Деформационный шов

(12) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(71) Заявитель Закрытое акционерное общество ИРМАСТ(73) Патентообладатель Закрытое акционерное общество ИРМАСТ(57) 1. Деформационный шов, содержащий образованную в покрытии камеру, заполненную минеральномастичной смесью с размещенным внутри нее сердечником, опирающимся на стык между смежными плитами основания строительной конструкции, отличающийся тем, что он снабжен деконцентратором внутренних напряжений, размещенным над сердечником. 2. Деформационный шов по п. 1, отличающийся тем, что деконцентратор внутренних напряжений выполнен из материала, имеющего модуль упругости, связанный с модулем упругости материала минеральномастичной смеси следующим соотношением Е(210) Е 1,где Е - модуль упругости материала деконцентратора внутренних напряжений Е 1 - модуль упругости минерально-мастичной смеси. 3. Деформационный шов по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что толщина деконцентратора внутренних напряжений связана с отношением глубины шва на месте сопряжения с его покрытием к глубине залегания деконцентратора в деформационном шве следующим уравнением В(1,5.1,0) Н/,336 где Н - глубина шва на месте сопряжения с покрытием деформационного шва- глубина залегания деконцентратора в деформационном шве. 4. Деформационный шов по любому из пп. 13, отличающийся тем, что деконцентратор внутренних напряжений выполнен в виде пластинчатого элемента, снабженного концентратором внутренних напряжений, выполненным, по крайней мере, с одной из его сторон в виде сквозных и/или глухих пазов и /или выступов. 5. Деформационный шов по любому из пп. 14, отличающийся тем, что деконцентратор внутренних напряжений в шве выполнен в виде системы автономных модульных жестких элементов. Фиг. 1 6. Деформационный шов по любому из пп. 15, отличающийся тем, что деконцентратор внутренних напряжений выполнен в виде системы модульных жестких элементов, кинематически взаимосвязанных между собой, преимущественно, посредством упругого элемента. 3367. Деформационный шов по любому из пп. 16, отличающийся тем, что деконцентратор внутренних напряжений выполнен в поперечном сечении трапецеидальной формы с меньшим основанием, обращенным к проезжей части дорожного полотна. 8. Деформационный шов по любому из пп. 17, отличающийся тем, что деконцентратор внутренних напряжений и/или сердечник выполнены из фибробетона или металла.(прототип). Полезная модель относится к строительству, преимущественно к конструкции деформационных минерально-мастичных швов, и может быть использовано при возведении пролетных строений и строительстве аэродромных и дорожных покрытий. Известна конструкция деформационного шва дорожного полотна, содержащая эластомерный элемент, заделанный вровень с проезжей частью по обе стороны от шва в торцовые элементы проезжей части. Торцовые элементы изготавливают на строительной площадке из эластомерного бетона путем заполнения соответствующих пазов в проезжей части 1 . Известная конструкция деформационного шва имеет ограниченное применение при использовании дорожных покрытий из жестких бетонов вследствие недостаточной конструктивной прочности к воздействию внешних нагрузок. Известна конструкция деформационного шва, заполняющего зазор между смежными плитами конструкции дорожного полотна материалом из текучего полимера, внутри которого размещен сердечник из мастики пластичной и менее упругой чем материал текучего полимера 2. Прототипом полезной модели выбран деформационный шов, содержащий образованную в покрытии камеру, заполненную минерально-мастичной смесью с размещенным внутри нее сердечником, опирающимся на стык между смежными плитами основания строительной конструкции 3. Конструкция известных деформационных швов позволяет воспринимать изменение размеров, вызванных температурным расширением и сжатием. Известная конструкция не решает задачу комплексного восприятия внешних знакопеременных нагрузок в совокупности с температурными полями без разрушения шва из-за возможности появления в нем трещин. В основу полезной модели положена задача разработки конструкции деформационного шва, способного перераспределять внутри своего объема экстремумы избыточных