ТРУБОБЕТОННАЯ БАЛКА
TUBE-CONCRETE BEAM

Изобретение относится к области строительства, а именно к элементам пролетных строений малых и средних мостов, а также к строительным конструкционным элементам общего назначения.
Наиболее близкой по технической сущности является трубобетонная балка, содержащая оболочку в виде трубы и бетонное ядро (пат. РФ №2632798).
Прочность бетона на растяжение значительно меньше чем на сжатие. В известной балке нижняя часть бетонного ядра испытывает напряжения растяжения, что приводит к снижению нагрузочной способности.
Задача изобретения заключается в повышении нагрузочной способности балки.
Технический результат заключается в исключении возможности растяжении бетонного ядра.
Технический результат реализуется совокупностью следующих признаков: трубобетонная балка, состоящая из оболочки в виде трубы и бетонного ядра, отличающаяся тем, что бетонное ядро расположено в верхней части внутреннего объема трубы.
Кроме того:
- В балке бетонное ядро занимает больше половины внутреннего объема трубы;
- бетонное ядро выполнено с переменным сечением по длине, при этом максимальная толщина ядра находится в средней части балки;
- бетонное ядро оснащено арматурным каркасом;
- внутренняя поверхность трубы в зоне бетонного ядра оснащена элементами крепления бетонного ядра к стенкам трубы;
- внутри балки расположена опорная пластина, прилегающая плоскостью к нижней поверхности бетонного ядра по всей длине балки и закрепленная сваркой к ее внутренней поверхности;
- опорная пластина имеет крепление с помощью упоров, которые установлены периодично по всей длине балки через сквозные отверстия в стенках труб и приварены снаружи;
- балка содержит в нижней части ребро жесткости в виде пластины, приваренной т-образно к опорной пластине по всей длине балки с опорой на нижнюю часть и сваркой к ее внутренней поверхности;
- балка содержит в нижней части два и более ребра жесткости по всей длине, приваренных к опорной пластине в ее средней части и внутренней поверхности трубы и разделяющих внутренний объем на равные секторы;
- пластина опирается на два ребра жесткости, расположенные под острым углом между собой, с возможностью заклинивания с внутренней поверхностью трубы, при этом опорная пластина и ребра зафиксированы сварными швами;
- ребра жесткости расположены вертикально по отношению к опорной пластине и зафиксированы сваркой;
- балка содержит в нижней части, по всей ее длине, двутавровую балку, приваренную верхней плоскостью к опорной пластине и с опорой на нижнюю внутреннюю поверхность трубы;
- бетонное ядро выполнено фибробетонным;
- оболочка выполнена не металлической;
- оболочка выполнена из старогодной трубы с допустимой степенью износа.
Задача изобретения и технический результат связаны следующим образом: исключение возможности растяжения бетонного ядра приводит к повышению нагрузочной способности балки.
На чертежах Фиг. 1-8 изображены различные варианты трубобетонной балки.
Сущность изобретения заключается в том, что: у трубобетонной балки, состоящей из оболочки в виде трубы и бетонного ядра; бетонное ядро расположено в верхней части внутреннего объема трубы; в балке бетонное ядро занимает больше половины внутреннего объема трубы; бетонное ядро выполнено с переменным сечением по длине, при этом максимальная толщина ядра находится в средней части балки; бетонное ядро оснащено арматурным каркасом; внутренняя поверхность трубы в зоне бетонного ядра оснащена элементами крепления бетонного ядра к стенкам трубы; внутри балки расположена опорная пластина, прилегающая плоскостью к нижней поверхности бетонного ядра по всей длине балки и закрепленная сваркой к ее внутренней поверхности; опорная пластина имеет крепление с помощью упоров, которые установлены периодично по всей длине балки через сквозные отверстия в стенках труб и приварены снаружи; балка содержит в нижней части ребро жесткости в виде пластины, приваренной т-образно к опорной пластине по всей длине балки с опорой на нижнюю часть и сваркой к ее внутренней поверхности; балка содержит в нижней части два и более ребра жесткости по всей длине, приваренных к опорной пластине в ее средней части и внутренней поверхности трубы и разделяющих внутренний объем на равные секторы; пластина опирается на два ребра жесткости, расположенные под острым углом между собой, с возможностью заклинивания с внутренней поверхностью трубы, при этом опорная пластина и ребра зафиксированы сварными швами; ребра жесткости расположены вертикально по отношению к опорной пластине и зафиксированы сваркой; балка содержит в нижней части, по всей ее длине, двутавровую балку, приваренную верхней плоскостью к опорной пластине и с опорой на нижнюю внутреннюю поверхность трубы; бетонное ядро выполнено фибробетонным; оболочка выполнена не металлической; оболочка выполнена из старогодной трубы с допустимой степенью износа.
Причинно-следственная связь между существенными признаками и техническим результатом заключается в следующем: расположение бетонного ядра в верхней части внутреннего объема трубы приводит к исключению возможности растяжения бетонного ядра.
Трубобетонная балка устроена следующим образом.
Оболочка выполнена в виде металлической трубы 1, заполненной бетоном 2 или фибробетоном в верхней части трубы 1 (фиг. 1), меньше половины объема трубы 1, или немного больше, чтобы бетон опирался на стенки трубы 1. Бетонное ядро 2 может быть оснащено арматурным каркасом, а внутренняя поверхность трубы 1 в зоне бетонного ядра 2 оснащена элементами крепления бетонного ядра к стенкам трубы 1. Для усиления в средней, более нагруженной части бетонное ядро 2 может быть выполнено с переменным сечением по длине, а толщина бетонного слоя в средней части будет максимальной. Балка может иметь опорную пластину 3, прилегающую плоскостью к бетонному ядру 2 (фиг. 2). Пластина 3 приваривается к стенкам трубы 1, либо укрепляется упорами 4, которые устанавливаются в сквозные отверстия снаружи периодично по всей длине балки и обвариваются (фиг 3). Для увеличения нагрузочной способности балка может содержать в нижней части ребра жесткости 5 в виде пластины, приваренной т-образно к опорной пластине 3 по всей длине балки с опорой на нижнюю часть и сваркой к ее внутренней поверхности (фиг. 4), либо балка содержит в нижней части два и более ребра жесткости 5 по всей длине, приваренных к опорной пластине 3 в ее средней части и внутренней поверхности трубы 1 и разделяющих внутренний объем на равные секторы (фиг. 5), либо два ребра жесткости 5, расположенные под острым углом между собой, с возможностью заклинивания с внутренней поверхностью трубы 1 (фиг. 6), либо два или три ребра жесткости 5 расположены вертикально по отношению к опорной пластине 3 и зафиксированы сваркой (фиг. 7). Для максимального повышения нагрузочной способности балка может содержать в нижней части по всей ее длине, двутавровую балку 6, приваренную верхней плоскостью к опорной пластине 3 и с опорой на нижнюю внутреннюю поверхность трубы 1 (фиг. 8).
Трубобетонная балка работает следующим образом. При нагружении балка деформируется, при этом верхняя часть испытывает напряжение сжатия, а нижняя - растяжение. Поскольку бетонное ядро расположено в верхней части, оно на растяжение не работает, за счет его нагрузочная способность возрастает.
Таким образом, трубобетонная балка в предлагаемом изобретении обладает повышенной несущей способностью и может использоваться в строительстве, а также в пролетных конструкциях мостов.