АРМОМЕТАЛЛОБЛОК
REINFORCED METAL BLOCK

Изобретение относится к области строительства, а именно - к строительству подземных и частично заглубленных в грунт железобетонных сооружений различного назначения и конфигурации.
Известен способ для изготовления и монтажа сборных тонких железобетонных сводов для мостов, путепроводов, больших подземных гаражей, убежищ и других подземных сооружений, предложенный швейцарской фирмой БЕБО (см. патент Швейцарской конфедерации №48052, МПК7 Е01G 5/02, 1969). Различные формы дуги свода изготавливаются с помощью надежно соединенных друг с другом унифицированных составных элементов в форме железобетонных плит, устанавливаемых в виде полигонального приближения к дуге свода. Для соединения железобетонных плит между собой была разработана система специальных сварных швов, расположенных как в продольном, так и поперечном направлении.
Существенными недостатками данного способа являются сложная технология монтажа сооружения, повышенная трудоемкость и удорожание строительства. Кроме того, данный способ по существу относится к сборному строительству. Понятие унифицированного армометаллоблока в данном случае применимо только по отношению к арматурному каркасу до процесса бетонирования плиты.
6
Известен также армометаллоблок (далее по тексту - АМБ), используемый для возведения обделки подземного сооружения из АМБ, содержащий внутреннюю металлоизоляцию из отвальцованного по радиусу металлического листа, ребра жесткости, выступающие за его торцы, и связи между ними в виде опорных элементов в виде поперечных полос, размещенных вдоль блока с равномерным шагом и соединенных с ребрами жесткости вертикальными пластинами, а к торцам ребер жесткости на одном с ними уровне прикреплены вертикальные пластины с отверстиями и горизонтальные пластины с одной стороны сопрягаемого блока поверх ребер жесткости, выдвинутые за их торцы наполовину длины, при этом пластина прикреплена к паре ребер, а свободные концы пластин закреплены за ребра жесткости соседнего блока (RU 2114376 С1, МПК F41Н 11/00, 29.05.1984; п.2 формулы изобретения).
Данная конструкция АМБ практически применима только для ограниченного круга подземных сооружений (в основном для подземных фортификационных объектов, подверженных механическому воздействию в ближней зоне ядерного взрыва). Она представляется недопустимо жесткой с анкерами, не заведенными в сжатую зону, т.е. представляет собой хрупко разрушаемую конструкцию. Поэтому такой АМБ принципиально не может быть рекомендован для широкого использования в практике строительства.
6
Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является АМБ, используемый при возведении комбинированной обделки специального подземного сооружения, выполненный в виде изогнутого по радиусу листа с выступающими за его торцы кольцевыми ребрами жесткости АМБ между собой, при этом арматурные стержни заведены в ячейки между ребрами тюбингов и снабжены металлическими анкерными пластинками на торцах (RU 2114377 С1, МПК F41Н 11/00, 21.05.1990).
Данное устройство, выбранное в качестве прототипа, имеет те же существенные недостатки, что и ранее рассмотренный аналог.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявленное изобретение, является совершенствование конструкции АМБ с целью создания унифицированного металлокаркасного АМБ, что позволит существенно расширить область применения АМБ на широкий круг сооружений и упростить технологию сборки обделки сооружения.
Указанный результат достигается тем, что в известном устройстве - армометаллоблоке, выполненном в виде изогнутого по радиусу R металлического листа с выступающими за его торцы кольцевыми ребрами жесткости, металлический лист имеет сквозные отверстия с заданным шагом для крепления к нему ребер жесткости и анкерующих элементов, кольцевые ребра жесткости выполнены в виде двух или более перевернутых раскосных прутковых ферм, вершинами нижних поясов присоединенных с помощью болтовых соединений к металлическому листу и к спаренным продольным арматурным стержням, изогнутым по радиусу R, в качестве дополнительного анкерующего элемента применена арматурная сетка, состоящая из прямых поперечных и изогнутых по радиусу R+h продольных стержней, где h - расстояние арматурной сетки от металлического листа, причем продольные стержни сетки, число которых равно удвоенному числу ферм, и поперечные стержни сетки, расположенные с шагом, равным шагу верхних узлов ферм, присоединены с помощью вязальной проволоки к вершинам верхних поясов каждой из ферм, при этом нижняя диафрагма вертикальной жесткости образована жестко соединенными между собой металлическим листом, вершинами нижних поясов каждой из прутковых ферм и изогнутыми по радиусу R продольными арматурными стержнями, верхняя диафрагма вертикальной жесткости образована жестко соединенными между собой вершинами верхних поясов каждой из прутковых ферм и продольными стержнями арматурной сетки, нижняя и верхняя диафрагмы горизонтальной жесткости образованы соответственно металлическим листом и поперечными стержнями арматурной сетки, присоединенными к вершинам верхнего пояса каждой из прутковых ферм, длины продольных и поперечных стержней арматурной сетки с одной стороны АМБ превышают соответственно длину и ширину металлического листа на 15-30 диаметров стержней, а на образованные выпуски нанизаны соответственно либо изогнутые по радиусу R, или прямые трубчатые гильзы длиной 10-25 диаметров стержня, крайние раскосы прутковых ферм удлинены на 15-30 их диаметров, образованные выпуски изогнуты по радиусу R+h и укомплектованы с одной стороны изогнутыми по тому же радиусу трубчатыми гильзами длиной 10-25 диаметров раскосов; по периметру металлического листа снята фаска под электросварку, на одном торце металлического листа выполнен отгиб на толщину листа длиной 15-20 мм; на отгибе и на противоположном прямом торце АМБ выполнены сквозные отверстия с заданным шагом.
