Анкер, передающий поперечное усилие - RU2753333C1
Код документа: RU2753333C1
Чертежи
Описание
[001] Настоящее изобретение относится к анкеру, передающему поперечное усилие, используемому в конструктивных элементах в качестве соединительного средства для передачи больших сдвигающих сил, действующих поперечно направлению конструктивного элемента, соединительной конструкции, состоящей из такого анкера, передающего поперечное усилие, и конструктивного элемента, а также способу обеспечения передачи силы в конкретном направлении между любыми двумя телами через заданную секцию.
[002] Усиливающие системы для ввода нагрузок в бетон, известные в строительстве из бетона, обычно изготовляют из металла или пластика. Несмотря на то, что в последующих усиливающих системах, устанавливаемых после бетонирования, в основном применяют нагели, которые устанавливают после бетонирования, так называемые закладные детали представляют собой усиливающие системы стержневого типа или анкерные рейки с головочными болтами и другими элементами, имеющими более сложные формы. Термин "закладная деталь" происходит из процесса изготовления, поскольку закладные детали крепят к опалубке перед бетонированием.
[003] Например, в EP 2 743 415 A1 показан компенсационный шов строительного элемента, в котором в боковых стенках, соответственно вертикально ориентированных в установленном положении, заделаны сверхпрочной нагель и несущие втулочные двухголовые болты.
[004] EP 2 907 932 A1 раскрывает анкерный канал, для которого предусмотрен вспомогательный анкер для увеличения сопротивления сдвигающим нагрузкам.
[005] В EP 1 477 620 A1 показан фиксирующий элемент для заделки концевой секции в бетонный элемент и для поглощения поперечных сил, содержащий частичные поверхности на концевой секции, которая может быть выровнена в направлении поглощаемых поперечных сил, причем указанные частичные поверхности содержат переднюю и заднюю относительно этого направления частичные поверхности, которые расположены со смещением относительно концевой секции, и задняя частичная поверхность снабжена грунтовочным материалом.
[006] Несущие нагрузку средства в форме анкеров для сборных железобетонных изделий также известны, например, в уровне техники, как изображено на ФИГ. 1 в документе EP 0 122 521 B1.
[007] Эти анкеры, заделанные в бетон в сборных железобетонных изделиях, подвергаются в конструктивном элементе действию растягивающих и сдвигающих сил. Для эффективного поглощения нагрузок соответственно рассчитывают размеры анкеров и их количество. Обычно анкеры устанавливают в центральном положении относительно толщины конструктивного элемента, поскольку такое расположение анкеров является наиболее целесообразным с точки зрения любой нагрузки. Для поглощения растягивающих нагрузок анкеры снабжают болтами, или используют, например, гофрированные стальные анкеры. Образовавшиеся при этом выемки фиксируют указанные анкеры в бетоне и препятствуют их вырыванию под растягивающей нагрузкой.
[008] Однако в таких анкерах растягивающая нагрузка часто не является критической нагрузкой, а скорее является сдвигающими силами, действующими под прямым углом к растягивающим силам. При вводе сдвигающей силы, достаточной для разрушения бетона, образуются конусы отрыва бетона, начинающиеся от указанных анкеров. Под действием сдвигающей силы, введенной через анкер, образуется так называемый конус отрыва, ориентированный в направлении действия силы под углом 60° к краю конструктивного элемента. Концепция предотвращения такого растрещинивания края бетона рекомендует размещать анкер на достаточном расстоянии от его края до заданного края указанного конструктивного элемента. На таких расстояниях между краями, которые необходимо соблюдать, преобладают сдвигающие усилия, из чего следует, что они в значительной степени определяют толщину конструктивного элемента, т.е. путем увеличения толщины конструктивного элемента могут быть увеличены как разрушающая нагрузка, так и поглощаемая сдвигающая сила.
[009] Таким образом, возникает проблема передачи больших сдвигающих сил в конструктивный элемент, имеющий тонкую конструкцию.
[010] Настоящее изобретение разработано в свете вышеуказанной проблемы. Таким образом, задача настоящего изобретения состоит в создании соединительного средства для передачи больших сдвигающих сил, которое обеспечивает возможность использования конструктивных элементов, имеющих тонкую конструкцию.
[011] Для увеличения поглощаемой сдвигающей силы, желательно использовать большую часть толщины конструктивного элемента для передачи действующих нагрузок конструктивным элементам. Таким образом, в случае разрушения конус растрещинивания увеличивается и потому должен преодолевать большее сопротивление, что увеличивает разрушающую нагрузку.
[012] Исходя из этого принципа, предложен анкер, передающий поперечное усилие, имеющий признаки по п. 1, который решает описанную выше проблему.
[013] С этой целью предложен анкер, передающий поперечное усилие, для передачи сдвигающих сил, поперечных к продольному направлению конструктивного элемента, в конструктивные элементы, изготовленные преимущественно из бетона, согласно первому аспекту настоящего изобретения в качестве соединительного средства, содержащий: соединительную секцию для ввода по меньшей мере одной сдвигающей силы в указанный анкер, передающий поперечное усилие, которая соединена по меньшей мере с одной секцией приложения нагрузки, которая выполнена с возможностью контакта с указанным конструктивным элементом для передачи по меньшей мере одной составляющей силы, действующей в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче указанному конструктивному элементу, отличающийся тем, что указанная соединительная секция расположена на расстоянии в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче, от указанной секции приложения нагрузки.
[014] С использованием анкера, передающего поперечное усилие, согласно первому аспекту настоящего изобретения по меньшей мере одна сдвигающая сила может быть введена в анкер, передающий поперечное усилие, через соединительную секцию. Через секцию приложения нагрузки сдвигающая сила не только может быть передана непосредственно от соединительной секции к конструктивному элементу, но также по меньшей мере частично от секции приложения нагрузки, причем указанная секция приложения нагрузки находится в прямом контакте с указанным конструктивным элементом и передает по меньшей мере одну составляющую силы, ориентированную в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче. С другой стороны, поскольку соединительная секция расположена на расстоянии от секции приложения нагрузки в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче, указанная секция приложения нагрузки расположена на расстоянии от соединительной секции в направлении, противоположном направлению сдвигающей силы, подлежащей передаче. Если такой анкер, передающий поперечное усилие, заделан в конструктивный элемент таким способом, согласно которому расстояние от секции приложения нагрузки в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче, вдоль направления толщины конструктивного элемента до края конструктивного элемента, является максимально большим, большая часть толщины конструктивного элемента доступна по меньшей мере для составляющей силы, переданной через секцию приложения нагрузки, в направлении сдвигающей силы для образования конуса растрещинивания. Это приводит к увеличению разрушающей нагрузки.
[015] Анкер, передающий поперечное усилие, содержит две секции приложения нагрузки для передачи противоположных сдвигающих сил, причем указанная первая секция приложения нагрузки выполнена с возможностью передачи составляющей силы указанному конструктивному элементу в одном направлении сдвигающих сил, подлежащих передаче, и указанная вторая секция приложения нагрузки выполнена с возможностью передачи составляющей силы указанному конструктивному элементу в другом направлении сдвигающих сил, подлежащих передаче, и расположена на расстоянии в одном направлении сдвигающих сил, подлежащих передаче, от указанной первой секции приложения нагрузки, при этом указанная соединительная секция соединена с обеими секциями приложения нагрузки.
[016] Такой анкер, передающий поперечное усилие, идеально подходит для передачи противоположных или чередующихся сдвигающих сил, причем одна секция приложения нагрузки передает сдвигающую силу или по меньшей мере ее составляющей в одном направлении, а другая передает сдвигающую силу или по меньшей мере ее составляющей в другом направлении. Поскольку эти две секции приложения нагрузки соединены с друг другом, противоположные сдвигающие силы могут быть введены в анкер, передающий поперечное усилие, через одну соединительную секцию и переданы от соответствующей секции приложения нагрузки в указанный конструктивный элемент. Вследствие того, что вторая секция приложения нагрузки расположена на расстоянии от первой секции приложения нагрузки в одном направлении сдвигающих сил, подлежащих передаче, большая толщина конструктивного элемента доступна для передачи соответствующей составляющей силы в направлении сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом, через соответствующую секцию приложения нагрузки.
[017] Анкер, передающий поперечное усилие, предпочтительно также содержит по меньшей мере одну секцию, препятствующую приложению нагрузки, которая частично, а предпочтительно полностью, препятствует передаче силы в виде составляющей силы, ориентированной в направлении сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом, через соответствующую секцию приложения нагрузки указанному конструктивному элементу.
