АРМООПАЛУБОЧНЫЙ БЛОК И СТРОИТЕЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ
REINFORCED FORMWORK BLOCK AND BUILDING STRUCTURE

Группа изобретений относится к наземному строительству, а именно к несъемной опалубке для сооружения стен, полов, перекрытий, а также к строительным конструкциям в целом, в частности к стенам и перекрытиям.
Из описания к авторскому свидетельству СССР на изобретение №1728432 (от 23.04.1992, МПК E04G 9/10) известна несъемная фибробетонная опалубка для изготовления строительной конструкции, включающая соединенные между собой элементами крепления тонкостенные опалубочные фибробетонные плиты, имеющие на стороне, направленной к материалу заполнения пространства между плитами, увеличивающие крепежную способность анкерные выпуски с дополнительным анкерующим слоем, образованным выступающими из бетона фибрами армирующего фиброкаркаса опалубочной плиты. Использование фибробетонной опалубки увеличивает прочность получаемой конструкции. Однако необходимость осуществления монтажа армирующего каркаса (далее - армокаркас), приводит к увеличению трудоемкости, снижению точности и качества монтажа. Кроме того, необходимость крепления анкерных выпусков дополнительно усложняет конструкцию.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является армоопалубочный блок (патент РФ на изобретение №2037038 от 09.06.1995, МПК Е04С 2/26, E04G 9/10), содержащий установленные парами в ряд и один на другой наружные и внутренние металлические опалубочные листы, между которыми напротив состыкованных между собой краев листов ярусно установлены одна на другую фермы, имеющие соединенные между собой с помощью сварки верхними и нижними распорками и раскосами два вертикальных пояса с горизонтальными перемычками для наружных и внутренних металлических опалубочных листов, а вертикальные пояса ферм и горизонтальные перемычки для внутренних опалубочных листов выполнены в форме лотков, торцы бортов которых герметично прикреплены к вертикальным и горизонтальным краям состыкованных между собой внутренних металлических опалубочных листов, тем самым образуя систему герметичных полостей. Совместное использование несъемной опалубки и армокаркасов повышает скорость возведения строительной конструкции, а использование сварного соединения повышает скорость возведения при использовании сварочных автоматов. При этом стержни армокаркаса находятся на значительном расстоянии от параллельно расположенных опалубочных щитов для соблюдения требований строительных норм по углублению арматуры в бетонную конструкцию, заключающиеся в защите последней от неблагоприятных атмосферных воздействий и включению арматуры в силовую работу строительной конструкции. Кроме того, использование металлических опалубочных листов, снижает экономическую эффективность строительной конструкции в сравнении с сталефибробетонными листами.
Задачами, решаемыми предлагаемой группой изобретений, являются включение в силовую работу опалубки и бетона с арматурой без предварительного напряжения, повышение эффективности работы стержневой арматуры (стержней армокаркаса), обеспечение защиты стержневой арматуры от коррозии.
Технический результат, достигаемый заявляемой группой изобретений, заключается в повышении точности при монтаже строительных конструкций из армоопалубочных блоков, а также в снижении веса армоопалубочного блока и получаемой строительной конструкции, при одновременном повышении их прочности и пространственной жесткости при транспортировании и монтаже, а также а упрощении их монтажа.
Указанный технический результат, касающийся армоопалубочного блока, достигается за счет того, что армоопалубочный блок включает армокаркас и, по крайней мере, один лист несъемной опалубки, скрепленный с армокаркасом, согласно заявленному решению, в качестве листа несъемной опалубки используют сталефибробетонный лист, а армокаркас состоит из, по крайней мере, двух соединенных между собой рам и связанных с рамами решеток из стержней, сталефибробетонный лист закреплен на расстоянии менее двух диаметров стрежней от решетки, при этом, по крайней мере, с одной стороны армокаркаса расположены элементы для образования сварных межблочных стыков, а внутренняя поверхность сталефибробетонного листа выполнена с адгезионным слоем.
Преимущественно рамы армокаркаса выполнены из уголков, на которых закреплены решетки из стержней, а сами рамы армокаркаса могут быть соединены друг с другом с помощью стальных тяг и/или планок, при этом элементы армокаркаса могут быть скреплены друг с другом с помощью сварки, и/или пайки, и/или обвязки.
Также, элементы для образования сварных межблочных стыков могут быть выполнены в виде уголков рам армокаркаса и/или опорных уголков, привариваемых к рамам армокаркасов стыкуемых армоопалубочных блоков.
