ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ ПЛИТА С ЗАКЛАДНЫМИ ДЕТАЛЯМИ

Полезная модель относится к строительству, а именно к конструкциям железобетонных плит с закладными деталями и монтажными петлями.
Известна предварительно напряженная железобетонная плита для дисков перекрытий по патенту на изобретение РФ [1]. Предварительно напряженная плита для дисков перекрытий включает напрягаемую и ненапрягаемую арматуру, а также облегчающие пустоты, параллельные длинной стороне плиты. При этом пустоты размещены в верхних трех четвертях толщины плиты, а в нижней четверти толщины плиты дополнительно размещены каналы круглого сечения или выемки параболического сечения для натяжения арматуры, ориентированные перпендикулярно облегчающим пустотам и расположенные параллельно меньшей стороне плиты и друг другу. Центры симметрии каналов расположены в одной плоскости на середине высоты нижней четверти плиты, а оси параболических выемок - перпендикулярно нижней поверхности плиты. Технический результат заключается в формировании дисков перекрытий, большепролетных оболочек, различных площадок из пакетов преднапряженных многопустотных железобетонных плит.
Однако данное техническое решение не позволяет обеспечить надежную заделку анкеров закладных деталей, предназначенных для крепления ограждений перекрытий, покрытий, плит балконов, лоджий, террас, обслуживающих площадок, мостиков по условиям безопасной эксплуатации зданий и сооружений. Наличие пустот в сечении плиты снижает огнестойкость конструкции и не позволяет обеспечить длину и глубину заделки ветвей монтажной петли в бетоне, ограничивая тем самым условия погрузо-разгрузочных и монтажных работ; кроме того на опорных участках плиты необходимо выполнение дополнительных конструктивных мероприятий, обеспечивающих прочность опорных сечений конструкции.
Известна железобетонная пустотная плита по заявке на изобретение [2]. Железобетонная пустотная плита может быть использована в качестве несущего сборного элемента перекрытий и внутренних стен, а также несущих и ненесущих панелей наружных стен и стен объемных блоков типа «труба». Сущность изобретения: пустотная плита снабжена сплошными поперечными ребрами, преимущественно торцовыми, выполненными с технологическими отверстиями. Введение в конструкцию железобетонной пустотной плиты сплошных поперечных ребер, преимущественно торцовых, позволяет существенно улучшить как опирание пустотных плит на кирпичные стены, так и восприятие пустотными плитами усилий от вышерасположенных стен; расширить область применения пустотных плит - использовать пустотные плиты с вертикальными пустотами в качестве элементов несущих внутренних стен и в качестве элементов несущих внутренних стен и в качестве стен объемных блоков типа «труба»; снизить бетоноемкость и металлоемкость перекрытий и стен; повысить эксплуатационные качества панелей наружных стен; повысить огнестойкость конструкций и зданий из них. Выполнение торцовых ребер с технологическими отверстиями позволяет беспрепятственно удалять из пустот термопластический материал без потерь, а также пропускать через отверстия и пустоты воздух, нагретый или охлажденный, герметизировать пустоты.
Однако наличие пустот не позволяет обеспечить прочность заделки в бетоне анкеров закладных деталей ограждений перекрытий, покрытий, плит балконов, лоджий, террас, обслуживающих площадок, мостиков, требуемой по условиям надежной и безопасной эксплуатации зданий и сооружений, а также обеспечить длину и глубину запуска ветвей монтажной петли в бетон; снижает огнестойкость конструкции; требуется выполнение дополнительных конструктивных мероприятий на опорных участках плиты с целью обеспечения их прочности; кроме того, плита сложна в техническом осуществлении.
Известна многопустотная железобетонная плита перекрытия по патенту на изобретение РФ [3]. Достигаемый технический результат - снижение материалоемкости плиты. Многопустотная железобетонная плита перекрытия, включающая верхнюю полку, армированную металлической сеткой, нижнюю полку, армированную металлической сеткой и стержневой продольной арматурой, разделенные в продольном направлении пустотами постоянного сечения, при этом форму сечения пустот принимают в виде соединенных вместе прямоугольника, со скругленными углами у нижнего основания и полуэллипса, так, что верхнее основание прямоугольника совпадает с длинной полуосью эллипса; размеры этих пустот по вертикали определяют их условия расположения несущей арматуры в нижней полке плиты и необходимой площадью сжатой зоны в верхней полке плиты, а по горизонтали - из условия необрушения верхнего свода бетона после уплотнения и выемки пустотообразователей (пуансонов), при этом перед закреплением пуансонов на бортоснастке опалубки на них одевают чехлы из полиэтиленовой пленки.