Заявленное изобретение представлено на чертежах, где фиг.1 - вид в аксонометрии АМБ в сборе; фиг.2 - узел соединения двух соседних АМБ; фиг.3 - вид в разрезе бессварочного стыкового соединения арматурных стержней; фиг.4 - АМБ в сборе с соседними модулями в поперечном направлении.
АМБ состоит из металлического листа 1 (фиг.1) толщиной от 3 мм, выполняющего одновременно роль рабочей арматуры и гидроизоляции (а также - опалубки в процессе бетонирования сооружения), имеющего отверстия с заданным шагом для крепления вертикальной диафрагмы жесткости и отгиб с одной стороны для стыковки с соседним АМБ, прикрепленных к нему двух (или более) перевернутых раскосных ферм 2, нижние пояса которых образованы двумя арматурными стержнями 3, крепящихся к листу 1 при помощи болтовых соединений 7. Вершины верхних поясов ферм служат опорными элементами крепления на них арматурной сетки, состоящей из 2κ продольных закругленных по радиусу R стержней 4 (где κ - число ферм), каждая пара которых при закреплении сетки превращается в верхний пояс соответствующей фермы, и из поперечных стержней 5 (где n - число вершин каждой фермы), расположенных с шагом, равным шагу верхних узлов ферм. Таким образом, прикрепленные к металлическому листу стержни рабочей арматуры 3, раскосные фермы 2 и продольная стержневая арматура сетки 4 образуют диафрагмы вертикальной жесткости АМБ, поперечная арматура сетки 5 образует верхнюю диафрагму горизонтальной жесткости, а металлический лист - ее нижнюю диафрагму.
Длина продольных стержней 3 и 4 с одной стороны АМБ превышает длину металлического листа на 15-30 диаметров стержня. Длина поперечных стержней арматурной сетки 5 превышает ширину листа с одной стороны на 15-30 диаметров арматуры.
Все элементы АМБ изготавливаются из стандартно выпускаемой продукции и все соединения выполняются в соответствии с модульной координацией размеров в строительстве. Конкретные сортаменты металлопроката, образующие соответствующие диафрагмы жесткости, определяются при проектировании в зависимости от расчетных нагрузок, действующих на сооружение.
Соединение двух соседних АМБ в продольном направлении производится следующим образом (фиг.2 и 4):
1) Металлический лист 1 имеет отгиб с одной стороны для соединения с листом соседнего АМБ (модуля) внахлест и оба листа соединяются при помощи болтовых соединений;
2) Соединение прутковых ферм 2 соседних АМБ осуществлено удлинением крайних раскосов ферм на 15-30 их диаметров, изгибом образованных выпусков по радиусу R+h и их укомплектованием с одной стороны изогнутыми по тому же радиусу трубчатыми гильзами длиной 10-25 диаметров раскосов. Соединение выпусков осуществляется при помощи бессварочного стыкового соединения (фиг.3). В трубчатую гильзу 6 заводят два выпуска концевых ферм от двух смежных АМБ, предварительно фиксируют их крепежными болтами 8, после чего через отверстия в гильзах производят заливку быстротвердеющего цементно-песчаного раствора 9, что обеспечивает надежное соединение двух выпусков. При таком соединении растягивающее усилие прикладывается под углом к самому соединению и, следовательно, происходит еще большее заклинивание стыкуемых выпусков в трубчатой гильзе 6.
3) Выпуски арматурных стержней 3, 4 и 5 АМБ соединяют с соответствующей арматурой соседних АМБ также при помощи вышеописанных бессварочных стыковых соединений (фиг.3).
Заявленная конструкция АМБ с анкерами, заведенными в сжатую зону, не подвержена хрупкому разрушению и позволяет наиболее полно использовать деформативные характеристики сталей классов A-I и А-II при строительстве различных подземных сооружений.