[go: up one dir, main page]

RU2167985C1 - Pre-stressed tubular-concrete member with fan reinforcement - Google Patents

Pre-stressed tubular-concrete member with fan reinforcement Download PDF

Info

Publication number
RU2167985C1
RU2167985C1 RU99127001A RU99127001A RU2167985C1 RU 2167985 C1 RU2167985 C1 RU 2167985C1 RU 99127001 A RU99127001 A RU 99127001A RU 99127001 A RU99127001 A RU 99127001A RU 2167985 C1 RU2167985 C1 RU 2167985C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
concrete
core
tubular
case
stressing
Prior art date
Application number
RU99127001A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
У.А. Ямлеев
А.Н. Никашин
Р.Э. Камалтдинов
Original Assignee
Ульяновский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ульяновский государственный технический университет filed Critical Ульяновский государственный технический университет
Priority to RU99127001A priority Critical patent/RU2167985C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2167985C1 publication Critical patent/RU2167985C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Reinforcement Elements For Buildings (AREA)
  • Manufacturing Of Tubular Articles Or Embedded Moulded Articles (AREA)
  • Rod-Shaped Construction Members (AREA)

Abstract

FIELD: construction engineering; erection of building structures subject to eccentric compression. SUBSTANCE: pre- stressed member has external case made in the form of metal tube, concrete kernel made of self-stressing concrete and core installed in the latter; core is assembled of high-strength die-rolled section reinforcing bars; mentioned bars ensure adequate cohesion with concrete; they are fanning out from center to ends of case and are rigidly fixed in case holes by means of arc welding. Supporting slabs are fastened on ends of external case to form enclosed space providing for pre-stressing in tubular-concrete member and for joining beams of floors, coverings, and other structures. Tension stresses will be set up in reinforcing bars after concreting the member due to self-stressing concrete kernel located inside case; mentioned tension stresses will cause bending of member due to their fan pattern. Applying eccentric thrusts to tubular-concrete member will first cause backward bending, and only after that member will sag to extent below rated by amount of backward bending, that is, strength of tubular-concrete member will be very high. EFFECT: improved stability of structure; enhanced bearing capacity; reduced metal input. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при изготовлении конструкций, работающих на внецентренное сжатие. The invention relates to the field of construction and can be used in the manufacture of structures operating on eccentric compression.

Известна конструкция, работающая на сжатие, представляющая собой металлическую трубу, заполненную бетоном (см. А.И. Кикин, Р.С. Санжаровский, В. А. Труль Конструкции из стальных труб, заполненных бетоном.- М.: Стройиздат, 1974, с. 64). Known design, working in compression, which is a metal pipe filled with concrete (see A.I. Kikin, R.S. Sanzharovsky, V.A. Trul Designs of steel pipes filled with concrete.- M .: Stroyizdat, 1974, p. 64).

Недостатки этой конструкции - большая собственная масса, значительный расход металла, пониженная жесткость. The disadvantages of this design are its large dead weight, significant metal consumption, and reduced stiffness.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранный в качестве прототипа высокопрочный железобетонный элемент, работающий на сжатие и содержащий наружную металлическую оболочку, бетонное ядро и размещенный в нем сердечник; по торцам наружной оболочки закреплены опорные плиты, сердечник выполнен в виде продольных высокопрочных стержней, сгруппированных в пучки или канаты, а в опорных плитах выполнены пазы, в которые заведены концы продольных стержней (авт. св. СССР N 580292, E 04 C 3/30, 1977). The closest in technical essence to the claimed invention is selected as a prototype high-strength reinforced concrete element, working in compression and containing an outer metal shell, a concrete core and a core placed in it; Support plates are fixed at the ends of the outer shell, the core is made in the form of longitudinal high-strength rods grouped in bundles or ropes, and in the base plates grooves are made in which the ends of the longitudinal rods are wound (ed. St. USSR N 580292, E 04 C 3/30 , 1977).