Однако плита сложна в своем техническом осуществлении и, кроме того, наличие пустот не позволяет обеспечить прочность заделки в бетоне анкеров закладных деталей ограждений перекрытий, покрытий, плит балконов, лоджий, террас, обслуживающих площадок, мостиков, требующейся по условиям безопасной эксплуатации зданий и сооружений; выполнить требования норм по длине и глубине запуска ветвей монтажной петли в бетоне плиты; требует выполнения конструктивных мероприятий в опорных зонах плиты с целью обеспечения их прочности; снижается огнестойкость конструкции.
К общим недостаткам известных сборных железобетонных плит перекрытий следует отнести:
1) невозможность обеспечения длины заделки анкеров закладных деталей для крепления ограждений перекрытий, покрытий, плит балконов, лоджий, террас, обслуживающих площадок, мостиков, внутренних проемов гражданских и промышленных зданий и сооружений [7], [8];
2) невозможность обеспечения требований норм по длине и глубине запуска ветвей монтажной петли в бетоне в связи с наличием пустот в сечении плиты [7], [8];
3) необходимость выполнения дополнительных конструктивных мероприятий на опорных участках плит с пустотами [4];
4) технологические трудности при изготовлении конструкций, содержащих пустоты;
5) наличие пустот в сечении плиты снижает огнестойкость конструкции.
Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в увеличении прочности анкеровки арматуры закладных деталей железобетонных плит; повышении надежности ограждений перекрытий, покрытий, плит балконов, лоджий, террас, обслуживающих площадок, мостиков гражданских и промышленных зданий и сооружений; в обеспечении безопасности эксплуатации конструкций; в обеспечении длины и глубины запуска ветвей монтажных петель в бетон плиты; в создании универсальных условий опирания железобетонных плит на опорные конструкции.
m
m
o
m
o
Технический результат достигается за счет того, что закладные детали, расположенные вдоль одной из продольных сторон и/или по коротким сторонам плиты, размещены на горизонтальных и вертикальных поверхностях плиты с минимальными расстояниями между центрами пластин закладных деталей S=1+2h, а минимальное расстояние в свету между стержнями арматуры нижнего ряда z=1,33 kb, где 1 - размер длинной стороны пластины закладной детали; h - расстояние от верхней грани плиты до центра арматурных стержней нижнего ряда; b - наибольший размер зерен крупного заполнителя бетонной смеси; k - коэффициент, учитывающий размер зерен крупного заполнителя, причем число арматурных стержней верхнего ряда меньше числа арматурных стержней нижнего ряда.
Перечень фигур: фиг.1: план железобетонной плиты с закладными деталями (вид сверху); фиг.2: сечение 1-1 фиг.1; фиг.3: сечение 2-2 фиг.1; фиг.4: сечение 3-3 фиг.1; фиг.5: монтажная петля 4; фиг.6: закладная деталь 5, вид сбоку; фиг.7: вид 1-1 фиг.6; фиг.8: вид 2-2 фиг.6; фиг.9: схемы распределения напряжений σ в монолитном бетоне 1 железобетонной плиты; фиг.10: деталь крепления стойки ограждения к закладной детали железобетонной плиты.
Позиции на фиг.1-10 обозначают: 1 - монолитный бетон; 2 - арматура нижнего ряда; 3 - арматура верхнего ряда; 4 - монтажная петля; 5 - закладная деталь; 6 - верхняя поверхность железобетонной плиты; 7 - нижняя поверхность железобетонной плиты; 8 - вертикальная поверхность длинной стороны железобетонной плиты; 9 - крупный заполнитель бетонной смеси; 10 - вертикальная поверхность короткой стороны плиты; 11 - металлическая пластина закладной детали 5; 12 - анкер закладной детали 5; 13 - сварные швы для соединения пластины 11 и анкеров 12; 14 - стойка ограждения железобетонной плиты; 15 - нижняя пластина стойки ограждения 14; 16 - сварной шов, соединяющий стойку ограждения 14 и нижнюю пластину 15; 17 - сварной шов, соединяющий нижнюю пластину 15 с пластиной 11 закладной детали 5.
Описание конструкции железобетонных плит с закладными деталями.
Железобетонная плита состоит из: монолитного бетона 1, арматуры нижнего ряда 2, арматуры верхнего ряда 3, монтажных петель 4, закладных деталей 5, верхней поверхности железобетонной плиты 6, нижней поверхности железобетонной плиты 7, вертикальной поверхности длинной стороны железобетонной плиты 8, вертикальной поверхности короткой стороны плиты 10. Закладная деталь 5 состоит из: металлической пластины 11, анкеров 12, сварных швов 13 для соединения пластины 11 и анкеров 12.
m
m
Минимальные расстояния между центрами закладных деталей 5 S определяются таким образом, чтобы напряжения σ в монолитном бетоне железобетонной плиты, возникающие при действии вертикальных и горизонтальных нагрузок на ограждения перекрытий, покрытий, плит балконов, лоджий, террас, обслуживающих площадок, мостиков гражданских и промышленных зданий и сооружений, распределялись в сечении плиты по форме усеченной пирамиды, стороны которой наклонены под углом 45°, а верхним основанием является сторона 1 пластины 11 закладной детали 5, а нижнее основание пирамиды проходит по оси арматуры 2 нижнего ряда:
m
m
о
S=1+2h,
m
o
где 1 - размер длинной стороны пластины закладной детали; h - расстояние от верхней грани плиты до центра арматурных стержней нижнего ряда.