[018] Поскольку дополнительно обеспечена секция, препятствующая приложению нагрузки, выполненная таким образом, что она почти не передает составляющую силы, ориентированную в направлении соответствующей сдвигающей силы, подлежащей передаче, конструктивному элементу, указанная сдвигающая сила может быть передана конструктивному элементу в значительной степени только в заданной секции приложения нагрузки. Таким образом, секция, препятствующая приложению нагрузки, вызывает увеличение составляющей силы, передаваемой в соответствующей секции приложения нагрузки в направлении сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом. Таким образом, большая составляющая силы, ориентированная в направлении сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом, передается конструктивному элементу через большую толщину конструктивного элемента.
[019] Кроме того, секция, препятствующая приложению нагрузки, может быть обеспечена на участках в соответствующей секции приложения нагрузки и обеспечена по меньшей мере на участках в соединительной секции. В результате чего передача большой составляющей силы, ориентированной в направлении сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом, конструктивному элементу через указанную соединительную секцию, предотвращена, и передача сдвигающей силы через соответствующую секцию приложения нагрузки происходит в заданной области соответствующей секции приложения нагрузки.
[020] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения секция, препятствующая приложению нагрузки, может быть расположена на расстоянии от соответствующей секции приложения нагрузки в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче.
[021] Использование секции, препятствующей приложению нагрузки, расположенной на расстоянии от соответствующей секции приложения нагрузки в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче, может надежно способствовать тому, что большая толщина конструктивного элемента может быть использована для передачи соответствующей сдвигающей силы конструктивному элементу. Поскольку секция, препятствующая приложению нагрузки, обеспечена перед соответствующей секцией приложения нагрузки в направлении сдвигающей силы, согласно описанному выше местоположению монтажа меньшая часть толщины конструктивного элемента доступна от соответствующей секции, препятствующей приложению нагрузки, в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче, чем от соответствующей секции приложения нагрузки. Поскольку сдвигающая сила в значительной степени передается конструктивному элементу через секцию приложения нагрузки, для передачи сдвигающей силы используется большая часть толщины конструктивного элемента.
[022] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения составляющая силы, подлежащая передаче от соответствующей секции приложения нагрузки к конструктивному элементу в направлении сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом, может быть больше, чем составляющая силы, подлежащая передаче, от секции, препятствующей приложению нагрузки, к конструктивному элементу в направлении сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом.
[023] Таким образом, передача соответствующей сдвигающей силы конструктивному элементу происходит в основном через соответствующую секцию приложения нагрузки. Несмотря на то, что секция, препятствующая приложению нагрузки, может быть выполнена с возможностью передачи составляющей силы, ориентированной в направлении сдвигающей силы, указанная составляющая силы всегда меньше, чем составляющая силы, ориентированная в направлении сдвигающей силы, передаваемая через секцию приложения нагрузки конструктивному элементу. Это позволяет достичь того, что согласно вышеуказанному положению заделки анкера, передающего поперечное усилие, в конструктивном элементе, в котором расстояние от соответствующей секции приложения нагрузки в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче, вдоль направления толщины конструктивного элемента до соответствующего края конструктивного элемента, является максимально большим, наибольшая толщина конструктивного элемента доступна для наибольшей составляющей силы, ориентированной в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче.
[024] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения соответствующая секция приложения нагрузки может содержать по меньшей мере одну поверхность приложения нагрузки, которая может контактировать с конструктивным элементом и у которой направленная от поверхности нормаль совпадает с составляющей силы, ориентированной в направлении сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом.
[025] Таким образом, передача силы конструктивному элементу через секцию приложения нагрузки является плоскостной, причем сдвигающая сила может быть введена более равномерно, и, таким образом, острых пиков напряжения можно избежать. Поверхность приложения нагрузки с направленной от поверхности нормалью, которая является нормалью к поверхности приложения нагрузки, обращенной от соответствующей поверхности приложения нагрузки соответствующей секции приложения нагрузки, имеющей составляющую, ориентированную в направлении сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом, вызывает сжимающее напряжение в конструктивном элементе. Форма разрушения может быть выборочно вызвана конусом отрыва, который в случае сжимающего напряжения возникает поперечно к продольному направлению конструктивного элемента.
[026] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения несколько поверхностей приложения нагрузки соответствующей секции приложения нагрузки могут быть размещены в одной плоскости. Поверхности приложения нагрузки соответствующей секции приложения нагрузки предпочтительно перпендикулярны направлению сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом.
[027] При расположении поверхностей приложения нагрузки в одной плоскости может быть упрощено изготовление анкера, передающего поперечное усилие. Кроме того, получена более равномерная нагрузка на конструктивный элемент. Если, к тому же, поверхности приложения нагрузки соответствующей секции приложения нагрузки перпендикулярны направлению сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом, вектор сдвигающей силы и вектор нормали к поверхности приложения нагрузки параллельны друг другу, что способствует образованию конуса растрещинивания. В этом случае конструктивный элемент находится только под сжимающим напряжением поперечно к продольному направлению конструктивного элемента, вызванным составляющей сдвигающей силы, передаваемой поверхностями приложения нагрузки соответствующей секции приложения нагрузки. Таким образом, на границе между поверхностью приложения нагрузки и конструктивным элементом сдвиг не происходит.
[028] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, секция, препятствующая приложению нагрузки, может быть обеспечена по меньшей мере на участках на всех поверхностях, которые обращены от поверхностей приложения нагрузки соответствующей секции приложения нагрузки в направлении сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом, и направленные от поверхности нормали которых совпадают с составляющей силы, ориентированной в направлении сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом. Таким образом, большая составляющая сдвигающей силы может быть выборочно введена в конструктивный элемент вдоль большей толщины конструктивного элемента, поскольку передача силы в виде составляющей силы, ориентированной в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче, конструктивному элементу частично, а предпочтительно полностью, предотвращена на всех поверхностях, которые в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче, расположены перед поверхностями приложения нагрузки соответствующей секции приложения нагрузки, и у которых направленные от поверхности нормали совпадают с составляющей силы, ориентированной в направлении сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом. Таким образом, образование конуса растрещинивания стабильно происходит от поверхностей приложения нагрузки соответствующей секции приложения нагрузки и на максимально большом возможном расстоянии от края конструктивного элемента.
[029] Секция, препятствующая приложению нагрузки, предпочтительно обеспечена на всех поверхностях, за исключением поверхностей приложения нагрузки соответствующей секции приложения нагрузки.
[030] В этом случае передача составляющей силы, ориентированной в направлении сдвигающей силы, на поверхностях приложения нагрузки соответствующей секции приложения нагрузки может быть осуществлена более надежно. Кроме того, анкер, передающий поперечное усилие, обеспеченный секцией, препятствующей приложению нагрузки, расположенной на большой площади, также может уменьшить передачу звука или вибрации.
[031] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения перемычка может проходить от соединительной секции в обе стороны, вследствие чего образовано соединение с соответствующей секцией приложения нагрузки.
[032] Поскольку соединительная секция обеспечена между двумя областями ввода нагрузки, не требуется дополнительное пространство в конструктивном элементе для монтажа указанной соединительной секции. Сдвигающая сила, передаваемая соответствующим образом, проходит через перемычки к соответствующей секции приложения нагрузки, причем указанная перемычка имеет конструктивно простую форму соединения между соединительной секцией и секциями приложения нагрузки.
[033] Соединительная секция такжео является втулкой.
[034] Втулка обеспечивает возможность простого крепления соединительных элементов для ввода сил в анкер, передающий поперечное усилие. Например, соединительные элементы могут быть ввинчены во втулку посредством резьбы. Если ось втулки предпочтительно проходит в продольном направлении конструктивного элемента поперечно сдвигающим силам, подлежащим передаче, во втулке могут быть установлены болт для ввода нагрузки в анкер, передающий поперечное усилие, а также, анкерный болт для анкерования растягивающих усилий в конструктивном элементе.
[035] Если ось втулки выровнена в продольном направлении конструктивного элемента, растягивающие и сжимающие усилия в продольном направлении конструктивного элемента также могут быть надежно введены в анкер, передающий поперечное усилие, через болт для ввода нагрузки. Болт для ввода нагрузки может быть прикреплен к втулке с одной стороны, в то время как анкерный болт может быть прикреплен к втулке с противоположной стороны. Анкерный болт препятствует разрыву конструктивного элемента в продольном направлении из-за растягивающей нагрузки, действующей в продольном направлении конструктивного элемента.