Недостатком этой конструкции является, во-первых, то, что бетонное ядро элемента предназначено главным образом не для восприятия сжимающих нагрузок, а для предотвращения потери устойчивости высокопрочных стержней, расположенных параллельно продольной оси элемента. Во-вторых, принятое в прототипе армирование не обеспечивает устойчивость самого железобетонного элемента при действии значительных сжимающих нагрузок, приложенных с большим эксцентриситетом. The disadvantage of this design is, firstly, that the concrete core of the element is not intended primarily for the perception of compressive loads, but to prevent the loss of stability of high-strength rods parallel to the longitudinal axis of the element. Secondly, the reinforcement adopted in the prototype does not ensure the stability of the reinforced concrete element itself under the action of significant compressive loads applied with a large eccentricity.

Технический результат - повышение устойчивости трубобетонной конструкции, работающей на внецентренное сжатие, при одновременном повышении несущей способности и снижении металлоемкости. The technical result is an increase in the stability of a pipe-concrete structure working for eccentric compression, while increasing the bearing capacity and reducing the metal consumption.

Указанный технический результат достигается тем, что в трубобетонном элементе содержится наружная оболочка в виде металлической трубы, бетонное ядро и размещенный в нем сердечник. Особенностью является то, что сердечник выполнен в виде арматурных стержней, расходящихся веером от середины к концам оболочки - трубы и жестко закрепленных в ее теле. The specified technical result is achieved by the fact that in the concrete element contains an outer shell in the form of a metal pipe, a concrete core and a core placed therein. The peculiarity is that the core is made in the form of reinforcing bars that fan out from the middle to the ends of the shell - the pipe and is rigidly fixed in its body.

Кроме того, ядро выполнено из напрягающего бетона, а по торцам наружной оболочки закреплены опорные плиты, служащие для создания замкнутого пространства, обеспечивающего преднапряжение в трубобетонном элементе, а также соединения элемента с балками перекрытий, покрытий и прочими конструкциями. In addition, the core is made of tensile concrete, and base plates are fixed at the ends of the outer shell, which serve to create an enclosed space that provides prestressing in the concrete element, as well as connecting the element with floor beams, coatings and other structures.

В связи с наличием внутри оболочки ядра из напрягающего бетона в арматурных стержнях сердечника сразу после бетонирования элемента возникают растягивающие напряжения, которые благодаря веерному расположению стержней приводят к выгибу элемента по всей длине. Due to the presence of a core of tensile concrete inside the core, tensile stresses arise in the reinforcing rods of the core immediately after concreting the element, which, due to the fan arrangement of the rods, leads to the bending of the element along the entire length.

При приложении нагрузки к трубобетонному элементу с эксцентриситетом сначала выбирается обратный выгиб и только затем может появиться прогиб элемента, величина которого в предлагаемой конструкции будет меньше расчетного на величину обратного выгиба, то есть жесткость трубобетонного элемента будет увеличена без увеличения поперечного сечения. When a load is applied to a pipe-concrete element with an eccentricity, the reverse bend is first selected and only then can the element bend, the value of which in the proposed design will be less than the calculated one by the value of the reverse bend, that is, the stiffness of the pipe-concrete element will be increased without increasing the cross section.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. The analysis of the prior art by the applicant made it possible to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention.

Определение прототипа позволило выявить совокупность существенных по отношению к техническому результату отличительных признаков в заявленном решении. The definition of the prototype allowed us to identify a set of essential distinguishing features in relation to the technical result in the claimed solution.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна". Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности, заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:
- дополнение известного средства какой-либо известной частью (частями), присоединяемой (присоединяемыми) к нему по известным правилам для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений;
- замена какой-либо части (частей) известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;
- исключение какой-либо части (элемента) средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата (упрощение, уменьшение массы, габаритов, материалоемкости, повышение надежности и пр.);
- увеличение количества однотипных элементов для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов;
- выполнение известного средства или его части (частей) из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами этого материала;
- создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил, рекомендаций, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связей между ними.
To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search of the known, in order to identify features that match the distinctive features of the claimed device from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art determined by the applicant for the specialist, the effect of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention on the achievement of the technical result is not revealed, in particular, the following transformations are not provided for by the claimed invention:
- addition of a known product by any known part (s) attached to it according to known rules to achieve a technical result in respect of which the effect of such additions is established;
- replacement of any part (s) of a known product with another known part to achieve a technical result, in respect of which the effect of such a replacement is established;
- the exclusion of any part (element) of the product with the simultaneous exclusion of its function and the achievement of the usual result for such exclusion (simplification, reduction of mass, dimensions, material consumption, increased reliability, etc.);
- an increase in the number of elements of the same type to enhance the technical result due to the presence in the tool of just such elements;
- the implementation of a known tool or part (s) of a known material to achieve a technical result due to the known properties of this material;
- creating a tool consisting of known parts, the choice of which and the connection between them are based on known rules, recommendations, and the technical result achieved in this case is due only to the known properties of the parts of this tool and the connections between them.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака (признаков), представлении таких признаков во взаимосвязи либо изменении ее вида. Имеется в виду случай, когда известен факт влияния каждого из указанных признаков на технический результат, и новые значения этих признаков или их взаимосвязь могли быть получены исходя из известных зависимостей, закономерностей. The described invention is not based on a change in a quantitative characteristic (s), the presentation of such signs in relationship or a change in its appearance. This refers to the case when the fact of the influence of each of these characteristics on the technical result is known, and new values of these signs or their relationship could be obtained on the basis of known dependencies and patterns.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень". Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

