ПРЕДНАПРЯЖЕННАЯ СТАЛЕБЕТОННАЯ БАЛКА

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована в качестве балок перекрытий жилых и общественных зданий.
Известно сталебетонная преднапряженная балка, включающая стальные двутавровые профили, анкерные стержни, преднапряженную гибкую арматуру с обеих сторон профиля и бетон заполнения (см. патент на полезную модель №155802 Е04С 3/294, 2015).
Недостатком сталебетонной преднапряженной балки является невозможность равномерного распределения усилий преднапряжения. Это приводит к перегрузке одной ветви системы преднапряжения относительно другой и снижает как общую несущую способность балки, так и надежную работу системы преднапряжения.
Известна сталежелезобетонная преднапряженная балка включающая стальные профили образующие двутавровое сечение, анкерные стержни, преднапряженную гибкую арматуру, у которой в торцах стального профиля установлены с возможностью поворота для регулирования усилий преднапряжения уголковые коротыши (см. патент на полезную модель №165473 Е04 с 3/294, опуб. в бюл. №29 20.10.2016 г.).
Недостатками сталежелезобетонной преднапряженной балки являются ослабление сечения стенки балки вырезом для размещения уголкового коротыша, слабая несущая способность опорной зоны балки из-за отсутствия опорных ребер.
Наиболее близкой является преднапряженная стальная обетонированная балка, включающая стальные двутавровые профили, имеющие анкерные элементы, продольные арматурные стержни и бетон заполнения у которой в торцевой части балки установлены несколько стальных пластин с возможностью поворота.
Недостатками преднапряженной балки являются трудоемкость выполнения опорных ребер, ослабление выравнивания усилий преднапряжения в спаренных арматурных стержнях после обетонирования, уменьшение усилий преднапряжения по мере удаления от торца, т.е. в расчетном сечении в середине балки по которому определяется несущая способность преднапряженной балки от эксплуатационной нагрузки.
Полезная модель направлена на повышение общей несущей способности сталебетонной балки за счет сохранения выравнивания усилий в ветвях преднапряженной арматуры.
Результат достигается тем, что в сталебетонной балке, включающей стальной профиль цельного или составного двутаврового сечения, имеющей продольные преднапряженные арматурные стержни и бетон замоноличивания согласно полезной модели в торцевой части балки установлен поворотный отсек ребра, в котором с обоих концов натяжным узлом закреплены концы продольных арматурных стержней, при этом для центрирования поворотного ребра, в средней части своей длины оно приварено на «прихватках» к стенке балки, а арматурные стержни заключены в неметаллические толстостенные трубки, в торцевой части в составные патрубки. В торцевой части установлено дополнительное опорное ребро, которое соединено с торцевым ребром балки посредством составных патрубков одна часть которых приварена к торцевому, а другая - к промежуточному ребру, притом для возможности поворота отсека ребра у него с торцов выбрана «четверть», а одна часть составного патрубка снабжена гофрированной трубкой.
На фиг. 1 изображена преднапряженная сталебетонная балка, состоящая из двутаврового профиля цельного или составного сечения, с продольной арматурой и бетоном замоноличивания; на фиг. 2 - узел «А» торцевой части балки; на фиг. 3 - фрагмент торцевой части балки; на фиг. 4 - стык поворотного отсека ребра с боковым ребром.
Преднапряженная сталебетонная балка включает стальной профиль 1 и бетон замоноличивания 2. В концевой части балки установлен узел крепления «А» арматурного стержня 3, в котором натяжным узлом 4 закреплены концы продольных арматурных стержней 3. Для центрирования поворотного отсека ребра 5, он в средней части приварен точечным «прихватом» 6. Для изоляции от бетона 2 продольные стержни 3 пропущены через неметаллические трубы 7. Для усиления опорной части балки, в пределах опоры установлено дополнительное ребро 8, приваренное сваркой к стенке и полкам профиля 1. К поворотному отсеку 5 и дополнительному ребру 8 приварены составные части патрубка 9 и 10. Для возможности поворота отсека ребра 5 патрубок 9 снабжен гофрированной трубкой 11, а на торцах поворотного отсека 5 и бокового ребра 12 выбраны четверти которые обеспечивают зазор «А» 13.
В заводских условиях сначала на концах арматурных стержней 3 нарезают резьбу, на опорных отсеках ребра 5 выполняют отверстия под арматурные стержни 3. На «прихватках» 6 собирают отсек 5 торцевого ребра. Концы продольных стержней 3, снабженные резьбой под гайку натяжного узла 4 пропускают через трубки 7, 9 и 10, а также через отверстия ребер 5 и 8 (фиг. 2), надевают гайку 4 и затягивают гибкие продольные стержни 3, создавая преднапряжение. После подготовительных процедур производят замоноличивание бетоном 2 боковых полостей цельного (фиг. 1) или составного двутавра.
Такое саморегулируемое выполнение преднапряжения продольной гибкой арматуры позволяет равномерно распределить усилия преднапряжения, исключает перегрузку отдельных ветвей за счет изоляции контакта продольных арматурных стержней с бетоном, повышает жесткость и общую несущую способность балки и надежность работы системы преднапряжения.
Собранная преднапряженная стальная обетонированная балка увеличивает жесткость, трещиностойкость, общую несущую способность и надежность, а также уменьшает материалоемкость составной балки.