АРМАТУРНЫЙ КАНАТ

Полезная модель относится к области производства армированных предварительно напряженных железобетонных конструкций, а более точно касается арматурного каната, используемого для изготовления таких железобетонных конструкций.
В предварительно напряженных железобетонных конструкциях широкое применение имеют стальные арматурные канаты, обладающие большой прочностью по сравнению со стержневой арматурой периодического профиля. Широко используются семипроволочные канаты, в которых наружные проволоки навиты на сердечник, выполненный в виде центральной проволоки
Известна тросовая арматура железобетонных изделий, образованная несколькими многопроволочными прядями с одинаковым шагом свивки, которые свиваются между собой вдоль продольной оси, образуя, по меньшей мере, один наружный слой, (SU, А1 269462, МПК Е04С 5/01, опубл. 01.01.1970). Эта тросовая арматура для улучшения ее связи с бетоном выполнена с соотношением шага свивки пряди к шагу свивки каната равным 1:3.
Известен арматурный канат, содержащий пряди с центральной круглой проволокой, вокруг которой навиты с чередованием наружные проволоки с овальной и эллипсовидной формой поперечного сечения разного размера. (см. SU А1 1432161, МПК Е04С 5/03; D07B 1/10, опубл. 23.10.1988 г.).
Наиболее близким аналогом является арматурный канат, содержащий сердечник и навитые вокруг него проволоки, образующие наружный слой, а также дополнительно содержит вокруг сердечника внутренний слой, при этом наружный слой выполнен большего диаметра, чем внутренний, а сердечник выполнен переменного диаметра по длине с расстоянием между участками с большим и меньшим диаметрами (источник WO 93/01374 А1, опубл. 21.01.1993).
Однако такое выполнение арматурного каната не обеспечивает его надежного сцепления с бетоном.
Задача полезной модели - создание арматурного каната, который обеспечит надежное его сцепление с бетоном и повышенную несущую способность, что важно для большепролетных железобетонных конструкций, испытывающих тяжелые нагрузки от транспорта.
Сущность полезной модели заключается в том, что арматурный канат, содержащий сердечник и навитые вокруг него проволоки, образующие наружный и внутренний слои, наружный слой выполнен большего диаметра, чем внутренний, а сердечник выполнен переменного диаметра по длине с расстоянием между участками с большим и меньшим диаметрами, при этом расстояние между участками равно шагу свивки вокруг сердечника круглых проволок внутреннего слоя.
Технический результат: круглая в сечении центральная проволока каната (сердечник) выполняется переменного диаметра по длине с расстоянием между участками с большими и меньшими диаметрами, равным шагу свивки вокруг сердечников круглых проволок меньшего диаметра, плотно соприкасающихся с сердечником, при этом шаг свивки таких проволок равен расстоянию между большим и меньшим диаметрами сердечника, в результате чего сердечник, состоящий из центральной круглой проволоки переменного диаметра и навитые вокруг него проволоки внутреннего ряда, плотно соприкасающиеся с ним сердечник получает по длине разные диаметры.
Навитые вокруг сердечника проволоки внутреннего ряда плотно соприкасаются с сердечником и также приобретают разные по длине каната диаметры, имеющие утолщение на расстояниях, равных шагу свивки проволок.
Верхний ряд из проволок большего диаметра, соприкасаясь с поволоками меньшего диаметра, также имеют по длине разные диаметры. В целом канат, состоящий из тринадцати проволок, имеет по длине периодический профиль различной толщины. Таким образом, предлагаемые канаты приобретают эффект заклинивания в бетоне за счет разных размеров диаметров. Образуемые утолщения по всей длине каната играют роль внутренних анкеров. Это позволяет отказаться от закреплениях на канатах, изготавливаемых на заводах внутренних анкеров, например, металлоемких анкеров типа МИИТ. Отказ от применения внутренних анкеров на предполагаемых канатах, используемых в предварительно напряженных конструкциях, испытывающих значительное действие от внешних транспортных нагрузок, дает существенную экономию металла. Кроме того отказ от применения внутренних анкеров на таких канатах упростит и удешевит изготовление предварительно напряженных железобетонных конструкций. Предлагаемые канаты имеют надежную анкеровку в бетоне. При эксплуатации исключается проскальзывание и вывинчивание предлагаемых канатов из бетона.
В целом предварительно напряженные конструкции, армированные предлагаемыми канатами будут обладать повышенной трещиностойкостью, будут более надежны и долговечны.
