КОНСТРУКЦИЯ УСИЛЕНИЯ РАСТЯНУТОЙ ЗОНЫ МНОГОПУСТОТНОЙ ПЛИТЫ
REINFORCEMENT STRUCTURE OF STRETCHED ZONE OF HOLLOW-CORE SLAB

Изобретение относится к строительству, в частности к конструкциям усиления железобетонных многопустотных плит перекрытия, доступ к которым сверху невозможен, например плит перекрытия, используемых преимущественно в зданиях с совмещенной кровлей.
Известна конструкция усиления растянутой зоны сборной железобетонной многопустотной плиты, включающая затяжки из арматурной стали и элементы крепления, которые размещены в вертикальных отверстиях, образованных в плите. Затяжки размещены в пустотах плиты со стороны ее растянутой зоны, а каждый элемент крепления затяжек выполнен в виде жестко связанных между собой уголка и упора, при этом горизонтальная полка уголка взаимодействует с наружной поверхностью плиты со стороны сжатой зоны, а упор снабжен пазом, через который пропущен конец затяжки, жестко зафиксированный на упоре, например, посредством резьбового соединения (см. патент на полезную модель №90100, МПК E04G 23/02, опубл. 17.08.2009.).
Несмотря на то, что выбранная в качестве аналога конструкция обеспечивает эффективное усиление растянутой зоны сборных железобетонных многопустотных плит, она, тем не менее, не пригодна для усиления аналогичных плит, размещенных на последнем этаже здания и совмещенных с кровлей, вследствие невозможности доступа к этим плитам сверху, который необходим при монтаже указанной конструкции.
Наиболее близким аналогом является конструкция усиления железобетонной многопустотной плиты перекрытия, включающая дополнительную арматуру, которая размещена и замоноличена в пазах, выполненных в растянутой зоне плиты. При этом пазы выполнены в зонах пустот плиты, соединены с указанными пустотами и снабжены фиксаторами, в которых размещена дополнительная замоноличиваемая арматура. Дополнительная замоноличиваемая арматура снабжена, по меньшей мере, двумя замоноличиваемыми анкерами, которые установлены в отверстиях, выполненных в местах размещения указанных анкеров (см. патент на полезную модель №147226, МПК E04G 23/02, опубл. 27.10.2014.)
Применение данной конструкции при большой нагрузке нерационально, так как приводит к значительному перерасходу продольной арматуры.
Задача изобретения состоит в разработке конструкции усиления железобетонной многопустотной плиты, которая позволяет увеличить несущую способность, жесткость и трещиностойкость плиты, в том числе использовать ее при больших нагрузках.
Сущность изобретения заключается в том, что в конструкции усиления растянутой зоны многопустотной плиты, включающей пазы, выполненные в растянутой зоне плиты ниже пустот плиты, дополнительную продольную арматуру, размещенную и замоноличенную в растянутой зоне плиты в зонах ниже пустот плиты, при этом ниже пазов выполнены ребра, соединенные с указанными пазами, а ось дополнительной продольной арматуры размещается ниже плоскости нижней грани плиты.
Дополнительная замоноличиваемая арматура жестко соединена с поперечными арматурными стержнями, которые жестко соединены с верхним продольным арматурным стержнем, размещенным в пустоте или пазе плиты.
Высота ребра выбрана из условия
где С - высота ребра (расстояние между нижней гранью плиты и нижней гранью ребра);
- расстояние от верхней грани плиты до центра тяжести растянутой (существующей и дополнительной) арматуры, определяется по формуле
А - расстояние от центра тяжести растянутой (существующей и дополнительной) арматуры до центра тяжести дополнительной продольной арматуры, определяется по формуле
0
h - расстояние от верхней грани плиты до центра тяжести существующей арматуры;
Rs,  - расчетные сопротивления основной и дополнительной продольной арматуры;
As,  - площади основной и дополнительной продольной арматуры;
M - момент от внешней нагрузки;
b
R - расчетное сопротивление бетона;
b - ширина сжатой зоны плиты;
r
a - величина защитного слоя бетона дополнительной продольной арматуры (выбирается по СП 63.13330.2012 "Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения");
r
d - диаметр дополнительной продольной арматуры;
h - высота усиливаемой плиты.
