СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ БАЛКА
STEEL-REINFORCED CONCRETE BEAM

Изобретение относится к области строительства, а именно к составным балкам, работающим на изгиб, используемым в качестве несущих элементов зданий.
Известна сталежелезобетонная балка, включающая рабочую наружную арматуру из стальных листов и внутреннюю стержневую арматуру (см. патент Швейцарии №517877, кл. Е04С 3/20, 1972).
В составной балке нейтральная ось проходит через бетонное сечение, разделяя ее на сжатую и растянутую зоны при изгибе. Растянутая зона бетона в изгибаемом элементе работает нерационально, для обеспечения необходимой несущей способности устанавливают дополнительную стержневую арматуру. Недостатками составной балки является затраты на нерационально работающий бетон и дополнительную стержневую арматуру.
Известна другая составная балка с листовой арматурой, выполненная в виде заполненной бетоном металлической формы с петлевыми анкерами [см. кн. Воронков Р.В. Железобетонные конструкции с листовой арматурой. Л., СИ, 1975, с. 17].
Недостатками балки являются лишний расход бетона, неэффективность работы петлевых анкеров и трудоемкость изготовления.
Наиболее близкой к изобретению является составная балка с петлевыми анкерами, выполненная из пары фигурных тонкостенных оболочек, заполненных бетоном, соединенных между собой на сварке в нижней и поперечными пластинами в верхней зонах балки (см. а/с СССР №859571, кл. Е04С 3/293, 1981).
Недостатком составной балки является пониженная несущая способность и жесткость, а также наличие петлевых анкеров и поперечных пластин в верхней зоне, которые обеспечивают постоянство сечения в период замоноличивания бетоном и, как следствие, повышенную материалоемкость и трудоемкость изготовления балки.
Стенка составной балки работает нерационально, для обеспечения расчетной устойчивости стенки принимают завышенную толщину фигурных оболочек.
Изобретение направлено на повышение общей несущей способности и жесткости балки, устойчивости ее стенки, на понижение материалоемкости и упрощение изготовления.
Результат достигается тем, что сталежелезобетонная балка выполнена в виде заполненной армированным бетоном металлической формы из пары фигурных тонкостенных оболочек, образующих верхний, нижний пояса и вертикальную плоскую стенку, согласно изобретению для обеспечения постоянного размера поперечного сечения верхнего пояса в вертикальном участке тонкостенной оболочки выштампованы шпильки с загибами и зацеплены за сеточную арматуру.
Результат достигается также тем, что для улучшения совместной работы нижнего пояса и стенки загнутые продольные кромки нижнего пояса с продольными краями стенки соединены посредством сварки.
На фиг. 1 изображен фрагмент общего вида сталежелезобетонной балки. На фиг. 2, 3 показаны конструкции крепления верхнего пояса с сеточной арматурой, на фиг. 4 - крепление плоских участков оболочки, образующих стенку, на фиг. 5 - крепление плоских участков стенки, на фиг. 6, 7 изображены вид балки сбоку и продольный разрез 1-1, соответственно.
1
2
3
Сталежелезобетонная балка включает пару фигурных тонкостенных оболочек 1. Каждая из оболочек имеет верхний участок 2, образующий верхний пояс балки, вертикальный плоский участок 3, образующий стенку, горизонтальный участок 4, образующий нижний пояс. Для обеспечения постоянного размера верхнего пояса загнутые концы двухветвевых шпилек 5 верхнего участка 2 соединены с сеточной арматурой 6, сварная сеточная арматура 6 на определенном уровне зафиксирована полукруглым фиксатором 11. Полость оболочек 1 между верхними участками 2 заполнена бетоном 7. Верхние участки 2 оболочек для обеспечения сцепления с бетоном 7 снабжены рифами 8. Вертикальные плоские участки 3, образующие стенку балки, соединены между собой загибами шпилек 9. На плоских участках 3 оболочки 1 для обеспечения устойчивости стенки выштампованы ребра-выступы 10 полукольцевого сечения, с переменным шагом - а, а, а…
Для обеспечения расчетной площади нижнего пояса, образованного горизонтальным участком 4 оболочек 1, продольные кромки горизонтального участка 4 загнуты внутрь и соединены продольными краями вертикального участка 3 посредством сварки 11.
Изготовление составной сталежелезобетонной балки выполняют в следующей последовательности.
В заводских условиях сначала выполняют оболочки 1 из тонколистовой стали методом штамповки или гнутья, на плоских участках 3 штампуют ребры-выступы 10 полукольцевого сечения, с шагом, уменьшающимся к торцу участка 3 и шпильки 9. На участке 2 выполняют двухветвевые шпильки с загибами 5 и рифы 8. Продольные кромки горизонтального участка 4 загибают внутрь до соприкосновения с противолежащей гранью, образуя полостной или фальцевый нижний пояс.
Соединяют оболочки 1 стыковкой вертикальных плоских участков 3, для этого вводят шпильки 9 в отверстия от выштамповки и загибают концы. Загнутые продольные кромки горизонтального участка 4 на стыке продольных краев вертикального участка 3 соединяют сваркой 11.
В полость верхнего пояса, образованного участками 2, на двухветвевые шпильки с загибами 5 укладывают сеточную арматуру 6, с размещением поперечных стержней внутрь ветвей, с фиксированием продольных стержней в фиксаторе 11 и заполняют бетоном 7.
Выполнение оболочек сталежелезобетонной балки из тонколистовой стали методом штамповки или гнутья уменьшает количество сварных швов, а также позволяет создавать сечение верхнего пояса других форм, например полуокружности или треугольной.
Предлагаемая сталежелезобетонная балка по сравнению с известными решениями обладает повышенной несущей способностью, жесткостью, устойчивостью стенки и обеспечивает уменьшение материалоемкости балки и упрощение изготовления.