КАРКАСНОЕ ЗДАНИЕ С ПЕРЕКРЫТИЕМ ИЗ МНОГОПУСТОТНЫХ ПЛИТ

Каркасное здание с перекрытием из многопустотных плит
Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к наземному строительству, а именно к конструкциям многоэтажных зданий гражданского и общественного назначения.
Уровень техники
Известно каркасное здание, содержащее колонны с консолями и размещенные на них ригели с продольными полками для опирания плит перекрытий, выполненных с угловой подрезкой снизу (см. патент RU 77882, МПК: Е04 В1/18, опуб. 10.11.2008 г). Ригель и плита перекрытия имеют равную высоту, при этом высота полок ригеля равна половине высоты ригеля, а высота подрезки плиты перекрытия равна половине высоты плиты, что обеспечивает размещение верхних и нижних поверхностей ригеля и плит в одной плоскости, а значит получение ровного перекрытия. Однако в упомянутом решении в качестве плит перекрытий используются сплошные армированные железобетонные конструкции.
Многопустотные плиты перекрытий, по-сравнению со сплошными плитами, обеспечивают лучшую звукоизоляцию, позволяют выполнить скрытую прокладку различных коммуникаций, способствуют снижению нагрузки на фундамент здания и при этом несильно отличаются от монолитных конструкций по прочности.
Известны решения, в которых выполняют усиление опорных торцов многопустотных плит за счет уменьшения количества пустот или их поперечного сечения в опорной приторцевой зоне, что выполняется на стадии конструирования плиты и требует применения специальной оснастки для ее изготовления (см. патент RU 2024707, опуб. 15.12.94 г или патент SU 248180, оп.10.07.69 г), или за счет заполнения части пустот бетоном и устройства т. н. бетонных шпонок (см. патент RU 2184816, оп. 10.07.2002 г, патент RU126342 U1, оп.27.03.2013 г), однако использование монолитного бетона в условиях стройплощадки ведет к усложнению строительно-монтажных работ и их зависимости от погодных условий.
Технологически более простым способом упрочнения торцов многопустотных плит является использование вкладышей, устанавливаемых в пустоты плиты (см. патент SU 863790, оп. 15.09.81 г). Однако, в упомянутом решении вкладыш, выполненный в виде усеченного конуса со сквозным отверстием, предназначен для установки в обычную многопустотную плиту без подрезки, использование которой ведет к получению выступов балок перекрытия во внутренний объем помещения.
Известно здание с перекрытием из многопустотных плит, опирающихся на полки ригелей и стены (см. патент RU 93832, МПК: Е04 В1/48, опубл. 10.05.2010). В этом решении также используют многопустотные плиты с «гладкими» вертикальными торцами без устройства в плитах подрезок, при этом отсутствия выступающих во внутренние помещения частей ригеля добиваются за счет установки в пустоты плит сборных армобетонных опорных элементов, один конец которых имеет поперечное сечение, соответствующее поперечному сечению пустоты плиты, а другой конец, выступающий из плиты наружу, выполнен с подрезкой для опоры на полку ригеля или с наростом для опоры на стену.
В этом случае, не смотря на то, что вставляемый в пустоты плиты элемент, т.н. вкладыш, выполнен с армированием, не исключена вероятность среза его выступающей из плиты опорной части под действием нагрузок.
В качестве наиболее близкого аналога для заявляемого технического решения принята конструкция многоэтажного жилого здания с железобетонным каркасом и плоским перекрытием, раскрытая в патенте на полезную модель RU 130328, МПК: Е04 В1/18, опуб. 20.07.2013 г. Ближайший аналог характеризуется следующими признаками, сходными с существенными признаками предлагаемого решения. Каркасное здание содержит установленные на опорные элементы колонн ригели таврового сечения и многопустотные плиты перекрытия, выполненные по торцам с консолями для опирания на полки ригеля. Консоли образованы угловыми подрезками, высота и глубина которых соразмерна геометрическим размерам сопрягаемых с ними полок ригеля. Благодаря упомянутой соразмерности нижние грани ригеля и плит располагаются в перекрытии на одном уровне.