Предлагаемая конструкция позволяет на 10-40% увеличить несущую способность, жесткость и трещиностойкость усиливаемой плиты по сравнению с наиболее близким аналогом.
Например, если необходимо усилить плиту ПК 59-10, изготовленную по серии ИИ 03-02, Ал. 5 (1957 г.), армированную двумя стержнями диаметром 12 мм и четырьмя стержнями диаметром 10 мм класса А-Ш, класс бетона по данным обследования В25. Максимальный изгибающий момент, который может воспринять плита, равен 3,74 тсм. При усилении плиты двумя стержнями диаметром 16 мм класса А500, применяя конструктивное решение, описанное в наиболее близком аналоге, максимальный изгибающий момент, который может воспринять плита, составит 6,79 тсм. Если данную плиту усилить предложенной конструкцией, используя то же армирование, и выполнить ребро высотой С=13 см, то максимальный изгибающий момент, который может воспринять плита, будет равен 9,2 тсм. Этот момент на 35% процентов превышает изгибающий момент, воспринимаемый плитой, при применении конструкции, являющейся наиболее близким аналогом.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена конструкция усиления железобетонной многопустотной плиты перекрытия в разрезе, на фиг. 2 - разрез по А-А.
Конструкция усиления растянутой зоны многопустотной плиты 1 включает пазы 2, выполненные в растянутой зоне плиты 1 ниже пустот 3 плиты. Дополнительная продольная арматура 4 размещена и замоноличена в растянутой зоне плиты 1 в зонах ниже пустот 3 плиты 1. Ниже пазов 2 выполнены ребра 5, соединенные с указанными пазами 2, при этом ось дополнительной арматуры 4 размещается ниже плоскости нижней грани плиты 1. Дополнительная продольная замоноличиваемая арматура 4 жестко соединена с поперечными арматурными стержнями 6, которые жестко соединены с верхним продольным арматурным стержнем 7, размещенным в пустоте 3 или пазу 2 плиты. Высота ребра 5 выбрана из условия
где С - высота ребра (расстояние между нижней гранью плиты и нижней гранью ребра);
- расстояние от верхней грани плиты до центра тяжести растянутой (существующей и дополнительной) арматуры, определяется по формуле
А - расстояние от центра тяжести растянутой (существующей и дополнительной) арматуры до центра тяжести дополнительной продольной арматуры, определяется по формуле:
0
h - расстояние от верхней грани плиты до центра тяжести существующей арматуры;
Rs,  - расчетные сопротивления основной и дополнительной продольной арматуры;
As,  - площади основной и дополнительной продольной арматуры;
M - момент от внешней нагрузки;
b
R - расчетное сопротивление бетона;
b - ширина сжатой зоны плиты;
r
a - величина защитного слоя бетона дополнительной продольной арматуры (выбирается по СП 63.13330.2012 "Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения");
r
d - диаметр дополнительной продольной арматуры;
h - высота усиливаемой плиты.
Для выполнения конструкции усиления в железобетонный многопустотной плите 1 со стороны растянутой зоны пробивается паз 2, соединяющийся с пустотой 3. К дополнительной продольной арматуре 4 при помощи поперечных стержней 6 присоединяется верхний продольный стержень 7. Полученная конструкция устанавливается в выполненный паз 2. У нижней поверхности плиты 1 монтируется опалубка. В опалубке оставляется отверстие для сопла бетононасоса. В оставленное отверстие устанавливается сопло бетононасоса и производится бетонирование ребра 5 и пустоты 3.
Например, если необходимо усилить плиту ПК 59-10, изготовленную по серии ИИ 03-02, Ал.5 (1957 г.), армированную двумя стержнями диаметром 12 мм и четырьмя стержнями диаметром 10 мм класса А-III, класс бетона по данным обследования В25. Момент от внешней нагрузки, который должна воспринять плита, М=9,0 тсм.
Усиление производится двумя стержнями диаметром 16 мм класса А500. Тогда
S
2
A=2*1,131+4*0,785 см;
S
2
R=3400 кгс/см;
b
2
R=140 кгс/см;
b=96 см;
0
h=19,9 см;
С≥(25,7+6,5+2+1,6/2)-22=13 см.