RU2035564C1

RU2035564C1 - Deformed bar

Info

Publication number: RU2035564C1
Authority: RU
Inventors: А.Б. Стеблов; В.Ф. Дышлевич; А.Н. Бондаренко; В.Н. Асанов; Г.Л. Бобренок; В.А. Олейник; В.В. Парусов; И.Н. Тихонов; С.Л. Свечников; В.А. Токмаков
Original assignee: Белорусский Металлургический Завод; Институт черной металлургии
Priority date: 1991-06-24
Filing date: 1991-06-24
Publication date: 1995-05-20

Abstract

FIELD: construction. SUBSTANCE: deformed bar has core with ellipse cross-section and inclined sickle-shaped ribs located on core surface. Rib tops are confined by circumference whose diameter is equal to large axis of ellipse of core cross-section. Ellipse small-to- large axes ratio is 0.7-0.85, and ratio of distance between foci of ellipse to its large axis is 0.58-0.62. Inclined protrusions follow pattern oif multistart helical line with pitch equalling 0.7-1.2 of profile nominal diameter and oriented at angle of 40-60 deg. to rod longitudinal axis, and their width amounts to 0.09-0.11 of profile nominal diameter. Besides, multistart helical line has right-hand start on one rod semisurface, and left-hand start on the other rod semisurface. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к арматурным элементам, предназначенным для армирования железобетонных конструкций. The invention relates to reinforcing elements intended for reinforcing reinforced concrete structures.

Известна арматурная сталь периодического профиля с плавно сопрягающимися с боковой поверхностью выступами, идущими по винтовой линии, причем поперечное сечение образовано замкнутой кривой с определенным соотношением осей, угол подъема винтовой линии принят постоянным около 30^о [1]
Недостатком данного решения является низкий предел выносливости при циклическом нагружении.Known reinforcing steel of a periodic profile with protrusions smoothly mating with the side surface running along a helical line, and the cross section is formed by a closed curve with a certain ratio of the axes, the helical angle of elevation is assumed to be constant about 30 ^about [1]
The disadvantage of this solution is the low fatigue limit under cyclic loading.

Наиболее близким к изобретению является арматурный стержень, содержащий сердечник с поперечным сечением в форме эллипса и расположенные на поверхности сердечника наклонные серповидные выступы (ребра), вершины которых ограничены окружностью диаметром, равным большей оси эллипса сечения сердечника, в котором отношение малой оси эллипса сечения сердечника к его большей оси составляет 0,7.0,85, в отношение расстояния между фокусами эллипса и его большей оси составляет 0,58.0,62 [2]
Недостатком данного технического решения является несоответствие эксплуатационных характеристик арматурного стержня малых профилеразмеров требованиям к арматуре строительных конструкций, предназначенных для сейсмоопасных районов.Closest to the invention is a reinforcing bar containing a core with an elliptical cross-section and inclined crescent-shaped protrusions (ribs) located on the surface of the core, the vertices of which are bounded by a circle with a diameter equal to the larger axis of the ellipse of the core section, in which the ratio of the minor axis of the cross section of the core to its major axis is 0.7.0.85, in relation to the distance between the foci of the ellipse and its larger axis is 0.58.0.62 [2]
The disadvantage of this technical solution is the mismatch of the operational characteristics of the reinforcing bar of small profile sizes with the requirements for the reinforcement of building structures intended for earthquake-prone areas.

Целью изобретения является повышение эксплуатационных характеристик без снижения технологичности производства. The aim of the invention is to increase operational characteristics without reducing the manufacturability.