Кроме того, соосно расположенные стержни в местах их соединения могут быть установлены встык или с зазором не более одного диаметра стрежней.
А сталефибробетонный лист может быть скреплен с армокаркасом, по крайней мере, тремя тягами на резьбовом и/или сварном, и/или штифтовым соединении.
При этом адгезионный слой сталефибробетонного листа может быть выполнен из песка и/или представляет собой шероховатую, и/или зернистую поверхность, и/или поверхность с насечками.
Преимущественно сталефибробетонный лист включает в себя фибру от 1,5 до 3,0% по объему, наименьший размер габарита которой не более 0,5 мм, фрезерованную из слябов с анкерами по концам волокна, и/или фибру, рубленную из проволоки с анкерами по концам, и/или фибру, рубленную из волнистой проволоки, и/или фибру переменного профиля, резанную из стального листа. При этом сталефибробетонный лист может включать в себя бетон, обладающий классом прочности не менее В70, а сам сталефибробетонный лист может иметь толщину от 15 до 50 мм.
Также сталефибробетонный лист и, по крайней мере, одна рама армокаркаса могут быть расположены выше другой рамы армокаркаса и другого сталефибробетонного листа, по крайней мере, на высоту перекрытия.
Указанный технический результат, касающийся строительной конструкции, достигается за счет того, что строительная конструкция, включает заполненный бетоном армоопалубочный блок, включающий армокаркас и, по крайней мере, один лист несъемной опалубки, скрепленный с армокаркасом, согласно заявленному решению, в качестве листа несъемной опалубки используют сталефибробетонный лист, внутренняя поверхность которого адгезионно связана с сопрягаемой поверхностью бетона, армокаркас состоит из, по крайней мере, двух соединенных между собой рам и связанных с рамами решеток из стержней, а сталефибробетонный лист закреплен на расстоянии менее двух диаметров стрежней от решетки, при этом, по крайней мере, с одной стороны армокаркаса расположены элементы для образования сварных межблочных стыков.
Преимущественно рамы армокаркаса выполнены из уголков, на которых закреплены решетки из стержней, а сами рамы армокаркаса могут быть соединены друг с другом с помощью стальных тяг и/или планок, при этом элементы армокаркаса могут быть скреплены друг с другом с помощью сварки, и/или пайки, и/или обвязки.
Также, элементы для образования сварных межблочных стыков могут быть выполнены в виде уголков рам армокаркаса и/или опорных уголков, привариваемых к рамам армокаркасов стыкуемых армоопалубочных блоков.
Кроме того соосно расположенные стержни в местах их соединения могут быть установлены встык или с зазором не более одного диаметра стрежней.
А сталефибробетонный лист может быть скреплен с армокаркасом, по крайней мере, тремя тягами на резьбовом и/или сварном, и/или штифтовым соединении.
При этом адгезионный слой сталефибробетонного листа может быть выполнен из песка и/или представляет собой шероховатую, и/или зернистую поверхность, и/или поверхность с насечками.
Преимущественно сталефибробетонный лист включает в себя фибру от 1,5 до 3,0% по объему, наименьший размер габарита которой не более 0,5 мм, фрезерованную из слябов с анкерами по концам волокна, и/или фибру, рубленную из проволоки с анкерами по концам, и/или фибру, рубленную из волнистой проволоки, и/или фибру переменного профиля, резанную из стального листа. При этом сталефибробетонный лист может включать в себя бетон, обладающий классом прочности не менее В70, а сам сталефибробетонный лист может иметь толщину от 15 до 50 мм.
Также сталефибробетонный лист и, по крайней мере, одна рама армокаркаса могут быть расположены выше другой рамы армокаркаса и другого сталефибробетонного листа, по крайней мере, на высоту перекрытия.
А бетон для армокаркаса может быть выбран с классом прочности от В20 до В70.
Наличие элементов для образования сварных межблочных стыков обеспечивает упрощение монтажа и повышение точности при монтаже армоопалубочных блоков, исключая перекосы, зазоры и другие некачественные стыковки армокаркаса при монтаже.
Использование сталефибробетонных листов, внутренняя поверхность которых адгезионно связана с сопрягаемой поверхностью сформованным в армоопалубочном блоке бетона, позволяет размещать в бетоне стержни армокаркаса на расстоянии менее двух их диаметров от внутренней поверхности сталефибробетонных листов или размещать их непосредственно около внутренней поверхности сталефибробетонных листов, при этом совместная работа сталефибробетонных листов и стержней арматуры повышает прочность конструкции, что позволяет проектировать строительные конструкции меньшей толщины за счет более тонких сталефибробетонных листов и меньшего количества бетона, что вместе с отсутствием перепусков снижает вес и материалоемкость получаемой строительной конструкции.
