СБОРНАЯ НЕСУЩАЯ КОНСТРУКЦИЯ ПЕРЕКРЫТИЯ С БАЛКАМИ
PREFABRICATED BEARING STRUCTURE OF SLAB WITH BEAMS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к сборным несущим конструкциям перекрытий.
Уровень техники
Сборные бетонные конструкции часто используется для строительства зданий общественного назначения и промышленных зданий, а также больших жилых зданий, таких как многоквартирные комплексы. Сборные конструкции имеют ряд преимуществ, таких как быстрое возведение здания, надлежащий контроль качества и возможность предварительной сборки большинства несущих элементов здания. Однако обычные сборные конструкции имеют ряд недостатков, таких как большой вес и сложные соединения между сборными элементами и остальной строительной конструкцией.
В настоящее время тавровые и двутавровые панели используются для строительства перекрытий. Сборные тавровые и двутавровые конструкции обычно имеют ширину восемь футов (2,4 м) и длину 25-40 футов (7,5-12 м) и более. Тавровые панели обычно имеют нагрузочную поверхность толщиной 1,5-2 дюйма (38-50 мм) и участок балки, продолжающийся вниз от нагрузочной поверхности вдоль продольного центра настила. Балка обычно имеет толщину примерно 8 дюймов (200 мм) и высоту примерно 24 дюйма (610 мм).
Двутавровые панели обычно имеют нагрузочную поверхность толщиной примерно 2 дюйма (50 мм) и две балки, продолжающиеся вниз от настила. Балки расположены примерно на расстоянии четырех футов и проходят по длине панели и имеют толщину примерно 6 дюймов (150 мм) и высоту примерно 24 дюйма (610 мм). После установки тавровых и двутавровых панелей сверху панелей часто укладывается бетон толщиной 2 -3 дюйма (50-75 мм).
Тавровые и двутавровые панели могут быть тяжелыми. Тяжелые панели перекрытия могут требовать использования более тяжелых колонн и балок (например, колонн и балок, которые имеют увеличенную прочность конструкции и конструктивную целостность) для поддержки панелей перекрытия и т.д., что увеличивает вес почти каждого компонента строительной конструкции. В более тяжелых элементах конструкции часто используется большее количество материалов, что увеличивает стоимость таких элементов, и требуются усиленные боковые и вертикальные опоры, в результате чего ограничивается высота здания, в частности, из-за несущей способностью грунта.
Сущность изобретения
Комбинированная панель перекрытия включает в себя бетонный настил перекрытия, имеющий боковой участок и краевой элемент, соединенный с боковым участком. Краевой элемент расположен рядом со смежным краевым элементом. Смежный краевой элемент соединен со смежным бетонным настилом перекрытия. Краевой элемент также имеет соединение, образованное между краевым элементом и смежным краевым элементом для образования канала. Краевой элемент также имеет связующий материал, уложенный в канал для образования соединения между бетонным настилом перекрытия и смежным бетонным настилом перекрытия.
Способ образования сборной несущей конструкции перекрытия может включать в себя предварительную сборку первой комбинированной панели перекрытия, имеющей настил перекрытия, предварительную сборку второй комбинированной панели перекрытия, крепление второго углового профиля первой комбинированной панели перекрытия к первому угловому профилю второй комбинированной панели перекрытия для образования канала между ними и укладку связующего материала в канал.
Соответственно, предлагается выбор концепций в упрощенной форме, что представлено ниже в подробном описании. Не предусматривается ни то, что сущность изобретения должна идентифицировать основные отличительные характеристики или существенные характеристики заявленного предмета рассмотрения, ни то, что сущность изобретения должна использоваться как средство определения объема заявленного предмета рассмотрения.
Краткое описание чертежей
Различные варианты выполнения настоящего изобретения показаны и описаны со ссылкой на пронумерованные чертежи, на которых:
Фиг.1А - вид сверху на примерную сборную несущую конструкцию перекрытия согласно примеру;
Фиг.1В - перспективный вид снизу смежных комбинированных панелей перекрытия и примерной составной балки согласно примеру;
Фиг.2А - частичный вид в разрезе соединения между двумя смежными комбинированными панелями перекрытия по плоскости 2А-2А из Фиг.1А;
Фиг.2В - частичный вид в разрезе соединения из Фиг.2А между двумя смежными комбинированными панелями перекрытия по плоскости 2В-2В из Фиг.2А;
Фиг.3А - частичный вид в разрезе примерного соединения между комбинированной панелью перекрытия и примерной составной балкой по плоскости 3А-3А из Фиг.1А;
Фиг.3В - частичный вид в разрезе соединения из Фиг.3А по плоскости 3В-3В из Фиг.3А;
Фиг.3С - частичный вид в разрезе соединения из Фиг.3А по плоскости 3С-3С из Фиг.3А;
Фиг.4А-4В - различные этапы примерного способа образования комбинированной панели перекрытия;
Фиг.5А-5В - различные этапы примерного способа образования составной балки;
Фиг.6А-6D - альтернативные соединения между комбинированными панелями перекрытия согласно нескольким примерам;
Фиг.7 - соединение между противоположными комбинированными панелями перекрытия и балкой согласно примеру;
Фиг.8А - вид снизу примерного варианта выполнения комбинированной панели перекрытия;
Фиг.8В - вид в разрезе комбинированной панели перекрытия из Фиг.8А по плоскости 8В-8В из Фиг.8А;
Фиг.8С - вид в разрезе комбинированной панели перекрытия из Фиг.8А по плоскости 8С-8С из Фиг.8А;
Фиг.9А - вид сверху примерного варианта выполнения сборной несущей конструкции перекрытия;
Фиг.9В - вид в разрезе сборной несущей конструкции перекрытия по плоскости 9В-9В из Фиг.9А; и
Фиг.10 - альтернативный вариант выполнения комбинированной панели перекрытия.
Следует принять во внимание, что чертежи являются пояснительными и не ограничивают объем изобретения, который определяется приложенной формулы изобретения. Показанные варианты выполнения отражают различные аспекты и задачи изобретения. Следует принять во внимание, что отсутствует возможность ясно показать каждый элемент и отличительную характеристику изобретения на отдельной фигуре и, по существу, многочисленные фигуры представлены для более понятного отдельного изображения различных конструктивных особенностей изобретения. Аналогично, не каждый вариант выполнения должен обеспечивать все преимущества настоящего изобретения.
Подробное описание
Примеры сборных несущих конструкций перекрытий, комбинированные панели перекрытия, составные балки, соединения и способы изготовления каждого из перечисленных компонентов будут описаны со ссылкой на цифровые обозначения. Чертежи и описания служат для пояснения различных аспектов описываемых примеров и не предназначены для ограничения объема приложенной формулы изобретения.
Описанные ниже примеры обеспечивают уменьшение массы конструкции перекрытия по сравнению с обычной конструкцией. Например, обычная бетонная двутавровая конструкция со схожими проемами и условиями нагружения весила бы приблизительно на 100% больше в расчете на единицу площади по сравнению описанными здесь примерами. Другие элементы конструкции, такие как бетонные балки и бетонные колонны, которые используются в двутавровых конструкциях, также намного превышают по весу колонны, используемые в настоящем изобретении. Увеличенный вес двутавровой конструкции перекрытия требует использования более мощного фундамента и фундаментных стен. Это накладывает ограничения на высоту конструкций и проведение строительных работ в местах с недостаточной несущей способностью грунта.
Вертикальные опоры или стены двутавровой панели перекрытия являются сплошными и не обеспечивают возможность прохождения механических компонентов и прокладки канализации или электропроводки через тавровый профиль, в результате чего увеличивается высота этажа, поскольку все инженерные коммуникации должны прокладываться под конструкцией перекрытия. Проемы в вертикальной стенке настоящей конструкции обеспечивают прохождение механических и электрических компонентов и компонентов канализационной системы через конструкцию, в результате чего устраняется необходимость прохождения этих элементов под конструкцией перекрытия.
Настоящая система также обеспечивает большую гибкость в определении мест пересечения плиты (проемов через плиту перекрытия), поскольку балки расположены дальше друг от друга, а именно, на расстоянии 8 футов (2,4 м) по осям против 4-5 футов (1,2-1,5 м) для стоек двутавровых конструкций.
Двутавровые конструкции собираются с помощью пластин для сварки, заделанных в каждый компонент, и должны опираться на бетонные или каменные конструкции. Настоящая конструкция устанавливается на болтах в более легкую стальную конструкцию, что позволяет использовать ее в средневысотном и высотном строительстве.
Обычные сборные стальные и бетонные конструкции также имеют некоторые недостатки, которые могут быть уменьшены с помощью настоящего изобретения. Образование обычных сборных перекрытий на объекте является очень трудоемким процессом. После установки колонн для обычного перекрытия со сложной балочной клеткой остальные материалы для обычной конструкции устанавливаются по отдельности и включают в себя балки, перекладины, металлический настил, шпильки Нельсона, арматуру, краевые ограждения и заливаемый бетон. Эта сборка требует значительно больше времени по сравнению с настоящим изобретением, поскольку настоящая конструкция собирается предварительно. Используя настоящее изобретение, можно значительно быстрее устанавливать перекрытие в готовую конструкцию, что уменьшает общее время строительства.
