ПЕРЕКРЫТИЕ НА ОСНОВЕ ЛЕГКИХ СТАЛЕБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Полезная модель относится к строительству, в частности к конструкциям сталебетонных перекрытий.
Известно сталебетонное перекрытие, содержащее спаренные С-профили, расположенные зеркально относительно друг друга и установленные вертикально с расчетным шагом, на которые с одной стороны установлен листовой материал, а с другой - дистанционные профили, к которым прикреплен листовой материал, полости между листовыми материалами заполнены пенобетоном, причем спаренные С-профили соединены между собой балками, выполненными из С-профиля (см. пат. РФ №112227, Е04В 5/00).
3
3
Недостаток известного перекрытия заключается в том, что пенобетонная смесь плотностью порядка 100-300 кг/м, заполняющая внутреннее межбалочное пространство, не обладает достаточной жесткостью, исключающей прогиб верхнего слоя пенобетона большей плотности от 300-1500 кг/м, что влечет появление трещин в верхнем слое пенобетона и его разрушение совместно с деформируемым нижним слоем. Кроме того, применение ферменных балок перекрытия ведет к увеличению общей металлоемкости конструкции, веса и толщины самого перекрытия. А излишняя толщина перекрытия приводит к необходимости заполнения его внутреннего пространства большим количеством пенобетонной смеси.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является сталебетонное перекрытие, содержащее спаренные С-профили, расположенные зеркально относительно друг друга и установленные горизонтально с расчетным шагом, на которые с одной стороны установлены последовательно гнутый профиль и плоский армирующий элемент, залитые бетоном, а с другой - дистанционные профили, к которым прикреплен листовой материал, причем полость между гнутым профилем и листовым материалом заполнена пенобетоном (см. пат. РФ №163026, Е04В 5/00).
Недостаток данного перекрытия заключается в неоднородности его конструкции, включающей разнородные отсеки, заполненные различными по механическим и теплотехническим характеристикам материалами. Это не позволяет обеспечить однородные теплотехнические свойства перекрытия, а конструкционные армированные бетоны, воспринимая нагрузку, не обеспечивают целостность и отсутствие разрушения изоляционных материалов. В случае применения указанного перекрытия в качестве подвального и чердачного отсеки, заполненные тяжелым армированным бетоном, будут способствовать сквозному промерзанию конструкции, возникновению мостиков холода и скоплению влаги внутри перекрытия.
Техническая проблема известных решений заключается в невысокой прочности конструкции перекрытий, обусловленной нарушением ее целостности под действием нагрузок.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что перекрытие содержит спаренные С-профили, расположенные зеркально относительно друг друга, которые соединены вертикальными стенками и установлены вертикально с расчетным шагом, образуя балки перекрытия. На балки, с одной стороны, последовательно установлены гнутый профиль и армирующий элемент, залитые бетоном, а с другой - дистанционные профили, к которым прикреплен листовой материал. Гнутый профиль представляет собой профнастил, уложенный в продольной плоскости перекрытия по всей его площади, армирующий элемент выполнен в виде рабочей арматуры, уложенной в каждую впадину профнастила, и противоусадочной сетки, уложенной на каждое ребро профнастила. Полость между профнастилом и листовым материалом заполнена пенобетоном. Дистанционные профили, выполненные в виде омега-профилей, установлены с расчетным шагом. Поверхность бетона выровнена стяжкой.
Технический результат, обеспечиваемый заявляемой полезной моделью, заключается в создании жесткого горизонтального диска, обеспечивающего перераспределение нагрузок и внутренних напряжений в конструкции перекрытия, что позволяет повысить его прочностные характеристики. Кроме того, заявляемая конструкция перекрытия позволяет уменьшить ее металлоемкость и устранить образование эффекта «мостиков холода» в подвальных и чердачных перекрытиях.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг. 1 схематично изображено заявляемое перекрытие, вид сверху;
- на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1;
- на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1;
- на фиг. 4 схематично изображено заявляемое перекрытия в изометрии.