Кроме того, использование сталефибробетонных листов, обладающих высокой прочностью, изменяет работу изгибаемых строительных конструкций, включая в работу бетон, который не учитывают при расчете железобетонных конструкций без предварительного напряжения, и повышает жесткость железобетонных конструкций. Несъемная опалубка из сталефибробетонных листов защищает стержневую арматуру от коррозии благодаря водонепроницаемости сталефибробетонных листов вследствие их высокой плотности.
Совместная работа сталефибробетонных листов и стержней арматуры обеспечивает передачу усилий в местах соединения соосно расположенных рабочих стержней, установленных встык или с зазором не более одного диаметра рабочих стрежней, через сталефибробетонный лист и бетон возле них, без перепуска стержней. Отказ от перепуска стержней позволяет снизить материалоемкость, а следовательно, и вес конструкции в целом.
Заявляемая группа изобретений проиллюстрирована графическим материалом, где на фигуре 1 показан общий вид в разборе армоопалубочного блока в одном из вариантов исполнения, на фигуре 2 показан узел соединения стержней и уголков рам армокаркаса, а также самих уголков армокаркаса с помощью сварного соединения, а на фигуре 3 показано место соединения соосно расположенных стержней с зазором.
Армоопалубочный блок включает армокаркас и, по крайней мере, один сталефибробетонный лист 1 несъемной опалубки, в случае его назначения в качестве перекрытия, или два сталефибробетонных листа 1 для использования в стеновой панели. Армокаркас состоит из, по крайней мере, двух соединенных между собой рам 2 и связанных с рамами 2 решеток из стержней 3, при этом в случае необходимости повышения прочности или толщины армоопалубочного блока количество рам 2 может быть увеличено согласно расчету по допускаемым нагрузкам. Сталефибробетонный лист 1 закреплен на расстоянии менее двух диаметров рабочих стрежней 3 от решетки. Указанное максимальное расстояние между сталефибробетонным листом 1 и решеткой обуславливает возможность совместной работы сталефибробетонного листа 1 и стержней 3 армокаркаса. По крайней мере, с одной стороны армокаркаса расположены элементы для образования сварных межблочных стыков 4. В случае проектной необходимости в зависимости от местоположения армоопалубочного блока в сборной строительной конструкции элементы для образования сварных межблочных стыков 4 могут быть расположены на каждой стороне армокаркаса или на двух или трех сторонах.
Внутренняя поверхность сталефибробетонного листа 1 выполнена с адгезионным слоем (на фигурах не показана).
В представленной на фиг. 1 варианте рамы 2 армокаркаса выполнены из уголков, на которых закреплены решетки из стержней 3, а сами рамы 2 армокаркаса соединены друг с другом с помощью стальных тяг 5 (на фигуре 1 показаны схематично) и/или планок 6. При соединении рам 2 армокаркаса стальными тягами 5 последние крепятся в узлах соединения стержней 3 решеток рам 2, тогда как планки 6 крепятся к раме 2.
При этом элементы армокаркаса (рамы 2, стержни 3, стальные тяги 5, планки 6) скреплены друг с другом с помощью сварки, помимо и кроме которой может быть использована пайка и/или обвязка (выбор конкретного метода крепления осуществляется на этапе проектирования и/или строительства (возведения сооружений)).
Элементы для образования сварных межблочных стыков выполнены в виде уголков рам 2 армокаркаса и/или опорных уголков (на фигурах не показаны), привариваемых к рамам 2 армокаркасов стыкуемых армоопалубочных блоков, последние устанавливаются при креплении стенового армоопалубочного блока к армоопалубочному блоку перекрытия, в случае необходимости поднятия высоты стенового армоопалубочного блока, а также устройства более надежного места крепления армоопалубочного блока перекрытия.
Соосно расположенные стержни 3 армокаркаса в местах их соединения (показано на фигуре 3) установлены встык, то есть без перехлеста, касаясь друг друга, или с зазором не более одного диаметра стрежней 3, при котором часть усилия, воспринимаемого арматурой в месте соединения стержней 3, передается от одного стержня 3 к другому через сталефибробетонный лист 1 несъемной опалубки, а часть - через бетон, застывший в процессе установки армоопалубочного блока.