В расчетах, которые выполняются для обычного сборного перекрытия, бетон, находящийся под верхней частью выемки в настиле, не используется в сложном сечении, но все же вносит вклад в вес бетона при строительстве и в стоимость материалов. За счет предварительной сборки панелей перекрытия настоящая конструкция устраняет необходимость в металлическом настиле. Это обеспечивает экономию материала и исключает расходы на сварку стального настила на месте.
В обычной стальной конструкции определяющим фактором по всему размеру стальных элементов является необходимость того, чтобы стальные элементы рамной конструкции выдерживали полный вес бетонной смеси независимо от прочности бетона. В настоящем изобретении стальные балки будут полностью поддерживаться формами, пока бетон не затвердел. Это само по себе уменьшает размер стальной балки и устраняет необходимость предварительного изгибания балки, поскольку не требуется, что бы балки поддерживали вес бетонной смеси.
Кроме того, в обычной стальной конструкции балки выравниваются таким образом, чтобы верхние части балок и перекладин были расположены заподлицо. Это связано с тем, что металлический настил укладывается на перекладины и балки, и настил используется как форма для бетонной плиты. При расчете характеристик сечения этой конструкции расстояние от верхней части стальной балки до середины бетона является одним из наиболее важных факторов. По настоящему изобретению бетонная вертикальная стенка размещается между стальной балкой и бетонной плитой, что позволяет исключить стальной настил, увеличивая расстояние от верхней части стальной балки до центральной линии бетонной плиты и образуя составное сечение. По существу, значительно увеличиваются нагрузочная способность и размеры пролетов предварительно собранной конструкции панели. Настоящая конструкция перекрытия исключает необходимость использования значительного количества стали и бетона по сравнению с обычной системой заливки бетона на месте.
В описании сборной несущей конструкции перекрытия по настоящему изобретению представлены многочисленные виды панели перекрытия и балки, включая сюда виды компонентов и виды в разрезе, показывающие внутреннюю часть конструкции. Для ясности не каждая конструкция панели или балки обозначена или описывается со ссылкой на каждую фигуру, но следует понимать, что эти конструкции являются частью панели или балки.
На Фиг.1А и 1В показана сборная несущая конструкция 100 перекрытия согласно примеру. Ниже приводится описание конфигурации различных отличительных компонентов сборной несущей конструкции перекрытия с последующим описанием образования этих компонентов. Соответственно, приводится описание конфигурации примерных комбинированных панелей перекрытия с последующим описанием конфигурации примерных составных балок. Будет представлена конструкция соединений, образованных между комбинированными панелями перекрытия, а также конструкция соединений, образованных между комбинированными панелями перекрытия и составными балками. После этого будет описано образование сборной несущей конструкции перекрытия, включая сюда описание примерного способа образования сборной несущей конструкции перекрытия, описание примерного способа образования составной балки, описание примерного способа образования соединения между смежными комбинированными панелями перекрытия и, наконец, описание образования соединения между комбинированной панелью перекрытия и составной балкой.
Как показано на Фиг.1А и 1В, сборная несущая конструкция 100 перекрытия включает в себя, по меньшей мере, одну комбинированную панель 200 перекрытия, смежную комбинированную панель 200' перекрытия, противоположную комбинированную панель 200'' перекрытия и некоторое количество балок 300. На Фиг.1В показаны комбинированная панель 200 перекрытия и смежная комбинированная панель 200' перекрытия, опирающиеся на составную балку 300, в которой для ясности опущена промежуточная балка. Обозначения «смежная» и «противоположная» предназначены только для удобства ссылки. Следует принять во внимание, что комбинированные панели перекрытия в сборной несущей конструкции 100 перекрытия могут иметь такую же компоновку, как и описанные здесь панели, или могут иметь отличия. Для удобства ссылки похожие компоненты комбинированной панели 200 перекрытия обозначены одинаковыми ссылочными номерами, как и соответствующие компоненты смежной комбинированной панели 200' перекрытия. Соответственно, комбинированные панели 200, 200' перекрытия обозначены только для удобства ссылки, и описание комбинированной панели 200 перекрытия может использоваться для описания панели 200', а также для описания других комбинированных панелей перекрытия сборной несущей конструкции 100 перекрытия.
Как показано на Фиг.1В, комбинированная панель 200 перекрытия, в общем, может включать в себя бетонную плиту 210. Соединение 220 может быть образовано между комбинированными панелями 200, 200' перекрытия и между бетонной плитой 210 комбинированных панелей 200, 200' перекрытия, в частности. Соединение 220 будет описано более подробно ниже после более полного описания компоновки примерной комбинированной панели 200 перекрытия.
Как показано на Фиг.1В, помимо бетонной плиты 210 комбинированная панель 200 перекрытия также включает в себя бетонную вертикальную стенку 230, стальную балку 240 панели и некоторое количество раскосов 250. По меньшей мере, в одном примере, бетонная плита 210 может быть изготовлена из композиционного материала, например, из железобетона, и образовывать верхнюю и нижнюю поверхности 212А, 212В, противоположные стороны 214А, 214В и противоположные концы 216А, 216В. Один или несколько краевых элементов 218А, 218В также могут быть заделаны в бетонную плиту 210 и продолжаются от противоположных сторон 214А, 214В, соответственно. Как показано на Фиг.1В, каждый из краевых элементов 218А, 218В включает в себя, по меньшей мере, в общем, горизонтальный участок, продолжающийся в поперечном направлении от бетонной плиты 210. Описанные далее в качестве краевого элемента, эти краевые элементы 218А, 218В могут включать в себя только показанный горизонтальный участок. Кроме того, как показано на Фиг.1В, каждая из бетонных плит также может включать в себя пластины 219 под сварку, заделанные в бетонную плиту 210 рядом с краевыми элементами 218А, 218В. Примерная бетонная плита 210 может поддерживаться любым приемлемым способом, и одна из таких компоновок будет более подробно описана ниже.
В показанном примере бетонная плита 210 может поддерживаться присоединенной к ней и/или совместно с ней образованной бетонной вертикальной стенкой 230. В частности, вертикальная стенка 230 может продолжаться виз и от нижней поверхности 212В бетонной плиты 210. Вертикальная стенка может включать в себя некоторое количество вертикальных опор 232 с проемами 234 (также упоминаемыми как пустоты), образуемыми в бетонной вертикальной стенке 230 между вертикальными опорами 232. Проемы 234 могут уменьшать количество бетона, используемого в вертикальной стенке 230 по сравнению с непрерывной стенкой, что, в свою очередь, может уменьшать собственный вес комбинированной панели 200 перекрытия. При такой компоновке вертикальные опоры 232 обеспечивают конструкцию для передачи сдвигающих нагрузок между бетонной плитой 210 и стальной балкой 240 панели. Кроме того, проемы 234 могут обеспечивать пригодное пространство для прокладки каналов системы вентиляции и кондиционирования, трубопроводов и кабелепроводов.
По меньшей мере, в одном примере бетонная вертикальная стенка 230 также включает в себя некоторое количество перемычек 236, которые перекрывают проемы 234 между вертикальными опорами 232. Перемычки 236 могут контактировать с нижней поверхностью 212В бетонной плиты и/или могут быть образованы с нижней поверхностью 212В бетонной плиты как одно целое. По меньшей мере, в одном примере, перемычки могут иметь толщину, которая составляет приблизительно 50 процентов толщины бетонной плиты 210. Соответственно, вертикальная бетонная стенка 230 может варьироваться по толщине по границе между вертикальной стенкой 230 и бетонной плитой 230.
Бетонная вертикальная стенка 230 также соединена со стальной балкой 240 панели. Бетонная вертикальная стенка 230 может быть соединена со стальной балкой 240 панели любым приемлемым способом, например, с помощью приваренных шпилек и/или арматурного профиля. В показанном примере стальная балка 240 панели представляет собой двутавровую балку. Соответственно, стальная балка 240 панели может включать в себя верхнюю полку 242, нижнюю полку 244 и стенку 246 между верхней полкой 242 и нижней полкой 244. В показанном примере верхняя полка 242 поддерживает вертикальные опоры 232.
Стальная балка 240 панели также может служить в качестве основания для раскосов 250, которые обеспечивают дополнительную опору для двутавровой балки и уменьшают вибрации в бетонной плите. В показанном примере раскосы 250 могут включать в себя нижний конец 252, закрепленный к стенке 246 и/или нижней полке 244. Верхний конец 254 раскосов 250 может крепиться к пластинам 219 под сварку, заделанным в бетонную плиту 210. Такая компоновка позволяет стальной балке 240 панели поддерживать бетонную плиту 210 с помощью бетонной вертикальной стенки 230, а также раскосов 250. Бетонная плита 210, бетонная вертикальная стенка 230, проемы 234 и стальная балка 240 могут иметь любые необходимые размеры.
По меньшей мере, в одном примере, бетонная плита 210 имеет ширину примерно восемь футов, длину примерно от пяти до 40 футов и толщину примерно три дюйма. Бетонная вертикальная стенка 230 может иметь, помимо прочего, высоту 12-36 дюймов. Проемы 234 в бетонной вертикальной стенке 230 могут быть расположены рядом с бетонной вертикальной стенкой 230 и могут занимать всю высоту бетонной вертикальной стенки 230. Кроме того, по меньшей мере, в одном примере может быть предусмотрена бетонная вертикальная стенка 24 дюйма, в которой проемы 234 могут иметь ширину примерно 24 дюйма и высоту примерно 24 дюйма, в то время как вертикальные опоры 232 могут иметь ширину приблизительно двенадцать дюймов и могут быть расположены между проемами. По меньшей мере, в одном примере, стальная балка 240 панели может иметь общую высоту примерно двенадцать дюймов. Кроме того, верхняя полка 242 и/или нижняя полка 2444 могут иметь ширину примерно от четырех до восьми дюймов.