Указанная цель достигается тем, что наклонные ребра выполнены по многозаходной винтовой линии с шагом, равным 0,7.1,2 номинального диаметра профиля, и ориентированы под углом 40.60^о к продольной оси стержня, а их ширина составляет 0,09.0,11 номинального диаметра профиля. Кроме того, многозаходная винтовая линия имеет на одной поверхности стержня правый, а на другой левый заходы.This goal is achieved by the fact that the inclined ribs are made on a multi-helix line with a step equal to 0.7.1.2 of the nominal diameter of the profile, and are oriented at an angle of 40.60 ^about to the longitudinal axis of the rod, and their width is 0.09.0.11 of the nominal diameter of the profile. In addition, a multi-helix line has right approaches on one surface of the rod and left approaches on the other.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид арматурного стержня; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a General view of the reinforcing bar; in FIG. 2, section AA in FIG. 1.

Верхний предел шага наклонных выступов обусловлен эксплуатационными требованиями к арматурному стержню. При увеличении шага выступов более 1,2 номинального диаметра арматурного профиля (соответствующего номинальному диаметру равновеликого по площади поперечного сечения гладкого профиля) не соблюдается условие постоянства расчетной площади сечения по всей длине профиля, что приводит к ухудшению условий работы арматуры в бетоне. Так, согласно испытаниям по сравнению с прототипом предел выносливости при циклическом нагружении снижается на 13-15% для сталей с пределом текучести не менее 392 Н/мм² и на 8-11% для сталей с пределом текучести не менее 590 Н/мм². Уменьшение шага выступов менее 0,7 d_ном не приводит к дальнейшему увеличению эксплуатационных характеристик арматурного стержня, однако обуславливает увеличение массы профиля, т.е. повышение расхода металла. Кроме того, увеличение числа проточек в валках вызывает дополнительные затраты при нарезке валков, а также повышение износа калибров при прокатке.The upper pitch limit of the inclined protrusions is determined by the operational requirements for the reinforcing bar. With an increase in the step of the protrusions over 1.2 of the nominal diameter of the reinforcing profile (corresponding to the nominal diameter of a smooth profile of equal cross-sectional area), the condition for the constancy of the calculated cross-sectional area along the entire length of the profile is not met, which leads to a deterioration in the working conditions of the reinforcement in concrete. So, according to tests, in comparison with the prototype, the endurance limit under cyclic loading is reduced by 13-15% for steels with a yield strength of at least 392 N / mm ² and by 8-11% for steels with a yield strength of at least 590 N / mm ² . A decrease in the pitch of the protrusions less than 0.7 d _nom does not lead to a further increase in the operational characteristics of the reinforcing bar, however, it causes an increase in the mass of the profile, i.e. increased metal consumption. In addition, an increase in the number of grooves in the rolls causes additional costs when cutting rolls, as well as increased gauge wear during rolling.

Нижний предел угла наклона выступов к продольной оси стержня ограничен по условиям пластической деформации. С уменьшением угла наклона затрудняется затекание металла в щелевые проточки в ручье калибра, т.е. снижается высота получаемых выступов. Если с целью получения максимальной величины выступов увеличить объем металла, подаваемого в очаг деформации, то образуются лампасы по разъемам калибра (продольные ребра), что на данном профиле не допускается. Таким образом, при уменьшении угла наклона образующей выступов к продольной оси менее 40^о на арматурном стержне с данной формой сердечника невозможно получить максимальную высоту выступа, что снижает эксплуатационные свойства арматуры. При увеличении угла наклона более 60^о не обеспечивается взаимное перекрытие наклонных выступов (расположенных с оптимальным шагом), т.е. равнопрочность профиля в любом сечении. При отсутствии перекрытия нагрузочная способность стержня определяется по поперечному сечению с минимальной площадью. В этом случае выступы выполняют только функцию обеспечения сцепления с бетоном и не участвуют в работе стержня. Применение такого профиля приводит к перерасходу металла.The lower limit of the angle of inclination of the protrusions to the longitudinal axis of the rod is limited by the conditions of plastic deformation. With a decrease in the angle of inclination, it is more difficult for the metal to flow into the slotted grooves in the gauge stream, i.e. the height of the resulting protrusions is reduced. If in order to obtain the maximum value of the protrusions, the volume of metal supplied to the deformation zone is increased, then stripes are formed along the gauge connectors (longitudinal ribs), which is not allowed on this profile. Thus, as the angle of inclination of the generatrix of the projections to the longitudinal axis 40 ^of at least reinforcing bar to a given form of the core is impossible to obtain the maximum height of the projection, which reduces the performance of the reinforcement. As the angle of inclination of more than 60 is not provided ^on the inclined mutual overlapping projections (located with optimum pitch), i.e. equal strength profile in any section. In the absence of overlap, the load capacity of the rod is determined by the cross section with a minimum area. In this case, the protrusions perform only the function of providing adhesion to concrete and do not participate in the work of the rod. The use of such a profile leads to overuse of metal.

