ПЛИТА ПЕРЕКРЫТИЯ
FLOOR SLAB

Изобретение относится к строительным конструкциям, а именно, к плитам перекрытий и покрытий преимущественно гражданских зданий.
Известна плита покрытия в виде многоволновой оболочки, в частности, тонкостенная пространственная конструкция, содержащая оболочки, бортовые элементы и торцевые диафрагмы жесткости, в которых в качестве арматуры использованы сетки из стальной арматурной проволоки, плоские и пространственные каркасы из стальных стержней, закладные детали из стального проката и стержневой стальной арматуры (Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс: учебник для вузов - М.: Стройиздат, 1991. с. 441, рис. 14.3).
Недостатком плиты является высокая материалоемкость плиты, обусловленная завышенным расходом железобетона с арматурой в виде сварных каркасов и сеток.
Известна многопустотная железобетонная плита перекрытия, включающая верхнюю и нижнюю полки, боковые стенки и промежуточные ребра, которые разделены в продольном направлении пустотами круглой формы постоянного сечения; верхняя полка плиты заармирована металлической сеткой, а нижняя - металлической сеткой и продольной стержневой арматурой (Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции: Общий курс: учебник для вузов - М.: Стройиздат, 1991. с. 290, рис. 11.4).
Недостатком плиты является ее высокая материалоемкость, обусловленная наличием бетона в растянутой зоне плиты.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является плита перекрытия, включающая плиту из ячеистого бетона, армированную тонкостенным сталефибробетонным элементом с продольным каналом, нижняя часть элемента совмещена с нижней поверхностью плиты, верхняя часть образована выпуклой поверхностью, соединенной с нижней частью элемента посредством ребер, в каждом из которых размещена продольная стержневая арматура (RU 2261309, Е04С 2/26, 27.09.2005).
Недостатком плиты является ее завышенная материалоемкость, обусловленная нерациональным использованием бетона, а также невысокая надежность конструкции вследствие совмещения разных конструктивных элементов из ячеистого бетона, сталефибробетона плотной структуры и стержневой арматуры, что затрудняет совместность работы структурных элементов плиты на эксплуатационные нагрузки.
Задача изобретения - снижение материалоемкости и повышение надежности плиты перекрытия.
Технический результат достигается тем, что плита перекрытия, включающая тонкостенный сталефибробетонный элемент в виде оболочки и продольные ребра, содержит торцевые диафрагмы жесткости из сталефибробетона, при этом тонкостенный сталефибробетонный элемент и торцевые диафрагмы жесткости выполнены с армированием стальными фибрами, распределенными согласно полям напряжений, с длиной стальных фибр не меньшей 1,25 толщины поперечного сечения оболочки в растянутой зоне, и с длиной стальных фибр меньшей толщины поперечного сечения оболочки в сжатой зоне, а места сопряжения тонкостенного сталефибробетонного элемента с продольными ребрами снабжены вутами.
Тонкостенный сталефибробетонный элемент плиты перекрытия может быть выполнен в виде многоволновой оболочки с продольными ребрами в растянутой зоне, расположенными по одному в крайних оболочках и по два для остальных с каждой стороны оболочки.
Торцевые диафрагмы жесткости плиты перекрытия могут быть оснащены продольно замоноличенным арматурным стержнем.
Арматура продольных ребер плиты перекрытия может быть предварительно напряжена и выполнена в виде продольно замоноличенного стержня.
Сущность изобретения поясняется чертежами:
- фиг. 1 - общий вид плиты перекрытия;
- фиг. 2 - общий вид плиты перекрытия в виде многоволновой оболочки;
- фиг. 3 - поперечное сечение 1-1;
- фиг. 4 - поперечное сечение 2-2;
- фиг. 5 - поперечное сечение 3-3.