В общем, когда балка, поддерживаемая с обоих концов, находится под нагрузкой, верхняя половина балки сжимается, в то время как нижняя половина балки растягивается. Бетон имеет относительно высокую прочность на сжатие, но относительно низкую прочность на растяжение, в то время как сталь имеет высокую прочность на растяжение и сжатие. Однако стальные балки могут иметь относительно высокую стоимость по сравнению с бетоном. В примерной комбинированной панели 200 перекрытия относительное положение бетонной плиты 210 вынуждает бетонную плиту 210 сжиматься, в то время как относительное положение стальной балки 240 панели может вызывать растяжение стальной балки 240 панели. В результате компоновка материалов комбинированной панели 200 перекрытия может использовать наилучшие конструкционные свойства бетона, а то же время оптимизируя использование относительно дорогостоящих конструкционных стальных компонентов.
Кроме того, компоновка комбинированных панелей 200 перекрытия позволяет быстро устанавливать их на строительном объекте. Как будет подробно описано ниже, комбинированные панели 200 перекрытия можно предварительно собирать в отдельном месте, доставлять на строительный объект и устанавливать на место с помощью крана. После установки на место может быть образовано соединение 220 между комбинированными панелями 200, 200' перекрытия, используя связующие материалы, такие как жидкий строительный раствор, усиливающий материалы, такие как сварная проволочная сетка, анкеры, срезные штифты, и/или другие усиливающие материалы и способы крепления, такие как сварка или крепление на болтах.
Как показано на Фиг.1В, также может быть образовано соединение 320 между комбинированной панелью 200 перекрытия и балкой 300. Компоновка составной балки 300 будет описана более подробно, после чего будет описано соединение 220 между смежными комбинированными панелями 200, 200' перекрытия и соединение 320 между комбинированной панелью 200 перекрытия и балкой 300.
Как показано на Фиг.1, примерная составная балка 300, в общем, может включать в себя бетонную вертикальную стенку 330 и двутавровую балку, подобную двутавровой балке комбинированной панели 200 перекрытия. В показанном примере бетонная вертикальная стенка 330 включает в себя вертикальную опору 332 с образованными в ней проемами 334. Над проемами 334 образованы перемычки 336. Перемычки 336 могут включать в себя достаточное количество непрерывного бетона (предпочтительно, 33-50 процентов высоты вертикальной стенки 330) для обеспечения требуемой прочности на сжатие.
Бетонная вертикальная стенка 330 может быть соединена с двутавровой балкой 340 или поддерживаться этой балкой любым приемлемым способом. В показанном примере двутавровая балка 340 может включать в себя верхнюю полку 342, нижнюю полку 344 и стенку 346, которая продолжается между верхней полкой 342 и нижней полкой 344. Верхняя полка 342 может поддерживать бетонную вертикальную стенку 330.
К двутавровой балке 340 может крепиться кронштейн 360 для поддержки стальной балки 240 панели. Соответственно, составная балка 300 предназначена для поддержки комбинированных панелей 200, 200' перекрытия. Конфигурация и взаимодействие кронштейна 360 будут более подробно описаны ниже применительно к описанию соединения 320, образованного между составной балкой 300 и комбинированной панелью 200 перекрытия, после описания соединения 220 между смежными комбинированными панелями 200, 200' перекрытия.
Компоновка примерного соединения 220 будет описана ниже более подробно. На Фиг.2А показан вид в разрезе смежных комбинированных панелей 200, 200' перекрытия по плоскости 2А-2А из Фиг.1А, Как показано на Фиг.2А, соединение 220 включает в себя краевой элемент 218В, связанный с комбинированной панелью 200 перекрытия, и краевой элемент 218А, связанный со смежной комбинированной панелью 200' перекрытия. В частности, краевые элементы 218А, 218В включают в себя поперечные участки 215А, 215В и боковые участки 217А, 217В. Поперечные участки 215А, 215В показаны, в общем, как горизонтальные, в то время как боковые участки 217А, 217В показаны, в общем, как вертикальные. Следует принять во внимание, что поперечные участки 215А, 215В могут продолжаться от сторон 214А, 214В под любым требуемым углом относительно боковых участков 217А, 217В. Также следует принять во внимание, что боковые участки 217А, 217В при желании могут быть опущены.
При образовании соединения, такого как сварной шов 290, которое соединяет краевые элементы 218А, 218В и поперечные участки 215А, 215В, в частности, между краевыми элементами 218А, 218В образуется выемка. В показанном примере анкеры 221 могут крепиться к краевым элементам 218А, 218В. Анкеры 221 также могут заделываться в бетонную плиту 210. По меньшей мере, в одном примере анкеры 221 представляют собой срезные шрифты или анкеры подобных типов. В показанном примере краевые элементы 218А, 218В, в общем, имеют L-образную форму и образуют, в общем, вертикальный участок и, в общем, горизонтальный участок. Следует принять во внимание, что возможны другие компоновки, включающие в себя перевернутую Т-образную компоновку или любую другую требуемую компоновку.
Соединение 220 также включает в себя связующий материал 222, такой как высокопрочный и/или безусадочный раствор. В показанном примере различные элементы жесткости заделаны в связующем материале 222. Эти элементы жесткости могут включать в себя приваренную проволочную сетку 224 и/или усиливающие элементы 226А, 226В.
По меньшей мере, в одном примере усиливающий элемент 226А заделан в боковую сторону 214А бетонной плиты 210 и продолжается через краевой элемент 218А в связующий материал 222. Аналогично, усиливающий элемент 226В может быть заанкерован в боковую сторону 214В бетонной плиты 210 и продолжаться через краевой элемент 218В в связующий элемент 222.
На Фиг.2В показан другой вид в разрезе соединения 220 по плоскости 2В-2В из Фиг.2А. Как показано на Фиг.2В, усиливающие элементы 226А, 226В могут включать в себя первые участки 227А, 227В и вторые участки 228А, 228В. Первые участки 227А, 227В могут быть заделаны в комбинированные панели 200, 200' перекрытия и продолжаться в связующий материал 222, как описано выше. Как показано на Фиг.2В, вторые участки могут быть расположены под углом относительно первых участков 227А, 227В, тем самым, образуя изгиб между ними.
В показанном примере вторые участки 228А, 228В, в общем, ориентированы параллельно краевым элементам 218В, 218А, соответственно. Кроме того, вторые участки 228А, 228В могут быть ориентированы так, чтобы они были обращены друг к другу. Кроме того, первые участки 221А, 227В могут достаточно продолжаться в связующий материал 222, в результат чего первые участки 221А, 227В могут перекрываться в связующем материале 222. Конфигурация усиливающих элементов 226А, 226В может обеспечивать быстрое образование соединения 220, когда комбинированные панели 200, 200' перекрытия (Фиг.1В) опускаются на место на составную балку 300 (Фиг.1В). Примерная конфигурация взаимодействия между примерными комбинированными панелями 200, 200' перекрытия и балкой 300 сначала будет описан со ссылкой на Фиг.1В. Затем примерная конфигурация, показанная на Фиг.1В, будет подробно описана со ссылкой на Фиг.3А-3С.
Как показано на Фиг.1В, соединение 320 может быть образовано между комбинированной панелью 200 перекрытия и составной балкой 300. Соединение 320 может включать в себя несколько составляющих. Как показано на Фиг.1В, примерные составляющие соединения 320 могут включать в себя кронштейн 360, закрепленный к двутавровой балке 340, соединительную пластину 370 балки, закрепленную к бетонной вертикальной стенке 330, и связующий материал 380 (Фиг.3С). В результате внедрения соединение 320 может быть образовано за счет размещения нижней полки 244 стальной балки 240 панели в кронштейне 360, крепления нижней полки 244 к кронштейну 360, крепления соединительной пластины 270 панели к соединительной пластине 370 балки и нанесения связующего материала 380 (Фиг.3С), который обеспечивает быстрое образование соединения 320.
На Фиг.3А показан частичный разрез соединения по плоскости 3А-3А из Фиг.1А. Как показано на Фиг.3А и 3В, кронштейн 360, в общем, включает в себя противолежащие боковые пластины 362А и 362В и нижнюю пластину 364. Нижняя пластина 364 может крепиться к противолежащим боковым пластинам 362А и 362В и продолжаться между ними для образования углубления для размещения, по меньшей мере, участка стальной балки 240 панели.
Как детально показано на Фиг.3В, нижняя полка 244 может размещаться на нижней пластине 364 кронштейна 360. Нижняя полка 244 также может крепиться на месте относительно кронштейна 360. По меньшей мере, в одном примере нижняя полка 244 может крепиться к нижней пластине 364 с помощью крепежных средств 366, которые проходят как через нижнюю полку 244, так и через нижнюю пластину 364. Соответственно, первая отличительная особенность соединения 320 может включать в себя крепление стальной балки 240 панели на месте в кронштейне 360.