Пустоты в плите перекрытия проходят через всю плиту, включая ее консольные участки. В результате «подрезки» плиты пустоты в зоне консоли имеют поперечное сечение в форме сегмента или полукруга, открытое на опорную поверхность консоли, в результате чего опорная поверхность консолей представляет собой совокупность дискретных участков, образованных перегородками, разделяющими пустоты консоли.
Для усиления опорных торцов плит и повышения надежности соединений в известном решении выполняют заполнение пустот в приторцевых зонах плиты, включая консоли, бетоном (раствором), для исключения растекания которого, в пустоты плит, с обеих ее сторон, устанавливают заглушки. В результате по торцам плиты формируются т. н. бетонные шпонки, обеспечивающие прочное и надежное соединение элементов перекрытия.
Существенным недостатком ближайшего аналога является большой объем «мокрых работ», т. е. работ с раствором в условиях стройплощадки, что ведет к снижению производительности монтажных работ, их зависимости от погодных условий.
Раскрытие полезной модели
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является упрощение строительно-монтажных работ за счет исключения операций, связанных с устройством бетонных шпонок в плитах перекрытия.
Достигаемый технический результат заявляемой полезной модели заключается в обеспечении высокой надежности конструкции перекрытия с одновременным повышением производительности монтажных работ.
Поставленная задача решена благодаря тому, что в предлагаемом каркасном здании с перекрытием из многопустотных плит, содержащем установленные на опорные элементы колонн ригели с полками для опирания плит перекрытия, выполненных с угловыми подрезками по торцам, соразмерными полкам ригеля и образующими опорные консоли, в которых пустоты открыты на опорную поверхность, и заполнения пустот в приторцевых зонах плиты, включающих консоли, согласно заявляемой полезной модели, упомянутые заполнения пустот
выполнены в виде бетонных вкладышей ступенчатой формы, ответной форме соответствующей пустоты в приторцевой зоне плиты, включающей консоль, установленных в пустотах свежеотформованной плиты до набора ею заданной прочности.
Установка бетонных вкладышей, заполняющих своими бетонными телами объемы пустот плиты в ее приторцевых опорных участках, позволила увеличить площадь опорной поверхности и задействовать все поперечное сечение консоли, и как результат, повысить несущую способность консолей и добиться равномерности передачи нагрузки от плиты на ригель.
Ответная пустоте форма вкладыша и его установка в свежеотформованную плиту до набора ею заданной прочности, обеспечивают качественное заполнение пустоты в приторцевой зоне и плотность прилегания вкладыша к стенкам пустоты, что в прототипе достигалось использованием жидкого раствора, который растекался по полости пустоты, заполняя ее.
При этом все работы по изготовлению и установке вкладышей выполняются в заводских условиях. На стройплощадке осуществляется монтаж полностью готовых сборных элементов, что существенно повышает производительность строительно-монтажных работ.
Вкладыши устанавливаются во все без исключения пустоты плиты со стороны каждого ее торца.
В предпочтительных примерах реализации предлагаемого технического решения:
- длина бетонных вкладышей превышает глубину подрезки плиты, как минимум вдвое, что обеспечивает надежное сцепление вкладыша с плитой;
- глубина подрезки многопустотных плит любой длины и ширины составляет не более 115 мм, что позволяет добиться минимальных зазоров на потолочной поверхности между плитой и ригелем и этим значительно облегчить отделочные работы;
- высота подрезки не превышает половину толщины плиты;
- бетонные вкладыши изготовлены, предпочтительно из бетона той же марки, что и многопустотная плита;
- высота ригелей составляет 250 мм, при этом для обеспечения требований прочности конструкции ригели усилены дополнительным армированием в средней части.
