СТАЛЕБЕТОННОЕ ПЕРЕКРЫТИЕ

Полезная модель относится к строительству, в частности, к конструкциям сталебетонных перекрытий.
Известна строительная панель, содержащая множество отстоящих друг от друга стенок, образующих множество ячеек, проемы в стенках, выполненные таким образом, что упомянутые стенки, образующие каждую ячейку, включают в себя, по меньшей мере, два проема, плоскую оболочку, расположенную рядом со стенками и перпендикулярно им, так что ячейки открыты на стороне, противоположной плоской оболочке, и выступ, простирающийся за пределы, по меньшей мере, одного периметрического участка стенок (патент РФ 2304672, опубликовано 20.08.2007).
К недостаткам этого технического решения следует отнести то, что его использование для создания перекрытий возможно только в малоэтажном строительстве, например, при строительстве коттеджей. Указанный недостаток обусловлен низкими прочностью и жесткостью конструкции.
Известна плита панельного перекрытия (патент США 4602467, опубликовано 29.07.1986), профиль которой состоит из выступающих ребер, образованных на плоской плите, а поверхность верхних фланцев ребер подвергается фасонной обработке (профилированию) с целью гарантирования лучшего сцепления между ребристой плитой и бетоном сложного панельного перекрытия. При этом, соединение боковой стенки ребра и его верхнего фланца, снабженного поперечными рифлениями, выполнено в виде выступающих наружу продольных рифлений так, что поперечные рифления наложены и опираются на продольные рифления и простираются над ними.
Недостатком этого технического решения является невысокая жесткость конструкции. Указанный недостаток обусловлен тем, что швеллерные детали из стали используются в один слой и, таким образом, возможен значительный прогиб перекрытия при его эксплуатации. Кроме того, недостатками прототипа являются: низкая пожаростойкость, связанная с наличием открытых металлических конструкций, излишняя масса и невысокие показатели по звуко- и теплоизоляции.
Наиболее близкой по технической сущности является сборное сталебетонное перекрытие (полезная модель РФ 112227, опубликовано 10.01.2012), содержащее вертикально установленные стальные фермы, выполненные из элементов С-образного холодногнутого профиля из стального листа толщиной от 0,5 до 3,0 мм. К нижней части ферм дистанционно прикреплена панель из листового материала, а пространство между фермами, между фермами и панелью заполнено застывшей пенобетонной смесью. Используя такое перекрытие можно получить повышение прочности и, пожаробезопасности, улучшение звуко- и теплоизоляции, а также снижение массы (при уменьшении толщины) бетона. Данная конструкция выбрана за прототип.
К недостаткам этого технического решения следует отнести повышенную трудоемкость (т.к. все работы по монтажу конструкций выполняются на высоте на месте возведения перекрытия), а также то, что несущий элемент перекрытия (опорная балка) не имеет надежного и прочного соединения с бетонным перекрытием и это не позволяет создать единую сталебетонную конструкцию, в которой бетонное перекрытие и балка были бы надежно соединены между собой. Кроме того, в этом решении не предусмотрен вариант использования технологии несъемной опалубки, который обеспечил бы высокую степень готовности перед монтажом. Также, здесь не предусмотрены технологические отверстия для прокладки коммуникаций. К тому же, предлагаемое использование стекломагнезитовых листов может привести к разрушению конструкции, т.к. при заливке пенобетонной смеси эти листы намокают, теряют прочность и деформируются вплоть до разрушения. А использование листовых материалов с большей толщиной и не разрушающихся при заливке пенобетона привело бы к существенному удорожанию и увеличению трудозатрат на монтаж. И, наконец, использование в конструкции перекрытия только ферм приводит к необоснованному увеличению высоты перекрытия и увеличению трудозатрат на сборку ферм и их монтаж по сравнению, например, с балочной системой перекрытия.
В основу полезной модели поставлена задача разработать конструкции, которые были бы лишены указанных недостатков и позволили бы повысить прочность перекрытия, увеличить скорость производства работ, уменьшить трудозатраты на устройство междуэтажного перекрытия и снизить его себестоимость.
