Фиксатор арматурных стержней (4 варианта)
RETAINER OF REINFORCEMENT RODS (4 EMBODIMENTS)

Изобретение относится к области строительства, а именно к устройствам для соединения арматурных стержней при сборке и монтаже арматурных каркасов для армобетонных конструкций.
Редкое строение обходится без заливки бетонных конструкций: монолитных каркасов, стен, перекрытий и фундамента. Подавляющее большинство бетонных конструкций армируется стальными, а в последнее время и композитными арматурными стержнями. Армобетонные конструкции обладают уникальными прочностными характеристиками. Сейчас эта технология является основой всего современного строительства. Неотъемлемой частью армобетонной конструкции является каркас, который собирается из арматурных стержней перед заливкой конструкции бетоном. Для формирования каркаса стержни соединяют чаще всего крестообразно, в виде сеток и пространственных каркасов с ячейками квадратной или прямоугольной формы.
Из уровня техники известно устройство фиксатора для перекрещивающихся арматурных стержней, содержащее крестообразно скрепленные две трубки с продольными прорезями, которые выполнены за одно целое углублением одной из трубок в другую с образованием общей стенки. Кромки трубок в месте прорезей выполнены загнутыми наружу и эти загнутые кромки трубок служат направляющими для стержней, устанавливаемых в полости трубок и позволяют уменьшить угол, образуемый кромками трубки в месте прорези и осью трубки до 70°, увеличивая площадь контакта стержней с трубками для надежной фиксации. (RU 101062, E04C 5/16, 10.01.2011).
Недостатком известного устройства фиксатора арматурных стержней является невысокая надежность, так как прутки в фиксатор вставляют снаружи и удерживаются только за счет силы упругости стенок трубок. Из-за того, что нагрузки, действующие в обратном направлении, стремятся вытолкнуть пруток из трубки через прорезь, они могут нарушить соединение. То есть для надежной фиксации прутка необходимо сделать стенки трубок достаточно жесткими, что, в свою очередь, затрудняет установку прутка в устройство и удорожает его из-за повышенного расхода материала. Кроме того, внутренние диаметры трубок определяют диаметры соединяемых арматурных стержней. Известно не менее 15 распространенных диаметров стержней. Для соединения стержней разных диаметров требуется широкий ассортимент фиксаторов.
Известен фиксатор арматуры, включающий корпус, выполненный из неметаллического материала, снабженный вырезами и содержащий опорные пластины, расположенные параллельно друг другу. Параллельные опорные пластины снабжены замком, образованным в виде приливов треугольной формы, обращенных друг к другу заостренными концами. Корпус фиксатора состоит из двух неразъемно-соединенных частей (верхняя - зажимная и нижняя - опорная), из которых верхняя часть выполнена из полимерного материала, а нижняя - из бетона. Фиксатор арматуры содержит две пары расположенных в параллельных плоскостях опорных пластин на общем основании, которое выполнено из того же полимерного материала и неразъемно соединено с нижней частью корпуса, при этом в каждой паре зажимных пластин верхние части отогнуты внутрь одна навстречу другой, а концы отогнуты в противоположные стороны наружу. (RU 105648, E04C 5/16, 20.06.2011)
Однако известный фиксатор предназначен в основном для изготовления горизонтальных сеток, лежащих непосредственно в основании армобетонной конструкции либо на горизонтальной опалубке. Массивная нижняя часть из бетона обеспечивает неподвижность сетки при заливке бетона, но она при этом препятствует применению фиксатора в пространственных конструкциях. Массивная нижняя часть, висящая на соединении, создает дополнительную нагрузку на это соединение.
Известен зажим для соединения арматуры большого диаметра с арматурой меньшего диаметра, перпендикулярной к арматуре с большим диаметром. Корпус зажима содержит выступы для уменьшения диаметра арматуры, выступающей в верхние дуговые элементы зажима для зацепления арматур с меньшим диаметром, пересекающихся поверх арматур с большим диаметром. (RU 2528770, E04C 5/16, 20.09.2014)
Недостатком зажима является сложность в использовании, из-за жесткости удерживающих выступов для фиксации арматурных стержней требуется дополнительное специальное оборудование.
Технической проблемой настоящего изобретения является разработка новой конструкции фиксатора для арматурных стержней с запирающим устройством.
Техническим результатом изобретения является упрощение процесса фиксации арматурных стержней, повышение надежности узла соединения и расширение арсенала технических средств, направленных на фиксацию арматурных стержней разного профиля, диаметра и материала, а также для формирования каркасов разной конфигурации.
