ТРУБОБЕТОННЫЙ ЭЛЕМЕНТ КРУГЛОГО ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОЙ ОБОЛОЧКОЙ
TUBE-CONCRETE ELEMENT OF CIRCULAR CROSS-SECTION WITH PRESTRESSED SHELL

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при проектировании и строительстве жилых, общественных и промышленных зданий, сооружений.
Известен трубобетонный элемент круглого поперечного сечения, состоящий из стальной оболочки и предварительно обжатого или необжатого бетонного ядра внутри оболочки (Кришан А.Л., Мельничук А.С. Трубобетонные колонны квадратного сечения // Жилищное строительство. 2012. №5. С. 19-20).
Недостатками известной конструкции является то, что могут работать только при малых эксцентриситетах приложения продольной силы, быстро уменьшается несущая способность при увеличении эксцентриситета приложения сжимающей нагрузки, используемый бетон имеет значительную усадку и меньший, чем у стальной оболочки, коэффициент Пуассона, из-за чего без предварительного обжатия бетонного ядра может произойти нарушение совместной работы ядра и оболочки при эксплуатационных нагрузках. Из-за значительной продольной деформации трубобетонного элемента не полностью используется повышенная прочность объемно сжатого бетона ядра.
Техническими результатами являются повышение несущей способности трубобетонного элемента, снижение его веса, экономия металла, бетона, улучшение условий совместной работы бетонного ядра и оболочки.
Указанные технические результаты достигаются тем, что по наружной поверхности оболочки трубобетонных элементов круглого поперечного сечения по спирали с натяжением навита арматура.
Эффект обоймы дополнительно повышает сопротивление бетона при сжатии внутри труб. Но из-за усадки и разных коэффициентов Пуассона бетона (0,18-0,24) и стальной трубы (0,3) через несколько лет обычный бетон может отслаиваться от внутренних стенок труб. В результате нарушается сцепление бетона с внутренней поверхностью труб. Это может привести к снижению несущей способности при эксплуатационных нагрузках. Предварительное обжатие оболочки нивелирует разницу в коэффициентах Пуассона бетона и металлической оболочки, повышает ее несущую способность при экономии металла, обеспечивает лучшую совместную работу бетонного ядра и внешней стальной оболочки при эксплуатационных нагрузках.
Предварительное обжатие оболочки навивкой напрягаемой арматуры по наружной поверхности оболочки по спирали удобнее делать в заводских условиях. В качестве напрягаемой арматуры могут быть использованы проволока, канаты, ленты. В зависимости от предъявляемых к конструкции требований напрягаемая арматура может иметь или не иметь площадку текучести.
Трубобетонный элемент должен быть надежно защищен от огня при пожаре (при температуре более 200°C предварительное напряжение в арматуре безвозвратно исчезает).
Конструкция трубобетонного элемента круглого поперечного сечения с предварительно напряженной оболочкой поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлено продольное сечение 1-1 фрагмента трубобетонного элемента круглого поперечного сечения с навитой по спирали напрягаемой арматурой. На фиг. 2 представлено его поперечное сечение 2-2.
Трубобетонный элемент круглого поперечного сечения с предварительно напряженной оболочкой состоит из предварительно напряженной оболочки 1, предварительно обжатого или необжатого ядра 2 из бетона внутри оболочки, арматуры 3, навитой по спирали с натяжением по наружной поверхности оболочки 1.