3
3
Поставленная задача решается тем, что сталебетонное перекрытие, содержащее вертикально установленные холодногнутые стальные профили из листа толщиной 0,5-4,0 мм, выполненные в виде L-профиля с верхней зигзагообразной частью погруженной в несущий бетонный слой, в котором также находится плоский армирующий слой и, при этом, между профилем и нижней панелью установлен дистанционный профиль, причем в верхней части профили соединены дополнительным стыковочным профилем, а пространство между дистанционным профилем и нижней панелью, между нижней панелью и несущим бетонным слоем и между профилями заполнено застывшей смесью шумоизоляционного затвердевающего жидкого материала. При этом, вместо L-профиля с верхней зигзагообразной частью могут использоваться U- или/и Z- или/и С-профили, в том числе, с разной шириной полки по двум сторонам, к которым, как минимум с одной стороны, закреплен зигзагообразный элемент погруженный в несущий слой бетона, а в стенках профилей выполнены пробивки с завальцовкой различного, например, круглого, овального, треугольного, трапецеидального, прямоугольного и других типов. Элементы сталебетонного перекрытия соединены между собой разъемно, например, при помощи саморезов или болтов или неразъемно, например, при помощи заклепок или сварки. При этом профили могут устанавливаться параллельно, вертикально или под углом для изготовления ребристой плиты с ребром переменного сечения. Кроме того, нижний дистанционный профиль и листовой материал выступают за границы профиля и в образовавшуюся нишу между профилями производится укладка армокаркаса и заливка конструкционного бетона. Так же, верхний несущий бетонный слой выполнен из затвердевающего жидкого материала обеспечивающего необходимые прочностные свойства, например, из фибропенобетона, пенобетона, конструкционного бетона. При этом, верхний несущий бетонный слой смеси возвышается над шумоизоляционным слоем затвердевающего жидкого материала на высоту от 6 до 350 мм и его плотность составляет от 300 до 2500 кг/м, а плотность остальной смеси шумоизоляционного затвердевающего жидкого материала составляет от 100 до 800 кг/м. Для изготовления монолитного перекрытия ребристого типа с использованием несъемной опалубки могут использоваться холодногнутые профили и без зигзагообразных частей для вмоноличивания в конструкционный бетон. В холодногнутых профилях выполняются пробивки различного типа с завальцовкой, которые обеспечивают проливание конструкционного бетона при его заливке в ниши образованные этими завальцовками, что позволяет создать монолитные бетонные выступы и обеспечить совместную работу холодногнутых профилей и конструкционного бетона перекрытия.
Заявляемая полезная модель поясняется с помощью следующих фигур.
Фиг. 1 - типы профилей которые могут использоваться для изготовления несъемной опалубки для междуэтажных перекрытий.
Фиг. 2 - трапецеидальные и овальные типы пробивок в стенке профиля, как пример, для изготовления несъемной опалубки для междуэтажных перекрытий.
Фиг. 3 - поперечный и продольный разрез несъемной опалубки изготовленной перед монтажом из L-образного профиля со специальным зигзагообразным профилем в верхней части со стыковочным и дистанционным профилями и с пробивками в стенке профилей трапециевидного вида.
Фиг. 4 - поперечный и продольный разрез несъемной опалубки изготовленной перед монтажом из С-образного профиля со стыковочным и дистанционным профилями и с пробивками в стенке профилей трапециевидного вида.
Фиг. 5 - поперечный разрез междуэтажного монолитного перекрытия выполненного из панелей по технологии несъемной опалубки из сдвоенных L-образных профилей со специальными зигзагообразными профилями в верхней части и с плоским армирующим элементом.
Фиг. 6 - поперечный разрез междуэтажного монолитного перекрытия выполненного из панелей по технологии несъемной опалубки из сдвоенных С-образных профилей с отдельными зигзагобразными элементами для их погружения в несущий слой бетона и с плоским армирующим элементом.
Фиг. 7 - поперечный разрез несъемной опалубки перед монтажом изготовленной для монтажа монолитного перекрытия ребристого типа из L-образного профиля со специальным зигзагообразным профилем в верхней части с пробивками в стенке профилей трапециевидного вида со стыковочным и дистанционным профилями погруженными в нижнюю монолитную часть опалубки.