Краткое описание чертежей
Возможность промышленной осуществимости предлагаемого технического решения подтверждается приведенным ниже примером, иллюстрированным чертежами, на которых показаны:
на фиг.1 - узел сопряжения ригеля каркаса здания и многопустотных плит перекрытия;
на фиг.2 - многопустотная плита перекрытия, вид сбоку;
на фиг. 3 -вид плиты с торца с установленными вкладышами, вид А с фиг. 2;
на фиг. 4 - сечение В-В с фиг. 3;
на фиг. 5 - бетонный вкладыш, вид сбоку;
на фиг. 6 - тоже, вид С с фиг. 5.
Осуществление полезной модели
Каркасное здание с перекрытием из многопустотных плит содержит установленные на опорные элементы колонн 1 ригели 2 и многопустотные плиты 3 перекрытия, выполненные по торцам с консолями 4 для опирания на полки 5 ригелей 2 (см. фиг.1).
Консоли 4 образованы угловыми подрезками 6 (см. фиг. 2), выполненными снизу по торцам плиты 3. Угловые подрезки плиты выполняются в процессе ее формования путем установки в форме специальных вставок (технологических вкладышей), обеспечивающих отсутствие бетона в заданном месте в готовом изделии. Размеры подрезок 6 соразмерны геометрическим размерам полок 5 ригеля 2, что обеспечивает размещение на одном уровне нижних граней ригеля 2 и плит 3, установленных с опорой на полки этого ригеля, и, как результат, ровное перекрытие и отсутствие выступающих во внутренние помещения элементов.
В результате «подрезки» плиты 3 ее пустоты 7 на участке консоли 4 (фиг. 2,3) представляют собой открытые со стороны опорной поверхности консоли полости.
Для усиления опорных приторцевых участков плиты 3 в ее пустотах 7, со стороны каждого торца, установлены бетонные вкладыши 8 ступенчатой формы,
ответной форме соответствующей пустоты в приторцевой зоне плиты, включающей консоль. Длина вкладышей 8 превышает глубину подрезки плиты, не менее чем в два раза (см. фиг..4), что обеспечивает заполнение пустот консольного участка плиты и примыкающего к нему участка, как минимум такой же ширины.
Бетонные вкладыши 8 (см. фиг. 5-6) изготовлены из бетона той же марки, что и плита 3 (марки М200) в формах, соответствующих форме пустот 7 плиты 3, с применением известных технологий. Готовые, набравшие заданную прочность бетонные вкладыши 8 устанавливаются в пустотах свежеотформованной плиты 3 перекрытия после набора ею первоначальной прочности. В этот момент плита уже сохраняет свою форму, но при этом она еще достаточно мягкая, и прочные вкладыши 8 легко проходят в отверстия плиты. Плиты 3 с установленными в них бетонными вкладышами 8 направляют на пропаривание и выдерживают до набора плитой заданной прочности. В результате обеспечивается высокая плотность прилегания вкладышей 8 к стенкам пустот 7 плиты 3.
За счет установки в пустотах плиты 3 бетонных вкладышей 8 формируется единая «монолитная» опорная поверхность, вовлекается в работу все поперечное сечение консоли, что позволяет добиться равномерности передачи нагрузки от плиты на ригель. Существенное повышение несущей способности консолей многопустотных плит перекрытий способствует повышению прочности и надежности конструкции перекрытия в целом, что позволяет использовать предлагаемое техническое решение в зданиях повышенной этажности.
Глубина s подрезки 6 многопустотных плит любой длины и ширины составляет не более 115 мм, что позволяет добиться минимальных зазоров на потолочной поверхности между плитой и ригелем и этим значительно облегчить отделочные работы.
Высота h подрезки 6 соответствует половине толщины плиты 3.
Ригель 2, по сравнению с типовыми ригелями, имеет уменьшенную высоту 250 мм, что позволяет уменьшить толщину полов и снизить нагрузки на плиты. Для сохранения требуемой прочности ригель 2 усилен дополнительным армированием в средней части.