На Фиг.3С показан частичный вид в разрезе соединения 320 по плоскости 3С-3С из Фиг.3А. Как показано на Фиг.3С, другая отличительная особенность соединения 320 включает в себя крепление соединительной пластины 370 балки к соединительной пластине 270 панели. Примерная соединительная пластина 270 панели может крепиться к анкерам 272, таким как срезные штифты или анкеры других типов. Анкеры 272 могут быть заделаны в бетонную вертикальную стенку 230 и крепить соединительную пластину 270 панели к комбинированной панели 200 перекрытия. Аналогично, примерная соединительная пластина 370 балки может крепиться к анкерам 372, которые заделаны в бетонную вертикальную стенку 330 и крепят соединительную пластину 370 балки к балке 300. По меньшей мере, в одном примере анкеры 372 являются срезными штифтами. Соединительная пластина 270 панели может крепиться к соединительной пластине 370 балки любым приемлемым способом, например, с помощью сварки, крепежных изделий и/или любого другого способа.
Другая отличительная особенность соединения 320 также показана на Фиг.3С. В частности, когда комбинированная панель 200 перекрытия расположена на составной балке 300, образуется углубление 352 между комбинированной панелью 200 перекрытия и составной балкой 300. Кроме того, второй конец 216В может включать в себя краевой угловой профиль 280В. Краевой угловой профиль 280В может крепиться к одному или нескольким анкерам 282, 283. В частности, анкер 282 может крепиться к краевому угловому профилю 280В и может быть заделан в конец 216В, в то время как анкер 283 может крепиться к краевому угловому профилю 280В и продолжаться в углубление 352. Анкеры 282, 283 могут быть анкерами любого требуемого типа, например, срезными штифтами. Противоположный край 216А (Фиг.1В) также может иметь аналогичную конфигурацию.
В бетонную вертикальную стенку 330 также могут быть заделаны усиливающие элементы 382. Усиливающие элементы 382 могут продолжаться в углубление 352. В результате, при размещении связующего материала 380 в углублении 352 анкеры 283, а также усиливающие элементы 382 могут быть заделаны в связующий материал 380. Кроем того, в связующий материал 380 также могут быть заделаны дополнительные усиливающие элементы, такие как сварная проволочная сетка.
По меньшей мере, в одном примере связующий материал 380 может включать в себя строительный раствор, такой как безусадочный раствор. Соответственно, соединение 320 может быть образовано из нескольких составляющих, которые крепят комбинированную панель 200 перекрытия к составной балке 300. Соединение 320 между комбинированной панелью 200 перекрытия и составной балкой 300, а также соединение 220 (Фиг.1А) между комбинированными панелями 200, 200' перекрытия может быть образовано быстрым способом. Ниже приводится описание примерных способов образования комбинированной панели 200 перекрытия, составной балки 300, соединения 220 и соединения 320.
На Фиг.4А показаны различные этапы примерного способа образования комбинированной панели перекрытия. Как показано на Фиг.4А, способ может включать в себя резку стальной балки панели до требуемой длины по рабочим чертежам, утвержденным лицом, которое несет ответственность за авторский надзор. Затем в нижней полке 244 стальной балки 240 панели могут быть просверлены отверстия 247 для крепления стальной балки 240 панели к кронштейну 360 (Фиг.3А-3В).
Затем стальная балка 240 панели может быть установлена вертикально, так чтобы она опиралась на нижнюю полку 244. Далее к верхней стороне верхней полки 242 могут быть приварены шпильки 400 Нельсона или подобные соединители. Расстояние между шпильками 400 Нельсона по утвержденным рабочим чертежам должно быть меньше или равно максимальному расстоянию, которое допускается по действующим строительным номам и правилам. Затем рядом со шпильками 400 Нельсона, которые были предварительно приварены к верхней полке 242 балки, в требуемом месте могут быть приварены вертикальные L-образные усиливающие арматурные стержни 410. Вертикальные усиливающие арматурные стержни 410 могут выступать вверх от верхней полки 242 и затем изгибаться под углом 90 градусов с образованием коротких участков 412 и длинных участков 414. В такой конфигурации короткие участки 412 L-образных усиливающих арматурных стержней 410 проходят горизонтально и перпендикулярно продольной оси 248 стальной балки 240 панели. Вертикальные усиливающие арматурные стержни 410 расположены на расстоянии друг от друга согласно рабочим чертежам, утвержденным лицом, которое несет ответственность за авторский надзор, как правило, из расчета один вертикальный усиливающий арматурный стержень 410 на каждую шпильку 400 Нельсона.
Подъемные петли 420, изготовленные из усиливающего арматурного стержня или другого подобного стального стержня, который изогнут в U-образных формах, также могут крепиться к верхней полке 242 стальной балки 240 панели между вертикальными усиливающими арматурными стержнями 410, где бетон будет заливаться вокруг подъемных петель 420 и вертикальных усиливающих арматурных стержней 410, при этом верхние участки подъемных петель не будут покрываться бетоном для поднятия панелей с помощью крана. Длина подъемных петель 420 может быть приблизительно на 0,25'' меньше расстояния от верхней стороны верхней полки 242 до верхней поверхности готовой бетонной плиты 210 (Фиг.1В). Подъемные петли 420 могут быть расположены на расстоянии друг от друга с интервалами, которые определяются общей длиной комбинированной панели 200 перекрытия. По меньшей мере, в одном примере в готовой комбинированной панели перекрытия предусмотрены три подъемные петли 420 (Фиг.4А).
Далее стальная балка 240 панели, собранная с прикрепленными к ней вертикальными L-образными усиливающими арматурными стержнями и подъемными петлями 420, перемещается на напольное сборочное устройство (не показано) для удерживания компонентов в устойчивом положении, в то время как горизонтальные усиливающие элементы 430, 440 плиты крепятся в требуемых местах. В частности, усиливающие арматурные стержни 430 могут быть ориентированы параллельно продольной оси 248 стальной балки 240 панели. Усиливающие арматурные стержни 430 могут быть прикреплены на месте к горизонтальным участкам 412 L-образных усиливающих арматурных профилей 410 с помощью обычной вязальной проволоки и любым другим пригодным способом.
Усиливающие арматурные стержни 440, которые могут быть ориентированы перпендикулярно продольной оси 248 стальной балки 240 панели, затем могут быть прикреплены к предварительно установленным усиливающим арматурным стержням 430. По меньшей мере, в одном примере усиливающие арматурные стержни 430, 440 могут быть разрезаны до длины примерно на два дюйма меньше общей длины или ширины готовой бетонной плиты 210 (Фиг.1В), в которую они должны быть установлены. Кроме того, усиливающие арматурные стержни 430, 440 могут быть прикреплены вязальной проволокой во всех точках пересечения. Для образования требуемой балки дополнительные усиливающие арматурные стержни 430, 440 могут быть прикреплены к другим усиливающим элементам.
Во время выполнения процесса формообразования пустотообразователи 450 могут крепиться к верхней полке 242 в любом требуемом месте. По меньшей мере, в одном примере, пустотообразователи 450 могут быть образованы из металлического материала, прикрепленного к стальной балке 240 панели. В частности, пустотообразователи 450 могут быть образованы из стальных листов, изогнутых в требуемой форме. Пустотообразователи 450 могут крепиться к стальной балке 240 панели любым требуемым способом, например, с помощью сварки, магнитов, крепежных элементов, например, болтов и/или зажимов.
В другом примере пустотообразователи 450 могут быть изготовлены посредством использования множества материалов, включая сюда, без ограничения, полистирольную пену резину, древесину и сталь. В случае если пустотообразователи 450 образованы из блоков из полистирольной пены, пустотообразователи 450 могут крепиться к стальной балке 240 панели с помощью адгезива, такого как лента или клей. Пустотообразователи 450 также могут быть покрыты разделительной смазкой для форм или силиконом во избежание прилипания пустотообразователей 450 к бетонной вертикальной стенке 230 (Фиг.1В), которая заливается вокруг пустотобразователя.
Готовая сборочная единица затее может быть помещена в форму 460, как показано на Фиг.4В. На Фиг.4В показан вид в разрезе опорной поверхности 40 и формы 460 и вид с торца компонентов внутри формы 460. Следует принять во внимание, что форма 460 может быть закрыта с любого из торцов.
Перед размещением компонентов в форме 460 эта форма 460 может быть покрыта разделительной смазкой для форм посредством распыления. По меньшей мере, в одном примере формы 460 могут быть образованы из стали. Конфигурация форм 460 может варьироваться по длине и ширине, а также в отношении конструкции до тех пор, пока внутренний профиль формы будет являться правильным профилем готового бетонного участка комбинированной панели 200 перекрытия (Фиг.1В). Форма 460 может быть достаточно прочной, чтобы выдерживать многочисленные повторные использования, в то же время поддерживая правильный профиль и конфигурацию.
В форме 460 предусмотрены краевые элементы 218А, 218В, пластины 19 под сварку, усиливающие элементы 227А, 227В, анкеры 221 и другие необходимые усилители, которые крепятся проволокой или небольшими болтами и удерживаются в требуемом положении до тех пор, пока бетон достаточно не затвердеет. Непоказанные другие краевые угловые профили 280А, 280В, усиливающие элементы 272 и анкеры 282, 283, а также пластина 219 под сварку, показанные на Фиг.3С, также могут устанавливаться в форму 460 и удерживаться на месте до тех пор, пока бетон достаточно не затвердеет. Сварная проволочная стенка 435 также может крепиться на месте по необходимости.