Фиг. 8 - поперечный разрез междуэтажного монолитного перекрытия ребристого типа с армокарасом выполненного по технологии несъемной опалубки из L-образного профиля со специальным зигзагообразным профилем в верхней части с пробивками и завальцовкой в стенке и со стыковочным и нижним профилем погруженным в бетон низа опалубки.
Фиг. 9 - поперечный разрез междуэтажного монолитного перекрытия ребристого типа с армокарсасом выполненного по технологии несъемной опалубки из С-образного профиля с пробивками и завальцовкой в стенке, со стыковочным и нижним профилем погруженным в бетон низа опалубки.
Фиг. 10 - поперечный разрез междуэтажного монолитного перекрытия ребристого типа с армокаркасом выполненного по технологии несъемной опалубки из С-образного профиля с пробивками и завальцовкой в стенке, к которому закреплен специальный зигзагообразный профиль в верхней части, со стыковочным и нижним профилем погруженным в бетон низа опалубки.
Фиг. 11 - поперечный разрез междуэтажного монолитного перекрытия ребристого типа с армокаркасом выполненного по технологии несъемной опалубки из L-образного профиля со специальным зигзагообразным профилем в верхней части, со стыковкой нижней части профилей в нижней части железобетонного ребра, с пробивками и завальцовкой в стенке L-профиля и со стыковочным и нижним профилем погруженным в бетон низа опалубки.
Фиг. 12 - поперечный разрез междуэтажного монолитного перекрытия ребристого типа с армокаркасом выполненного по технологии несъемной опалубки из прямого и наклонного Z-образного профиля со стыковкой нижней части профилей в нижней части железобетонного ребра, с пробивками и завальцовкой в стенке Z-профиля и со стыковочным и нижним профилем погруженным в бетон низа опалубки.
Фиг. 13 - поперечный разрез междуэтажного монолитного перекрытия ребристого типа с армокаркасом выполненного по технологии несъемной опалубки из прямого и наклонного Z-образного профиля, со специальным зигзагообразным профилем в верхней части, стыковкой нижней части профилей в нижней части железобетонного ребра, с пробивками и завальцовкой в стенке Z-профиля и со стыковочным и нижним профилем погруженным в бетон низа опалубки.
На фиг. 1 представлены типы профилей которые могут использоваться для изготовления несъемной опалубки для междуэтажных перекрытий.
На фиг. 2 представлены трапецеидальные и овальные типы пробивок в стенке профиля, как пример, для изготовления несъемной опалубки для междуэтажных перекрытий.
На фиг. 3 представлены поперечный и продольный разрезы несъемной опалубки изготовленной перед монтажом из L-образного профиля со специальным зигзагообразным профилем в верхней части, со стыковочным и дистанционным профилями и с пробивками в стенке профилей трапециевидного типа, где 1 и 2 - профили из холоднокатанной оцинкованной стали, 3 - стыковочный профиль, 4 - дистанционный профиль, 5 - нижняя панель или затвердевающий жидкий материал, которые создают несъемную опалубку, 6 - шумоизоляционный затвердевающий жидкий материал (преимущественно пенобетон плотностью от 100 до 700 кг/м3).
На фиг. 4 представлены поперечный и продольный разрезы несъемной опалубки изготовленной перед монтажом из С-образного профиля со стыковочным и дистанционным профилями и с пробивками в стенке профилей трапециевидного типа, где 1 и 2 - профили из холоднокатанной оцинкованной стали, 3 - стыковочный профиль, 4 - дистанционный профиль, 5 - нижняя панель или затвердевающий жидкий материал, которые создают несъемную опалубку, 6 - шумоизоляционный затвердевающий жидкий материал (преимущественно пенобетон плотностью от 100 до 700 кг/м3), 9 - зигзагобразный элемент для погружения в несущий бетон, который крепится к С-профилю.
На фиг. 5 представлен поперечный разрез междуэтажного монолитного перекрытия выполненного из панелей по технологии несъемной опалубки из сдвоенных L-образных профилей со специальными зигзагообразными профилями в верхней части и с плоским армирующим элементом, где 1 и 2 - профили из холоднокатанной оцинкованной стали, 3 - стыковочный профиль, 4 -дистанционный профиль, 5 - нижняя панель или затвердевающий жидкий материал, которые создают несъемную опалубку, 6 - шумоизоляционный затвердевающий жидкий материал (преимущественно пенобетон плотностью от 100 до 700 кг/м3), 8 - несущий бетонный слой (преимущественно конструкционный и высокопрочный бетоны).
