предварительно напряженная многопустотная железобетонная плита для дисков перекрытий

Формула изобретения

Предварительно напряженная многопустотная железобетонная плита для дисков перекрытий и большепролетных оболочек, включающая напрягаемую и ненапрягаемую арматуру, облегчающие пустоты, параллельные длинной стороне плиты, шпунтовые боковые грани, отличающаяся тем, что облегчающие плиту пустоты размещены в верхних трех четвертях толщины плиты, а в нижней четверти толщины плиты дополнительно размещены каналы круглого сечения или выемки параболического сечения для натяжения арматуры, ориентированные перпендикулярно облегчающим пустотам, расположенные параллельно меньшей стороне плиты и друг другу, с расстоянием от коротких торцов плиты в пределах от 0,1 до 0,3 ширины плиты, а между каналами и выемками - в пределах от 0,3 до 0,8 ширины плиты, при этом центры симметрии каналов расположены в одной плоскости на середине высоты нижней четверти плиты, а диаметры цилиндрических, ширина и глубина параболических каналов составляют от 0,1 до 0,2 толщины плиты, при этом оси параболических выемок расположены перпендикулярно нижней поверхности плиты.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к строительству, в частности к предварительно напряженным конструкциям, и может быть использовано при изготовлении преднапряженных конструкций пролетных строений.

Известны технические решения, согласно которым диски перекрытий монтируются сочетанием готовых плит перекрытий, в частности, сопряженных с колоннами (см., например, патент РФ №2112117, кл. E04B 5/43, 1977 г.), или соединением готовых железобетонных плит в жесткие диски перекрытий омоноличиванием скрытых ригелей (см., например, патент РФ №2235952, кл. E04B 1/18). Однако указанные технические решения вызывают необходимость выполнения в построечных условиях значительных объемов монолитных работ, применения опалубки, увеличения доли ручного труда при монтаже перекрытий.

Также известны предварительно напряженные железобетонные плиты, применяемые в сборных дорожных покрытиях (см., например, книгу В.Н.Могилевича и др. «Сборные покрытия автомобильных дорог». - М.: Высшая школа, 1972, с.35-49). В известных плитах предварительное напряжение арматуры предусмотрено как в продольном направлении, так и в поперечном. Причем в поперечном направлении плиты напрягают в процессе монтажа с помощью стержневой арматуры, пропускаемой в специально оставленные при изготовлении поперечные каналы. Основными преимуществами покрытий, изготовленных из известных предварительно напряженных плит, по сравнению с покрытиями из обычного железобетона являются: существенное снижение расхода арматуры и бетона благодаря применению материалов высокой прочности; значительное повышение (вплоть до обеспечения полной) трещиностойкости покрытий; увеличение морозостойкости вследствие увеличения плотности бетона при обжатии. Однако применяемые преимущественно в дорожном строительстве, где масса сборного дорожного покрытия не регламентируется, известные плиты изготавливаются сплошными (без пустот) для обеспечения требуемой высокой прочности, что приводит к значительному возрастанию их массы и всего покрытия в целом.

Наиболее близкой к предлагаемой и принятой за прототип является предварительно напряженная многопустотная железобетонная плита, включающая напрягаемую и ненапрягаемую арматуру (см., например, патент РФ №1273475, кл. E04G 21/12, 1985 г.). В известной плите, наряду с ненапрягаемой рабочей арматурой, смонтированы напрягаемые арматурные стержни. Причем расположены стержни как и рабочая арматура параллельно пустотам и, таким образом, обеспечивают работу бетона в известной железобетонной плите по всему ее сечению, значительно повышая при этом эксплуатационные характеристики плиты.

Однако известное решение не обеспечивает необходимой жесткости конструкции при монтаже большепролетных дисков перекрытий. При этом применение преднапряженных бетонных плит вызывает необходимость их опирания на ригели или стены из плотного железобетона, делающего невозможным монтаж большепролетных дисков перекрытий и обеспечение свободной планировки помещений. Кроме того, при этом могут возникнуть значительные смещения и осадка отдельных плит в процессе эксплуатации многопролетных перекрытий.

Цель предлагаемого изобретения - формирование дисков перекрытий, большепролетных оболочек, различных площадок из пакетов преднапряженных многопустотных плит.

