НЕСУЩИЙ ЭЛЕМЕНТ СБОРНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО ПЕРЕКРЫТИЯ, СБОРНОЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЕ ПЕРЕКРЫТИЕ
BEARING ELEMENT OF PREFABRICATED REINFORCED CONCRETE OVERLAP, PRECAST REINFORCED CONCRETE OVERLAP

Представленная группа изобретений относится к длинномерным несущим строительным элементам и строительным конструкциям-перекрытиям и может быть использована при строительстве и капитальном ремонте зданий и сооружений, в том числе в частном домостроении.
Из существующего уровня техники известен элемент монолитного бетонного перекрытия (Описание полезной модели к патенту RU 131029 U1, опубл. 10.08.2013) содержащий основание в виде тонкостенного профиля Сообразного поперечного сечения с установленным в нем арматурным каркасом, поперек основания установлены плоские элементы, скрепленные с ним, снабженные прорезями, в которых фиксируется арматура. Известный элемент монолитного бетонного перекрытия используется для строительства перекрытий, в которых выполняет роль балок, монтируются на стены и временные опоры. Недостатком известного решения является высокая стоимость в связи с применением сложного арматурного каркаса, который необходимо жестко связать с тонкостенным профилем С-образного сечения. Кроме того, установка известного элемента монолитного бетонного перекрытия при строительстве перекрытия требует временных опор до набора прочности бетона, заливаемого в перекрытие, что повышает стоимость и сложность работ.
Из существующего уровня техники известен элемент сборного перекрытия, выбранный в качестве прототипа первого изобретения группы - железобетонная балка таврового сечения (Новиков Я.А. «Сборные железобетонные конструкции в жилищном строительстве» М-1953 г.). Для получения сборного перекрытия балки устанавливаются на определенном расстоянии одна от другой, пространство между ними заполняется двухпустотными шлакобетонными вкладышами, швы между балками и вкладышами заполняют цементным раствором. Недостатком известной балки является отсутствие конструктивной возможности для связи нескольких балок рабочей или конструктивной поперечной арматурой, в результате чего сборное перекрытий, выполненное с применением известных балок имеет только продольное рабочее армирование за счет арматуры самих балок, что снижет нагрузочную способность перекрытия. Кроме того, тавровое сечение, необходимое для последующей сборки перекрытия, удорожает конструкцию балки. На выступы балок при сборке перекрытия опираются двухпустотные шлакобетонные вкладыши, поэтому как балка, так и вкладыши требуют при изготовлении точного соблюдения размеров, их производство доступно только на дорогостоящем промышленном оборудовании. Кроме того, проблема утепления собранного перекрытия решается за счет дополнительно утеплителя, настилаемого на перекрытие, что удорожает стоимость решения.
Задача, решаемая первым изобретением группы, связанных единым изобретательским замыслом технических решений и достигаемый технический результат заключаются в создании очередного технического решения - несущего элемента для сборного железобетонного перекрытия, позволяющего строить недорогие высокопрочные перекрытия с продольным и поперечным конструктивными и рабочим армированием, не требующее при производстве несущего элемента дорогостоящего оборудования, а при монтаже перекрытия специальной строительной техники.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата несущий элемент сборного железобетонного перекрытия содержит каналы для установки поперечной арматуры перекрытия, причем каналы несущего элемента обеспечивают установку поперечной арматуры сборного перекрытия выше арматуры несущего элемента.
Из существующего уровня техники известен способ возведения сборных железобетонных перекрытий (Описание изобретения к патенту RU 2117738 опубл. 20.08.98), включающий монтаж сборных ребристых плит с последующим натяжением высокопрочной арматуры, которую протягивают и напрягают в каналах поперечных ребер плит. Применение натянутой высокопрочной арматуры увеличивает максимальную нагрузку на перекрытие, так как она фактически оперта по четырем сторонам, т.е. по внешнему контуру. Недостатком известного решения является высокая стоимость из-за необходимости применения строительной техники при монтаже и большого количества примыкающих друг к другу плит. Кроме того, известное решение не применимо при необходимости замены перекрытия внутри здания. Кроме того, известное решение в случае применения для отапливаемого помещения требует дополнительного утепления, что повышает стоимость строительства.
Из существующего уровня техники известно сборно-монолитное перекрытие (Описание изобретения к патенту RU 2097502 опубл. 27.11.97 г.), выбранное в качестве прототипа второго изобретения группы. Известное решение позволяет строить перекрытие для больших пространств. Достигается это тем, что изделие выполнено с проемами в виде полуцилиндров в продольном направлении и пустотами в поперечном, с последующим заполнением их тяжелым бетоном с предварительным армированием в двух направлениях. Полученная система перекрытия после набора бетоном требуемой прочности представляет собой звукотеплоизолированную безбалочную плиту, работающую в двух направлениях, что позволяет перекрывать значительные площади помещений зданий. Недостатком известного решения является высокая стоимость из-за высокой стоимости отдельных элементов специальной несъемной опалубки перекрытия. Кроме того, известное сборно-монолитное при строительстве требует возведения временных опор до набора бетоном прочности, что дополнительно увеличивает стоимость решения.
Задача, решаемая вторым изобретением группы, и достигаемый технический результат заключаются в создании очередного технического решения - недорогого прочного сборного железобетонного перекрытия с продольным, поперечным конструктивным и рабочим армированием, не требующая специальной техники при его строительстве, с конструктивной возможностью утепления без существенного увеличения толщины.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата сборное железобетонное перекрытие, с продольным и поперечным армированием выполнено с применением несущего элемента по первому изобретению группы.