Для поддержания необходимого разделения нижней поверхности 212В (Фиг.1В) бетонной плиты 210 и нижней стороны усиливающих арматурных стержней 430, 440 под усиливающими арматурными стержнями 430, 440 могут быть установлены фиксаторы арматуры (не показаны). Фиксаторы арматуры могут быть расположены на требуемом расстоянии друг о друга, что определяется визуальным осмотром после того, как балка в сборе была установлена на место, и все вышеописанные компоненты были надежно прикреплены к усиливающим арматурным стержням 430, 440. Несмотря на то, что был описан один способ, предусматривающий использование усиливающих элементов, следует принять во внимание, что может быть предусмотрено любое количество усиливающих элементов, собранных любым количеством способов.
Бетон (не показан) помещается в формы таким способом, который обеспечивает, что все усиливающие арматурные стержни 430, 440 достаточно покрываются бетоном для образования бетонной плиты 310 и бетонной вертикальной стенки 230 (показано на Фиг.1В). Верхняя поверхность бетонной плиты 210 затем может быть окончательно обработана, чтобы она соответствовала промышленным стандартам на бетонные перекрытия. После этого бетон может затвердевать любым пригодным способом, как определяется промышленными стандартами на сборные железобетонные изделия. После достаточного затвердевания панели 200 (Фиг.1В) она поднимается из формы с помощью подъемных петель 420, прикрепленных к стальной балке 240 панели. Панель 200 затем может быть установлена на плоскую горизонтальную поверхность и удерживаться в горизонтальном положении с помощью деревянных подкладок, стоек или других средств, пригодных для ее удерживания без прикладывания чрезмерных механических напряжений в какой-либо точке панели 200.
Раскосы 250, показанные на Фиг.18, затем могут быть прикреплены к пластинам 219 под сварку и верхней полке 242 стальной балки 240 панели, например, с помощью сварки. Пустотообразователи 450 (Фиг.4А) затем могут быть удалены для образования вышеописанных проемов 234. Болты или вязальная проволока, которые использовались для крепления компонентов на месте перед образованием бетона и которые выступают из бетонной плиты 210. могут быть отрезаны заподлицо с нижней поверхностью 212В бетонной плиты 210.
На Фиг.5А и 5В показан примерный способ образования составной балки. Как показано на Фиг.5А, способ может включать в себя резку двутавровой балки 340 до соответствующей длины по рабочим чертежам, утвержденным лицом, которое несет ответственность за авторский надзор. Затем с каждого конца двутавровой балки 340 просверливаются отверстия 390, используемые для соединения двутавровой балки 340 с колоннами (не показаны).
Затем двутавровая балка 340 может быть ориентирована таким образом, чтобы она опиралась на нижнюю полку 344. Затем к верхней поверхности верхней полки 342 могут быть прикреплены шпильки 500 Нельсона или подобные соединители. Расстояние между шпильками 500 Нельсона по утвержденным рабочим чертежам должно быть меньше или равно максимальному расстоянию, которое допускается по действующим строительным номам и правилам. Затем к верхней полке 342 в требуемом месте могут быть прикреплены вертикальные L-образные усиливающие арматурные стержни 510. По меньшей мере, в одном примере L-образные усиливающие арматурные стержни 510 расположены рядом со шпильками 500 Нельсона, которые были предварительно прикреплены к верхней полке 342 двутавровой балки 340.
По меньшей мере, в одном примере L-образный усиливающий арматурный стержень 510 выступает вверх от верхней полки 342 составной балки 300 и затем изгибается на девяносто градусов и выступает горизонтально и перпендикулярно продольной оси 348 двутавровой балки 340. В результате L-образные усиливающие арматурные стержни 510 включают в себя короткий участок 512 и длинный участок 514. L-образные усиливающие арматурные стержни 510 могут быть расположены на расстоянии друг от друга согласно рабочим чертежам, утвержденным лицом, которое несет ответственность за авторский надзор, как правило, из расчета один усиливающий арматурный стержень 510 на каждую шпильку 500 Нельсона.
Подъемные петли 520, например, изготовленные из усиливающего арматурного стержня, который изогнут в U-образную форму, также крепятся к верхней полке 342 двутавровой балки 340. Длина подъемных петель 520 может быть приблизительно на 0,25'' меньше расстояния от верхней стороны верхней полки 342 до верхней поверхности готовой бетонной вертикальной стенки 330 (Фиг.1В). Подъемные петли 520 могут быть расположены на расстоянии друг от друга с интервалами, которые определяются общей длиной составной балки 300 (Фиг.1В). По меньшей мере, в одном примере в отдельной составной балке 300 (Фиг.1В) может быть предусмотрено две или более подъемных петель 520.
Двутавровая балка 340 с подъемными петлями 520 и L-образными усиливающими арматурными стержнями 510 затем перемещается на напольное сборочное устройство (не показано) для удерживания компонентов в устойчивом положении. Усиливающие арматурные стержни 530, которые могут быть ориентированы, в общем, параллельно продольной оси 348 двутавровой балки 340, могут быть прикреплены к коротким участкам 512 L-образных усиливающих арматурных стержней 510. Усиливающие арматурные стержни 540, которые могут быть ориентированы, в общем, перпендикулярно продольной оси 348 двутавровой балки 340, затем могут быть расположены на усиливающих арматурных стержнях 530 и затем прикреплены на месте. По меньшей мере, в одном примере, усиливающие арматурные стержни 530 могут быть прикреплены на месте с помощью вязальной проволоки (gauge 16).
Во время выполнения процесса формообразования пустотообразователи 550 могут крепиться к верхней полке 342 в любом требуемом месте. По меньшей мере, в одном примере, пустотообразователи 550 могут быть образованы из металлического материала, прикрепленного к двутавровой балке 340. В частности, пустотообразователи 550 могут быть образованы из стальных листов, изогнутых в требуемой форме. Пустотообразователи 550 могут крепиться к двутавровой балке 340 любым требуемым способом, например, с помощью сварки, магнитов, крепежных элементов, например, болтов и/или зажимов.
В другом примере пустотообразователи 550 могут быть изготовлены из вспененного материала и могут крепиться к верхней полке 342 двутавровой балки 340 с помощью адгезива, такого как клей и/или лента. Двутавровая балка 340 с вышеописанными усиливающими элементами затем помещается в форму 560, как показано на Фиг.5В. Непоказанные на Фиг.5В соединительная пластина 370 балки и анкер 372, а также анкеры 272, показанные на Фиг.З3С, также могут быть помещены в формы и могут удерживаться в требуемых положениях любым пригодным способом.
Бетон укладывается в форму 560 таким образом, чтобы он достаточно покрывал все усиливающие арматурные стержни 510, 530, 540, при этом верхние части подъемных петель 520 не должны покрываться бетоном. Затем одна или несколько поверхностей могут быть окончательно обработаны, чтобы они соответствовали промышленным стандартам на бетонные перекрытия. После того как бетон достаточно затвердеет, составная балка 300 поднимается из формы 560 с помощью подъемных петель 520.
Формы 560 могут иметь любую конфигурацию. По меньшей мере, в одном примере формы 560 образованы из металлического материала, например, из стали. Кроме того, конфигурация формы 560 может иметь любой внутренний профиль с целью получения требуемого профиля составной балки 300. Формы могут быть достаточно прочными, чтобы выдерживать многочисленные повторные использования, в то же время поддерживая правильный профиль и конфигурацию.
Описанные выше кронштейны 360 (Фиг.1В) могут крепиться к нижней полке 344 двутавровой балки 340 в любом требуемом месте во время или после образования составной балки 300. Как показано на Фиг.3В, кронштейн 360 может крепиться к двутавровой балке 340. В примере, показанном на Фиг.3А, противоположные боковые пластины 362А и 362В могут крепиться к нижней полке 344 и/или стенке 346, например, с помощью сварки и/или крепежных элементов. Нижняя пластина 364 кронштейна 360 может крепиться к противоположным боковым пластинам 362А и 362В и/или нижней полке 344, например, с помощью сварки и/или крепежных элементов. При необходимости к противоположной стороне двутавровой балки 340 может быть прикреплено ребро 368 жесткости. В показанном примере ребро 368 жесткости крепится к нижней полке 344, стенке 346 и верхней полке 342 (не показано на Фиг3В).
После изготовления составных балок 300 и комбинированных панелей перекрытия может быть собрана сборная несущая конструкция 100 перекрытия, показанная на Фиг.1А. По меньшей мере, по одному примерному способу составные балки 300 могут устанавливаться с помощью крана и канатов или ремней, прикрепленных к подъемным петлям 520 (Фиг.5А). В таком примере кран может поднимать составную балку 300 в требуемое место относительно колонны 110. Затем составная балка 300 может быть закреплена на месте. В частности, двутавровая балка 340 может крепиться к колонне 110 с помощью крепежных элементов, проходящих через отверстия 390 в балке (Фиг.5А). Сварные соединения могут быть точно определены утвержденным лицом, которое несет ответственность за авторский надзор.