[036] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения секция, препятствующая приложению нагрузки, может быть изготовлена из сжимаемого эластичного материала, предпочтительно пенопласта с закрытыми ячейками.
[037] Таким образом, секция, препятствующая приложению нагрузки, выполнена с возможностью упругой деформации в направлении сдвигающей силы под действием указанной сдвигающей силы, и благодаря указанной упругой деформации возникает пружинный эффект, вследствие чего сдвигающая сила передается конструктивному элементу только в очень уменьшенной степени. Сжимаемый материал также обеспечивает вызванную сжимающим напряжением деформацию секции, препятствующей приложению нагрузки, когда указанная секция, препятствующая приложению нагрузки, окружена бетоном со всех сторон, в результате чего предотвращены поперечные удлинения.
[038] Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения соединительная секция, перемычки и соответствующие секции приложения нагрузки могут быть изготовлены из более жесткого материала, чем материал секции, препятствующей приложению нагрузки, предпочтительно из оцинкованной стали.
[039] Поверхности приложения нагрузки, будучи больше жесткими, чем секция, препятствующая приложению нагрузки, способствуют соединению поверхностей приложения нагрузки в секциях приложения нагрузки с конструктивным элементом, которое является больше жестким под действием сжимающего напряжения, чем соединение с конструктивным элементом через секцию, препятствующую приложению нагрузки, причем указанная сдвигающая сила, подлежащая передаче, передается конструктивному элементу в значительной степени через указанное жесткое соединение и только в очень небольшой степени передается через упруго-эластичную секцию, препятствующую приложению нагрузки. Этот принцип обеспечивает преимущество, состоящее в том, что когда сила может быть передана конструктивному элементу в одном направлении в нескольких секциях, большая часть указанной силы передается через соединение, отличающееся наибольшей жесткостью. Оцинкованная сталь также обеспечивает хорошую защиту от коррозии.
[040] Кроме того, согласно одному аспекту настоящего изобретения обеспечена соединительная конструкция, состоящая из конструктивного элемента и анкера, передающего поперечное усилие, согласно настоящему изобретению, причем секция, препятствующая приложению нагрузки, может быть по меньшей мере частично выполнена в виде зазора между конструктивным элементом и анкером, передающим поперечное усилие.
[041] В этом случае можно частично или полностью обойтись без эластичного материала, и тогда вес изделия может быть уменьшен, и может быть сэкономлен материал. Если присутствует зазор, составляющая силы, ориентированная в направлении сдвигающей силы, вообще не будет передана конструктивному элементу в области зазора. В областях, в которых должен быть выполнен зазор, во время заливки бетона должна быть размещена опорная конструкция, такая как заполнитель, который удерживает бетон на расстоянии. После заливки эта конструкция может быть удалена, например, травлением. Альтернативно для образования зазора анкер, передающий поперечное усилие, может быть обеспечен растворимым материалом, который растворяется после заливки бетона.
[042] Кроме того, настоящее раскрытие относится к способу обеспечения передачи силы в конкретном направлении между любыми двумя телами через заданную секцию приложения нагрузки, согласно которому одно тело содержит заданную секцию приложения нагрузки, через которую оно находится в контакте с другим телом, и секция приложения нагрузки может передавать составляющую силы, ориентированную в направлении силы, действующей в конкретном направлении, другому телу, и в указанном одном теле все секции, за исключением указанной секции приложения нагрузки, которая выполнена с возможностью передачи составляющей силы, ориентированной в направлении силы, действующей в конкретном направлении, другому телу, обеспечены слоем, который закрывает указанные секции и легко деформируется по сравнению с указанной секцией приложения нагрузки, и находятся в контакте с другим телом через указанный деформируемый слой, причем после применения нагрузки к указанному одному телу посредством силы, действующей в конкретном направлении, указанный деформируемый слой деформируется, и указанная сила передается в конкретном направлении другому телу в виде меньшей составляющей силы, чем составляющая силы, передаваемая через указанную секцию приложения нагрузки.
[043] Этот способ описывает вышеуказанный принцип, состоящий в том, что когда сила может быть передана конструктивному элементу в одном направлении через несколько секций, большая часть силы передается через соединение, отличающееся самой большой жесткостью. Вследствие того, что деформируемый слой деформируется с большей легкостью, чем секция приложения нагрузки, в частности, чем соединение секции приложения нагрузки с другим телом, большая часть силы, действующей в конкретном направлении, передается другому телу через указанную секцию приложения нагрузки. На этом принципе основан анкер, передающий поперечное усилие, согласно настоящему изобретению, которое описано более подробно ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[044] На ФИГ. 1a изображен вид в перспективе анкера (1), передающего поперечное усилие, согласно первому варианту реализации настоящего изобретения с секцией (3), препятствующей приложению нагрузки;
[045] На ФИГ. 1b изображен вид в разрезе анкера, передающего поперечное усилие, согласно первому варианту реализации настоящего изобретения с секцией (3), препятствующей приложению нагрузки;
[046] На ФИГ. 2 изображен вид в перспективе анкера (1), передающего поперечное усилие, согласно первому варианту реализации настоящего изобретения с секцией (3), препятствующей приложению нагрузки, анкерным болтом (8) и болтом (9) для ввода нагрузки;
[047] На ФИГ. 3 изображен вид в перспективе анкера (1), передающего поперечное усилие, согласно первому варианту реализации настоящего изобретения с секцией (3), препятствующей приложению нагрузки, в конструктивном элементе (10);
[048] На ФИГ. 4 изображен вид в перспективе анкера (101), передающего поперечное усилие, повернутого на 180° вокруг оси I-I, согласно второму варианту реализации настоящего изобретения с секцией (3), препятствующей приложению нагрузки, анкерным болтом (8) и болтом (9) для ввода нагрузки;
[049] На ФИГ. 5 изображен вид в перспективе анкера (201), передающего поперечное усилие, с головочным болтом (14) согласно третьему варианту реализации настоящего изобретения, с секцией (3), препятствующей приложению нагрузки, анкерным болтом (8) и болтом (9) для ввода нагрузки;
[050] На ФИГ. 6 представлено покомпонентное изображение анкера (201), передающего поперечное усилие, согласно настоящему изобретению по ФИГ. 5, без секции (3), препятствующей приложению нагрузки, анкерного болта (8) и болта (9) для ввода нагрузки;
[051] На ФИГ. 7a изображен вид в перспективе пластикового колпачка (16) в качестве секции (3), препятствующей приложению нагрузки;
[052] На ФИГ. 7b изображен перспективный вид в разрезе пластикового колпачка (16), взятый вдоль плоскости сечения, показанной на ФИГ. 7a;
[053] На ФИГ. 8 изображен вид в перспективе модифицированного анкера, передающего поперечное усилие, с имеющими форму прямоугольного параллелепипеда секциями приложения нагрузки, подобными секциям в первом и втором вариантах реализации;
[054] На ФИГ. 9 изображен вид в перспективе модифицированного анкера, передающего поперечное усилие, с цилиндрическими секциями приложения нагрузки, подобными секциям из третьего варианта реализации;
[055] На ФИГ. 10 изображен анкер, известный из уровня техники ;
[056] На ФИГ. 11 представлена иллюстрация конуса отрыва известного болтового анкера;
[057] На ФИГ. 12 схематически изображен вид результирующего конуса растрещинивания в соответствии с теоретическим предположением относительно анкера, передающего поперечное усилие, согласно настоящему изобретению.
СУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[058] При использовании анкеров, известных из уровня техники, как изображено на ФИГ. 10, в случае разрушения из-за сдвигающей силы возникает конус отрыва, как изображено на ФИГ. 11. Концепция предотвращения такого отрыва края бетона рекомендует размещать анкер на достаточном расстоянии от его края до края данного конструктивного элемента. На таких расстояниях между краями, которые необходимо соблюдать, преобладают сдвигающие усилия, из чего следует, что они в значительной степени определяют толщину конструктивного элемента, т.е. путем увеличения толщины конструктивного элемента могут быть увеличены как разрушающая нагрузка, так и поглощаемая сдвигающая сила. Таким образом, для обеспечения достаточной разрушающей нагрузки часто используют конструктивные элементы, имеющие большую толщину, в частности, при изменяющихся или противоположных сдвигающих силах.