Кроме этого:
- поперечное армирование перекрытия является конструктивным;
- поперечное армирование перекрытия является рабочим;
- поперечное армирование перекрытия является конструктивным и рабочим;
- между рабочим и конструктивным армированием помещен наполнитель;
- ниже конструктивного армирования помещен наполнитель;
- выше рабочего армирования помещен наполнитель.
Сущность изобретений поясняется чертежами, на которых изображено:
На фиг. 1 - несущий элемент перекрытия с каналами с каналами разной формы.
На фиг. 2 - несущие элементы перекрытия с установленной поперечной арматурой.
На фиг. 3 - вариант перекрытия с рабочим и конструктивным армированием.
На фиг. 4 - вариант утепленного перекрытия с конструктивным армированием.
На фиг. 5 - вариант утепленного перекрытия с рабочим армированием.
Фиг. 1 иллюстрирует варианты выполнения несущего элемента перекрытия по первому варианту изобретения. Элемент перекрытия (поз. 1) содержит каналы (поз. 2) для установки поперечной арматуры перекрытия. Каналы элемента перекрытия могут быть различной формы и размеров, располагаются выше собственной арматуры элемента перекрытия (поз. 4). Элемент перекрытия при работе в составе перекрытия только на прогиб может иметь только одну рабочую арматуру (нижняя арматура поз. 4). Элемент перекрытия может иметь верхний и (или) нижний ряд каналов для конструктивного и (или) рабочего армирования перекрытия. Каналы в верхней части элемента перекрытия для конструктивного армирования расположены в зоне сжатия, поэтому, в случае последующего бетонирования в перекрытия, могут быть выполнены виде щелей - поз. 3. Расстояние между каналами рассчитываются в зависимости от нагрузки на перекрытие по известным методикам расчета шага арматурной сетки. Сборка перекрытия осуществляется установкой элементов перекрытия на необходимом расстоянии друг от друга, установкой арматуры в каналы элементов перекрытия и связыванием установленной арматуры с элементами перекрытия. Связывание арматуры и элементов перекрытия обеспечивается бетонированием, при использовании в качестве арматуры резьбовых штанг -затяжкой гаек на штангах.
Фиг. 2 иллюстрирует установленные элементы и арматуру перекрытия. Поперечная рабочая арматура перекрытия обозначена поз. 5, поперечная конструктивная арматура - поз. 6. Продольной арматурой перекрытия является собственная арматура элементов перекрытия и установленная в случае необходимости дополнительная арматура (поз. 7). Собственная арматура элементов перекрытия располагается ниже устанавливаемой в каналах поперечной арматуры перекрытия с целью исключения разрушения бетона элементов перекрытия при монтаже перекрытий.
Фиг. 3 иллюстрирует вариант собранного забетонированного перекрытия, поз. 8 обозначает бетон. Для уменьшения количества бетона, стоимости и веса перекрытия между рабочей и конструктивной арматурой может быть размещен наполнитель, например, пенопласт поз. 9. Верхняя, забетонированная, часть перекрытия работает на сжатие в продольном и поперечным направлениях благодаря бетону самих элементов перекрытия и бетону между ними.
Нижняя, забетонированная, часть перекрытия работает на растяжение в двух направлениях - продольном, благодаря рабочей арматуре элементов перекрытия и поперечном, благодаря рабочей арматуре перекрытия (поз. 5 фиг. 3). Наличие холодного шва между бетоном элементов перекрытия и вновь залитым бетоном не ослабляет работу перекрытия на растяжение, так как при бетонировании перекрытия бетонируются нижние каналы, надежно связывая поперечную рабочую арматуру перекрытия с элементами перекрытия.
На фиг. 3 проиллюстрировано перекрытие, бетонирование которого сверху ограничено высотой элементов перекрытия. При необходимости слой бетона может быть увеличен. Бетонирование перекрытия можно производить в 2 этапа: вначале бетонируется нижний слой, с рабочей арматурой, затем устанавливается наполнитель, после чего бетонируется верхний слой. Для бетонирования нижнего слоя к элементам перекрытия снизу может быть подвешена опалубка из недорогого листового материала.
Фиг. 4 иллюстрирует перекрытие, которое может быть использовано для перекрытия первого этажа здания с холодным цоколем. Поз. 8 на фиг. 4 обозначает застывший бетон, поз. 10, 11 - твердый утеплитель, например, пенопласт. В данном варианте перекрытия поперечная рабочая арматура не бетонируется, может не устанавливаться, нижний ряд каналов в элементах перекрытия может отсутствовать. Нижний ряд каналов может быть использован для сжатия резьбовыми шпильками между элементами перекрытия твердого утеплителя (пенопласта). Утеплитель между элементами может быть зафиксирован с помощью клея или бетонного раствора. Бетонирование конструктивной арматуры производится по утеплителю без применения дополнительной опалубки. В слой бетона между элементами перекрытия может быть установлена труба или кабель теплого пола. Покрытие пола может быть установлено непосредственно на перекрытие (керамическая плитка) или на изоляционные материалы по перекрытию (ламинат, паркет).
Фиг. 5 иллюстрирует перекрытие, которое может быть использовано в качестве чердачного перекрытия с холодным чердаком.