ПЛОСКО-СФЕРИЧЕСКОЕ МОНОЛИТНОЕ БЕЗБАЛОЧНОЕ ПЕРЕКРЫТИЕ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к сооружению монолитных железобетонных безбалочных перекрытий, и может быть использовано в конструкциях безбалочных перекрытий каркасных зданий с опорными конструкциями в виде колонн.
Известно плоское безбалочное монолитное перекрытие, (А.Э.Лопатто. Пролеты, материалы, конструкции. Москва. Стройиздат 1982, рис.34 на с.82), на ортогональной сетке колонн, включающее бетонные плиты, нижние и верхние арматурные сетки.
Недостатком известного перекрытия является неэффективная работа бетона в нижних зонах пролетных частей плиты, где бетон работает на растяжение.
Наиболее близкими техническими решениями к изобретению является безбалочное монолитное перекрытие (А.Э.Лопато. Пролеты, материалы, конструкции. Москва, Стройиздат, 1982, рис.35 на с.82), выполненное как система пологих парусных оболочек на ортогональной сетке колонн, включающее бетон плиты, нижние и верхние арматурные сетки.
К недостаткам известного решения можно отнести следующее: избыточная сложность конфигурации поверхностей и сложность укладки бетона с использованием торкретирования. Из-за указанных недостатков это конструктивное решение не применяется в массовом строительстве.
Предлагаемая полезная модель направлена на устранение вышеуказанных недостатков известных конструкций, и от ее использования может быть получен следующий технический результат: снижение материалоемкости и упрощение конструкции, а также повышение эстетической выразительности.
Это достигается за счет того, что в монолитном безбалочном перекрытии, опирающемся на колонны, установленные с определенным шагом и включающим бетонную плиту, нижнюю и верхнюю арматурные сетки, на потолочной поверхности перекрытия выполнены углубления в виде сферических сегментов, плоскости оснований которых проходят через низшие точки перекрытия, а вершины сегментов равноудалены от ближайших четырех колонн.
Особенность предлагаемой полезной модели заключается в создании безбалочного перекрытия с увеличенным шагом колонн при минимальной строительной высоте и уменьшенном расходе материалов. Плоское плиточное перекрытие с конструктивной толщиной, равной от 1/35 до 1/10 шага колонн выполнено с систематически
расположенными углублениями со стороны нижней потолочной поверхности. При этом каждое углубление представляет собой сферический сегмент, плоскость основания которого пересекает низшие точки перекрытия, а его вершина расположена в точке равноудаленной от ближайших четырех колонн. Диаметр основания сферического сегмента определяется расчетом и не превышает размера, равного корню квадратному из суммы квадратов шагов колонн. Радиус кривизны поверхности сферического сегмента определяется расчетом, исходя из минимально необходимой толщины перекрытия и из принятого радиуса основания сегмента. Потолочная поверхность плиты перекрытия с углублениями может представлять собой полностью сомкнутые между собой, частично сомкнутые в одном или в двух направлениях, а также разомкнутые, т.е. отдельные сферические поверхности. При полностью сомкнутых сферических поверхностях плоские участки потолков отсутствуют. При частично сомкнутых сферических поверхностях могут образовываться как отдельные точечные расположенные плоские участки потолков, сосредоточенные вокруг колонн, так и плоские протяженные участки потолков вдоль направления более частого расположения колонн. При разомкнутых сферических поверхностях, т.е. при диаметре основания сферического сегмента углубления меньше шага колонн, плоские участки потолка являются замкнутыми между колоннами обоих направлений. Во всех случаях смыкания сферических поверхностей между собой эти линии смыкания являются круговыми дугами, расположенными в вертикальных плоскостях, проходящих через оси колонн.
На фиг.1 представлен фрагмент каркаса здания, в котором потолочная поверхность состоит из сомкнутых сферических поверхностей, общий вид.
