные профили образующие двутавровое сечение, анкерные стержни, преднапряженную гибкую арматуру, у которой в торцах стального профиля установлены с возможностью поворота для регулирования усилий преднапряжения уголковые коротыши (см. патент на полезную модель №165473 Е04с 3/294, опуб. в бюл. №29 20.10.2016 г.).

Недостатками сталежелезобетонной преднапряженной балки являются ослабление сечения стенки балки вырезом для размещения уголкового коротыша, слабая несущая способность опорной зоны балки из-за отсутствия опорных ребер.

Наиболее близкой является преднапряженная стальная обетонированная балка включающая стальные двутавровые профили, имеющие анкерные элементы, продольные арматурные стержни и бетон заполнения у которой в торцевой части балки установлены несколько стальных пластин с возможностью поворота.

Недостатками преднапряженной балки являются трудоемкость выполнения опорных ребер, ослабление выравнивания усилий преднапряжения в спаренных арматурных стержнях после обетонирования, уменьшение усилий преднапряжения в расчетном нормальном сечении (по мере удаления от торца балки) по которому определяется несущая способность преднапряженной балки от эксплуатационной нагрузки.

Изобретение направлено на повышение общей несущей способности сталебетонной балки за счет сохранения выравнивания усилий в ветвях преднапряженной арматуры путем размещения продольной арматуры в неметаллических толстостенных трубках.

Результат достигается тем, что в сталебетонной балке, включающей стальной профиль цельного или составного двутаврового сечения, имеющей продольные преднапряженные арматурные стержни и бетон замоноличивания, согласно изобретению в торцевой части балки установлено «коромысло» из стального швеллера переменного сечения, в котором с обоих концов натяжным узлом закреплены концы продольных арматурных стержней, при этом для центрирования «коромысла» в его стенках выполнена выемка, а арматурные стержни заключены в неметаллические толстостенные трубки. В торцевой части установлено опорное и дополнительное ребра, которые соединены со стальным профилем балки посредством сварки.

На фиг. 1 изображена преднапряженная сталебетонная балка, состоящая из двутаврового профиля цельного или составного сечения со снятыми торцевыми и боковыми ребрами, продольной арматуры и бетона замоноличивания; на фиг. 2 - вид «А» торцевой части «коромысла»; на фиг. 3 - аксонометрия опорной части балки в собранном виде.

Преднапряженная сталебетонная балка включает стальной профиль 1 и бетон замоноличивания 2. В концевой части балки установлен узел крепления «5» арматуры 3 к «коромыслу» 4, в котором натяжным узлом 5 закреплены концы продольных арматурных стержней 3. Для центрирования поворотного «коромысла» 4, оно в средней части стенки имеет выемки 6. Для изоляции от бетона 2 продольные стержни 3 пропущены через неметаллические трубы 7. Для усиления опорной части балки 1, в пределах опоры установлено дополнительное ребро 8, приваренное сваркой к стенке и полкам профиля 1, соединено на сварке с дополнительным ребром 9. Для свободного поворота «коромысла» 4 при несимметричных нагрузках между торцом трубки 7 и «коромыслом» 4 оставлен зазор «А» 12.

В заводских условиях сначала на концах арматурных стержней 3 нарезают резьбу, изготавливают «коромысло» 4, на ребрах 8 выполняют отверстия под арматурные стержни 3, приваривают ребра 9. Концы продольных стержней 3, снабженные резьбой под гайку натяжного узла 4 пропускают через трубки 7 отверстия ребер 8 и «коромысла» 4 (фиг. 1), надевают гайку 5 и затягивают гибкие продольные стержни 3, создавая преднапряжение. После подготовительных процедур производят замоноличивание бетоном 2 боковых полостей цельного (фиг. 1) или составного двутавра. Приваривают торцевое 10, боковое ребро 11 к стальному профилю 1.

Такое саморегулируемое выполнение преднапряжения продольной гибкой арматуры позволяет равномерно распределить усилия преднапряжения, исключает перегрузку отдельных ветвей при несимметричных эксплуатационных нагрузках за счет изоляции продольных арматурных стержней от контакта с бетоном, повышает жесткость и общую несущую способность балки и надежность работы системы преднапряжения, а также уменьшает материалоемкость составной балки.