[059] Было выяснено, что толщина конструктивного элемента может быть уменьшена даже при противоположно действующих сдвигающих силах, если большая часть толщины конструктивного элемента используется для ввода действующих нагрузок в конструктивные элементы. Таким образом, в случае разрушения конус отрыва увеличивается, и по этой причине разрушение происходит с преодолением большего сопротивления, вследствие чего увеличивается разрушающая нагрузка. Этот принцип показан на ФИГ. 12, на котором действующая сдвигающая сила V может быть введена почти по всей толщине конструктивного элемента. Этот принцип реализован соединительными средствами, выполненными в виде анкера с передачей сдвигающего усилия, который более подробно описан ниже. Термины, такие как "правый", "левый", "верхний", "нижний", "первый" или "второй", не предназначены для ограничения, но используются просто с целью различения подобных секций.
[060] На ФИГ. 1a изображен вид в перспективе анкера 1, передающего поперечное усилие, согласно настоящему изобретению в первом варианте реализации, предназначенного для передачи более высоких сдвигающих сил прежде всего для конструктивных элементов 10, имеющих уменьшенную толщину. На ФИГ. 1b изображен вид в разрезе анкера 1, передающего поперечное усилие, выполненный по штрихпунктирной линии вдоль стрелок A. Анкер 1 согласно настоящему изобретению содержит соединительную секцию 2, через которую силы могут быть введены в указанный анкер. По меньшей мере одна сдвигающая сила может быть введена в анкер 1 через указанную соединительную секцию. Кроме того, анкер 1, передающий поперечное усилие, содержит секции 51 и 52 приложения нагрузки, расположенные с обеих сторон соединительной секции 2 и предназначенные для передачи чередующихся или противоположных сдвигающих сил в конструктивный элемент 10, а именно, первую правостороннюю, имеющую форму прямоугольного параллелепипеда секцию 51 приложения нагрузки, предназначенную для передачи составляющей силы в одном направлении противоположных сдвигающих сил, подлежащих передаче конструктивному элементу 10, и вторую левостороннюю, имеющую форму прямоугольного параллелепипеда секцию 52 приложения нагрузки, предназначенную для передачи составляющей силы в другом направлении сдвигающих сил, подлежащих передаче конструктивному элементу 10. Секции 51 и 52 приложения нагрузки соединены с соединительной секцией посредством перемычек 41 и 42, которые проходят с обеих сторон соединительной секции 2. Каждая из указанных двух секций 51 и 52 приложения нагрузки содержит первую прямоугольную поверхность 61 приложения нагрузки и вторую прямоугольную поверхность 62 приложения нагрузки. Секции 51 и 52 приложения нагрузки являются дополнительными к поверхностям 61 и 62 приложения нагрузки, и каждая из них также образована поверхностями, возникающими при создании поверхностей 61 и 62 приложения нагрузки. Как показано на ФИГ. 1a и 1b, имеющие форму прямоугольного параллелепипеда секции 51 и 52 приложения нагрузки содержат заднюю поверхность 63, противоположную поверхностям 61 и 62 приложения нагрузки, две боковых поверхности 64, верхнюю поверхность 65, как показано на ФИГ. 1a, и нижнюю поверхность 66, как показано на ФИГ. 1a. В результате получен гантелевидный анкер 1, передающий поперечное усилие. На большей части площади анкера 1, за исключением поверхностей 61 и 62 приложения нагрузки и верхней поверхности 65 секций 51 и 52 приложения нагрузки, а также смежной с нею верхней поверхности перемычек, обеспечена секция 3, препятствующая приложению нагрузки. В секциях 51 и 52 приложения нагрузки также обеспечена секция 3, препятствующая приложению нагрузки, расположенная на задней поверхности 63, противоположной соответствующим поверхностям 61 и 62 приложения нагрузки, т.е. на поверхности стороны, обращенной от поверхностей 61 и 62 приложения нагрузки. Кроме того, указанная секция, препятствующая приложению нагрузки, также прикреплена к боковым поверхностям указанного анкера вдоль оси I-I, как показано на ФИГ. 2, к боковым поверхностям 64 секций 51 и 52 приложения нагрузки, боковым поверхностям перемычек 41 и 42 и нижним поверхностям 66 секций 51 и 52 приложения нагрузки, а также к нижним поверхностям перемычек 41 и 42. Секция 3, препятствующая приложению нагрузки, частично, но предпочтительно полностью, препятствует передаче силы, составляющая которой лежит в направлении сдвигающей силы, соответственно подлежащей передаче через секции 51 и 52 приложения нагрузки. Термин "составляющая" используется по той причине, что сдвигающая сила, подлежащая передаче, большей частью также может быть передана только через секции 51 и 52 приложения нагрузки, а ее небольшая часть также может быть передана через секцию 3, препятствующую приложению нагрузки. В любом случае составляющая силы, ориентированная в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче от соответствующих секций 51 и 52 приложения нагрузки к конструктивному элементу 10, предпочтительно по меньшей мере в 20 раз больше, чем составляющая силы, ориентированная в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче от секции 3, препятствующей приложению нагрузки, к указанному конструктивному элементу.
[061] Режим работы анкера, передающего поперечное усилие, согласно настоящему изобретению в первом варианте реализации описан ниже со ссылкой на ФИГ. 2 и 3.
[062] Соединительная секция 2 в первом показанном на чертеже варианте реализации выполнена в виде втулки, содержащей внутреннюю резьбу 7. Как изображено на ФИГ. 2, анкер 1, передающий поперечное усилие, согласно настоящему изобретению может использоваться в сочетании с анкерным болтом 8 и болтом 9 для ввода нагрузки, причем анкерный болт 8 и болт 9 для ввода нагрузки ввинчены во внутреннюю резьбу 7 анкера 1, передающего поперечное усилие. Таким образом, растягивающие, сжимающие и сдвигающие силы могут быть переданы анкеру 1 согласно настоящему изобретению. Посредством болта 9 для ввода нагрузки прежде всего растягивающие усилия, действующие вдоль продольной оси конструктивного элемента или оси II-II, которая является осью втулки, а также болта 9 для ввода нагрузки и анкерного болта 8, передаются через анкер 1 противоположно расположенному анкерному болту 8, заделанному в конструктивный элемент 10. Для обеспечения возможности ввода растягивающих усилий на анкерном болте 8 отсутствует секция 3, препятствующая приложению нагрузки. Для наиболее эффективной передачи сжимающих усилий анкерный болт 8 и болт 9 для ввода нагрузки могут ввинчены во втулку достаточно глубоко, так что они плотно контактируют во втулке.
[063] Для ввода растягивающих сил в конструктивный элемент 10 желательно, чтобы ось II-II, т.е. ось втулки, болта 9 для ввода нагрузки и анкерного болта 8 проходила как можно точнее по центру между двумя наружными поверхностями 11 и 12 конструктивного элемента, как показано на ФИГ. 3, в продольном направлении указанного конструктивного элемента, поскольку в этом случае с обеих сторон получается большое расстояние до края. В случае использования известных анкеров сдвигающие силы, введенные через болт 9 для ввода нагрузки в соединительную секцию 2 и действующие вдоль оси I-I, которая перпендикулярна оси II-II, должны быть введены в конструктивный элемент через поверхности, образующие соединительную секцию, и, таким образом, введены в конструктивный элемент очень близко к оси II-II. Однако в этом случае используется только недостаточно малая область толщины конструктивного элемента между этими двумя наружными поверхностями 11 и 12, что ограничивает разрушающую нагрузку в случае разрушения, вызванного сдвигающей силой. При использовании анкера 1, передающего поперечное усилие, согласно настоящему изобретению сдвигающие силы могут передаваться через секции, которые находятся ближе к наружным поверхностям 11 и 12 указанного конструктивного элемента и, таким образом, расположены на расстоянии от соединительной секции 2. Таким образом, может использоваться большой участок толщины конструктивного элемента между наружными поверхностями 11 и 12. В случае использования анкера согласно настоящему изобретению секции для ввода сдвигающих сил, которые расположены близко к наружным поверхностям 11 и 12 конструктивного элемента, являются секциями 51 и 52 приложения нагрузки, которые соответственно расположены на расстоянии в направлении сдвигающей силы, соответственно подлежащей передаче, от соединительной секции 2. Секции 51 и 52 приложения нагрузки по меньшей мере частично перекрывают соединительную секцию 2 вдоль направления сдвигающей силы, соответственно подлежащей передаче. При передаче сдвигающей силы на анкер, передающий поперечное усилие, не действуют моменты сил или действуют только очень малые моменты.