напряжений от внешних температурносиловых полей. Поставленная задача совокупностью существенных и всех отличительных признаков, направленных на достижение полезной моделью технико-экономического эффекта. У прототипа и заявленной полезной модели имеются следующие сходные существенные признаки деформационный шов содержит образованную в покрытии камеру, заполненную минерально-мастичной смесью с размещенным внутри нее сердечником, опирающимся на стык между смежными плитами основания строительной конструкции. По отношению к прототипу заявленная полезная модель имеет следующие необходимые и достаточные существенные и отличительные признаки деформационный шов содержит образованную в покрытии камеру, заполненную минерально-мастичной смесью с размещенным внутри нее сердечником, опирающимся на стык между смежными плитами основания строительной конструкции, при этом он, согласно полезной модели, снабжен деконцентратором внутренних напряжений, размещенным над сердечником деконцентратор внутренних напряжений выполнен из материала, имеющего модуль упругости, связанный с модулем упругости материала минерально-мастичной смеси следующим соотношением Е(210) Е 1,где Е - модуль упругости материала сердечника Е 1 - модуль упругости минерально-мастичной смеси толщина деконцентратора внутренних напряжений связана с отношением глубины шва на месте сопряжения с его покрытием к глубине залегания деконцентратора в деформационном шве следующим уравнением В(1,51,0) /,где В - толщина деконцентратора внутренних напряжений Н - глубина шва на месте сопряжения с покрытием деформационного шва 2 336- глубина залегания деконцентратора в деформационном шве деконцентратор внутренних напряжений в шве выполнен в виде пластинчатого элемента, снабженного концентратором внутренних напряжений, выполненным, по крайней мере, с одной из его сторон в виде сквозных и/или глухих пазов и/или выступов деконцентратор внутренних напряжений в шве выполнен в виде системы автономных модульных жестких элементов деконцентратор внутренних напряжений выполнен в виде системы модульных жестких элементов, кинематически взаимосвязанных между собой, преимущественно, посредством упругого элемента деконцентратор внутренних напряжений выполнен в поперечном сечении трапецеидальной формы с меньшим основанием, обращенным к проезжей части дорожного полотна деконцентратор внутренних напряжений и/или сердечник выполнены из фибробетона или металла. Между отличительными признаками и техническим результатом имеется причинно-следственная связь, содержащая элементы неочевидности для данной области техники. Такая связь придает полезной модели новое качество и обуславливает ее промышленную применимость. Между отличительными признаками и техническим результатом имеется следующая причинно-следственная связь наличие новых конструктивных признаков, их взаимное расположение, конструкция заявленной полезной модели не только направлена на комплексное восприятие внешних знакопеременных нагрузок в совокупности с температурными полями без разрушения шва из-за возможности появления в нем трещин, но и на способность перераспределять внутри своего объема экстремумы избыточных напряжений от внешних температурно-силовых полей. По сведениям, которыми располагает заявитель, предлагаемая совокупность существенных признаков,характеризующих сущность полезной модели, не известна из уровня техники, следовательно предлагаемая полезная модель соответствует критерию новизна. Предлагаемая сущность полезной модели может быть многократно использована в строительстве. Заявителем проведены испытания деформационного шва в странах СНГ. В этой связи очевидным является соответствие заявленной полезной модели критерию промышленная применимость. Полезная модель поясняется чертежом, где фиг. 1 - общий вид конструкции деформационного шва фиг. 2 - диаграмма распределения внутренних напряжений, возникающих в процессе работы деформационного шва в известной конструкции фиг. 3 - диаграмма распределения внутренних напряжений, возникающих в процессе работы деформационного шва в заявленной конструкции. Деформационный шов 1, преимущественно в дорожном полотне 2, содержит смежные плиты 3 и 4 конструкции дорожного полотна 