На фиг.2 - фрагмент каркаса здания, в котором потолочная поверхность состоит из частично сомкнутых и отдельных разомкнутых плоских участков, общий вид.
Плоско-сферическое монолитное безбалочное перекрытие включает колонны - 1, плоско-сферическое перекрытие - 2 с сомкнутыми сферическими потолочными поверхностями - 3, отдельные разомкнутые плоские участки - 4.
Каркас здания (фиг.1) включает кроме колонн 1 предлагаемое экономичное и одновременно эстетичное плоско-сферическое перекрытие 2, выполненное со сферическими вырезами в виде сегментов. Диаметры оснований, которых равны корню квадратному из суммы квадратов продольного и поперечного шагов колонн. В этом случае потолочная поверхность 3 представляет собой сомкнутые сферические поверхности, линии смыкания которых между собой являются круговыми дугами, расположенными в вертикальных плоскостях, проходящих через оси колонн 1.
Каркас здания (фиг.2) содержит, колонны 1, плоско-сферическое перекрытие 2 со сферическими вырезами в виде сегментов. Диаметры оснований сегментов меньше, чем корень квадратный из суммы квадратов продольного и поперечного шагов колонн. В этом случае потолочная поверхность 3 представляет собой частично сомкнутые сферические участки потолочной поверхности 3, и дополнительно в перекрытии выполнены отдельные разомкнутые плоские участки 4, расположенные вокруг колонн 1.
Из фигур и описания видно, что бетон в нижних растянутых зонах плоской плиты перекрытия отсутствует. В связи, с чем на нижней потолочной поверхности имеются систематически расположенные углубления. Эти углубления выполнены в виде сферических сегментов, поверхность которых можно относительно просто образовать. Сферические сегментные углубления расположены в плите перекрытия между колоннами таким образом, что плоскости оснований этих сегментов проходят через нижние точки перекрытия, а вершины сегментов совпадают с точками, равноудаленными от четырех ближайших колонн. Возможны варианты выполнения плоско-сферического перекрытия по ортогонально расположенным колоннам.
При максимально возможном диаметре основания сферического сегмента Do, равного корню квадратному из суммы квадратов продольного и поперечного шагов колонн (фиг.1), потолочная поверхность 3 представляет собой сомкнутые сферические поверхности. Линии смыкания сферических поверхностей между собой выполнены в форме круговых дуг, расположенных в вертикальных плоскостях, проходящих через оси колонн 1. В этом случае на потолочной поверхности 3 перекрытия плоские участки отсутствуют.
0
При диаметре основания сферического сегмента D, превышающего размер большего из шагов колонн, плоские участки потолочной поверхности будут оставаться только в виде отдельных островков, сосредоточенных вокруг колонн.
0
При диаметре основания сферического сегмента D, не превышающего размера меньшего из шагов колонн, плоские участки потолочной поверхности сомкнуты между собой, а в межколонном пространстве будут оставаться в виде отдельных островков сферические сегменты.
Во всех остальных случаях, т.е. когда диаметр основания сферического сегмента Do превышает размер меньшего из шагов колонн, сферические поверхности сегментов сомкнуты между собой в одном или двух направлениях по линиям круговых дуг, расположенных в вертикальных плоскостях, проходящих по осям колонн.
Монтаж перекрытия осуществляют в следующей последовательности.
Предлагаемая полезная модель позволяет применять традиционный простейший способ бетонирования монолитных перекрытий, укладывая товарный бетон на заранее установленную инвентарную опалубку. Отличие только в том, что в производстве работ применяют не плоскую, а сферическую инвентарную опалубку.
Устанавливают колонны 1. Монтируют сферические потолочные поверхности - 3 и выполняют их соединение.
Предложенная конструкция безбалочного перекрытия позволяет существенно уменьшить расход основных материалов и общую массу конструкции, примерно на 30-40%. Кроме снижения материалоемкости и стоимости конструкции предлагаемое перекрытие обладает повышенными экономическими эстетическими качествами.