[064] Секции 51 и 52 приложения нагрузки выполнены с возможностью передачи составляющей силы, ориентированной в направлении действия указанной передаваемой сдвигающей силы, в конструктивный элемент. Также возможна передача сдвигающей силы конструктивному элементу путем чистого напряжения сдвига, когда обеспечено достаточное сдвигоустойчивое соединение секции приложения нагрузки с конструктивным элементом. Однако, как показано на ФИГ. 1a-3, предпочтительно секции приложения нагрузки содержат поверхности 61 и 62 приложения нагрузки, которые согласно показанному на чертеже варианту реализации поперечны направлению сдвигающей силы, подлежащей передаче, действующей вдоль оси I-I. Анкер, передающий поперечное усилие, размещен таким образом, что ось II-II проходит в продольном направлении конструктивного элемента, а ось I-I проходит поперечно оси II-II в направлении толщины конструктивного элемента. Поверхности 61 и 62 приложения нагрузки поперечны оси I-I и, таким образом, поперечны сдвигающей силе, подлежащей передаче. Конструктивный элемент находится под сжимающим напряжением, действующим поперечно к продольному направлению конструктивного элемента, т.е. в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче, что вызывает образование конуса отрыва. Как изображено на ФИГ. 3, область конструктивного элемента, проходящая от поверхностей 61 и 62 приложения нагрузки правой секции 51 приложения нагрузки к левой наружной поверхности 11 конструктивного элемента, находится под сжимающим напряжением, вызванным сдвигающей силой, действующей в направлении оси I-I и направленной к наружной поверхности 11 конструктивного элемента. В случае разрушения возникает показанный на чертеже конус 13 отрыва. Изображенный на чертеже вариант реализации, согласно которому поверхности 61 и 62 приложения нагрузки поперечны направлению сдвигающей силы, подлежащей передаче вдоль оси I-I, является предпочтительным вариантом реализации. Однако также возможен ввод сдвигающей силы через поверхности секций 51 или 52 приложения нагрузки соответственно, причем направленные от поверхности нормали совпадают только с одной составляющей в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче. Направленной от поверхности нормалью является нормаль к поверхности, указывающая направление от соответствующей поверхности секции 51 или 52 приложения нагрузки. Таким образом, направленная от поверхности нормаль приложения нагрузки может образовывать угол с направлением передаваемой сдвигающей силы, или, иными словами, поверхности приложения нагрузки не обязательно должны быть поперечными направлению передаваемой сдвигающей силы, но также могут проходить с наклоном к указанному направлению сдвигающей силы. В этом случае конструктивный элемент может находиться не только под сжимающим напряжением, действующим поперечно к продольному направлению указанного конструктивного элемента и вызванным указанной передаваемой сдвигающей силой, но также и под напряжением сдвига. Таким образом, любая поверхность, направленная от поверхности нормаль которой совпадает с составляющей, ориентированной в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче, может действовать в качестве поверхности приложения нагрузки. Также передача сдвигающей силы от секций приложения нагрузки к конструктивному элементу 10 может быть осуществлена не двумерным способом, а линейным или точечным способом. Согласно показанному на чертеже варианту реализации поверхности 61 и 62 приложения нагрузки являются поверхностями, направленная от поверхности нормаль которых совпадает с составляющей соответствующей передаваемой сдвигающей силы, и которые являются наиболее удаленными в направлении, противоположном направлению соответствующей сдвигающей силы, передаваемой через них. Таким образом, может быть использован большой участок толщины конструктивного элемента между наружными поверхностями 11 и 12.
[065] Чтобы сдвигающая сила могла быть введена в конструктивный элемент 10 в наибольшей степени (в виде ее наибольшей составляющей) через поверхности 61 и 62 приложения нагрузки соответствующих секций 51 и 52 приложения нагрузки, предпочтительно должен быть предотвращен ввод сдвигающей силы через другие секции, которые могут быть выполнены с возможностью ввода составляющей силы, действующей в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче. С этой целью секция 3, препятствующая приложению нагрузки, обеспечена на анкере 1, передающем поперечное усилие, согласно первому варианту реализации, как показано на ФИГ. 1a-3, во всех секциях, которые могут вводить составляющую силы, действующую в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче, в конструктивный элемент 10, за исключением поверхностей 61 и 62 указанных двух секций 51 и 52 приложения нагрузки, при этом остальные поверхности этих секций полностью закрыты секцией 3, препятствующей приложению нагрузки. В частности, секция 3, препятствующая приложению нагрузки, обеспечена на соединительной секции 2 и остальных секциях, за исключением поверхностей 61 и 62 секций 51 и 52 приложения нагрузки. Как показано на ФИГ. 3, секция 3, препятствующая приложению нагрузки, расположена на расстоянии от соответствующих секций 51 и 52 приложения нагрузки в направлении сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом. Сдвигающая сила, которая действует вдоль оси I-I и направлена к наружной поверхности 11 конструктивного элемента, может быть передана в конструктивный элемент 10 через поверхности 61 и 62 секции 51 приложения нагрузки. Секция 3, препятствующая приложению нагрузки, обеспечена помимо прочего на соединительной секции 2, которая разнесена в направлении сдвигающей силы, передаваемой через первую секцию 51 приложения нагрузки, а также на поверхности 63, расположенной на второй секции 52 приложения нагрузки и обращенной к наружной поверхности 11 конструктивного элемента, которая расположена на расстоянии в направлении сдвигающей силы, передаваемой через первую секцию 51 приложения нагрузки, от первой секции 51 приложения нагрузки. В частности, соединительная секция 2, а также поверхность 63 второй секции 52 приложения нагрузки, обращенная к наружной поверхности 11 указанного конструктивного элемента, расположены в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче через секцию 51 приложения нагрузки, перед секцией 51 приложения нагрузки и без секции, препятствующей приложению нагрузки, обеспеченной на них, могут быть подходящими для передачи большей составляющей силы, ориентированной в направлении сдвигающей силы, передаваемой через первую секцию 51 приложения нагрузки, в конструктивный элемент 10. Это связано с тем, что соединительная секция 2, а также поверхность 63 второй секции 52 приложения нагрузки, обращенная к наружной поверхности 11 конструктивного элемента, имеют направленные от поверхности нормали, которые совпадают с составляющей, ориентированной в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче через первую секцию 51 приложения нагрузки. В результате, конструктивные элементы 10 также могут быть нагружены через эти секции большей составляющей силы, ориентированной в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче через секцию 51 приложения нагрузки. Как показано на ФИГ. 3, анкер 1, передающий поперечное усилие, заделан в указанный конструктивный элемент таким образом, что существует максимально возможное расстояние от секции 51 приложения нагрузки в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче через секцию 51 приложения нагрузки, вдоль направления толщины конструктивного элемента до наружной поверхности 11 конструктивного элемента, так что соединительная секция 2 и поверхность 63 второй секции 52 приложения нагрузки, обращенная к наружной поверхности 11 конструктивного элемента, расположены в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче через секцию 51 приложения нагрузки, перед секцией 51 приложения нагрузки. Секция 3, препятствующая приложению нагрузки, разнесенная в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче через секцию 51 приложения нагрузки, препятствует частично, но предпочтительно полностью передаче составляющей силы, ориентированной в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче через секцию 51 приложения нагрузки, через анкер, передающий поперечное усилие, во всех секциях, которые расположены в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче через секцию 51 приложения нагрузки, перед секцией 51 приложения нагрузки. Таким образом, большая часть толщины конструктивного элемента может быть использована для передачи большей составляющей, ориентированной в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче через секцию 51 приложения нагрузки.