Ширина наклонных выступов незначительно влияет на эксплуатационные характеристики арматурного стержня. Однако выполнение выступа шириной менее 0,09 d_ном при заданной высоте выступов затруднено по условиям течения металла при формировании профиля. Кроме того, малая ширина выступов снижает их прочность, что приводит к снижению предела выносливости при циклическом нагружении на 1,5-4,0%
Увеличение ширины выступов более 0,11 d_ном приводит к необоснованному увеличению массы стержня, т.е. к перерасходу металла.The width of the inclined projections slightly affects the performance of the reinforcing bar. However, the implementation of the protrusion with a width of less than 0.09 d _nom at a given height of the protrusions is difficult according to the conditions of the metal flow during profile formation. In addition, the small width of the protrusions reduces their strength, which leads to a decrease in the endurance limit during cyclic loading by 1.5-4.0%
The increase in the width of the protrusions more than 0.11 d _nom leads to an unreasonable increase in the mass of the rod, i.e. to overuse of metal.

Различное направление заходов винтовой линии на разных полуповерхностях стержня способствует заклиниванию арматуры в бетоне при смещении, т.е. увеличивает сопротивление скручивания. Исследования показали, что по сравнению с аналогичным арматурным профилем с наклонными выступами, идущими по винтовым линиям с одинаковым заходом на обеих сторонах стержня, относительная устойчивость к проворачиванию заявляемого профиля на 16-20% выше. The different direction of helix approaches on different semi-surfaces of the rod contributes to jamming of reinforcement in concrete during displacement, i.e. increases twisting resistance. Studies have shown that, compared with a similar reinforcing profile with inclined protrusions running along helical lines with the same approach on both sides of the bar, the relative resistance to turning of the claimed profile is 16-20% higher.

Таким образом, предлагаемый арматурный стержень периодического профиля обладает оптимальными геометрическими параметрами, удовлетворяющими как требованиям к арматуре для железобетонных конструкций для сейсмоопасных районов, так и условиям технологичности его производства на современных сортовых станах. Thus, the proposed reinforcing bar of a periodic profile has optimal geometric parameters that satisfy both the requirements for reinforcement for reinforced concrete structures for earthquake-prone areas and the conditions of manufacturability of its production on modern high-quality mills.

Claims

1. REINFORCED ROD OF A PERIODIC PROFILE, comprising a core with an elliptical cross-section and inclined sickle-shaped ribs located on its surface, the vertices of which are bounded by a circle with a diameter equal to the major axis of the core section ellipse, the ratio of which its minor axis is 0.7 0.85 and the ratio of the distance between the foci of the ellipse to its major axis is 0.58 0.62, characterized in that, in order to improve operational characteristics without reducing the manufacturability of production, the inclined ribs filled along a multiple helix with a step equal to 0.7 1.2 of the nominal diameter of the profile, and oriented at an angle of 40 60 ^o to the longitudinal axis of the rod, and their width is 0.09 - 0.11 of the nominal diameter of the profile.

2. The rod according to claim 1, characterized in that the multi-helix has a right on one half-surface of the rod and left approaches on the other.