На чертежах приведены продольный (фиг. 1) и поперечный (фиг. 2) разрезы предлагаемого элемента. The drawings show the longitudinal (Fig. 1) and transverse (Fig. 2) sections of the proposed element.

Трубобетонный преднапряженный элемент с веерным армированием состоит из наружной оболочки в виде металлической трубы 1, бетонного ядра 2, выполненного из напрягающего бетона, и размещенного в нем сердечника, представляющего собой высокопрочные арматурные стержни 3 периодического профиля, расходящиеся веером от середины к концам оболочки 1 и жестко закрепленные в ее отверстиях 4 с помощью дуговой сварки. По торцам наружной оболочки закреплены опорные плиты 5. The pipe-reinforced concrete prestressed element with fan reinforcement consists of an outer shell in the form of a metal pipe 1, a concrete core 2 made of tensile concrete, and a core placed in it, which is a high-strength reinforcing rods 3 of a periodic profile, fan-shaped diverging from the middle to the ends of the shell 1 and rigidly fixed in its holes 4 using arc welding. Base plates 5 are fixed at the ends of the outer shell.

Количество арматуры, ее класс и степень напряжения (марка напрягающего бетона) должны устанавливаться расчетом по СниП 2.03.01-84 "Бетонные и железобетонные конструкции" в зависимости от конкретной расчетной схемы. The number of reinforcement, its class and degree of stress (brand of tensile concrete) should be established by calculation according to SNiP 2.03.01-84 "Concrete and reinforced concrete structures" depending on the specific design scheme.

Изготовление элемента и его последующая работа осуществляются следующим образом. The manufacture of the element and its subsequent work are as follows.

Берется металлическая труба 1 определенного диаметра и необходимой длины. На поверхности трубы высверливаются отверстия 4 требуемого диаметра с раззенковкой, в которые затем вставляются арматурные стержни 3 периодического профиля и завариваются дуговой сваркой заподлицо с наружной поверхностью трубы 1. Затем труба заглушается с одного конца опорной плитой 5 путем заваривания дуговой сваркой по всему периметру. A metal pipe 1 of a certain diameter and the required length is taken. On the pipe surface, holes 4 of the required diameter are drilled with countersink, into which the reinforcing rods 3 of the periodic profile are then inserted and welded by arc welding flush with the outer surface of the pipe 1. Then the pipe is sealed from one end by the base plate 5 by welding around the entire perimeter by arc welding.

Подготовленная труба заполняется пластичной бетонной смесью на напрягающем цементе с уплотнением на вибростоле или глубинным вибратором. После окончания бетонирования труба заглушается со второго конца второй опорной плитой, имеющей небольшое отверстие для окончательного заполнения внутреннего пространства трубы. The prepared pipe is filled with a plastic concrete mixture on a tensile cement with a seal on a vibrating table or a deep vibrator. After concreting, the pipe is drowned from the second end by a second base plate having a small hole for the final filling of the inner space of the pipe.

Твердение заформованной конструкции может осуществляться в нормальных условиях или подвергаться тепловлажной обработке с целью ускорения твердения бетона. Hardening of the molded structure can be carried out under normal conditions or subjected to heat and moisture treatment in order to accelerate hardening of concrete.