Поставленная проблема и указанный технический результат достигаются за счет того, что фиксатор для арматурных стержней (по первому варианту) состоит из двух опорных пластинчатых элементов одинакового профиля, и запирающего устройства, выполненных из материала, обладающего упругими свойствами. В опорных пластинчатых элементах в продольном сечении образованы углубления, стенки которых выполнены с отогнутыми равновеликими боковыми полками. Запирающее устройство включает штырь прямоугольного профиля с периодическими зацепами, острия которых направлены к основанию штыря, расположенного в углу одной из боковых полок пластинчатого элемента и отверстия прямоугольного профиля, под штырь с зацепами, образованного на противоположной по диагонали боковой полке пластинчатого элемента. Входное отверстие прямоугольного профиля со стороны входа штыря с зацепами несколько больше его поперечного сечения. Выходное отверстие несколько меньше входного отверстия, для предотвращения самопроизвольного выхода из него штыря с зацепами.
Профиль сечения углубления в пластинчатом элементе может быть выполнен U-образным или V-образным, или параболическим, или трапециевидным для обеспечения прилегания арматурного стержня к поверхности углубления не менее чем в двух точках с целью повышенной надежности их фиксации в углублении.
В центральной части боковых полок на одной поперечной оси пластинчатого элемента могут быть образованы выемки равные между собой по размеру и форме.
Периодические зацепы штыря целесообразно располагать под острым углом к его продольной оси.
Материал опорных пластинчатых элементов и штыря запирающего устройства преимущественно выполняют из полимерного материала, например, ПВХ или листового металла.
Запирающее устройство может быть расположено на двух опорных пластинах в зеркальном положении.
Фиксатор для арматурных стержней по второму варианту состоит из двух опорных пластинчатых элементов и запирающего устройства, выполненных из материала, обладающего упругими свойствами. Опорные пластинчатые элементы в продольном сечении образуют углубление, стенки которого выполнены с отогнутыми равновеликими боковыми полками. Запирающее устройство включает четыре штыря прямоугольного профиля с периодическими зацепами, острия которых направлены к основанию штыря, расположенных на одном опорном пластинчатом элементе в каждом углу его боковых полок и четырех отверстий прямоугольного профиля, под штыри с зацепами, образованных на боковых полках другого опорного пластинчатого элемента. Входные отверстия прямоугольного профиля со стороны входа штыря с зацепами несколько больше его поперечного сечения, а выходные отверстия несколько меньше входного отверстия, для предотвращения самопроизвольного выхода из него штыря с зацепами.
Фиксатор для арматурных стержней по третьему варианту состоит из двух опорных пластинчатых элементов одинакового профиля и запирающего устройства, выполненных из материала, обладающего упругими свойствами. В опорных пластинчатых элементах в продольном сечении образовано углубление, стенки которого выполнены с отогнутыми равновеликими боковыми полками. Запирающее устройство выполнено в виде съемного штыря прямоугольного профиля, на теле которого в центральной части образован упор, с периодическими зацепами, расположенными под острым углом и направленными в сторону упора. В каждом углу боковых полок опорных пластинчатых элементов образованы отверстия прямоугольного профиля, под штыри с зацепами.
Фиксатор для арматурных стержней по четвертому варианту состоит из опорного пластинчатого элемента и запирающего устройства, выполненных из материала, обладающего упругими свойствами. Профиль пластинчатого элемента в продольном сечении образует углубление, стенки углубления выполнены с отогнутыми равновеликими боковыми полками. Запирающее устройство выполнено в виде двойной пары штырей прямоугольного профиля с периодическими зацепами, расположенными под острым углом к продольной оси штыря. Каждая пара штырей соединена между собой перекладиной. Острия зацепов направлены в сторону перекладины. Прямоугольные отверстий под штыри с зацепами, образованы в каждом углу боковых полок пластинчатого элемента, входное отверстие со стороны входа штыря с зацепами соответствует его поперечному сечению, а выходное отверстие несколько меньше входного, для предотвращения самопроизвольного выхода из него штыря с зацепами.
Изобретение поясняется чертежами, где: на фиг. 1 представлен фиксатор для соединения арматурных стержней (вариант 1); на фиг. 2 - опорная пластина со штырем; фиг. 3 - запирающее устройство, представлен вход штыря в отверстие при фиксации; на фиг. 4 - запирающее устройство, при попытке извлечения штыря из отверстия; на фиг. 5 - пример перекрестной фиксации арматурных стержней по первому варианту; на фиг. 6 - выполнение опорной пластины со штырем из листового металла; на фиг. 7 - пример продольной фиксации арматурных стержней по первому варианту; на фиг. 8 - второй вариант фиксатора для арматурных стержней; на фиг. 9 - пример фиксации арматурных стержней по второму варианту; на фиг. 10 - фиксатор по варианту 3; на фиг. 11 - пример фиксации арматурных стержней в перекрестном и продольном направлении по варианту 3; на фиг. 12 - фиксатор по варианту 4; на фиг. 13 - пример фиксации арматурных стержней в перекрестном и продольном направлении по варианту 4.
