СБОРНО-МОНОЛИТНОЕ ПЕРЕКРЫТИЕ

Полезная модель относится к несущим перекрытиям, полностью или частично бетонируемым на строительной площадке и составленным из монолитных и сборных элементов, для малоэтажного строительства и реконструкции зданий.
Известно сборно-монолитное перекрытие для малоэтажного строительства, содержащее несъемную опалубку из отдельных элементов с продольными углублениями и продольную арматуру (заявка Японии №5950818, МПК Е04В 5/38, опубл. 1984).
Известно сборно-монолитное перекрытие для малоэтажного строительства, содержащее несъемную опалубку из отдельных элементов с продольными углублениями, выполненных в виде блоков, и отдельную арматуру (см. патент РФ №2097502, Е04В 5/38, опубл. 27.11.1997).
Недостатком заявленных сборно-монолитных перекрытий является конструктивная схема несъемной опалубки, состоящей из отдельных элементов, что приводит к дополнительной нагрузке на перекрытие и увеличению веса перекрытия после твердения бетона, а также требует использования дополнительных транспортных грузоподъемных средств при монтаже. Кроме того, опалубочная форма сборных элементов заявленных перекрытий является технологически сложной в изготовлении.
Известно сборно-монолитное перекрытие для малоэтажного строительства, содержащее несъемную опалубку из отдельных элементов с продольными углублениями, выполненных в виде блоков, и отдельную арматуру (см. патент РФ №52034, Е04В 5/38, опубл. 10.03.2006).
Недостатками заявленной полезной модели является сравнительно ненадежная и неэффективная совместная работа под нагрузкой несущих балочных элементов (которые образуются после бетонирования продольных углублений сборных элементов) со сборными элементами-блоками. Целостность конструкции перекрытия из монолитных балок и сборных элементов достигается только за счет поверхностной силы засцепления. Небольшие типоразмеры сборных элементов требуют большого объема монтажных работ. При этом заявленная конструкция перекрытия применима только для малоэтажного строительства.
2
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является фрагмент сборно-монолитного перекрытия (Трофимов А.В., Паскин A.M., Опбул Э.К., Хегай А.О. «Экспериментальное исследование прочности, жесткости и трещиностойкости фрагмента плиты перекрытия из комплексной конструкции». Тезисы докл. V международной конференции «Актуальные проблемы архитектуры и строительства». - Санкт-Петербург: СПбГАСУ, 2013. - ч. 1. - с. 459-465), который представляет собой плиту с размерами в плане 3360×6280 мм, состоящую из 4-х продольных и 2-х поперечных (торцовых) монолитных балок с размерами в поперечном сечении 160×256 мм; шести сборных керамзитожелезобетонных «панелей-вкладышей» с размерами в плане 920×2980 мм и высотой 140 мм. Недостатком фрагмента сборно-монолитного перекрытия по прототипу является достаточно сложная опалубочная форма, которую изготавливают в два этапа: при изготовлении сборного элемента «панель-вкладыша», а затем непосредственно при изготовлении фрагмента сборно-монолитного перекрытия. Кроме этого, предлагаемый фрагмент сборно-монолитного перекрытия рассчитан на сравнительно небольшую нормативную нагрузку 150 кг/см и предназначен только для индивидуального строительства.
Задачей заявляемой полезной модели является снижение веса сборно-монолитного перекрытия, сокращение трудозатрат на его изготовление, упрощение монтажа перекрытия, а также возможность использования перекрытий при строительстве многоэтажных жилых и общественных зданий и сооружений.
Технический результат - одновременное повышение прочности, трещиностойкости и жесткости сборно-монолитного перекрытия.
Технический результат достигается за счет того, что сборно-монолитное перекрытие, содержащее несъемную опалубку из отдельных элементов «панелей-вкладышей» с продольными наклонными и поперечными ребрами жесткости и жестко соединенных между собой и с монолитными железобетонными балками, выполненными с поперечным сечением в виде «ласточкиного хвоста» и расположенными с равным шагом друг от друга, продольную рабочую арматуру, в отличие от прототипа, в местах стыка «панелей-вкладышей» уложены дополнительные короткие арматурные стержни, а поперечное сечение монолитных балок, выполненных из фибробетона, имеет вид равнобокой трапеции, боковые стороны которой образуют угол 80-85° с ее нижним основанием.
Заявляемая конструктивная схема сборно-монолитного перекрытия создает эффект распорности. Эффект распорности, возникающий за счет специфической формы поперечного сечения монолитных фиброжелезобетонных балок в виде равнобокой трапеции, обеспечивает надежное сопряжение всех составляющих элементов сборно-монолитного перекрытия. При этом поперечное сечение в виде равнобокой трапеции, образуется в результате наклонного положения продольных ребер «панелей-вкладышей».