Сталефибробетонный лист 1 скреплен с армокаркасом одиннадцатью тягами 5 (на фигуре 1 показаны схематично) на резьбовом соединении (на фигурах не показано), при этом количество тяг 5 может быть не менее трех и не более количества рабочих стержней 1 в армокаркасе, а помимо и кроме резьбового соединения могут быть выбраны сварное и/или штифтовое соединение, что определяется на этапе проектирования. Для достижения заявленного технического результата сталефибробетонный лист 1 изготавливают с включением фибры от 1,5 до 3,0% по объему, наименьший размер габарита которой составляет не более 0,5 мм, фрезерованную из слябов с анкерами по концам волокна, и/или фибру, рубленную из проволоки с анкерами по концам, и/или фибру, рубленную из волнистой проволоки, и/или фибру переменного профиля, резанную из стального листа, а бетон для сталефибробетонных листов 1 выбирают по прочности классом не менее В70. При этом толщину сталефибробетонного листа 1 проектируют в пределах от 15 до 50 мм.
Для обеспечения лучшего сцепления с заливаемым в армоопалубочный блок бетоном на сталефибробетонном листе 1 выполняют адгезионный слой (на фигурах не показан), который представляет собой шероховатую поверхность, а также может быть выполнен из песка, и/или зернистой поверхности, и/или поверхности с насечками, нанесенными на сталефибробетонный лист в процессе его производства. Конкретный вид выполнения адгезионного слоя выбирается исходя из воспринимаемых нагрузок.
Сталефибробетонный лист 1 и, по крайней мере, одна рама 2 армокаркаса могут быть расположены выше другой рамы 2 армокаркаса и другого сталефибробетонного листа 1, по крайней мере, на высоту перекрытия. В этом случае не требуется возводить дополнительные опалубочные элементы над армоопалубочным стеновым блоком, а сама более высокая сторона армоопалубочного стенового блока является необходимым опалубочным элементом по уровню перекрытия (на фигурах не показано).
Строительная конструкция, включает заполненный бетоном армоопалубочный блок, включающий армокаркас и, по крайней мере, один сталефибробетонный лист 1 несъемной опалубки, в случае его назначения в качестве перекрытия, или два сталефибробетонных листа 1 для использования в стеновой панели. Бетон для сталефибробетонных листов 1 выбирают по прочности классом не менее В 70. При этом толщину сталефибробетонного листа 1 проектируют в пределах от 15 до 50 мм.
Внутренняя поверхность сталефибробетонного листа 1 адгезионно связана с сопрягаемой поверхностью бетона (на фигурах не показана). Армокаркас состоит из, по крайней мере, двух соединенных между собой рам 2 и связанных с рамами 2 решеток из стержней 3, при этом в случае необходимости повышения прочности или толщины армоопалубочного блока количество рам 2 может быть увеличено согласно расчету требуемым нагрузкам. Сталефибробетонный лист 1 закреплен на расстоянии менее двух диаметров рабочих стрежней 3 от решетки, указанное максимальное расстояние обуславливает возможность совместной работы сталефибробетонного листа 1 и стержней 3 армокаркаса. По крайней мере, с одной стороны армокаркаса расположены элементы для образования сварных межблочных стыков 4. В случае проектной необходимости в зависимости от местоположения армоопалубочного блока в сборной строительной конструкции элементы для образования сварных межблочных стыков 4 могут быть расположены на каждой стороне армокаркаса или на двух или трех сторонах.
Рамы 2 армокаркаса выполнены из уголков, на которых закреплены решетки из стержней 3, а сами рамы 2 армокаркаса соединены друг с другом с помощью стальных тяг 5 (на фигуре 1 показаны схематично) и/или планок 6, при соединении рам 2 армокаркаса стальными тягами 5, последние крепятся в узлах соединения стержней 3 решеток рам 2, тогда как планки 6 крепятся к раме 2.
Соосно расположенные стержни 3 армокаркаса в местах их соединения (показано на фигуре 3) установлены встык, то есть без перехлеста, касаясь друг друга, или с зазором не более одного диаметра стрежней 3, при котором часть усилия, воспринимаемого арматурой в месте соединения стержней 3, передается от одного стержня 3 к другому через сталефибробетонный лист 1 несъемной опалубки, а часть - через бетон, застывший в процессе установки армоопалубочного блока.