Изготовление предлагаемого каната не вызывает технологических трудностей. Канат может быть свит на существующих в настоящее время канатовьющих машинах.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на:
фиг. 1 - изображен схематично арматурный канат;
фиг. 2 - разрез I-I на фиг. 1.;
фиг. 3 - разрез II-II на фиг. 1.;
фиг. 4 - центральная проволока каната с частичными вырывами;
фиг. 5 - разрез по В-В фиг 4;
фиг. 6 - разрез по Г-Г фиг. 4.
Арматурный канат имеет сердечник - центральную проволоку 1 переменного диаметра по длине с расстоянием между участками с большими и меньшими диаметрами, вокруг сердечника 1 навиты два слоя проволок, имеющих одинаковые диаметры по длине: внутренний слой 2 - круглые проволоки меньшего диаметра, которые плотно примыкают вокруг сердечника 1, образуя семипроволочную прядь, вокруг внутреннего слоя 2 навит один наружный слой 3 - круглые проволоки большего диаметра, что вызвано потребностью увеличения несущей способности каната. По всей длине каната образуются утолщения, образуемые вследствие того, что сердечник 1 (круглая проволока) имеет по длине переменные диаметры. Такие утолщения играют роль внутренних анкеров, способствующих повышенной анкеровке предполагаемого каната в бетоне.
Арматурный канат выполнен по длине переменного диаметра (D1 и D2) и его участки фиг. 3 большего диаметра (D2) периодически чередуются с участками фиг. 2 меньшего диаметра (D1) и плавно переходят один в другой.
Предлагаемая конструкция канатов может быть изготовлена на существующих свивочных машинах, а проволоки переменного плавно меняющегося диаметра могут быть изготовлены методом штампования или изготовлены путем протяжки исходной круглой проволоки через специальные фильеры сборно-разборной конструкции, обеспечивающих получение круглой проволоки переменного диаметра.
В процессе изготовления армированных предварительно напряженных железобетонных конструкций, например, пролетных строений мостов (или иных деталей), на упорах стенда стационарного или передвижного производят натяжение каната, выполненного в соответствии с фиг. I-V, в результате чего происходит деформирование проволок, в процессе которой проволоки внутреннего слоя - повива 2 будут плотно прижаты к центральной проволоке (сердечнику) 1, имеющей переменный диаметр, соответственно проволоки внешнего слоя - повива 3 будут прижаты к проволокам внутреннего слоя - повива 2. При этом имеющиеся зазоры между центральной проволокой (сердечником) 1 и проволоками внутреннего 2 и внешнего 3 слоев - повивов будут при натяжении каната выбраны и все проволоки каната займут фиксированное положение одна относительно другой.
2
1
При бетонировании зазоры между наружными слоями 3 и внутренними слоями 2 (проволоками) в местах, где диаметры центральной проволоки (сердечника) 1 наибольшие, будут заполнены бетоном, что способствует фиксации каната в бетоне. Основной же эффект заклинивания каната в бетоне достигается тем, что фактически по всей длине каната в тех местах, где имеются уширения, т.е. большего диаметра D возникает эффект клина. Это исключает проскальзывание каната в бетоне и его вывинчивание как на начальных стадиях загружения железобетонной конструкции, так и в процессе ее эксплуатации. При этом отпадает необходимость во внутренних анкерах на канатах, поскольку участки большего диаметра арматурного каната идущие через определенный интервал по всей длине, равные L=d*n (см. фиг. IV, где n - шаг свивки внутренних 2 и внешних проволок 3 каната) играют роль внутренних анкеров и благодаря этому проскальзывание каната, его вывинчивание из бетона не происходит.
Предлагаемый арматурный канат может широко использоваться в производстве армированных предварительно напряженных железобетонных конструкций, испытывающих большие динамические нагрузки, в связи с чем в таких конструкциях возникает необходимость надежной анкеровки канатов в бетоне.
Пример конструкции тринадцатипроволочных арматурного каната двойной свивки переменного диаметра К13-18Р и К-13-21Р, обладающих повышенным сцеплением с бетоном:
Для изготовления каната принимаются гладкие проволоки А, изготавливаемые по ГОСТ 7348-81 или аналогичные ему (см. табл. 1).
В канатах шифров К-13-18Р и К13-21Р сердечником 1 служит семипроволочная прядь, состоящая из центральной круглой проволоки переменного периодически плавно меняющегося диаметра, вокруг которой навиваются в один слой круглые проволоки внутреннего слоя 2 одинакового постоянного диаметра. Вокруг пряди навиваются в один слой шесть наружных круглых проволок равного диаметра (см. фиг. 2), при этом круглые проволоки верхнего слоя 3 имеют больший диаметр, чем проволоки пряди внутреннего слоя 2.
Механические свойства канатов группы Р регламентируются (см. табл. 2).