После установки составных балок 300 на место могут быть установлены комбинированные панели 200, 200', 200'' перекрытия. По меньшей мере, в одном примере комбинированная панель 200 перекрытия может быть установлена краном с помощью каната, прикрепленного к подъемным петлям 420 (Фиг.4А). В частности, как показано на Фиг.3С, комбинированная панель 200 перекрытия может быть установлена на место таким образом, чтобы стальная двутавровая балка 240 была расположена в кронштейне 360, краевые угловые профили 280В, 280А (не показаны на Фиг.3С) крепились к бетонной вертикальной стенке 330, и соединительные пластины 270 панели располагались рядом с соединительными пластинами 370 балки. На составной балке 300 может быть размещено любое количество комбинированных панелей 200 перекрытия. Соединения 220 могут быть образованы между комбинированными панелями 200, 200' перекрытия, и соединения 320 могут быть образованы между комбинированными панелями 200, 200'' перекрытия и составной балкой 300. Ниже приводится описание образования соединений 220 между комбинированными панелями 200, 200' перекрытия.
Как показано на Фиг.2А, соединение 220 может быть образовано посредством расположения краевых элементов 218А, 218В рядом друг с другом и крепления краевых элементов 218А, 218В между собой. В показанном примере может использоваться сварной шов 290, но он не требуется для соединения краевых элементов 218А, 218В. После соединения краевых элементов 218А, 218В может быть добавлен связующий материал 222, и проволочная сетка 224, которая заделывается в связующий материал 222. После затвердевания связующий материал 222 может образовывать соединение 220, как показано на Фиг.2А. Соответственно, соединение 220 может быть быстро образовано после установки на место комбинированных панелей 200, 200' с использованием предварительно образованных комбинированных панелей 200 перекрытия.
Аналогичным образом, также быстро может быть образовано соединение 320 между комбинированной панелью 200 перекрытия и составной балкой 300. В частности, после установки комбинированной панели 200 перекрытия относительно составной балки 300, как описано выше и показано на Фиг.3С, соединение 320 может быть образовано посредством крепления нижней полки 244 стальной балки 240 панели к кронштейну 360, крепления соединительной пластины 270 панели к соединительной пластине 370 балки и укладки связующего материала 380 сверху бетонной вертикальной стенки 330 и краевого углового профиля 280В для покрытия анкеров 282, 283 и размещения проволочной сетки 384 в связующем материале 380. Готовое соединение 320 может быстро образовываться после установки на место комбинированной панели 200.
Несмотря на то, что были описаны примерные соединения 220 между комбинированными панелями 200 перекрытия и между комбинированными панелями 200 перекрытия и составной балкой 300, следует принять во внимание, что возможны другие конфигурации. Например, на Фиг.6А-6D показаны дополнительные примерные соединения 610, 620, 630 и 640, соответственно. Для удобства ссылки представленные ниже элементы схожи с элементами, описанными выше со ссылкой на Фиг.1А-5В.
Например, на Фиг.6А соединение 610 включает в себя соединение, образованное ограничителем 612 для непрерывной заливки бетона, который установлен между краевыми элементами 218А, 218В. На Фиг.6В показано соединение 620, включающее в себя краевые элементы 218А, 218В, которые включают в себя срезные шпильки 622, 624, прикрепленные к краевым элементам 218А, 218В. В частности, срезные шпильки 622 продолжаются в бетонную плиту 210, в то время как срезные шпильки 624 продолжаются в связующий материал 222. На Фиг.6С показано, что соединение 630 может включать в себя соединение, образованное высокопрочными сквозными болтами 632 и квадратными шайбами 634, которые соединяют краевые элементы 218А, 218В. Как показано на Фиг.6D, неразъемные срезные шпильки 622, 624 также могут использоваться совместно со сквозными болтами 632 и квадратными шайбами 634. Кроме того, следует принять во внимание, что любое количество усиливающих элементов и способов крепления может использоваться в любом количестве комбинаций помимо описанных выше комбинаций.
Кроме того, соединение 710 может быть образовано между комбинированной панелью 200 перекрытия, составной балкой 300 и противоположной панелью 200'' перекрытия, как показано на Фиг.7, в добавление к соединению между комбинированной панелью 200 перекрытия и составной балкой 300, как описано выше.
Кроме того, на Фиг.8А-8С показан альтернативный вариант выполнения комбинированной панели 800 перекрытия. В частности, на Фиг.8А показан вид в плане снизу на комбинированную панель 800 перекрытия. Комбинированная панель 800 перекрытия может включать в себя раму 805 в сборе, которая соединена с бетонной частью 810 и поддерживает ее. Конфигурация рамы 805 в сборе сначала будет рассмотрена со ссылкой, в общем, на бетонную часть 810, после чего конфигурация бетонной части 810 будет описана более подробно. После этого более подробно будет описана взаимосвязь конструкций рамы 805 в сборе и бетонной части 810.
Как показано на Фиг.8А, рама 805 в сборе включает в себя первую боковую группу опорных элементов 815, вторую боковую группу опорных элементов 820 и основную плиту 825, которая смещена от бетонной части 810. Как первая группа, так и вторая группа боковых опорных элементов 815, 820 может иметь первый конец, соединенный с бетонной частью 810, и второй конец, соединенный с основной плитой 825. Основная плита 825 также могла бы быть стальным элементом, работающим на растяжение, стальным нижним тросом или стальной нижней полкой. Первая группа боковых опорных элементов 815 может включать в себя некоторое количество опор, например, опор 830А-830Н, которые продолжаются от бетонной части 810 к основной части 825.
По меньшей мере, в одном примере опоры 830А-830Н ориентированы таким образом, что опоры 830А-830Н расположены в одной плоскости, как более ясно показано на Фиг.8С. Например, на Фиг.8С показана, по меньшей мере, часть первой группы боковых опорных элементов 815, выровненных, по меньшей мере, в одной общей плоскости с показанной опорой 830G и опорами 830A-830F, расположенными за опорой 830G и, таким образом, непоказанными на Фиг.8С. Кроме того, опоры 830А-830Н могут крепиться к основной плите 825 любым пригодным способом в любых необходимых местах. По меньшей мере, в одном примере, опоры 830А-830Н крепятся к основной плите 825 таким образом, что соединение между опорами 830A-830Н и основной плитой 825 лежат на одной линии.
На Фиг.8А также показано, что вторая группа боковых опорных элементов 820 может включать в себя некоторое количество опор, например, опор 835А-835Н. В показанном примере, опоры 835А-835Н могут быть ориентированы и расположены таким образом, чтобы опоры 830А-830Н лежали в одной плоскости, которая отличается от общей плоскости в отношении опор 830А-830Н, как более наглядно показано на Фиг.8С. Например, на Фиг.8С показана, по меньшей мере, часть второй группы блоковых опорных элементов 820, выровненных, по меньшей мере, в одной плоскости с показанной опорой 835G и опорами 835А-835F, расположенными за опорой 830G и, таким образом, непоказанными на Фиг.8С. В показанном примере опоры 835А-835Н лежат в плоскости, которая ориентирована под углом к плоскости, в которой лежат опоры 830A-830Н.
Опоры 835А-835Н могут крепиться к основной плите 825 любым приемлемым способом в любых необходимых местах. По меньшей мере, в одном примере опоры 835А-835Н крепятся к основной плите 825 таким образом, что соединения опор 835А-835Н основной плиты 825 лежат на одной линии на основной плите 825. По меньшей мере, в одном примере, все соединения между основной плитой 825 и опорами 835А-835Н и все соединения между основной плитой 825 и опорами 830A-830Н лежат в общей плоскости на основной плите 825. Следует принять во внимание, что также возможны другие конфигурации.
Кроме того, одна или несколько опор 830А-830Н первой группы боковых опорных элементов 815 могут быть соединены, по существу, в одном и том же месте на основной плите 825, как и одна или несколько опор 835А-835Н второй группы боковых опорных элементов 820. В частности, как показано на Фиг.8А, опоры 830А и 835А могут быть прикреплены к основной плите 825 в одном и том же месте. Аналогично, опоры 830В, 830С, 835В и 835С также могут быть прикреплены к основной плите 825 в другом одном и том же месте. Опоры 830D, 830Е, 835D, и 835Е также могут быть прикреплены к основной плите 825 еще в одном общем месте, опоры 830F, 830G, 835F и 835G могут быть прикреплены к основной плите 825 еще в одном другом общем месте, и опоры 830F и 825Н также могут быть прикреплены к основной плите 825 еще в одном общем месте.
Как показано на Фиг.8А, конфигурация и относительная ориентация первой и второй групп боковых опорных элементов 815, 820 могут обуславливать, что рама 805 в сборе будет образовывать некоторое количество ферм с бетонной частью 810. Например, может быть образована группа или решетка ферм, которая включает в себя ферму, образованную опорами 830В и 830С и бетонной частью 810, другую ферму, образованную опорами 830С, 835С и бетонной частью 810, еще одну ферму между опорами 835С, 835В и бетонной частью 810, и еще одну ферму между опорами 835В и 830В. Схожие группы или решетки ферм также могут быть образованы опорами 830D, 830Е, 835D и 835Е, а также опорами 830F, 830G, 835F и 835G. Соответственно, опоры 830В-830G взаимодействуют с опорами 835В-835G для образования решеток ферм на внутренней части комбинированной панели 800 перекрытия относительно торцевых краев 840, 845 бетонной части 810.