Фиксатор для арматурных стержней по первому варианту состоит из двух опорных пластинчатых элементов 1 и 2 одинакового профиля, выполненных из упругого полимерного материала, (например, из поливинилхлорида, полиэтилена или полипропилена). Опорные пластинчатые элементы 1 и 2 могут быть также изготовлены из листового металла. Элементы 1 и 2 в продольном сечении образует углубление 3, которое может быть выполнено U-образным или V-образным, или параболическим, или трапециевидным для обеспечения прилегания арматурного стержня к поверхности углубления 3 не менее чем в двух точках. Стенки углубления 3 выполнены с отогнутыми равновеликими боковыми полками 4. В центральной части боковых полок 4 на одной поперечной оси пластинчатого элемента 1 и 2 образованы выемки 5, равные между собой по размеру и форме. Фиксатор для арматурных стержней содержит запирающее устройство, включающее штырь 6 прямоугольного профиля, выполненного из упругого полимерного материала, с периодическими зацепами 7, расположенными под острым углом к продольной оси штыря 6. Острия зацепов 7 направлены к основанию 8 штыря 6. Штырь 6 расположен в углу одной из боковых полок 4 пластинчатого элемента 1 и 2. На противоположном углу боковой полки 4 по диагонали пластинчатого элемента 1 и 2 образовано прямоугольное отверстие 9, для расположения в нем в процессе фиксации штыря 6. Входное отверстие 10 прямоугольного профиля со стороны входа штыря 6 с зацепами 7 соответствует его поперечному сечению, а нижнее отверстие 11 несколько меньше входного, для предотвращения самопроизвольного выхода из него штыря 6. Продольные углубления 3 и выемки 5, расположенные на боковых полках 4 пластинчатых элементов 1 и 2, соответствуют профилю, устанавливаемых в них арматурных стержней 12. Запирающее устройство может быть расположено на двух опорных пластинах 1 и 2 в зеркальном положении (Фиг. 7).
Фиксатор для арматурных стержней по второму варианту состоит из двух опорных пластинчатых элементов 1 и 2 и запирающего устройства, выполненных из материала, обладающего упругими свойствами. Опорные пластинчатые элементы 1 и 2 в продольном сечении образуют углубление 3, стенки которого выполнены с отогнутыми равновеликими боковыми полками 4. Запирающее устройство включает четыре штыря 6 прямоугольного профиля с периодическими зацепами 7, острия которых направлены к основанию 8 штыря 6. Штыри 6 расположены на одном опорном пластинчатом элементе 2 в каждом углу его боковых полок 4. На другом опорном пластинчатом элементе 1 образованы четыре отверстия прямоугольного профиля, под штыри 6 с зацепами 7.
Фиксатор для арматурных стержней по третьему варианту состоит из двух опорных пластинчатых элементов 13 одинакового профиля и запирающего устройства, включающего съемный штырь 14 прямоугольного профиля, на теле которого в центральной части образован упор 15, с периодическими зацепами 16 и 17, расположенными под острым углом и направленными в сторону упора 15. В каждом углу опорных пластинчатых элементов 13 на боковых полках 4 образованы отверстия 18 прямоугольного профиля, под штыри 14 с зацепами 16 и 17.
Фиксатор для арматурных стержней по четвертому варианту состоит из опорного пластинчатого элемента 13, аналогичного пластинчатому элементу 13 по второму варианту, Запирающее устройство выполнено в виде двойной пары штырей 19 прямоугольного профиля с периодическими зацепами 20, расположенными под острым углом к продольной оси штыря 19, Каждая пара штырей 19 соединена между собой перекладиной 21. Острия зацепов 20 направлены в сторону перекладины 21. Прямоугольные отверстия 18 под штыри 19 с зацепами 20, образованы в каждом углу боковых полок 4 пластинчатого элемента 13.
Фиксатор для арматурный стержней работает следующим образом.
Фиксатор арматурных стержней предназначен для соединения как стальной, так и композитной арматуры. Фиксатор по первому варианту целесообразно использовать для соединения стальных арматурных стержней 12 среднего диаметра, а также композитных арматурных стержней 12 средних и больших диаметров от 4 до 25 мм. Размер соединяемой арматуры может быть различным, за счет того что углубление 3 в пластинчатых элементах 1 и 2 может иметь разную форму, например, U-образную или V-образную, или параболическую, или трапециевидную, главное, чтобы арматурный стержень 12 прилегал к поверхности углубления 3 не менее чем в двух точках. Такая установка стержней 12 повышается надежность фиксации из-за увеличения сил трения между поверхностью углубления 3 и поверхностью стержня 12. За счет упругих свойств материала фиксатора арматурные стержни 12 могут быть установлены с натягом, тем самым их фиксация повышается. Фиксатор по первому варианту обеспечивает распределение нагрузки, передаваемой на арматурные стержни 12 бетоном (в рабочем, нагруженном состоянии конструкции) многократно превосходящей прочность соединения, и арматурные стержни 12 работают по - отдельности, независимо друг от друга. Ненормируемое соединение арматурных стержней 12 должно удержать их в заданном положении и сохранять цельность каркаса лишь во время заливки бетона.