После достижения бетоном проектной прочности в арматурных стержнях сердечника возникают растягивающие напряжения, которые благодаря их веерному расположению приводят к выгибу элемента по всей его длине. После этого трубобетонный преднапряженный элемент может быть подвергнут нагружению эксплуатационной нагрузкой. After the concrete reaches its design strength, tensile stresses arise in the core reinforcing rods, which, due to their fan arrangement, lead to the bending of the element along its entire length. After that, the pipe-concrete prestressed element can be subjected to operational loading.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного устройства следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в строительстве, а именно в качестве колонны каркасов многоэтажных зданий, стоек, свай, тяжелонагруженных рам машин, пролетных строений мостов и т.п.;
- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Thus, the above information indicates the following conditions are met when using the claimed device:
- a tool embodying the claimed device in its implementation, is intended for use in construction, namely as a column of frames of multi-storey buildings, racks, piles, heavy-loaded machine frames, bridge spans, etc .;
- for the claimed device in the form described in the independent clause of the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application or known prior to the priority date is confirmed;
- a tool embodying the claimed invention in its implementation, is able to ensure the achievement of the perceived by the applicant technical result.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость". Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims (1)

Трубобетонный преднапряженный элемент с веерным армированием, работающий на внецентренное сжатие, содержащий наружную оболочку в виде металлической трубы, бетонное ядро и размещенный в нем сердечник, отличающийся тем, что сердечник выполнен в виде арматурных стержней, расходящихся веером от середины к концам оболочки и жестко закрепленных в ней, причем ядро выполнено из напрягающего бетона и по торцам наружной оболочки закреплены опорные плиты. Pipe-concrete pre-stressed element with fan reinforcement working for eccentric compression, containing an outer shell in the form of a metal pipe, a concrete core and a core placed in it, characterized in that the core is made in the form of reinforcing bars that fan out from the middle to the ends of the shell and are rigidly fixed in her, and the core is made of stressful concrete and base plates are fixed at the ends of the outer shell.
RU99127001A 1999-12-24 1999-12-24 Pre-stressed tubular-concrete member with fan reinforcement RU2167985C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99127001A RU2167985C1 (en) 1999-12-24 1999-12-24 Pre-stressed tubular-concrete member with fan reinforcement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99127001A RU2167985C1 (en) 1999-12-24 1999-12-24 Pre-stressed tubular-concrete member with fan reinforcement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2167985C1 true RU2167985C1 (en) 2001-05-27

Family

ID=20228464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99127001A RU2167985C1 (en) 1999-12-24 1999-12-24 Pre-stressed tubular-concrete member with fan reinforcement

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2167985C1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2319817C2 (en) * 2005-05-30 2008-03-20 Пензенский государственный университет архитектуры и строительства Double-span building frame
RU2492294C1 (en) * 2011-12-27 2013-09-10 Открытое акционерное общество "Волгомост" Pipe concrete pile with reinforced base and method of its erection
RU2632798C1 (en) * 2016-04-14 2017-10-09 Олег Юрьевич Моисеев Tube-concrete prestressed beam
RU175705U1 (en) * 2017-06-09 2017-12-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" COMPOSITE RACK FOR SUPPORT OF BRIDGE STRUCTURES
RU2651717C1 (en) * 2016-06-27 2018-04-23 СиЭнЭс ИНГ Ко., Лтд Concrete-filled tubular member farms and truss structure
RU2669814C1 (en) * 2017-12-05 2018-10-16 Дмитрий Николаевич Парышев Pipe concrete prestressed beam
RU2675273C2 (en) * 2017-12-22 2018-12-18 Дмитрий Николаевич Парышев Tube-concrete beam
RU2720906C1 (en) * 2019-03-28 2020-05-14 Валерий Васильевич Харин Span structure of bridge

