плоское перекрытие

Формула изобретения

ПЛОСКОЕ ПЕРЕКРЫТИЕ, опертое по трем сторонам и защемленное на опорах, содержащее сборные плиты, опертые по меньшей мере одним из торцов на две длинные параллельно расположенные опоры и соединенные между собой по продольным краям, отличающееся тем, что крайняя плита, опертая на опору своим продольным краем, выполнена сплошного сечения с шириной l/10, где l - длина опирания вдоль короткой стороны, остальные плиты выполнены многопустотными между двумя крайними плитами, расположенными параллельно короткой опоре, образован проем с шириной, равной ширине плит, примыкающих к проему одним из торцов, остальные плиты оперты обоими торцами на длинные опоры, плиты, за исключением крайней, опертой на короткую опору, выполнены многопустотными, причем плиты, примыкающие к проему, соединены по продольным краям вподрезку, а соединения остального между собой, по продольным краям, не примыкающим к проему, выполнены с помощью бетонных шпонок комбинированного типа, имеющих ширину в шпонке по высоте для входного отверстия, наибольшую в поперечном сечении шпонки и наименьшую в продольном сечении.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении гражданских зданий общественного и жилого назначения.

Известно перекрытие, включающее опирающиеся на контурные элементы с замоноличенными по продольным граням сборные железобетонные плоские многопустотные плиты, в котором на смежных продольных боковых гранях плит и контурных элементов образованы шпонки закрытого типа [1] При этом достигается совместная работа плит перекрытия в поперечном направлении и уменьшенная металлоемкость плит.

Однако жесткость при изгибе продольных контурных элементов оказывается все же недостаточно высокой. Кроме того, в плоских сборных плитах затруднено выполнение вентиляционных отверстий и световых проемов. В случае бетонных шпонок закрытого типа затруднено устройство замоноличивания, поскольку входное отверстие шпонки весьма мало, значительно меньше ширины шпонки в ее средней по высоте части, что вызывает трудности в отношении качества замоноличивания шпонок.

Известно перекрытие, включающее ребристые плиты, соединенные между собой бетонными шпонками и опирающиеся на колонны, в котором вдоль продольных контурных ребер крайних плит устанавливаются промежуточные (по отношению к углам перекрытия) колонны [2] В этом случае повышенная жесткость продольных контурных элементов обеспечивает за счет эффекта совместной работы дополнительные уменьшение металлоемкости перекрытия, а наличие в плитах поперечных ребер позволяет просто выполнять отверстия в перекрытии (в требуемых местах устраняется верхняя полка плиты, а в продольных в поперечных ребрах, обрамляющих отверстие, устраиваются закладные детали для крепления обустройства проемов).

Однако применение ребристых плит в гражданском строительстве невозможно по архитектурным соображениям, поскольку в общественных и жилых зданиях требуются плоские потолки. (Ребристые перекрытия допустимы только в зданиях промышленного назначения).

Наиболее близким к изобретению решением является плоское перекрытие, опирающееся по трем сторонам и защемленное на опорах, включающее сборные плиты, опирающиеся по крайней мере одним из торцов на две длинные параллельно расположенные опоры и соединенные между собой по продольным краям, в котором плиты выполнены многопустотными, опираются обоими торцами на две длинные параллельно расположенные опоры и соединены между собой бетонными шпонками закрытого типа [3] (прототип).

Данное техническое решение имеет три недостатка. Во-первых, крайняя плита, опирающаяся по внешнему продольному краю на короткую опору, подвержена воздействию значительных по величине крутящих усилий. Поэтому использование многопустотных плит приводит при этом к снижению несущей способности перекрытия. Во-вторых, в плоских сборных многопустотных плитах со шпоночными соединениями затруднено выполнение различного рода отверстий с шириной, равной ширине плиты. (Поскольку плита по длине разрезается проемом и не может опираться обоими торцами на опоры. Прочность же бетонных шпонок, расположенных на продольных смежных краях плит, оказывается недостаточной для восприятия значительных перерезывающих сил в плитах в их торцовых зонах, примыкающих к проему). В-третьих, шпонки закрытого типа неудобны в производстве работ.

Цель изобретения в плоском сбоpном перекрытии, опирающемся по трем сторонам, увеличить несущую способность, обеспечить возможность устройства проемов и снизить трудоемкость замоноличивания бетонных шпонок.

Указанная цель достигается тем, что в плоском перекрытии, опирающемся по трем сторонам и защемленном на опорах, включающем сборные плиты, опирающиеся по крайней мере одним из торцов на две длинные параллельно расположенные опоры и соединенные между собой по продольным краям, крайняя плита, опирающаяся на короткую опору своим продольным краем, выполнена сплошного сечения с шириной l/10, где l длина опирания вдоль короткой стороны. Между двумя крайними плитами, расположенными параллельно короткой опоре, устроен проем с шириной, равной ширине плит, примыкающих к проему одним из торцов. Остальные плиты опираются обоими торцами на длинные опоры. Плиты, за исключением крайней, опирающейся на короткую опору, выполнены многопустотными. Плиты, примыкающие к проему, соединены по продольным краям вподрезку. Соединение плит между собой по продольным краям, не примыкающим к проему, выполнено с помощью бетонных шпонок комбинированного типа, имеющих ширину в шпонке по высоте для входного отверстия наибольшую в поперечном сечении шпонки и наименьшую в продольном сечении.

В предельном состоянии в плоском перекрытии, опирающемся на три стороны и защемленном на опорах, со стороны нижней поверхности плит образуются линейные пластические шарниры по биссектрисам углов, исходящих из точек пересечения линий короткой и длинной опор и в середине перекрытия располагающихся параллельно длинной опоре.