Минимальное расстояние в свету между стержнями 2 арматуры нижнего ряда z определяется таким образом, чтобы обеспечить качественное заполнение бетонной смесью пространства между стержнями 2 арматуры с учетом наибольшего размера зерен крупного заполнителя бетонной смеси b и цементной оболочки
z=1,33kb,
где b - наибольший размер зерен крупного заполнителя бетонной смеси;
k - коэффициент, учитывающий размер зерен крупного заполнителя.
В таблице 1 представлены коэффициенты k, которые принимаются в зависимости от наибольшего размера зерен крупного заполнителя b.
Таблица 1
Наибольший размер зерен крупного заполнителя b
5
10
20
30
40
50
60
70
k
3,760
1,880
1,075
1,078
1,128
1,052
1,065
1,074
Функционирование плиты
Монтаж железобетонной плиты выполняется монтажным краном. Железобетонная плита поднимается за стационарные монтажные петли 4 с помощью инвентарных грузозахватных приспособлений (траверс, стропов и др.) и устанавливается на опорные конструкции.
I. Опирание железобетонной плиты на опорные конструкции
Опирание железобетонной плиты производится в зависимости от типа опорной конструкции.
1. Опоры железобетонной плиты - кирпичные стены. Укладка железобетонных плит на кирпичные стены производится на цементно-песчаный раствор. После проверки правильности положения плиты выполняется анкеровка стен [6]. Анкеровка кирпичной стены выполняется сваркой загнутого конца анкерной связи с монтажной петлей 4 железобетонной плиты, а другой, отогнутый конец анкерной связи приваривается к выпуску арматуры из стены. На фигурах опорные конструкции не показаны.
2. Опирание железобетонной плиты на железобетонные конструкции (ригели рам, консольные балки, колонны и т.п.) осуществляется сваркой пластины 11 закладной детали 5 железобетонной плиты и закладной детали опорной конструкции. Сварные соединения должны выполняться сразу же после монтажа плиты. На фигурах опорные конструкции не показаны.
3. Опирание железобетонной плиты на металлические конструкции. Пластина 11 закладной детали 5 железобетонной плиты приваривается к металлической опорной конструкции без дополнительных соединительных элементов. На фигурах опорные конструкции не показаны.
II. Установка стоек ограждений 14 перекрытий, покрытий, плит балконов, лоджий, террас, обслуживающих площадок, мостиков гражданских и промышленных зданий и сооружений
Нижняя пластина 15 стойки ограждения 14 приваривается к пластине 11 закладной детали 5 железобетонной плиты сварным швом 17.
III. Антикоррозийная защита пластин 11 закладных деталей 5, анкерных связей, монтажных петель 4 и сварных швов 16, 17
Способы антикоррозийной защиты выбираются в зависимости от условий эксплуатации железобетонной плиты [5]:
1. Пластина 11 закладной детали 5, анкерная связь, монтажная петля 4, сварные швы 16, 17 не обетонируются и не замоноличиваются. Способы антикоррозийной защиты: горячее цинкование; холодное цинкование цинконаполненными композициями; комбинированные покрытия (холодное цинкование цинконаполненными композициями и лакокрасочные атмосферостойкие покрытия);
2. Пластина 11 закладной детали 5, анкерная связь, монтажная петля 4 и сварные швы 16, 17 обетонируются или замоноличиваются. В этом случае до обетонирования или замоноличивания выполняют защиту указанных элементов горячим цинкованием или холодным цинкованием цинконаполненными композициями.
Библиография
1. Предварительно напряженная плита для дисков перекрытий. Патент на изобретение RU №2338851. Дата публикации 20.11.2008.
2. Железобетонная пустотная плита. Заявка на изобретение RU №93054549. Дата публикации 20.05.1996.
3. Многопустотная железобетонная плита перекрытия. Патент на изобретение RU №2241809. Дата публикации 10.12.2004.
4. ГОСТ 9561-91. Плиты перекрытий железобетонные многопустотные для зданий и сооружений.
5. СП 28.13330.2012. Защита строительных конструкций от коррозии. Актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85. - М., 2012.
6. СП 15.13330.2012. Каменные и армокаменные конструкции. Актуализированная редакция СНиП П-22-81*. Министерство регионального развития Российской Федерации. - М., 2012.
7. СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. - М., 2004.
8. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003). ЦНИИПромзданий, НИИЖБ. - М.: ОАО ЦНИИПромзданий, 2005.