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0195552A2 (en) * 1985-03-05 1986-09-24 SHIMIZU CONSTRUCTION Co. LTD. Concrete filled steel tube column and method of constructing same
RU2099488C1 (en) * 1995-05-15 1997-12-20 Акционерное общество открытого типа Научно-исследовательский институт транспортного строительства (ЦНИИС) Method of production of columns
RU2121045C1 (en) * 1997-05-20 1998-10-27 Открытое акционерное общество открытого типа Научно-исследовательский институт транспортного строительства Column
RU2127788C1 (en) * 1993-07-12 1999-03-20 Сиуард Интернешнл Инк. Elongated structural member and method of its production

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0195552A2 (en) * 1985-03-05 1986-09-24 SHIMIZU CONSTRUCTION Co. LTD. Concrete filled steel tube column and method of constructing same
RU2127788C1 (en) * 1993-07-12 1999-03-20 Сиуард Интернешнл Инк. Elongated structural member and method of its production
RU2099488C1 (en) * 1995-05-15 1997-12-20 Акционерное общество открытого типа Научно-исследовательский институт транспортного строительства (ЦНИИС) Method of production of columns
RU2121045C1 (en) * 1997-05-20 1998-10-27 Открытое акционерное общество открытого типа Научно-исследовательский институт транспортного строительства Column

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КИКИН А.И. и др. Конструкции из стальных труб, заполненных бетоном. -М.: Стройиздат, 1974, с. 13-18. *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2319817C2 (en) * 2005-05-30 2008-03-20 Пензенский государственный университет архитектуры и строительства Double-span building frame
RU2492294C1 (en) * 2011-12-27 2013-09-10 Открытое акционерное общество "Волгомост" Pipe concrete pile with reinforced base and method of its erection
RU2632798C1 (en) * 2016-04-14 2017-10-09 Олег Юрьевич Моисеев Tube-concrete prestressed beam
RU2651717C1 (en) * 2016-06-27 2018-04-23 СиЭнЭс ИНГ Ко., Лтд Concrete-filled tubular member farms and truss structure
RU175705U1 (en) * 2017-06-09 2017-12-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" COMPOSITE RACK FOR SUPPORT OF BRIDGE STRUCTURES
RU2669814C1 (en) * 2017-12-05 2018-10-16 Дмитрий Николаевич Парышев Pipe concrete prestressed beam
RU2675273C2 (en) * 2017-12-22 2018-12-18 Дмитрий Николаевич Парышев Tube-concrete beam
RU2720906C1 (en) * 2019-03-28 2020-05-14 Валерий Васильевич Харин Span structure of bridge

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9765521B1 (en) Precast reinforced concrete construction elements with pre-stressing connectors
JP4034734B2 (en) An indirect prestressed concrete roof ceiling structure with a flat bottom plate
Memon et al. Seismic resistance of square concrete columns retrofitted with glass fiber-reinforced polymer
WO1999049155A1 (en) Retrofitting existing concrete columns by external prestressing
US20050050837A1 (en) Meshed (porous) steel pipe/tube used as concrete reinforcement
CN100529264C (en) Method of applying prestress and connecting means used therein and prestressed concrete beam therefrom
RU2167985C1 (en) Pre-stressed tubular-concrete member with fan reinforcement
CN109811948A (en) A large-span double-prestressed composite frame and floor system and construction method
CN207469441U (en) A kind of prefabricated assembled overlapping beam column connecting portion presstressed reinforcing steel strengthens joint structure
JP6352092B2 (en) Junction structure
RU2675002C1 (en) Preliminary stress-bearing reinforced beam
Herlihy Precast concrete floor support and diaphragm action
RU2789683C1 (en) Hybrid beam
KR100767145B1 (en) Construction method of prestressed concrete temporary bridge that can be assembled and dismantled using lateral steel wire
JP3924231B2 (en) Reinforced structure of reinforced concrete members
KR20080099938A (en) Section steel concrete composite beam
RU2621247C1 (en) Steel-concrete beam
KR200200417Y1 (en) Deck girder of reinforced concrete slab
JP4369077B2 (en) Reinforcement structure for joints between reinforced concrete columns and beam members
RU2785075C1 (en) Method for manufacturing a prestressed wooden beam
RU2181824C1 (en) Device for strengthening of ribbed reinforced-concrete slabs
KR102869566B1 (en) Shear reinforcement
WO2005056948A1 (en) A structural element
JPH0414551A (en) Core column
KR200186307Y1 (en) Deck panel of reinforced concrete slab