КОМБИНИРОВАННОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЛЯ ДЕРЕВОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПЕРЕКРЫТИЙ

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована в качестве соединения деревобетонных конструкций перекрытий в зданиях и сооружениях, в том числе мостовых переходах.
Полезная модель представлена в виде комбинированного соединения для деревобетонных конструкций перекрытий.
Известно техническое решение соединения дощатоклееной стенки из дерева и железобетонной плиты посредством сдвиговоспринимающих устройств в виде наклонных и вертикальных стержней, установленных одним концом в высверленные наклонные и вертикальные гнезда и заанкеренных посредством клеевой композиции в балке, а другим концом в железобетонной плите (Стуков В.П. Мосты с балками комбинированного сечения из клееной древесины и железобетона. - Архангельск, 1997, с. 23-31, аналог).
Из недостатков предложенного технического решения можно выделить технологическую трудоемкость, затруднение в контроле качества анкеровки сдвиговоспринимающих элементов в дощатоклееной балке и, следовательно, снижение фактора надежности совместной работы плиты и балки.
Известно техническое решение соединения между собой деревянной балки и монолитной железобетонной плиты с помощью заделанных в балку вклеенных стержней рифленного профиля и прикрепленных к ним замоноличенных в теле плиты упоров (Патент RU 12141 U1, МПК Е01D 2/00 от 10.06.1999, опубл. 16.12.1999, автор Решетников В.Г., аналог).
Недостаток данного технического решения состоит в использовании вклеенных стержней специального рифленного профиля, установка и вклейка которых требует специальных устройств и приспособлений.
Известно техническое решение соединения деревобетонных конструкций с помощью сдвиговоспринимающих устройств в виде соединительных Г-образных элементов из стержневой арматуры, размещенных одними концами в глухих дугообразных пазах, которые образованы по верхней грани дощатоклееной балки из дерева и заанкеренных клеевой полимербетонной композицией, а другими концами анкеруются в железобетонной плите (Патент RU 2172371 C1, МПК E01D 22/00, 19/00, E04C 3/10 от 21.02.2000, опубл. 20.08.2001, авторы Накашидзе Б.В., Калугин П.И. и Шацких М.А., аналог).
Недостатком данного технического решения является неравномерный отрыв и скалывание дугообразной полимербетонной шпонки при появлении поперечных трещин в полимербетонной прослойке по причине концентрации напряжений на границе сопряжения с Г-образным сдвиговоспринимающим элементом. При таком характере разрушения анкерующего гнезда происходит недостаточное использование прочностных свойств материала сдвиговоспринимающих элементов.
Известно техническое решение соединения элементов деревобетонных конструкций с помощью стальных анкеров, установленных с определенным шагом (Патент RU 115796 U1, МПК Е04В 5/16 от 9.12.2011, опубл. 10.05.2012, авторы Поздеев В.М. и Великанов Д.А., аналог).
Недостатком данного технического решения является сравнительно малая жесткость и прочность соединения элементов деревобетонных конструкций.
.
Наиболее близким техническим решением соединения элементов деревобетонных плитно-ребристых конструкций к предлагаемому является стальной резьбовой нагель, который вклеивается в предварительно просверленное отверстие в древесине с помощью клея. Внутри слоя бетона на стержень нагеля устанавливается пластиковая втулка. После схватывания бетона нагель затягивают, закручивая гайку, чтобы восстановить контакт между материалами (Gutkowski R., Brown K., Shigidi A., Natterer J. Laboratory tests of composite woodconcrete beams Construction and Building Materials. 2008. Vol. 22. Pp. 1059-1066, прототип).
К недостаткам прототипа можно отнести то, что попытка включить в работу конструкции бетон неэффективна, так как термопластиковая втулка имеет физико-механические свойства не сопоставимые с бетоном (значительно меньше), что не исключает дополнительную податливость соединения и включения плиты в работу балки.
Полезная модель направлена на повышение сдвиговой жесткости (уменьшения податливости) при работе нагеля-винта в деревянном элементе деревобетонной конструкции перекрытий зданий и сооружений, в том числе мостовых переходов.
Это достигается тем, что основная доля сдвигающего усилия в деревянном ребре переходит с резьбового стержня на когтевую шайбу.
На фиг. 1 изображены элементы комбинированного соединения. Соединение состоит из нагель-винта (1), на него насаживается стальная когтевая шайба (2). На шайбу устанавливается запрессовочная втулка с ребрами (3), а для закрепления соединения в конструкцию перекрытия необходима анкерующая гайка (4).
На фиг. 2 представлен внешний вид когтевой шайбы (2) вне предлагаемой модели комбинированного соединения.
На фиг. 3 наглядно продемонстрирована конструкция стального нагель-винта (1), он должен иметь крестообразную шлицевую головку и два вида резьбы: метрическую (5) и крупную (6).
н
н
На фиг. 4 изображено, как крупная резьба (6) анкерует нагель-винт (1) в теле деревянной балки (7). Нагель-винты закручиваются на всю длину крупной резьбы в предварительно просверленные отверстия в деревянной (деревоклееной) балке (7), диаметр которых принимается равным 0,7d (где d - диаметр ненарезанной части нагеля-винта на участке с крупной резьбой).
Метрическая резьба (5) необходима для посадки анкерующей гайки (4), закручивание которой передаёт вертикальное усилие на запрессовочную втулку (3). Втулка состоит из вертикального полого стержня-цилиндра и стальной шайбы, диаметр которой зависит от диаметра применяемой когтевой шайбы (2). Втулка (3) при закручивании анкерующей гайки (4) вдавливает зубья когтевой шайбы в древесину. Запрессовка выполняется без необходимости привлечения специального оборудования в виде струбцин или домкратов. После запрессовки когтевой шайбы в древесину гайка раскручивается, оребренная запрессовочная втулка извлекается, а гайка (4) закручивается обратно для улучшения анкеровки нагель-винта (1) в бетоне.
На фиг. 5 показано окончательное расположение комбинированного соединения в конструкции перекрытия. Предлагаемая полезная модель эффективна для производства перекрытий из деревянных (деревоклееных) балок (7), объединенных с железобетонной плитой перекрытия (8).
Анкерующая гайка в данном комбинированном соединении выполняет двойную функцию: обеспечивает возможность запрессовки когтевой шайбы и надежно анкерует нагель-винт в железобетонной плите, способствуя восприятию распорных усилий, создаваемых при действии сдвигающего усилия на когтевую шайбу. При соответствующем обосновании с помощью расчета на погашение распора за счет трения бетона о нагель-винт и за счет поперечных нагрузок, действующих выше шва сплачивания, возможен вариант соединения без анкерующей гайки. В таком случае гайка закручивается только для запрессовки когтевой шайбы, а затем удаляется.