Поставленная цель достигается тем, что в предварительно напряженной многопустотной железобетонной плите для дисков перекрытий и большепролетных оболочек, включающей напрягаемую и ненапрягаемую арматуру, облегчающие пустоты, параллельные длинной стороне плиты, и шпунтовые боковые грани, облегчающие плиту пустоты размещены в верхних трех четвертях толщины плиты, а в нижней четверти толщины плиты дополнительно размещены каналы круглого сечения или выемки параболического сечения для натяжения арматуры, ориентированные перпендикулярно облегчающим пустотам, расположенные параллельно меньшей стороне плиты и друг другу, с расстоянием от коротких торцов плиты в пределах от 0,1 до 0,3 ширины плиты, а между каналами и выемками - в пределах от 0,3 до 0,8 ширины плиты, при этом центры симметрии каналов и выемок расположены в одной плоскости на середине высоты нижней четверти плиты, а диаметры цилиндрических, ширина и глубина параболических каналов составляют от 0,1 до 0,2 толщины плиты, при этом оси параболических выемок расположены перпендикулярно нижней поверхности плиты.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что оно позволяет осуществить быстрый монтаж дисков перекрытий, большепролетных оболочек зданий и сооружений, различных площадок путем сборки пакетов преднапряженных многопустотных плит с напряжением таких пакетов в условиях строительных объектов. Предлагаемое решение включает оптимальное расположение облегчающих пустот, смещенных в верхние три четверти толщины плиты, а также расположение дополнительных каналов или выемок для размещения напрягающих стальных канатов или арматуры в нижней четверти, поперек основному армирующему каркасу железобетонной плиты и облегчающим пустотам ее, при этом защищаемые пределы размещения каналов и выемок обеспечивают необходимую несущую способность дисков перекрытий и большепролетных оболочек.

Так, уменьшение расстояния между каналами или выемками для натяжения арматуры менее 0,3 от ширины плиты вызывает излишний расход арматурных элементов, а увеличение расстояния между каналами или выемками более 0,8 от ширины плиты ослабляет несущую способность пакета перекрытий. Уменьшение расстояния между каналами или выемками от коротких торцов плиты менее 0,1 от ширины плиты нерационально, а увеличение этого расстояния более 0,3 от ширины плиты ослабит напряжение коротких торцов и не обеспечит обжатие всего пакета плит равномерно по всей его площади.

Дополнительные каналы или выемки для напряжения арматурных пакетов плит в условиях строительных объектов размещаются с осью симметрии в середине нижней четверти предлагаемых плит. Такое их размещение является оптимальным для обеспечения быстрой сборки и необходимой несущей способности пакетов многопустотных плит. Каналы для напряжения плит в пакетах по предлагаемому решению выполнены цилиндрического, а выемки - параболического сечений, при этом диаметр цилиндрических каналов, ширина и глубина параболических выемок составляет от 0,1 до 0,2 толщины плиты. Увеличение этих размеров более 0,2 ослабляют бетонный массив плиты, а уменьшение менее 0,1 толщины плиты затрудняет помещение в эти каналы и выемки канатов для натяжения, особенно с полимерными защитными оболочками.

Предлагаемая многопустотная преднапряженная железобетонная плита изображена на фиг.1, на фиг.2 - то же, сечение А-А на фиг.1, вид плиты с торца; вариант А - дополнительные цилиндрические каналы; вариант Б - дополнительные каналы в виде параболических выемок.

Плита содержит пустоты 1, расположенные в верхних трех четвертях толщины плиты. Пустоты параллельны боковым граням 2, выполненным шпунтовыми, причем шпунты имеют трапециевидную форму, а обращенные к друг другу смежные боковые грани соседних плит снабжены соответственно выступом 3 и пазом 4.

Армирование плиты осуществляется ненапрягаемой арматурой 5, а также напрягаемой арматурой, размещенной в каналах 6 или выемках 7, расположенных в нижней четверти заявляемой преднапряженной плиты параллельно ее торцам и друг другу с расстоянием от торцов, выбранным в пределах от 0,1 до 0,3 ширины плиты, и расстоянием между каналами или выемками, составляющим 0,3-0,8 ширины плиты. Оси симметрии каналов расположены в одной плоскости и на середине высоты нижней четверти плиты.

Каналы имеют цилиндрическое, а выемки - параболическое сечение, причем диаметры цилиндрических каналов, а также высота и ширина параболических выемок составляют 0,1-0,2 толщины плиты.

Изготовление дисков перекрытий, большепролетных оболочек, площадок и т.п. с использованием заявляемой преднапряженной плиты осуществляют в построечных условиях, для чего плиты соединяют между собой боковыми гранями 2, причем шпунтовая поверхность этих граней существенно облегчает укладку перекрытий, строго фиксируя плиты по отношению друг к другу. Затем сквозь дополнительные каналы 6 или параболические выемки 7 протягивают арматуру, осуществляют ее натяжение на пакет бетонных плит с одновременным максимально плотным соединением плит друг с другом и последующим омоноличиванием каналов (или выемок) высокопрочным цементным раствором, освобождением натянутой арматуры с концевых натяжных анкеров и передачей напряжения на бетон конструкции смонтированного перекрытия, большепролетной оболочки, площадок и других преднапряженных строительных конструкций.

Для изготовления предлагаемых плит могут использоваться тяжелые и легкие плотные силикатные бетоны. Предварительно напряженные многопустотные железобетонные плиты по предлагаемому техническому решению предназначены для производства быстро монтируемых плит перекрытий, большепролетных оболочек с применением натяжения стальных канатов, несущих пакеты плит преднапряженных в условиях строительной площадки.

Предлагаемые плиты могут эффективно использоваться для изготовления однослойных перекрытий жилых, а также общественных зданий и сооружений с требуемой несущей способностью и звукоизоляцией, а также большепролетных сборных конструкций межэтажных перекрытий высотных и общественных зданий, спортивных, торговых и культурных комплексов, быстрого строительства площадок многоэтажных гаражей и т.п.