По варианту выполнения изобретения первая и вторая группы боковых опорных элементов 815, 820 могут крепиться к бетонной части 810 таким образом, чтобы расстояния между первыми концами смежных опор были, по существу, схожими. Например, в варианте выполнения расстояние между первым концом опоры 830А и первым концом опоры 83 5А, по существу, равно расстоянию между первым концом опоры 830А и первым концом опоры 830В, которое может быть, по существу, равно расстоянию между первым концом опоры 835А и первым концом опоры 835В, которое может соответствовать, по существу, такому же расстоянию между первым концом опоры 830В и первым концом опоры 830С и т.д. В другом варианте выполнения расстояние между первым концом опоры 830В и первым концом опоры 830С, по существу, равно расстоянию между первым концом опоры 835В и первым концом опоры 835С.
На Фиг.8А также показано, что опоры 830А, 835А могут продолжаться к торцевому краю 840, в то время как опоры 830Н, 835Н могут продолжаться к торцевому краю 845. В показанном примере предусмотрена соединительная пластина 846 балки, которая может крепиться к бетонной части 810 и к первому концу опоры 830А, и предусмотрена другая соединительная пластина 847 балки, которая может крепиться к бетонной части 810 и к первому концу опоры 835А. Аналогично, предусматривается другая соединительная пластина 848 балки, которая может крепиться к бетонной части 810 и к первому концу опоры 830Н, и предусмотрена другая соединительная пластина 849 балки, которая может крепиться к бетонной части 810 и к первому концу опоры 835Н.
По меньшей мере, в одном примере опоры 830А-830Н, 835А-835Н могут быть образованы из высокопрочного материала, например, из стали. Например, опоры 830А-830Н, 835А-835Н могут быть образованы из углового профиля из катаной стали и/или из изогнутых профилей большой толщины. Соединительные пластины 846-849 балки также могут быть образованы из высокопрочного материала, например, из стали, включая сюда угловой профиль из катаной стали и/или изогнутый профиль большой толщины.
По меньшей мере, в одном примере, основная плита 825 может быть стальной плитой толщиной примерно от 3/8 дюйма примерно до 5/8 дюйма и более. Кроме того, как показано на Фиг.8А, основная плита 825 может иметь такую форму, при которой основная плита 825 будет относительно более узкой у торцевых участков 825А, 825В и более широкой вблизи центрального участка 825С основной плиты 825. Например, основная плита 825 может иметь ширину в центре примерно от пяти дюймов примерно до восьми дюймов и ширину на концах примерно от четырех дюймов примерно до шести дюймов. Такая конфигурация предусматривает большее количество материала, например, стали, вблизи центра комбинированной панели 800 перекрытия, тем самым, увеличивая момент сопротивления сечения и момент инерции в центре пролета, где может потребоваться более высокая несущая способность, что, в свою очередь, позволяет получить улучшенные характеристики для заданного количества материала. В других примерах основанная плита 825 может иметь постоянную ширину или может иметь относительно более узкую центральную часть 825С по сравнению с концевыми участками 825А, 825В. Соответственно, основная плита 825 может иметь конструкцию, соответствующую предъявляемым требованиям, и обеспечивать основание для опор 830A-830Н, 835А-835Н. Основная плита 825 также может обеспечивать основание для дополнительных опор.
На Фиг.8В показан вид в разрезе комбинированной панели 800 перекрытия по плоскости 8В-8В из Фиг.8А. Как показано на Фиг.8В, рама 805 в сборе также включает в себя концевые опоры 850A, 850В, соединенные у первого конца с бетонной частью 810 и соединенные у второго конца с основной плитой 825. В примере, показанном на Фиг.8В, концевые опоры 850А, 850В могут продолжаться от бетонной части 810 к основной плите 825. По варианту выполнения концевая опора 850А может быть расположена относительно основной плиты 825 и бетонной части 810 таким образом, что опора 835А будет расположена непосредственно за концевой опорой 850А, как показано на фигуре. В этой ориентации концевая опора 850А и опора 835А и аналогично опора 830А могут находиться в одной плоскости. Аналогично, концевая опора 850В и опоры 835Н, 830Н могут быть выровнены и, тем самым, находиться в одной плоскости, как частично показано на Фиг.8В.
Как показано в представленном варианте выполнения предусматривается соединительная пластина 851 балки, которая может крепиться к концевой опоре 850А, и предусматривается другая соединительная пластина 852 балки, которая может крепиться к схожей концевой опоре 850В, расположенной на противоположном конце комбинированной панели 800 перекрытия. В представленном примере соединительная пластина 851 балки расположена под торцевым краем 840 бетонной части, в то время как соединительная пластина 852 балки расположена под противоположным торцевым краем 845 бетонной части 810. Такая конфигурация позволяет соединительным пластинам 851, 852 балки поддерживать противоположные концы бетонной части 810. На Фиг.8А показано, что соединительные пластины 846-849 балки могут крепиться к бетонной части 810 аналогичным образом, так чтобы соединительные пластины 846-849 балки располагались под соответствующими торцевыми краями 840, 845.
Опорные элементы 815 могут быть расположены соответствующим образом с учетом положения опорных элементов 820, так чтобы смежные опоры могли находиться в общей плоскости. Например, на Фиг.8В опорные элементы 820 соединены с основной плитой 825 и продолжаются к бетонной части 810 под углом относительно основной плиты 825. Опорные элементы 820 могут иметь соответствующий угол относительно основной плиты 825. Согласно варианту выполнения опора 830А и опора 835А расположены, по существу, под одинаковым углом от основной плиты 825, и опора 830А и опора 835А находятся в общей плоскости. Аналогично, концевая опора 850А может находиться, по существу, под схожим углом от основной плиты 825, как и опора 830А и опора 835А, в результате чего опоры 830А, 835А и концевая опора 850А будут, по существу, выровнены в общей плоскости. Аналогично, опора 830В может находиться в общей плоскости с опорой 835В, как следствие, по существу, схожего угла между опорой 830В и основной плитой 825 и между опорой 835В и основной плитой 825. Аналогично, опоры 830С, 835С могут находиться в общей плоскости, опоры 830D, 835D могут находиться в общей плоскости, опоры 830Е, 835Е могут находиться в общей плоскости, опоры 830F, 835F могут находиться в общей плоскости, опоры 830G, 835G могут находиться в общей плоскости и опоры 830Н, 835Н и коневая опора 850Н могут находиться в общей плоскости, что в каждом случае является следствием схожего угла между соответствующими опорами и основной плитой 825.
На Фиг.8С показан вид в разрезе комбинированной панели 800 перекрытия по плоскости 8С-8С из Фиг.8А и более подробно показана конструкция бетонной части 810. Как показано на Фиг.8С, бетонная часть 810, в общем, включает в себя бетонную плиту 860, первый участок 865А балки и второй участок 865В балки. Показанная бетонная плита 860 включает в себя, в общем, плоскую верхнюю поверхность 867, первый боковой участок 870А и второй боковой участок 870В. В представленном примере краевой угловой профиль 880А заделан в первый боковой участок 870А, в то время как другой угловой профиль 880В заделан во второй боковой участок 870В.
Как показано на Фиг.8С, первый участок 865А балки и второй участок 865В балки продолжаются вниз и от бетонной плиты 860. В частности, первый участок 865А балки и второй участок 865В балки могут быть образованы как одно целое с бетонной плитой 860. Кроме того, первый участок 865А балки и второй участок 865В балки могут продолжаться в продольном направлении по длине комбинированной панели 800 перекрытия. По меньшей мере, в одном примере центр первого участка 865А балки и центр второго участка 865В балки могут быть разделены на расстояние примерно от четырех футов примерно до пяти футов или более, но, предпочтительно, расстояние между первым участком 865А балки и вторым участком 865В балки составляет приблизительно пять футов. Первый и второй участки 865А, 865В балки могут иметь ширину примерно от четырех дюймов примерно до восьми дюймов и высоту примерно от шести дюймов примерно до восьми дюймов. Соответственно, первый участок 865А балки и второй участок 865В балки могут быть толще остальной бетонной части 810, включая сюда бетонную плиту 860. Увеличенная толщина первого и второго участков 865А, 865В балки позволяет первому и второму участкам 865А, 865В балки обеспечивать дополнительную опору для остальной бетонной части 810. По меньшей мере, в одном примере рама 805 в сборе соединена с бетонной частью 810 с помощью первого и второго участков 865А, 865В балки, как более подробно описано ниже.
На Фиг.8А первая группа боковых опорных элементов 815 соединена с бетонной частью 810 с помощью первого участка 865А балки, и вторая группа боковых опорных элементов 820 соединена с бетонной частью 810 с помощью второго участка 865В балки. В частности, опоры 830А-830Н могут соединяться с первым участком 865А балки, и опоры 835А-835Н могут соединяться со вторым участком 865В. По варианту выполнения усиливающие элементы, такие как пластины, арматурные стержни, анкеры и/или любые другие необходимые усиливающие элементы, могут быть помещены в бетонную часть 810 и крепить опоры 830А-830Н, 835А-835Н, 850А-850Н к бетонной части 810 (показано на Фиг.8А-8С). На Фиг.8А-8С также показано, что опоры 830А-830Н, 835А-835Н, 850А-850Н могут быть расположены на некотором расстоянии от основной плиты, составляющем примерно четыре-пять футов от нижней поверхности 869 (наиболее наглядно показано на Фиг.8С) бетонной плиты 860. Следует принять во внимание, что опоры 815, 820 могут быть модифицированы для смещения основной плиты 825 от бетонной плиты 860 на требуемое расстояние.