На фиг. 6 представлен поперечный разрез междуэтажного монолитного перекрытия выполненного из панелей по технологии несъемной опалубки из сдвоенных С-образных профилей с отдельными зигзагобразными элементами для погружения в несущий слой бетона и с плоским армирующим элементом, где 1 и 2 - профили из холоднокатанной оцинкованной стали, 3 - стыковочный профиль, 4 - дистанционный профиль, 5 - нижняя панель или затвердевающий жидкий материал, которые создают несъемную опалубку, 6 - шумоизоляционный затвердевающий жидкий материал (преимущественно пенобетон плотностью от 100 до 700 кг/м3), 7 - плоский армирующий элемент, 8 - несущий бетонный слой (преимущественно конструкционный и высокопрочный бетоны), 9 - зигзагобразный элемент для погружения в несущий бетонный слой, который крепится к С-профилю.
На фиг. 7 представлен поперечный разрез несъемной опалубки изготовленной для монтажа монолитного перекрытия ребристого типа из L-образного профиля со специальным зигзагообразным профилем в верхней части с пробивками в стенке профилей трапециевидного типа, со стыковочным и дистанционным профилями погруженными в нижнюю монолитную часть опалубки, где 1 и 2 - профили из холоднокатанной оцинкованной стали, 3 - стыковочный профиль, 4 - дистанционный профиль, 5 - нижняя панель или затвердевающий жидкий материал, которые создают несъемную опалубку, 6 - шумоизоляционный затвердевающий жидкий материал (преимущественно пенобетон плотностью от 100 до 700 кг/м3).
На фиг. 8 представлен поперечный разрез междуэтажного монолитного перекрытия ребристого типа с армокаркасом выполненный по технологии несъемной опалубки из L-образного профиля со специальным зигзагообразным профилем в верхней части с пробивками и завальцовкой в стенке, со стыковочным и нижним профилем погруженным в бетон низа опалубки, где 1 и 2 - профили из холоднокатанной оцинкованной стали, 3 - стыковочный профиль, 4 - дистанционный профиль, 5 - нижняя панель или затвердевающего жидкого материала, которые создают несъемную опалубку, 6 - шумоизоляционный затвердевающий жидкий материал (преимущественно пенобетон плотностью от 100 до 700 кг/м3), 7 - плоский армирующий элемент, 8 - несущий бетон (преимущественно конструкционный и высокопрочный бетоны), 10 - армокаркас состоящий из верхней и нижней арматуры и вертикальных стержней.
На фиг. 9 представлены поперечный разрез междуэтажного монолитного перекрытия ребристого типа с армокаркасом выполненного по технологии несъемной опалубки из С-образного профиля с пробивками и завальцовкой в стенке, со стыковочным и нижним профилем погруженным в бетон низа опалубки, где 1 и 2 - профили из холоднокатанной оцинкованной стали, 3 - стыковочный профиль, 4 - дистанционный профиль, 5 - нижняя панель или затвердевающего жидкого материала, которые создают несъемную опалубку, 6 - шумоизоляционный затвердевающий жидкий материал (преимущественно пенобетон плотностью от 100 до 700 кг/м3), 7 - плоский армирующий элемент, 8 - несущий бетон (преимущественно конструкционный и высокопрочный бетоны), 10 - армокаркас состоящий из верхней и нижней арматуры и вертикальных стержней.
На фиг. 10 представлен поперечный разрез междуэтажного монолитного перекрытия ребристого типа с армокаркасом выполненного по технологии несъемной опалубки из С-образного профиля с пробивками и завальцовкой в стенке, к которому закреплен специальный зигзагообразный профиль в верхней части, со стыковочным и нижним профилем погруженным в бетон низа опалубки, где 1 и 2 - профили из холоднокатанной оцинкованной стали, 3 - стыковочный профиль, 4 - дистанционный профиль, 5 - нижняя панель или затвердевающий жидкий материал, которые создают несъемную опалубку, 6 - шумоизоляционный затвердевающий жидкий материал (преимущественно пенобетон плотностью от 100 до 700 кг/м3), 7 - плоский армирующий элемент, 8 - несущий бетонный слой (преимущественно конструкционный и высокопрочный бетоны), 9 - зигзагобразный элемент для погружения в несущий бетонный слой, который крепится к С-профилю, 10 - армокаркас состоящий из верхней и нижней арматуры и вертикальных стержней.