[066] Таким образом, нежелательная передача нагрузки, созданной сдвигающими силами, действующими вдоль оси I-I, предотвращена секцией 3, препятствующей приложению нагрузки, так что сдвигающая сила, передаваемая соответствующим образом, отклоняется от своего действующего направления в соответствующую перемычку 41 или 42 и выборочно передается конструктивному элементу 10 через поверхности 61 и 62 приложения нагрузки, размещенные на секциях 51 и 52 приложения нагрузки. Таким образом, формирование конуса 13 отрыва в действующем направлении сдвигающей силы начинается только от этих поверхностей 61 и 62 приложения нагрузки. На основании этого геометрического принципа поглощаемая сдвигающая сила увеличивается, поскольку имеющее решающее значение краевое расстояние до боковых наружных поверхностей 11 и 12 конструктивного элемента эффективно увеличено. Как показано на ФИГ. 3, соответствующие поверхности 61 и 62 указанных двух секций 51 и 52 приложения нагрузки расположены в сечениях, поперечных к продольному направлению конструктивного элемента, на стороне, которая обращена от края 11 и 12 конструктивного элемента, противоположной направлению сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом. Таким образом, большая часть толщины конструктивного элемента может быть использована для обоих направлений противоположных сдвигающих сил, подлежащих передаче, для передачи наибольшей составляющей, ориентированной в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче соответствующим образом.
[067] Однако секция 3, препятствующая приложению нагрузки, не обязательно должна быть обеспечена во всех секциях, которые могут вводить составляющую силы, ориентированную в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче в конструктивный элемент 10, за исключением поверхностей 61 и 62 приложения нагрузки указанных двух секций 51 и 52 приложения нагрузки. Однако для ввода сдвигающей силы на максимально большую часть толщины конструктивного элемента указанная секция, препятствующая приложению нагрузки, предпочтительно находится по меньшей мере в секциях, обеспеченных на всех поверхностях, которые обращены от поверхности приложения нагрузки в направлении сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом, и у которых направленные от поверхности нормали совпадают с составляющей силы, ориентированной в направлении соответственно передаваемой сдвигающей силы, таких как, например, поверхность 63 второй секции 52 приложения нагрузки, обращенная к наружной поверхности 11 конструктивного элемента, поскольку эти поверхности без секции 3, препятствующей приложению нагрузки, могут быть особенно подходящими для передачи наибольшей составляющей силы, ориентированной в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче конструктивному элементу 10. Причина этого состоит в том, что эти поверхности вызывают сжимающее напряжение в конструктивном элементе, посредством которого наибольшая составляющая может быть передана в направлении сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом конструктивному элементу 10. Другие поверхности, направленная от поверхности нормали которых не совпадают ни с одной составляющей силы, ориентированной в направлении сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом, в любом случае не могут передавать какую-либо составляющую силы, ориентированную в направлении сдвигающей силы, без специального соединения с конструктивным элементом 10. Секция 3, препятствующая приложению нагрузки, может быть расположена в секциях, прикрепленных к поверхностям, описанным выше, или даже опущена совсем, пока составляющая силы, подлежащая передаче от соответствующей секции 51 и 52 приложения нагрузки к конструктивному элементу 10, ориентированная в направлении сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом, является наибольшей составляющей силы, подлежащей передаче, ориентированной в направлении сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом.
[068] Анкер, передающий поперечное усилие, показанный на ФИГ. 1a-3, является подходящим для передачи чередующихся или противоположных сдвигающих сил, поскольку он содержит две секции 51 и 52 приложения нагрузки с соответствующими поверхностями 61 и 62 приложения нагрузки. При вводе нагрузки, вызванной сдвигающей силой, действующей вдоль оси I-I и направленной к левой наружной поверхности 11, через поверхности 61 и 62 правой секции 51 приложения нагрузки, предпочтительно указанная секция 3, препятствующая приложению нагрузки, присутствует по меньшей мере в участках, расположенных на поверхностях второй левой секции 52 приложения нагрузки, направленные от поверхности нормали которых совпадают с составляющей силы, ориентированной в направлении указанной действующей сдвигающей силы. То же самое применимо к поверхностям правой секции 51 приложения нагрузки, направленные от поверхности нормали которых совпадают с составляющей силы, ориентированной в другом направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче, когда передаче подлежит сдвигающая сила, направленная к правой наружной поверхности 12. Кроме того, поверхности 61 и 62 приложения нагрузки указанных двух секций 51 и 52 приложения нагрузки не обязательно должны быть параллельны друг другу, при том условии, что каждая секция 51 и 52 приложения нагрузки может вводить составляющую силы, ориентированную в направлении сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом в конструктивный элемент. Например, поверхности 61 и 62 приложения нагрузки левой секции 51 приложения нагрузки могут проходить с наклоном относительно оси I-I. Поверхности 61 и 62 приложения нагрузки предпочтительно обеспечены на обеих секциях 51 и 52 приложения нагрузки и имеют направленные от поверхности нормали, совпадающие с составляющей силы, ориентированной в направлении соответствующих противоположных сдвигающих сил, подлежащих передаче. Следовательно, при передаче противоположных сдвигающих сил соответствующие нормали, направленные от поверхностей 61 и 62 приложения нагрузки двух секций 51 и 52 приложения нагрузки, предпочтительно направлены друг к другу. В показанных на чертежах вариантах реализации представлены анкеры, передающие поперечное усилие, имеющие две секции 51 и 52 приложения нагрузки для передачи противоположных сдвигающих сил, причем одна секция 51 приложения нагрузки может передавать составляющую силы, ориентированную в одном направлении действия сдвигающих сил, подлежащих передаче конструктивному элементу, тогда как вторая секция 52 приложения нагрузки может передавать составляющую силы, ориентированную в другом направлении сдвигающих сил, подлежащих передаче конструктивному элементу. Однако если сдвигающая сила должна передаваться только в одном направлении, может быть использована только одна секция 51 приложения нагрузки.
[069] Секция 3, препятствующая вводу нагрузки, выполнена с возможностью деформации в направлении сдвигающей силы, когда подвергается действию сдвигающей силы, причем секция 3, препятствующая вводу нагрузки, предпочтительно упруго деформируется, и пружинный эффект который возникает при этом, передает сдвигающую силу конструктивному элементу только в очень малой степени. Как описано выше, секция 3, препятствующая приложению нагрузки, предпочтительно прикреплена к поверхностям, направленные от поверхности нормали которых совпадают с составляющей, ориентированной в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче. Таким образом, конструктивный элемент 10, а также секция, препятствующая приложению нагрузки, находятся под сжимающим напряжением, вызванным сдвигающей силой, подлежащей передаче. Для получения необходимого эффекта, препятствующего передаче составляющей, ориентированной в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче конструктивному элементу 10, секция 3, препятствующая приложению нагрузки, должна быть сжимаемой, когда находится под сжимающим напряжением. Если анкер, передающий поперечное усилие, как показано на ФИГ. 1a-3, полностью закрыт секцией 3, препятствующей приложению нагрузки, сжатие в направлении действующей сдвигающей силы возможно только в случае использования сжимаемого материала, поскольку смежный бетон препятствует расширениям в поперечном направлении. Поэтому секция 3, препятствующая приложению нагрузки, предпочтительно изготовлена из сжимаемого эластичного материала. Такими упруго деформируемыми и сжимаемыми материалами предпочтительно являются пенопласты с закрытыми ячейками, которые помимо прочего препятствуют проникновению влаги в поры, или могут использоваться даже пенопласты с открытыми ячейками. Эти пенопласты могут быть приклеены к анкеру или даже прикреплены самоприклеивающимся способом. Таким образом, секция 3, препятствующая приложению нагрузки, образована упругим слоем. Основой этих пенопластов являются материалы, такие как полиуретан, термополиэтилен (TPE), этилен-пропиленовый каучук (EPDM), полиэтилен (PE) или пенопласт на основе меламиноформальдегидной смолы. Но мягкие эластичные микросферические (MS) полимеры также являются приемлемыми в качестве материалов для секции 3, препятствующей приложению нагрузки. Кроме того, к анкеру, передающему поперечное усилие, может быть приклеена гелевая площадка, содержащая пленку с внутренним гелевым заполнителем. В случае выполненной с возможностью деформирования секции 3, препятствующей приложению нагрузки, если в связи с этим между бетоном и анкером, передающим поперечное усилие, обеспечен промежуток или зазор, также могут использоваться пластично деформируемые материалы, такие как воск. Однако также может быть обеспечена секция 3, препятствующая приложению нагрузки, полностью выполненная в виде зазора между бетоном и анкером, передающим поперечное усилие, и в этом случае анкер, передающий поперечное усилие, может быть снабжен растворяющимся материалом. Варианты реализации секции 3, препятствующей приложению нагрузки, описанные выше, также могут быть объединены различными способами; например, секция 3, препятствующая приложению нагрузки, может быть обеспечена секциями в виде зазора между анкером, передающим поперечное усилие, и конструктивным элементом, а в секциях может быть обеспечена в виде пенопласта с закрытыми ячейками. С использованием секции 3, препятствующей приложению нагрузки, расположенной в большой области в виде эластичного материала, может быть ослаблена передача звука или вибрации между двумя конструктивными элементами, такими как лестничный марш, соединенный с лестничной клеткой. Эластичный слой демпфирует введенные колебания и значительно уменьшает передачу звука к конструктивному элементу. Для максимально возможного звукопоглощения рекомендуется закрывать эластичным материалом максимально большую площадь анкера. Согласно одному варианту реализации, изображенному на ФИГ. 1a-3, секция 3, препятствующая приложению нагрузки, отсутствует на соответствующей верхней поверхности 65 секций 51 и 52 приложения нагрузки и смежной верхней поверхности перемычек. Это имеет место по той причине, что указанные поверхности, как изображено на ФИГ. 3, завершаются поверхностью конструктивного элемента 10 и, таким образом, не находятся в контакте с конструктивным элементом. Также допустимы положения заделки анкера, передающего поперечное усилие, в которых соответствующая верхняя поверхность 65 секций 51 и 52 приложения нагрузки не завершается конструктивным элементом 10, а область задних поверхностей 63 соответствующих секций 51 и 52 приложения нагрузки выступает из конструктивного элемента 10 и, соответственно, не контактирует с конструктивным элементом 10. В этих выступающих областях задних поверхностей 63 секция 3, препятствующая приложению нагрузки, является ненужной, и в этом случае секция 3, препятствующая приложению нагрузки, может быть обеспечена на задних поверхностях 63 частично.