Если а длина длинной опоры, а l длина короткой опоры (а > l), то с учетом характера развития линейных пластических шарниров крутящим моментам подвержена ширина перекрытия, равная l/2. Однако зона возникновения наиболее интенсивных крутящих моментов соответствует ширине l/10, поскольку в железобетонной балке, подверженной кручению, трещины в бетоне возникают только на длине опорного участка l/5, где l пролет балки (Builder, 1966, v.210, 6401, р.135-137). Указанное обстоятельство делает целесообразным в перекрытии, опирающемся на три стороны, выполнять крайнюю плиту, опирающуюся на короткую опору своим продольным краем, сплошного сечения, что увеличивает надежность перекрытия и его несущую способность.

Соединение плиты между собой по продольным краям вподрезку, когда смежные плиты подсекаются на половину высоты соответственно вверху и внизу, позволяет устраивать отверстия в перекрытии. Соединение же плит по смежным продольным краям с помощью бетонных шпонок комбинированного типа позволяет качественно и удобно выполнять замоноличивание этих шпонок. Несущая способность этих шпонок выше, чем прерывистых шпонок открытого типа.

По сравнению с прототипом предлагаемое решение содержит следующие новые признаки, обусловленные необходимостью достижения требуемого технического результата:

крайняя плита, опирающаяся на короткую опору своим внешним продольным краем, выполнена сплошного сечения и имеет ширину не менее l/10;

плиты, примыкающие к проему, соединены между собой по продольным краям вподрезку;

соединение плит между собой по продольным краям, не примыкающим к проему, выполнено с помощью бетонных шпонок комбинированного типа.

Как следует из вышеизложенного, предлагаемое изобретение является новым, поскольку оно не известно из существующего уровня строительной техники, и, кроме того, оно имеет изобретательский уровень, так как явным образом не следует из него. Промышленная применимость следует из того, что новые признаки могут быть реализованы на заводках железобетонных изделий и строительных площадках без каких-либо трудностей, так как аналогичные по реализации признаки, которые однако не позволяют достигнуть требуемый технический результат, хорошо освоены строительной промышленностью.

На фиг. 1 показано перекрытие, план; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 сечение В-В на фиг.1; на фиг.5 узел I на фиг. 1; на фиг.6 сечение Г-Г на фиг.5; на фиг.7 сечение Д-Д на фиг.5; на фиг.8 план расположения линейных пластических шарниров на нижней поверхности перекрытия в предельной стадии.

Перекрытие 1 опирается по трем сторонам АВ, ВС и CD и защемлено на этих опорах вдоль длинных сторон 2, которые расположены параллельно и вдоль короткой стороны 3 (а > l). Перекрытие 1 включает сборные плоские плиты 4-9, опирающиеся по крайней мере одним из торцов на длинные опоры 2, и проем 10 с шириной, равной ширине плит 7 и 8, примыкающих к проему 10 одним из торцов. Проем 10 расположен между плитами 4 и 5, расположенными параллельно короткой опоре 3. Плиты 4, 5, 6, 9 оперты обоими торцами на длинные опоры 2. Плита 4, опирающаяся на короткую опору 3 своим продольным краем, выполнена сплошного сечения с шириной l/10, где l длина опирания вдоль короткой стороны 3. Плиты 5-9 выполнены многопустотными. Защемление плит 5-9 и плиты 4, например, в монолитную стену 11 выполнено с помощью отдельных стержней 12, приваренных к монтажным петлям 13, и арматурных выпусков 14.

Плиты 6-9, примыкающие к проему 10, соединены между собой по продольным краям вподрезку, когда смежные плиты имеют подсечки 15 сверху и подсечки 16 снизу на половину высоты плиты. Зазоры между продольными кромками смежных плит 6, 9 и 7, 8 заполняются цементным раствором 17. Плиты 4-9 опираются на опоры с использованием постели 18 из цементного раствора. Плиты 7, 8 опираются вподрезку на плиты 6, 9 с использованием постели из цементного раствора 18. Соединение плит 4 и 9, а также 5 и 6 между собой по продольным краям выполнено с помощью бетонных шпонок 19 комбинированного типа. Шпонка 19 заполнена цементным раствором 17. Ширина в шпонке 19 по высоте для входного отверстия (C_o) является наибольшей в поперечном сечении шпонки (С_о > С, где С ширина шпонки понизу в поперечном сечении). В продольном сечении шпонки 19 ширина по высоте для входного отверстия (d_o) является наименьшей (d_o < d, где d ширина шпонки внизу в продольном сечении).

Предлагаемое перекрытие имеет следующие достоинства.

Весьма рационально скомбинированы плиты сплошного сечения и многопустотные. Наиболее нагруженная воздействием крутящих моментов крайняя плита, опирающаяся по внешнему продольному краю на короткую опору, выполнена сплошного сечения, что позволяет повысить несущую способность перекрытия. Остальные плиты имеют эффективное многопустотное сечение.

Соединение плит, примыкающих своими торцам к проему, со смежными плитами по продольным краям выполнено с помощью опирания вподрезку, что решает проблему создания проемов в плоском перекрытии.

Бетонные шпонки комбинированного типа удобны в производстве работ, поскольку входное отверстие шпонки в поперечном сечении имеет максимальную ширину. Прочность шпонки по сравнению со шпонкой закрытого типа увеличивается, так как в продольном сечении входное отверстие имеет наименьшую ширину по высоте шпонки. Поэтому шпонка имеет ориентированные вверх и вниз бетонные клинья, работающие в поперечном и продольном направлении, что обеспечивает повышенную несущую способность шпонки комбинированного типа.