На фиг. 11 представлен поперечный разрез междуэтажного монолитного перекрытия ребристого типа с армокаркасом выполненного по технологии несъемной опалубки из L-образного профиля со специальным зигзагообразным профилем в верхней части, со стыковкой нижней части профилей в нижней части железобетонного ребра, с пробивками и завальцовкой в стенке L-профиля и со стыковочным и нижним профилем погруженным в бетон низа опалубки.
На фиг. 12 представлен поперечный разрез междуэтажного монолитного перекрытия ребристого типа с армокаркасом выполненного по технологии несъемной опалубки из прямого и наклонного Z-образного профиля, со стыковкой нижней части профилей в нижней части железобетонного ребра, с пробивками и завальцовкой в стенке Z-профиля, со стыковочным и нижним профилем погруженным в бетон низа опалубки, где 1 и 2 - профили из холоднокатанной оцинкованной стали, 3 - стыковочный профиль, 4 - дистанционный профиль, 5 - нижняя панель или затвердевающий жидкий материал, которые создают несъемную опалубку, 6 - шумоизоляционный затвердевающий жидкий материал (преимущественно пенобетон плотностью от 100 до 700 кг/м3), 7 - плоский армирующий элемент, 8 - несущий бетон (преимущественно конструкционный и высокопрочный бетоны), 10 - армокаркас состоящий из верхней и нижней арматуры и вертикальных стержней.
На фиг. 13 представлен поперечный разрез междуэтажного монолитного перекрытия ребристого типа с армокаркасом выполненного по технологии несъемной опалубки из прямого и наклонного Z-образного профиля, с со специальным зигзагообразным профилем в верхней части, со стыковкой нижней части профилей в нижней части ж/б ребра, с пробивками и завальцовкой в стенке Z-профиля, со стыковочным и нижним профилем погруженным в бетон низа опалубки, где 1 и 2 - профили из холоднокатанной оцинкованной стали, 3 - стыковочный профиль, 4 - дистанционный профиль, 5 - нижняя панель или затвердевающий жидкий материал, которые создают несъемную опалубку, 6 - шумоизоляционный затвердевающий жидкий материал (преимущественно пенобетон плотностью от 100 до 700 кг/м3), 7 - плоский армирующий элемент, 8 - несущий бетонный слой (преимущественно конструкционный и высокопрочный бетоны), 9 - зигзагобразный элемент для погружения в несущий бетонный слой, 10 - армокаркас состоящий из верхней и нижней арматуры и вертикальных стержней.
На фиг. 1 размеры могут находиться в следующих пределах (мм): Н=100-500; В=35-150; с=6-80; А1=5-100; t=0,5-4; d=6-100.
Выполнение сталебетонного перекрытия с использованием технологии несъемной опалубки, которая исполнена в виде конструктивного элемента с высокой степенью готовности для выполнения монтажных работ из L-, С-, U-, Z-образного холодногнутого профиля, со специальными зигзагообразными элементами для обеспечения соединения между бетонным перекрытием и указанными профилями с толщиной от 0,5 до 4,0 мм, с использованием дистанционно прикрепленной к профилю панели для заполнения пространства между профилями, между профилями и панелью в нижней части конструкции затвердевающим жидким материалом.
Это позволяет, во-первых, повысить прочность перекрытия за счет повышения устойчивости вертикальной стенки L-, С-, U-, Z-образного холодногнутого профиля при заливке между балками шумоизоляционного затвердевающего жидкого материала и позволяет быстрее собрать конструкции, чем, например, сборка конструкций ферм.
Во-вторых, позволяет повысить пожаробезопасность за счет того, что металлические конструкции размещены внутри затвердевающего жидкого материала и, в случае пожара, не будут контактировать с огнем.
В-третьих, наличие затвердевающего жидкого материала низкой плотности, позволяет снизить массу перекрытия и улучшить показатели теплопроводности и звукопроницаемости.