2, пространство 5 между которыми заполнено герметиком 6 из вязкоупругого материала,например, на основе минерально-мастичной смеси, наполненной фракционированным щебнем, с размещенным внутри него сердечником 7, выполненным, например, из высокопрочного бетона на основе искусственной смолы или высокопрочного бетона на основе цемента. Деконцентратор 8 внутренних напряжений может быть выполнен из материала, например, имеющего модуль упругости, связанный с модулем упругости материала герметика 6 следующим соотношением Е(210) ,где Е - модуль упругости материала деконцентратора 8 1 - модуль упругости материала герметика 6. Деконцентратор 8 внутренних напряжений может быть выполнен в виде пластинчатого элемента 9, снабженного концентратором внутренних напряжений, выполненным, по крайней мере, с одной из его сторон в виде сквозных пазов 10 и/или глухих пазов и /или выступов. Деконцентратор 8 внутренних напряжений может быть снабжен концентратором внутренних напряжений для восприятия с разрушением по концентратору - пазам 10 внешних критических нагрузок без раскрытия от их воздействия деформационного шва. В деформационном шве деконцентратор 8 внутренних напряжений может быть выполнен в виде системы модульных жестких элементов 11, кинематически взаимосвязанных между собой, например, посредством упругого элемента 12 для восприятия без разрушения вдоль направления концентратора - пазов 10 внешних критических нагрузок без раскрытия от их воздействия деформационного шва. Упругий элемент 12 при воздействии внешних нагрузок на деформационный шов 1 деформируется в пределах упругой деформации его материала. В деформационном шве 1 деконцентратор 8 внутренних напряжений выполнен в поперечном сечении трапецеидальной формы с меньшим основанием 13, обращенным к проезжей части 14 дорожного полотна 2. В деформационном шве толщина В деконцентратора 8 внутренних напряжений связана с отношением глубины Н шва 1 на месте сопряжения с покрытием дорожного полотна 2 к глубинезалегания деконцентратора 8 в деформационном шве 1 следующим уравнением В(1,51,0) Н/,3 336 где Н ивыбирают экспериментально в зависимости от конструкции дорожного полотна и толщины и конструктива покрытия дорожного полотна 2. В деформационном шве 1 сердечник 7 снабжен антиадгезионным покрытием 15 по отношению к материалу герметика 6, расположенному на наружной поверхности сердечника 7, обращенной к проезжей части дорожного полотна 2. В деформационном шве деконцентратор 8 внутренних напряжений снабжен адгезионным покрытием 16,например, на основе раствора полимера и смолистых веществ в толуоле по отношению к материалу герметика 6, помещенного в пазы 10 - концентраторы внутренних напряжений для совместимости с герметиком 6 и релаксации внутренних напряжений от внешних нагрузок. Деконцентратор 8 внутренних напряжений выполнен из фибробетона для релаксации внутренних напряжений. Проводили сравнительные стендовые испытания заявленной (фиг. 2) и известной (фиг. 3) конструкции деформационных швов, на основе которых были построены, соответственно, диаграммы распределения внутренних напряжений (фиг. 2, 3). Испытания проводили при воздействии на деформационный шов динамической нагрузки интенсивностью в пределах 2080 Мпа и при количестве знакопеременных циклов - 1000.000 циклов с частотой 500 циклов/мин. Температурный интервал находился в пределах 30 С-30 С. Как следует из диаграмм (фиг. 2, 3), экстремумы избыточных напряжений от внешних температурно - силовых полей смещены от граничной зоны - дорожное полотно 2 совместно с плитами 3, 4 внутрь объема конструктива деформационного шва 1. Экстремумы избыточных напряжений сместились в зону объема, прилегающего к деконцентратору 8. Конструкция известного деформационного шва претерпевала разрушение в форме сколов дорожного полотна 2 на стыке шов 1 - дорожное полотно 2 после испытаний в интервале нагрузок 600.000 - 800.000 циклов. Конструкция заявленного деформационного шва значительных видоизменений не претерпевала после испытаний в пределах 1000.000 циклов нагрузок. Промышленное использование заявленной конструкции деформационного шва проводится на территории СНГ фирмой ИРМАСТ. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.