Как детально показано на Фиг.8В и 8С, комбинированная панель 800 перекрытия также может включать в себя слой материала 895 для облегчения, помимо прочего, образования бетонной части 810, а также для получения изолирующего слоя для звукоизоляции и/или уменьшения нежелательной передачи тепла. В.варианте выполнения слой материала 895 представляет собой форму для пеноизоляции. Форма 895 для пеноизоляции не показана на чертеже 8А с целью более наглядного изображения конфигурации рамы 805 в сборе. Следует принять во внимание, что форма 895 для пеноизоляции может быть неотъемлемой частью комбинированной панели 800 перекрытия, которая опирается на бетонную часть 810, показанную на Фиг.8А.
По меньшей, мере, в одном примере форма 895 для пеноизоляции может иметь профиль, который является отрицательным или обратным по отношению к бетонной части 810, включая сюда любую необходимую часть бетонной плиты 860 и/или первый и второй участки 865А, 865В балки. Такая конфигурация также может предусматривать слой изоляции перекрытия, как звуковой, так и тепловой. Кроме того, форма 895 для пеноизоляции также может использоваться для размещения или установки иным образом необходимой системы радиационного нагрева и охлаждения перекрытия. Форма 895 для пеноизоляции может предусматриваться отдельно или может использоваться во время образования бетонной плиты 860 и первого и второго участков 865А, 865В балки. Ниже будет более подробно описан способ образования комбинированной панели 800 перекрытия. Следует принять во внимание, что, несмотря на то, различные этапы будут описаны в примерном порядке, этапы, описанные ниже, могут выполняться в другом порядке, и при необходимости некоторые этапы могут быть полностью опущены. Кроме того, при необходимости этапы могут быть объединены и/или разделены.
Как показано на Фиг.8А-8С, образование комбинированной панели 800 перекрытия может включать в себя крепление вторых концов опор 815, 820 и концевых опор 850А, 850В к основной плите 825, образование бетонной части 810 и крепление первых концов опор 815, 820 и концевых опор 850А, 850В к бетонной части 810. Опоры 815, 820 и концевые опоры 850А, 850В могут крепиться к основной плите 825 различными способами крепления, например, с помощью сварки или стандартного крепежа, например, с помощью резьбового соединения (т.е. на болтах).
После крепления опор 815, 820 и концевых опор 850А, 850В к основной плите 825 устанавливается форма 895 для пеноизоляции относительно опор 830А-830Н, 835А-835Н, 850А, 850 В. Форма 895 для пеноизоляции может поддерживаться любым пригодным способом с целью удерживания формы 895 для пеноизоляции в требуемом положении и ориентации по отношению к основной плите 825 и опорам 830А-830Н, 835А-835Н, 850А, 850В.
Непоказанные усиливающие элементы, такие как шпильки Нельсона, усиливающие арматурные стержни, срезные шпильки и любые другие усиливающие элементы и/или промежуточные опоры могут располагаться согласно требованиям относительно формы 895 для пеноизоляции. Усиливающие элементы и/или промежуточные элементы могут крепиться друг к другу и удерживаться в требуемом положении относительно формы 895 для пеноизоляции с помощью любого требуемого способа, включая сюда использование проволоки, фиксаторы арматуры и/или любые другие необходимые компоненты. По меньшей мере, в одном примере, при необходимости также могут быть предусмотрены подъемные петли. Такие усиливающие элементы также могут использоваться для крепления вместе первых концов опор 815, 820, 850А, 850В или просто для размещения первых концов опор 815, 820, 850А, 850В в соответствующих положениях относительно друг друга.
В варианте выполнения крепление первых концов опор 815, 820, 850А, 850В к бетонной части 810 может включать в себя образование балки вокруг, по меньшей мере, участка первого конца опоры. В альтернативном варианте выполнения крепление первого конца опоры к бетонной части может включать в себя крепление, по меньшей мере, участка первого конца опоры к усиливающему элементу, такому как арматурный стержень или металлическая пластина или какой-либо другой тип неподвижно закрепленной детали, предназначенной для заделывания в балке. Таким образом, опора связывается или иным образом соединяется с балкой и, в конечном итоге, с бетонной частью.
После этого могут быть образованы первый и второй участки 865А, 865В балки и, по меньшей мере, участок бетонной плиты 860 посредством заливки бетона в форму 895 для пеноизоляции. После этого бетон затвердевает, и комбинированная панель 800 перекрытия может собираться с другими комбинированными панелями 200 перекрытия для образования сборной несущей конструкции 900 перекрытия (Фиг.9А-9В), как будет описано более подробно ниже.
На Фиг.9А и 9В показана сборная несущая конструкция 900 перекрытия. В частности, на Фиг.9А показан вид сверху сборной несущей конструкции 900 перекрытия, в то время как на Фиг.9В показан вид в разрезе сборной несущей конструкции перекрытия по плоскости 9В-В из Фиг.9А. Для образования сборной несущей конструкции 900 перекрытия балки устанавливаются в соответствующие положения. Такой пример показан на Фиг.9А, где предусмотрены балки 300, схожие с балками, описанными выше со ссылкой на Фиг.1А-1В. Следует принять во внимание, что также могут быть использованы другие конфигурации балок. Как описано выше, комбинированные панели 800 перекрытия могут включать в себя соединительные пластины 846-849, 851-852 балок (наиболее наглядно показано на Фиг.8А и 8В), которые расположены под торцевыми краями 840, 845. Соединительные пластины 846-849, 851-852 крепятся к остальной части рамы в сборе (Фиг.8А) таким образом, что рама 805 в сборе (Фиг.8А) может противодействовать растягивающим нагрузкам, которые в противном случае могли оказывать влияние на торцевые края 840, 845 бетонной части 810. Направляя растягивающие нагрузки на металлические участки комбинированной панели перекрытия, комбинированная панель 800 перекрытия, таким образом, может быть размещена непосредственно на балках 300.
Соответственно, как показано на Фиг.9А, торцевые края 840, 845 размещены с перекрытием непосредственно на балках 300. Такая конфигурация позволяет легко устанавливать комбинированную плиту 800 перекрытия сверху балок 300. Это, в свою очередь, позволяет крану быстро устанавливать комбинированную панель 800 перекрытия, поскольку каждая комбинированная панель 800 перекрытия может устанавливаться поверх балок 300 и может опускаться на место, поскольку соединительные пластины 846-849, 851-852 балок непосредственно контактируют с балками 300, когда остальная часть комбинированной панели 800 перекрытия устанавливается в пространстве между балками 300.
На Фиг.9В показан вид в разрезе сборной несущей конструкции 900 перекрытия по плоскости 9В-9В из Фиг.9А. Как показано на Фиг.9В, другие различные компоненты обеспечивают легкую сборку сборной несущей конструкции 900 перекрытия. Как показано на Фиг.9В, несколько комбинированных панелей 800 перекрытия может быть расположено рядом друг с другом, так чтобы второй боковой участок 870В одной комбинированной панели 800 перекрытия сопрягался с первым боковым участком 870А смежной комбинированной панели 800 перекрытия. Комбинированные панели 800 перекрытия могут соединяться любым пригодным способом.
В частности, краевые угловые профили 880А, 880В могут соединяться любым пригодным способом, включая сюда способы, описанные выше. Связующий материал 890 может наноситься между краевыми угловыми профилями 880А, 880В для образования соединения 892. Кроме того, непоказанное на Фиг.9В любое количество усиливающих элементов, таких как армирующие стержни, изогнутые армирующие стержни, проволочная сетка, срезные шпильки и другие усиливающие элементы, может быть заделано в бетонную часть 810 и/или краевые угловые профили 880А, 880В для усиления бетонной части 810 и/или соединения 892.
На Фиг.10 показан вид сбоку комбинированной панели 800' перекрытия по примеру, который включает в себя участок 810', имеющий альтернативную конфигурацию. В примере, показанном на Фиг.10, соединительные пластины балки и концевые опоры были опущены, чтобы более наглядно показать профиль бетонной части 810', хотя следует принять во внимание, что такие компоненты могут быть включены как часть комбинированной панели 800' перекрытия.
Соответственно, комбинированная панель 800' перекрытия может быть сходна с вышеописанной комбинированной панелью 800 перекрытия, за тем исключением, что в бетонной плите 860' образована дуга 1000 между первым и вторым участками 865А' и 865В' балки. Такая конфигурация может обеспечить плавный переход между первым и вторым участками 865А' и 865В' балки, что может уменьшить концентраторы напряжений в бетонной плите 860' за счет уменьшения острых углов.
Настоящее изобретение может быть внедрено в других конкретных формах без отклонения от сущности изобретения или основных характеристик. Описываемые варианты выполнения должны приниматься во внимание во всех отношениях только как пояснительные и неограничивающие. Объем изобретения указывается в приложенной формуле изобретения, а не в приведенном ниже описании. Все изменения в отношении смысла и диапазона эквивалентности формулы изобретения должны соответствовать ее объему.