В-четвертых, несъемная опалубка для междуэтажных перекрытий изготавливается с существенно меньшими трудозатратами, например, она может быть собрана неспосредственно на строительной площадке перед монтажом или в заводских условиях. Это значительно проще, чем выполнение работ по устройству междуэтажного перекрытия с поэлементной сборкой непосредственно на месте монтажа.
В-пятых, после монтажа несъемной опалубки в местах их стыка образуются спаренные профили, что позволяет создать балки с высокой несущей способностью из профилей с меньшими толщинами, а также это позволяет использовать более простое (более дешевое) оборудование для изготовления профилей.
Предлагаемая технология позволяет реализовать два варианта монтажа междуэтажного перекрытия с двумя вариантами устройства нижней панели опалубки - из листового материала (например стекломагнезитового листа, цементно-стружечных плит и др.) и из затвердевающего жидкого материала (например, фибропенобетона плотностью 700 кг/м3).
Первый вариант устройства междуэтажного перекрытия из L-, С-образного профиля (в т.ч. можно использовать и U-, Z-образные профили), когда из профилей собирается каркас панели несъемной опалубки. К нижней части несъемной опалубки крепится дистанционный профиль. К дистанционному профилю прикрепляется нижняя панель из листового материала на саморезах. Возможен второй вариант изготовления низа опалубки, когда вместо нижней панели из листовых материалов используется затвердевающий жидкий материал, в который погружен дистанционный профиль. При сборке панелей из С-профилей к нему прикручивают зигзагообразный элемент для погружения в несущий верхний бетонный слой междуэтажного перекрытия.
Сверху в опалубку заливается шумоизоляционный затвердевающий жидкий материал, например, пенобетон плотностью 100-700 кг/м3. Несъемная опалубка всей нижней плоскостью опирается на основание (например, формовочный стол), что исключает разрушение или деформацию тонких листовых материалов, например, стекломагнезитовых листов. После набора необходимой прочности затвердевающего жидкого материала панель готова к монтажу.
Готовые панели устанавливают в проектное положение, под низом панелей устанавливают (при необходимости) поддерживающие стойки с балками, которые исключают провисание опалубки. Сверху по несъемной опалубке укладывают плоский армирующий элемент и заливают несущий бетонный слой (например, пенобетон плотностью 700-1100 кг/м3, конструкционный бетон плотностью 1100-2500 кг/м3 и т.д.) согласно проекта.
При необходимости можно среднюю часть несъемной опалубки приподнять вверх и тем самым преднамеренно создать изгиб конструкции противоположный естественному провисанию, затем произвести армирование и заливку несущего бетонного слоя. После демонтажа опорных стоек и балок конструкция под собственным весом опустится до горизонтального уровня, т.е. данное решение позволяет достичь эффекта преднапряжения конструкции, что увеличит прочность перекрытия.
Второй вариант устройства междуэтажного перекрытия отличается от первого варианта тем, что несъемная опалубка изготавливается так, что дистанционный профиль прикручивается наоборот и погружается в нижний затвердевающий жидкий материал, который изготавливается больше по размеру, чем панель по ширине. Монтаж панелей производится аналогично первому варианту. Стык панелей сверху герметизируется. В местах стыка панелей образуется ниша, в которую устанавливается армокаркас, затем устанавливается плоский армирующий элемент и заливается несущий бетонный слой (например, пенобетон плотностью 700-1100 кг/м3, конструкционный бетон и т.д.) согласно проекта. Такая конструкция позволяет создать опалубку для формования вертикального ребра ребристой плиты междуэтажного перекрытия. Использование различных типов профилей и способ их сборки позволяет изготовить монолитное междуэтажное перекрытие ребристого типа с использованием несъемной опалубки.
В дополнение к первому и второму вариантам устройства междуэтажного перекрытия следует отметить следующее. Возможно производить заливку шумоизоляционного затвердевающего жидкого материала после монтажа панелей несъемной опалубки непосредственно на строительном объекте, что позволяет снизить вес конструкции, произвести укладку коммуникаций и воздуховодов в несъемную опалубку и только потом залить шумоизоляционным затвердевающим жидким материалом, а затем уложить плоский армирующий элемент и залить все это слоем несущего бетона.