[070] Другие секции анкера, передающего поперечное усилие, за исключением секции 3, препятствующей приложению нагрузки, т.е. перемычки 41 и 42, соединительная секция 2 и секции 51 и 52 приложения нагрузки со связанными с ними поверхностями 61 и 62 приложения нагрузки, состоят из более жесткого материала, чем материал секции 3, препятствующей приложению нагрузки. Они изготовлены из пластика, а предпочтительно из стали. Соединительная секция 2 должна быть защищена от коррозии. Таким образом, подходящим для этого материалом является нержавеющая сталь или оцинкованная или хромированная сталь. Перемычки 41 и 42 и секции 51 и 52 приложения нагрузки также могут быть изготовлены из оцинкованной стали или из мягкой низкоуглеродистой стали.
[071] Использование конфигурации с эластичной секцией 3, препятствующей приложению нагрузки, а также жесткой секцией приложения нагрузки и поверхностями 61 и 62 приложения нагрузки, описанными выше, направленные от поверхности нормали которых совпадают с составляющей, ориентированной в направлении сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом, обеспечивает под сжимающим напряжением жесткое соединение поверхностей 61 и 62 приложения нагрузки секций 51 и 52 приложения нагрузки с конструктивным элементом 10 через указанные поверхности приложения нагрузки, при этом сдвигающая сила, подлежащая передаче, вводится в конструктивный элемент большей частью через это жесткое соединение и только в очень малой степени через упруго деформируемую секцию 3, препятствующую приложению нагрузки.
[072] Этот принцип обеспечивает преимущество, состоящее в том, что когда сила может быть передана конструктивному элементу в одном направлении в нескольких секциях, большая часть указанной силы передается через соединение, отличающееся наибольшей жесткостью.
[073] Сдвигающая сила, передаваемая соответствующим образом, может быть передана конструктивному элементу 10 через секции 51 и 52 приложения нагрузки заданным способом от поверхностей 61 и 62 приложения нагрузки соответствующей секции 51 и 52 приложения нагрузки. Таким образом, указанный анкер, передающий поперечное усилие, содержит секции 51 и 52 приложения нагрузки, через которые он контактирует с конструктивным элементом 10 и может передавать составляющую силы, ориентированную в направлении сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом, конструктивному элементу 10. С другой стороны, все секции на анкере 1, передающем поперечное усилие, за исключением поверхностей 61 и 62 приложения нагрузки секций 51 и 52 приложения нагрузки, через которые может передаваться составляющая силы, ориентированная в направлении сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом в конкретном направлении конструктивному элементу, обеспечены слоем 3, который закрывает указанные секции, и который легко деформируется, в отличие от секций 51 и 52 приложения нагрузки. Анкер 1, передающий поперечное усилие, аналогичным образом находится в контакте через этот деформируемый слой 3 с конструктивным элементом 10, причем указанный деформируемый слой 3 деформируется под нагрузкой, действующей на анкер 1, передающий поперечное усилие, которая соответствует сдвигающей силе, и указанная сдвигающая сила, передаваемая соответствующим образом, передается другому телу в виде более малой составляющей, чем через соответствующую секцию 51 и 52 приложения нагрузки.
[074] Положение анкера 1, передающего поперечное усилие, в конструктивном элементе 10 может изменяться в зависимости от конфигурации. Как показано на ФИГ. 4, анкер 101, передающий поперечное усилие, показан в положении с поворотом на 180° вокруг оси I-I согласно второму варианту реализации, что обеспечивает возможность более глубокого расположения перемычек 41 и 42, секций 51 и 52 приложения нагрузки и поверхностей 61 и 62 приложения нагрузки. Ввинчивание анкерного болта 8 и болта 9 для ввода нагрузки, а также принцип передачи нагрузки аналогичны описанным в первом варианте реализации анкера 1, передающего поперечное усилие, показанного на ФИГ. 2 и 3. Однако поскольку также соответствующая верхняя поверхность 65 секций 51 и 52 приложения нагрузки и также соответственно смежная верхняя поверхность перемычек могут находиться в контакте с указанным конструктивным элементом, эти поверхности в данном случае также содержат секцию 3, препятствующую приложению нагрузки. Таким образом, секция 3, препятствующая приложению нагрузки, обеспечена на всех поверхностях анкера 101, передающего поперечное усилие, за исключением поверхностей 61 и 62 приложения нагрузки и открытой верхней поверхности втулки 2, которая, как показано на ФИГ. 3, завершается поверхностью конструктивного элемента.
[075] Кроме того, форма и конструктивная конфигурация анкера 1, передающего поперечное усилие, могут изменяться. Каждая секция 51 и 52 приложения нагрузки до настоящего момента имела две соответствующих поверхности 61 и 62 приложения нагрузки, причем указанные две поверхности 61 и 62 приложения нагрузки были размещены в одной плоскости и расположены с обеих сторон соответствующей перемычки 41 и 42. Такая конструкция обеспечивает простоту изготовления анкера 1, передающего поперечное усилие, и равномерную нагрузку на конструктивный элемент 10. Однако также могут быть обеспечены более чем две поверхности приложения нагрузки, которые не обязательно должны лежать в одной плоскости. Альтернативно, как показано на примере анкера 201, передающего поперечное усилие, согласно третьему варианту реализации, изображенному на ФИГ. 5, перемычки и цилиндрические секции 251 и 252 приложения нагрузки могут быть выполнены в виде головочных болтов 14. Каждая секция приложения нагрузки также содержит только одну соответствующую круглую поверхность 261 приложения нагрузки. Ввинчивание анкерного болта 8 и болта 9 для ввода нагрузки, а также принцип передачи нагрузки аналогичны описанным в первом варианте реализации анкера 1, передающего поперечное усилие, показанного на ФИГ. 2 и 3. Секция 3, препятствующая приложению нагрузки, также обеспечена на всех поверхностях анкера 201, передающего поперечное усилие, за исключением поверхностей 261 приложения нагрузки и открытой верхней поверхности втулки.
[076] На ФИГ. 6 приведено покомпонентное изображение анкера 201, передающего поперечное усилие, показанного на ФИГ. 5, с головочным болтом 14, причем секция 3, препятствующая приложению нагрузки, не показана. Центральная соединительная секция 2 выполнена в виде втулки, содержащей два приемных гнезда 15 для перемычек головочного болта 14, которые могут быть соединены с перемычками сваркой, или могут иметь резьбу, в которую могут быть ввинчены указанные головочные болты. Таким образом, перемычки 241 и 242 могут быть очень легко прикреплены к втулке, расположенной между секциями 251 и 252 приложения нагрузки. Соединительная секция 2 также может быть выполнена различными способами, при том условии, что соединительный элемент может быть соединен с ней материально, с геометрическим замыканием или прессовой посадкой для ввода силы в анкер 1, передающий поперечное усилие. Например, соединительная секция также может быть выполнена в виде фланца.