Для обеспечения лучшего сцепления с заливаемым в армоопалубочный блок бетоном на сталефибробетонном листе 1 выполняют адгезионный слой (на фигурах не показан), который представляет собой шероховатую поверхность, а также может быть выполнен из песка, и/или зернистой поверхности, и/или поверхности с насечками, нанесенными на сталефибробетонный лист в процессе его производства. Конкретный вид выполнения адгезионного слоя выбирается исходя из воспринимаемых нагрузок.
Сталефибробетонный лист 1 и, по крайней мере, одна рама 2 армокаркаса могут быть расположены выше другой рамы 2 армокаркаса и другого сталефибробетонного листа 1, по крайней мере, на высоту перекрытия, в этом случае не требуется возводить дополнительные опалубочные элементы над армоопалубочным стеновым блоком, а сама более высокая сторона армоопалубочного стенового блока является необходимым опалубочным элементом по уровню перекрытия (на фигурах не показано).
Для достижения заявленного технического результата бетон, сформованный в армоопалубочном блоке, обладает классом прочности от В20 до В70.
Предлагаемые технические решения - армоопалубочный блок и строительная конструкция, поясняются конкретным исполнением армоопалубочного стенового блока, однако, приведенный пример не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данными совокупностями существенных признаков заявленного технического результата.
Армоопалубочный стеновой блок, включает армокаркас, два сталефибробетонных листа 1 несъемной опалубки. Армокаркас состоит из двух соединенных между собой рам 2 и связанных с рамами 2 решеток из стержней 3. Сталефибробетонный лист 1 закреплен на расстоянии одной трети диаметра стрежней 3 от решетки. Со всех сторон армокаркаса расположены элементы для образования сварных межблочных стыков 4, в виде уголков рам 2 армокаркаса. Внутренняя поверхность сталефибробетонного листа 1 выполнена с адгезионным слоем (на фигурах не показана).
Рамы 2 армокаркаса выполнены из уголков, на которых закреплены решетки из стержней 3, а сами рамы 2 армокаркаса соединены друг с другом с помощью стальных тяг 5 (на фигуре 1 показаны схематично) и планок 6, при соединении рам 2 армокаркаса стальными тягами 5, последние крепятся в узлах соединения стержней 3 решеток рам 2, тогда как планки 6 крепятся к раме 2.
При этом элементы армокаркаса (рамы 2, стержни 3, стальные тяги 5, планки 6) скреплены друг с другом с помощью сварки.
Соосно расположенные стержни 3 армокаркаса в местах их соединения (показано на фигуре 3) установлены с зазором менее одного диаметра стрежней 3. Как уже была указано, часть усилия, воспринимаемого арматурой в месте соединения стержней 3, передается от одного стержня 1 к другому через сталефибробетонный лист 1 несъемной опалубки, а часть -через бетон, застывший в процессе установки армоопалубочного блока с несъемной опалубкой.
В одном из вариантов выполнения сталефибробетонный лист 1 скреплен с армокаркасом одиннадцатью тягами 5 (на фигуре 1 показаны схематично) на резьбовом соединении (на фигурах не показано. Сталефибробетонный лист 1 изготовлен с включением фибры 2,0% по объему, наименьший размер габарита которой составляет не более 0,5 мм, фрезерованную из слябов с анкерами по концам волокна, а бетон для сталефибробетонных листов 1 выбран по прочности классом В70. При этом толщина сталефибробетонного листа выбрана 30 мм.
Для обеспечения лучшего сцепления с заливаемым в армоопалубочный блок бетоном на сталефибробетонном листе 1 выполнен адгезионный слой (на фигурах не показан), который представляет собой шероховатую поверхность.
Строительная конструкция содержит заполненный бетоном армоопалубочный блок, включающий армокаркас и несъемную опалубку, выполненную из сталефибробетонных листов 1. Внутренняя поверхность сталефибробетонного листа 1 адгезионно связана с сопрягаемой поверхностью бетона (на фигурах не показана). Армокаркас состоит из двух соединенных между собой рам 2 и связанных с рамами 2 решеток из стержней 3. Сталефибробетонный лист 1 закреплен на расстоянии одной трети диаметра рабочих стрежней 3 от решетки. Со всех сторон армокаркаса расположены элементы для образования сварных межблочных стыков 4 в виде уголков рам 2 армокаркаса.
Использование армоопалубочного стенового блока происходит следующим образом: в установленный армоопалубочный стеновой блок заливается бетонный раствор, после формования (застывания) которого полученная строительная конструкция может быть использована.