КУПОЛЬНОЕ ПОКРЫТИЕ КУЛЬТОВОГО СООРУЖЕНИЯ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к конструкциям пространственных железобетонных покрытий культовых зданий, сооружений.
Известна конструкция пространственного железобетонного покрытия сферической формы, включающая формообразующий сварной металлический каркас и бетонную оболочку /1/.
Недостатком известной конструкции является трудоемкость изготовления цельносварного формообразующего каркаса и его последующего бетонирования, требующего установки опалубки и ее демонтажа после твердения бетона, а также необходимость устройства кровельного покрытия, необходимого для культового сооружения в виде металлических листов требуемого окраса.
Наиболее близким является купольное покрытие, включающее металлический каркас опорного формообразующего контура, арматурные каркасы и сетки, монолитный бетон, с устройством по поверхности оболочки кровельного покрытия из деревянного настила, двух слоев рубероида, в качестве изоляции, и металлических или пластиковых листов /2/.
Недостатками известного способа являются трудоемкость монолитного бетонирования железобетонной оболочки из-за необходимости использования громоздкой опалубки. Кроме того, недостатком является также сложность крепления слоев кровельного покрытия деревянного настила, рубероида и пластиковых плит к поверхности железобетонной оболочки.
Техническая задача заключается в снижении материалоемкости железобетонного пространственного покрытия, за счет уменьшения толщины покрытия, и снижения трудозатрат на устройство кровельного покрытия при обеспечении долговечности и требуемого внешнего облика культового сооружения.
Поставленная задача решается таким образом, что в купольном покрытии культового сооружения, включающем опорный формообразующий контур в виде пространственного металлического каркаса, железобетонную оболочку, содержащую арматурный каркас и бетон омоноличивания, и кровельное окрытие, согласно полезной модели, опорный контур выполнен из радиально установленных с шагом по периметру покрытия с опорой на элементы стен плоских ферм, верхний пояс которых образует формообразующий контур купола, по верхнему поясу ферм уложена металлическая сетка с размером ячейки 3-6 мм, на которой закреплены арматурный каркас и сетка с размером ячейки 15-20 мм, омоноличенные бетоном с образованием наружного защитного бетонного слоя железобетонной оболочки не менее 10 мм толщиной, пропитанного полимерной композицией, при этом по поверхности железобетонной оболочки нанесен слой гидроизоляционной мастики из пенополиуретановой композиции и наклеено декоративное мозаичное окрытие из смальтовых плиток.
Предлагаемая конструкция отличается от известной тем, что опорный контур выполнен из радиально установленных с шагом по периметру покрытия с опорой на элементы стен плоских ферм, верхний пояс которых образует формообразующий контур купола, по верхнему поясу ферм уложена металлическая сетка с размером ячейки 3-6 мм, на которой закреплены арматурный каркас и сетка с размером ячейки 15-20 мм, и омоноличенные бетоном с образованием наружного защитного бетонного слоя железобетонной оболочки не менее 10 мм толщиной, пропитанного полимерной композицией, при этом по поверхности железобетонной оболочки нанесен слой гидроизоляционной мастики из пенополиуретановой композиции и наклеено декоративное мозаичное окрытие из смальтовых плиток.
Предлагаемая конструкция позволяет получить устойчивый формообразующий контур по всей площади покрытия, и, уложив мелкую в один или два слоя сетку, образовать нижнюю опалубку, и закрепить на ней арматурный каркас железобетонной оболочки с верхней крупной формообразующей сеткой. При этом выбор параметров опалубочной сетки и формообразующей крупной сетки дает возможность осуществить бетонирование методом торкретирования бетонной смеси за один цикл и получить тонкостенную железобетонную оболочку до 80 мм.
Выбор материалов для кровельного окрытия в сочетании с пропиткой железобетонной оболочки на глубину защитного слоя позволяют получить монолитное соединение железобетонной оболочки с кровельным окрытием. Параметры сеток выбраны из расчета возможности использования мелкой сетки в качестве опалубки, а крупной для осуществления торкретирования бетонной смеси.
Техническим результатом предлагаемой конструкции является возможность возведения монолитного тонкостенного куполообразного железобетонного покрытия при снижении материалоемкости за счет исключения опалубки и кровельного настила, и снижение трудоемкости при монтаже каркаса, омоноличивании бетоном и устройстве декоративного кровельного окрытия.
На чертеже представлено купольное покрытие культового сооружения в разрезе.
Покрытие состоит из опорного формообразующего контура 1, железобетонной оболочки 2, кровельного окрытия 3. Формообразующий контур 1, состоит из плоских ферм 4, верхний пояс которых выполнен по образующей контура купола. Железобетонная оболочка 2 содержит, уложенную по верхним поясам ферм мелкую опалубочную сетку 5 (в один или два слоя), арматурный каркас 6, крупную формообразующую сетку 7 и бетон омоноличивания. Железобетонная оболочка 2 имеет защитный бетонный слой 8, пропитанный полимерной водостойкой композицией, слой водостойкой гидроизоляционной мастики 9 и декоративное мозаичное смальтовое окрытие 10.
Купольное покрытие возводят следующим образом.
По периметру покрытия с опорой на стеновые элементы барабана храма радиально устанавливают и жестко закрепляют плоские фермы 1 с расчетным шагом. По верхнему поясу ферм укладывают в два слоя сетку-рабицу 5 с ячейкой размером 5 мм. На сетке 5 закрепляют арматурный каркас 6 железобетонной оболочки 2 и сверху укладывают крупную сетку 7 с ячейкой размером 20 мм. Бетонирование производят торкретированием сверху мелкозернистой бетонной смесью. Бетонная смесь под давлением проходит крупную сетку 7 и вязнет в мелкой сетке 5, образуя штукатурный внутренний слой железобетонной оболочки 2 мм, и таким образом создавая в процессе бетонирования нижнюю опалубку для железобетонной оболочки. Торкретирование осуществляют до образования защитного бетонного слоя не менее 10 мм. После твердения бетона защитный бетонный слой 8 пропитывают полимерной водонепроницаемой композицией «Консолид-1» (ТУ 5772-004-55244485-01) на глубину не менее 10 мм. Для этого композицию наносят в два слоя и каждый раз выдерживают в течение 24 часов, после чего через 4-6 часов резиновым шпателем наносят слой 9 гидроизоляционной полиуретановой мастики «ВУК-2» и укладывают, слегка вдавливая, декоративное мозаичное окрытие 10 из смальтовой плитки толщиной 4 мм любого цвета. Через 8-12 часов остатки мастики и бумагу смывают большим количеством воды и производят затирку водостойким составом.
Источники информации:
1. Патент РФ №38346, кл. E04B 7/08, заявка №2003123361, опубл. 10.06.2004.
2. Г.Рюле, «Пространственные покрытия», М, СИ, 1973 г., с.178-193 (прототип).