[077] На ФИГ. 7a и 7b изображен пластиковый колпачок 16, который является подходящим для использования в качестве секции 3, препятствующей приложению нагрузки, для анкера 201, передающего поперечное усилие, показанного на ФИГ. 6. На ФИГ. 7a изображена первая секция 251 приложения нагрузки, соединенная с перемычкой 241, а также пластиковый колпачок 16, прикрепленный к указанной первой секции приложения нагрузки. На ФИГ. 7b изображен пластиковый колпачок 16 в половинном разрезе, взятом вдоль плоскости сечения, показанной на ФИГ. 7a. Такой пластиковый колпачок 16 может быть установлен на секции 251 приложения нагрузки посредством защелкивающихся элементов 17, расположенных по окружности во внутренней части пластикового колпачка. Защелкивающиеся элементы 17 соединены посредством имеющего форму круговой полки соединения 18 с наружной поверхностью пластикового колпачка 16. Таким образом, между поверхностью основания пластикового колпачка 16, которое расположено напротив задней поверхности 63 секции 251 приложения нагрузки, и защелкивающимся элементом 17, а также между защелкивающимся элементом 17 и наружной поверхностью пластикового колпачка образован воздушный зазор. Этот воздушный зазор обеспечивает возможность деформации под действием сдвигающей силы, вследствие чего передача составляющей силы, ориентированной в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче, значительно уменьшена, т.е. малая составляющая силы может быть передана в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче, только через соединение 18, которое должно обеспечивать возможность деформации. Таким образом, пластиковый колпачок 16 является одним из примеров секции, препятствующей приложению нагрузки, в котором зазор функционирует по меньшей мере частично в качестве секции 3, препятствующей приложению нагрузки. Согласно данному варианту реализации пластиковый колпачок 16 содержит образованный за одно целое зазор, служащий в качестве секции 3, препятствующей приложению нагрузки, и, таким образом, пластиковый колпачок 16 непосредственно действует в качестве секции 3, препятствующей приложению нагрузки. Однако, как описано выше, указанный зазор может быть обеспечен между анкером, передающим поперечное усилие, и конструктивным элементом, например, посредством саморастворяющегося материала, примененного к анкеру, передающему поперечное усилие. Такие пластиковые колпачки могут быть предусмотрены подобным образом также и для других секций анкера 201, передающего поперечное усилие, например, для перемычек 241 и 242. Такие пластиковые колпачки могут быть изготовлены литьем под давлением, с использованием которого могут быть получены пластиковые колпачки, имеющие другие формы. Например, пластиковый колпачок также может использоваться для анкеров 1 и 102, передающих поперечное усилие, с имеющими форму прямоугольного параллелепипеда секциями 51 и 52 приложения нагрузки.
[078] На ФИГ. 8 изображен вид в перспективе модифицированного анкера, передающего поперечное усилие, согласно настоящему изобретению, подобного анкерам из первого и второго вариантов реализации с имеющими форму прямоугольного параллелепипеда секциями 51 и 52 приложения нагрузки. В конфигурации этого типа две секции 51 и 52 приложения нагрузки, размещенные параллельно, соединены, например, посредством имеющего форму втулки пустотелого цилиндра, функционирующего в качестве соединительной секции 2, с внутренней резьбой или без нее. Соединительный элемент может быть обеспечен в соединительной секции 2 посредством отверстия 19 в секциях 51 и 52 приложения нагрузки. Эти анкеры могут служить, например, в качестве соединения или арматуры, работающей на срез при давлении, для опор, колонн и т.п. Они также подходят для передачи противоположных сдвигающих сил, действующих в поперечном направлении относительно продольного направления конструктивного элемента, причем ось соединительной секции 2 проходит в направлении сдвигающих сил, передаваемых соответствующим образом, но сама соединительная секция расположена на расстоянии в направлении сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом, от соответствующих секций приложения нагрузки.
[079] На ФИГ. 9 изображен модифицированный анкер, передающий поперечное усилие, согласно настоящему изобретению с цилиндрическими секциями 251 и 252 приложения нагрузки, подобный анкеру из третьего варианта реализации. На ФИГ. 8 и 9 не показан эластичный слой, используемый в качестве секции, препятствующей приложению нагрузки. Даже без эластичного слоя анкер, передающий поперечное усилие, согласно настоящему изобретению превосходит традиционные соединительные устройства, поскольку по меньшей мере одна составляющая силы, ориентированная в направлении сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом, передается конструктивному элементу через большую толщину конструктивного элемента из-за разнесения соединительной секции и секции приложения нагрузки в направлении сдвигающей силы, передаваемой соответствующим образом.
[080] Анкеры, передающие поперечное усилие, показанные на ФИГ. 8 и 9, используются в качестве соединения, например, арматуры, работающей на срез при давлении. Опять же, однако, согласно настоящему изобретению обеспечена секция, препятствующая приложению нагрузки, выполненная в виде эластичного слоя. Если этот анкер нагружен сдвигающей силой, то поверхности приложения нагрузки находятся под сжимающим напряжением в направлении, в котором действует сдвигающая сила. В частности, на задних поверхностях 63 секций 51 и 52 или 251 и 252 приложения нагрузки соответственно это сжимающее напряжение поглощается эластичными слоями и не вводятся в нижележащий бетон, и потому пробивка, вызванная сдвигающей силой, затруднена. Через поверхности приложения нагрузки, не имеющие покрытия, сила вводится непосредственно в конструктивный элемент. Благодаря глубокой заделке анкера большие силы могут быть поглощены без возникновения пробивки, вызванной сдвигающей силой.
[081] Анкеры, передающие поперечное усилие, согласно настоящему изобретению также являются предпочтительными для подъема и монтажа горизонтальных сборных железобетонных изделий. Благодаря областям ввода нагрузки, действующие сдвигающие силы вводятся в конструктивный элемент на большой части толщины конструктивного элемента, и бетон может использоваться более эффективно без вырывания анкеров из бетона.
[082] Альтернативно, такой анкер также может содержать более чем две секции приложения нагрузки, например, четыре. Такой анкер может не только рассеивать сдвигающую силу, действующую вдоль одной оси, но также и вдоль двух осей.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1, 101, 201 - Анкер, передающий поперечное усилие.
2 - Втулка анкера (соединительная секция)
3 - Секция, препятствующая приложению нагрузки.
41, 42, 241, 242 - Перемычки
51, 52, 251, 252 - Первая и вторая секции приложения нагрузки
61, 62, 261 - Поверхности приложения нагрузки
63 - Задняя поверхность или поверхность секции приложения нагрузки, обращенная к наружной поверхности конструктивного элемента.
64 - Боковые поверхности секции приложения нагрузки
65 - Верхняя поверхность секции приложения нагрузки
66 - Нижняя поверхность секции приложения нагрузки
7 - Внутренняя резьба
8 - Анкерный болт
9 - Болт для ввода нагрузки
10 - Конструктивный элемент
11 - Левая наружная поверхность
12 - Правая наружная поверхность
13 - Конус отрыва
14 - Головочный болт
15 - Приемные гнезда для перемычек
16 - Пластиковый колпачок
17 - Защелкивающийся элемент
18 - Соединение для защелкивающегося элемента
19 - Отверстие для соединительного элемента
Реферат
Устройство относится к соединительным средствам конструктивных элементов. Технический результат заключается в создании соединительного средства для передачи больших сдвигающих сил, которое обеспечивает возможность использования конструктивных элементов, имеющих тонкую конструкцию. Анкер (1), передающий поперечное усилие, для передачи сдвигающих сил, действующих поперечно к продольному направлению конструктивного элемента (10), в конструктивные элементы, изготовленные преимущественно из бетона. Анкер содержит: соединительную секцию (2) для ввода по меньшей мере одной сдвигающей силы в анкер (1), передающий поперечное усилие, соединенную по меньшей мере с одной секцией (51) приложения нагрузки, которая выполнена с возможностью контакта с конструктивным элементом (10), для передачи по меньшей мере одной составляющей силы, ориентированной в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче, конструктивному элементу (10). Для передачи больших сдвигающих сил в конструктивный элемент (10), имеющий тонкую конструкцию, соединительная секция (2) дополнительно расположена на расстоянии в направлении сдвигающей силы, подлежащей передаче, от секции (51, 251) приложения нагрузки. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 12 ил.