Для соединения арматурных стержней 12 согласно первому варианту используют два опорных пластинчатых элемента 1 и 2. При перекрестном соединении один ряд арматурных стержней 12 устанавливают в U образное углубление 3 пластины 1, ряд расположенный перпендикулярно первому, на овальные выемки 5 пластины 1. Сверху на арматурный стержень 12 устанавливают опорную пластину 2 таким образом, чтобы арматурный стержень 12 расположился в U образном углублении 3 пластины 2. При этом штыри 6 запирающего устройства, расположенные по диагонали пластинчатых элементов 1 и 2 входят в прямоугольные отверстия 9. Для соединения крестом используют две одинаковые опорные пластины 1 и 2, с одинаковым расположением штырей 6 и отверстий 9. Для продольного соединения арматурных стержней 12 берут две опорные пластины 1 и 2 с зеркальным расположением штыря 6 и отверстия 9 (фиг. 7). Пластины 1 и 2 располагают таким образом, чтобы U образные углубления 3 были ориентированы параллельно друг другу, а арматурные стержни 12 установлены друг на друге. Для такого соединения, выбирают пластинчатые элементы 1 и 2 в которых U образное углубление 3 имеют углубления, превышающие диаметр арматурного стержня 12, для более надежной фиксации последних.
Второй вариант фиксаторов для арматурных стержней целесообразно использовать для соединений, которые испытывают повышенные нагрузки (например, угловые). Возможно соединение арматурных стержней 12 как крест-накрест, так и по длине. При перекрестном соединении один ряд арматурных стержней 12 устанавливают в углубление 3 пластины 1, ряд расположенный перпендикулярно первому, устанавливают на выемки 5 пластины 1. Сверху на арматурный стержень 12 устанавливают пластину 2 таким образом, чтобы арматурный стержень 12 расположился в U образном углублении 3 пластины 2. При этом штыри 6, расположенные на пластине 1 входят в прямоугольные отверстия 9 расположенные на опорном пластинчатом элементе 2. За счет упругости материала зацепы 7, направленные в сторону основания 8 свободно проходят через входное отверстие 10, с натягом проходят через нижнее отверстие 11, после чего зацеп 7 принимает свое первоначальное положение и упирается в кромку нижнего отверстия 11, без возможности непроизвольного выхода из него.
Для продольного соединения арматурных стержней 12 опорные пластинчатые элементы 1 и 2 располагают таким образом, чтобы углубления 3 были ориентированы параллельно друг другу, а арматурные стержни 12 установлены друг на друге. Для такого соединения, выбирают пластинчатые элементы 1 и 2 в которых углубления 3 превышают диаметр арматурного стержня 12, для более надежной фиксации последних.
Третий вариант фиксатора предназначен для соединения стальной и композитной арматуры средних и больших диаметров. Преимущество использования фиксатора для арматурных стержней по варианту 3, является повышенное удобство процесса фиксации, т. к. штыри 14 возможно устанавливать как одним, так и другим концом, из-за того, что зацепы 17 направлены в сторону упора 15. Этот вариант более универсальный и может быть использован при сложном и неудобном расположении арматурных стержней 12.
Фиксатор по четвертому варианту предназначен для соединения арматурных стержней 12 малых диаметров. Фиксатор устанавливают следующим образом. Пластинчатый элемент 13 располагают под нижним арматурным стержнем 12 таким образом, чтобы выступающая часть стержня 12 выходила за пределы пластины 13. Два штыря 19 с периодическими зацепами 20 и поперечной планки 21, вставляются в отверстия 18 со стороны верхнего арматурного стержня 12 и нажатием на поперечную планку 21 штыри 19 фиксируются в отверстиях 18. Тем самым скрепляя арматурные стержни 12.
Использование предложенных фиксаторов в четырех вариантах позволит повысить производительность труда при сборке каркасов для армобетонных конструкций и снизить трудозатраты и повысить удобство при монтаже каркасов. Использование заявленных фиксаторов исключает применение дополнительных механизмов и инструментов, позволит сократить рабочее время для производства арматурных каркасов и значительно уменьшит их стоимость.