Плита перекрытия содержит тонкостенный сталефибробетонный элемент 1 в виде цилиндрической, параболической или сферической оболочки и продольные ребра 2 (бортовые элементы прямоугольного сечения), при этом тонкостенный сталефибробетонный элемент 1 выполнен с армированием стальными фибрами, распределенными согласно полям напряжений, с длиной стальных фибр не меньшей 1,25 толщины поперечного сечения оболочки тонкостенного сталефибробетонного элемента 1 в растянутой зоне, и с длиной стальных фибр меньшей толщины поперечного сечения оболочки тонкостенного сталефибробетонного элемента 1 в сжатой зоне (фиг. 1). Тонкостенные сталефибробетонные элементы 1 объединяются во многоволновую оболочку с продольными ребрами 2, 3 и торцевыми диафрагмами жесткости 4 из сталефибробетона, при этом верхняя часть оболочки расположена в сжатой зоне «А», а нижняя - в растянутой зоне «Б», с замоноличенной арматурой 5 в продольных ребрах 2, 3, которые расположены в растянутой зоне «Б» (фиг. 2, 3, 4, 5). При значительных нагрузках в продольных ребрах 2, 3 расположена предварительно напряженная арматура 6 в виде арматурных стержней, а места сопряжения тонкостенного сталефибробетонного элемента 1 с продольными ребрами 2, 3 снабжены вутами 7.
Форма тонкостенного сталефибробетонного элемента 1 в виде оболочки позволяет добиться пространственной работы конструкции, избежать или минимизировать усилия изгиба в плите в направлении ее ширины и уменьшить ее толщину до 10-15 мм вместо 30-80 мм в железобетонном варианте, что снижает материалоемкость плиты перекрытия при повышении пространственной жесткости.
Плита перекрытия выполнена из сталефибробетона с фибровым армированием стальными фибрами (отрезками стальной проволоки, стального листа и т.д. диаметрами 0,2-1,2 мм), распределенными согласно полям напряжений, с длиной стальных фибр не меньшей 1,25 толщины поперечного сечения оболочки тонкостенного сталефибробетонного элемента 1 и продольных ребер 2, 3 в растянутой зоне «Б» для расположения стальных фибр в направлении действия растягивающих напряжений, возникающих в тонкостенной плите от действия внешних нагрузок, и с длиной стальных фибр меньшей толщины поперечного сечения оболочки тонкостенного сталефибробетонного элемента 1 в сжатой зоне «А», что снижает материалоемкость плиты перекрытия и повышает ее надежность.
Применение сталефибробетона с фибровым армированием стальными фибрами, с длиной не меньшей 1,25 толщины поперечного сечения тонкостенной оболочки в растянутой зоне, обусловлено размещением стальных фибр в плоскости действия растягивающих напряжений, обеспечивая их рациональное использование, что приводит к снижению расхода стали и, как следствие, материалоемкости плиты перекрытия.
Применение сталефибробетона с фибровым армированием стальными фибрами с длиной меньшей толщины поперечного сечения оболочки в сжатой зоне обусловлено размещением стальных фибр произвольно, преимущественно перпендикулярно продольной оси оболочки для восприятия сжимающих усилий, что также обеспечивает их рациональное использование, что приводит к снижению расхода стали и, как следствие, материалоемкости плиты перекрытия.
Продольные ребра 2, 3 размещены по граням оболочек тонкостенного сталефибробетонного элемента 1, а места их сопряжения соединены вутами 7, что позволяет снизить концентрацию напряжений в местах сопряжения продольных ребер 2, 3 с тонкостенным сталефибробетонным элементом 1, разместить достаточное количество арматуры 5, как следствие, снижает материалоемкость плиты перекрытия и повышает ее надежность.
Тонкостенный сталефибробетонный элемент 1, выполненный в виде многоволновой оболочки, позволяет воспринимать усилия распора соседних оболочек, что обеспечивает их эффективную работу и приводит к снижению материалоемкости плиты перекрытия.
Торцевые диафрагмы жесткости 4 воспринимают усилия распора соседних оболочек на приопорных участках тонкостенного сталефибробетонного элемента 1, в т.ч. в крайних оболочках, позволяют распределить опорные реакции, что обеспечивает их эффективную работу и приводит к снижению материалоемкости плиты перекрытия.
В случае действия больших нагрузок на перекрытие в продольных ребрах 2, 3 располагается предварительно напряженная арматура 6, позволяющая регулировать напряжения в тонкостенном сталефибробетонном элементе 1 и продольных ребрах 2, 3, повысить изгибную жесткость, устойчивость и трещиностойкость плиты, как следствие, ее надежность.
Работа тонкостенной многоволновой плиты перекрытия заключается в том, что междуэтажные или чердачные перекрытия (покрытия) образуются укладкой вплотную друг к другу отдельных плит с опиранием по двум сторонам на ригели или несущие стены.
Таким образом, использование плиты перекрытия приводит к снижению материалоемкости и веса перекрытия при повышении надежности и обеспечении эксплуатационных характеристик, а также к уменьшению стоимости и трудозатрат.