Перекрытие содержит составные балки 1 из спаренных оцинкованных тонкостенных С-профилей, соединенных вертикальными стенками посредством самонарезающих винтов 2, установленных с расчетным шагом. Оптимальное использование характеристик сечения спаренных С-профилей позволяет минимизировать металлоемкость перекрытия, а, несмотря на малую толщину их стенок, по суммарной площади сечения, оцинкованные С-профили не уступают традиционно используемым стальным аналогам, но по высоте профиля при условии равных площадей сечения значительно их превосходят, что влияет на снижение значения общего прогиба перекрытия. К верхним полкам составной ЛСТК-балки 1 прикреплен профнастил 3 из гнутого оцинкованного профиля. Крепление выполнено самонарезающими винтами 2 в каждой впадине профнастила 3 попарно с шагом, равным шагу раскладки балок 1 на перекрытии. Направление волн профиля 3 перпендикулярно направлению составных ЛСТК-балок 1. Профильный лист 3 исключает передачу нагрузок от поверхности перекрытия к внутреннему заполнению и предотвращает его механическое разрушение. К нижним полкам составной ЛСТК-балки 1 в узле, в перпендикулярном относительно балки 1 направлении крепится с расчетным шагом четырьмя самонарезающими винтами 2 тонкостенный оцинкованный омега-профиль 4 для обеспечения надежного закрепления на него несъемной опалубки, выполненной в виде листового облицовочного материала 5. Крепление листового материала 5 выполнено самонарезающими винтами 2. Внутренние полости между профнастилом 3 и листовым материалом 5, разделенные балками 1, заполнены пенобетоном 6. Омега-профиль 4, размещенный внутри слоя пенобетона 6, устраняет эффект «мостиков холода», не допускает его промерзание через стальные элементы в случае использования в качестве чердачного и подвального перекрытия. Кроме того, омега-профиль 4 совместно с С-профилем создает пространственное ядро жесткости и значительно усиливает конструкцию при действии изгибающего момента. Внутреннее заполнение перекрытия в зависимости от своей плотности выполняет теплоизоляционные и звукоизоляционные функции и, кроме того, пенобетон, несмотря на его низкие прочностные качества, оказывает положительное влияние на работу перекрытий, участвуя в перераспределении напряжений, предотвращает в профильном листе 3 полностью или частично местные напряженные эффекты, такие как местная потеря устойчивости, депланация, смятие (исходя из практических лабораторных испытаний в ООО «Венчур» - НИР 02/2018). Поверхность профнастила 3, на который уложена рабочая арматура 7 и противоусадочная сетка 8, залита монолитным бетоном 9, поверхность которого выравнена стяжкой 10. Железобетонное монолитное покрытие 9 повышает жесткость конструкции, создавая горизонтальный жесткий диск и равномерно распределяя нагрузки на перекрытие. Вместе с тем, часть нагрузок монолитный бетон 9 воспринимает самостоятельно, передавая усилия не на спаренные несущие балки 1 из С-профиля, а непосредственно на несущие стены либо через несущие балки 1 на несущие стены с меньшим плечом, значительно снижая изгибающие моменты в конструкции. Таким образом, это позволяет повысить прочность перекрытия.
Изготовление заявляемой конструкции перекрытия осуществляют следующим образом.
Балки 1 перекрытия изготавливают из двух стальных оцинкованных С-профилей, которые соединяют вертикальными стенками в зеркальном отображении с помощью самонарезаюших винтов 2 с расчетным шагом для надежного крепления и предотвращения смещения относительно друг друга под действием нагрузок. Шаг балок 1 и их количество в перекрытии определяют расчетом, исходя из характеристик сечения С-профиля, влияющих на его жесткость и прочность. На верхние полки балок 1 укладывают профнастил 3 из гнутого оцинкованного профиля и закрепляют с помощью самонарезающих винтов 2 в каждой впадине профнастила 3 попарно с шагом, равным шагу несущих балок 1. К нижним полкам составной ЛСТК-балки 1 в узле, в перпендикулярном относительно балки 1 направлении крепят четырьмя самонарезающими винтами 2 с расчетным шагом тонкостенный оцинкованный омега-профиль 4 для надежного закрепления на него несъемной опалубки, выполненной в виде листового облицовочного материала 5. Крепление листового материала 5 производят самонарезающим винтом 2. Затем с помощью плазменной или газовой резки осуществляют прорезание в профнастиле 3 заливочно-выпускных отверстий 11 в каждой секции, образованных и ограниченных балками 1, профнастилом 3 и листовым материалом 5. Через заливочно-выпускные отверстия 11 осуществляют заливку пенобетона 6 в каждую секцию последовательно, а также выход воздуха при заполнении. Толщина и объем заполнения внутренней полости перекрытия пенобетоном 6 зависит от результатов теплотехнического и звукоизоляционного расчета. Далее производят заделку заливочно-выпускных отверстий 11 тонкостенными стальными пластинами (на фиг. не показаны) с креплением самонарезающими винтами и укладку рабочей арматуры 7 в каждую впадину профнастила 3. Укладка рабочей арматуры 7 производят на специальные упоры (стульчики) (на фиг. не показаны), обеспечивающие в последующем наличие защитного слоя арматуры 7 в бетонной плите 9. Аналогично рабочей арматуре 7 на каждое ребро профнастила 3 устанавливают упоры (на фигуре не показаны) для укладки противоусадочной сетки 8, препятствующей усадке монолитного бетона 9 при его твердении и наборе им прочности после заливки. По окончанию указанных мероприятий производят заливку монолитного бетона 9 на поверхность профнастила 3 с проведением соответствующих мероприятий ухода за бетоном при затвердевании и наборе им прочности. При необходимости, предварительно по периметру перекрытия устанавливают опалубку (на фигуре не показана), предотвращающую выход бетона 9 за пределы перекрытия при заливке, а также разбивают перекрытие на захватки. Разбитие перекрытия на захватки производят в случае устройства железобетонного перекрытия по профнастилу 3 большой площади, исходя из специального расчета с учетом устройства деформационных и температурных швов. Выравнивание поверхности железобетонной плиты по профнастилу 3 после набора бетоном 9 прочности осуществляют стяжкой 10 с целью последующего устройства чистового пола.
Таким образом, заявляемая конструкция перекрытия позволяет увеличить ее прочность путем повышения жесткости конструкции за счет создания горизонтального жесткого диска, обеспечивающего равномерное распределение нагрузок и внутренних напряжений в перекрытии. Помимо этого, предлагаемое перекрытие обладает невысокой металлоемкостью и позволяет исключить скопление влаги в конструкции подвальных и чердачных перекрытий.