Известно, что распор в конструкциях и сооружениях это давление, распространяющееся в горизонтальном направлении под влиянием сил, действующих в вертикальном направлении, то есть в данном случае под влиянием эффекта распорности вертикальная нагрузка, возникающая от веса сборных «панелей-вкладышей», полностью передается на монолитные фиброжелезобетонные балки. При этом не возникают возможные сдвиги или перемещения в контактных зонах между продольными наклонными ребрами сборных «панелей-вкладышей» и монолитными фиброжелезобетонными балками.
В качестве фибрового армирования для монолитных балок может быть использована металлическая и не металлическая фибра.
В местах сопряжения сборных «панелей-вкладышей» перед бетонированием укладывают короткие арматурные стержни с необходимой длиной анкеровки, чтобы включить в совместную работу всю растянутую зону изгибаемых элементов, находящихся под нагрузкой. При таком конструктивном выполнении сборно-монолитного перекрытия в работе растянутой зоны всего перекрытия участвуют как продольная арматура монолитных фиброжелезобетонных балок, так и продольная арматура «панелей-вкладышей».
Элементы опалубки могут быть выполнены из керамзитожелезобетона.
Наклонное положение продольных ребер сборных «панелей-вкладышей» после бетонирования участков между ними формируют монолитные балки с поперечным сечением в виде равнобокой трапеции, что обеспечивает надежное сопряжение всех составляющих элементов сборно-монолитного перекрытия. Монолитные балки выполнены из фиброжелезобетона.
Предлагаемое сборно-монолитное перекрытие иллюстрируется чертежами, представленными на Фиг. 1-3.
На Фиг. 1 представлен общий вид заявляемого сборно-монолитного перекрытия, состоящего из шести элементов: 1 - несъемная опалубка в виде корытообразного керамзитожелезобетонного «панели-вкладыша» (сборный элемент), 2 - продольные арматурные стержни монолитных фиброжелезобетонных балок, 3 - поперечные ребра жесткости «панели-вкладыша».
На Фиг. 2 приведен продольный разрез сборно-монолитного перекрытия, где 4 - дополнительные короткие арматурные стержни, расположенные в местах стыков сборных «панелей-вкладышей» 1, 5 - поперечное сечение фиброжелезобетонных балок в виде равнобокой трапеции между двумя «панелями-вкладышами» 1.
На Фиг. 3 представлен вид сбоку места стыка двух «панелей-вкладышей» 1.
Заявляемое сборно-монолитное перекрытие содержит «панели-вкладыши» 1 в виде корытообразных плит из керамзитожелезобетона с поперечными наклонными ребрами жесткости 3, образующие поперечное сечение в виде равнобокой трапеции между параллельными рядами смежных «панелей-вкладышей» 1. Между «панелями-вкладышами» 1 уложены продольные арматурные стержни 2 монолитных фиброжелезобетонных балок равные по длине к длине пролета. В местах стыка двух «панелей-вкладышей» 1 расположены дополнительные короткие арматурные стержни 4.
an
Требуемая длина анкеровки l дополнительных коротких арматурных стержней 4 определяют по СП 52-101-2003:
где, α - коэффициент, учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного состояния бетона и арматуры и конструктивного решения элемента в зоне анкеровки;
- базовая длина анкеровки;
,  - площади поперечного сечения арматуры соответственно, требуемая по расчету и фактически установленная.
Расчет достаточной и необходимой длины коротких арматурных стержней в местах сопряжения сборных «панелей-вкладышей» позволяет избежать выдергивания арматурных стержней из тела фибробетона.
Перекрытие изготавливают следующим образом.
Для временного опирания монтируемого ряда сборных «панелей-вкладышей» 1 используют инвентарные опоры с опалубочными досками. Затем укладывают сборные «панели-вкладыши» 1 необходимого количества для формирования сборно-монолитного перекрытия. Между смежными параллельными рядами «панелей-вкладышей» 1 образуются трапециевидные в поперечном сечении пустоты, в которые устанавливают продольные арматурные стержни 2. Дополнительные короткие арматурные стержни 4 укладывают в местах поперечных стыков сборных «панелей-вкладышей» 1, после чего заливают фибробетон между смежными параллельными рядами «панелей-вкладышей» 1.
Сборно-монолитное перекрытие работает следующим образом.
После монтажа, укладки и заполнения пустот между «панелями-вкладышами» 1 фибробетоном конструкция представляет собой сборно-монолитное ребристое перекрытие, состоящее из сборных «панелей-вкладышей» 1. Каждый сборный элемент, то есть «панель-вкладыш», опирается на боковые поверхности монолитных фиброжелезобетонных балок создавая эффект распорности.
В заявляемом сборно-монолитном перекрытии конструктивная схема сопряжения «панелей-вкладышей» с продольными наклонными и поперечными ребрами жесткости является достаточно эффективной и жесткой при совместном деформировании, а монолитная балка из фиброжелезобетона с дополнительной короткой арматурой, размещенной в местах стыков сборных элементов, обеспечивает более высокую прочность, жесткость и трещиностойкость при эксплуатации.
Таким образом, появляется возможность применение данной конструкции не только в малоэтажных зданиях для индивидуального строительства, но и для многоэтажных зданий и сооружений.