Железобетонная пустотная плита
REINFORCED HOLLOW SLAB

Изобретение относится к строительству, в частности, к конструкциям облегченных плит с пустотами разных направлений, которые могут быть применены в перекрытиях и покрытиях зданий и сооружений при опирании плиты по контуру или на три стороны.
Из уровня техники известна стандартная пустотная плита перекрытия из тяжелого бетона с армированием и пустотами, расположенными в одном направлении. Аналогом является ГОСТ 9561-2016 «Плиты перекрытия железобетонные многопустотные для зданий и сооружений», по которому многопустотная плита перекрытия - железобетонная плита перекрытия, в теле которой имеются пустотообразователи-пуансоны, расположенные с определенным шагом параллельно длинной стороне плиты. Известны многопустотные железобетонные плиты, характеризующиеся различной формой пустот: цилиндрической, овальной, комбинированной, или нестандартным армированием, примерами которых могут быть известные публикации (патент РФ №2241809 С1, дата приоритета 31.03.2003, дата публикации 10.12.2004, авторы: Коробко В.И. и др., RU; патент РФ №68029 U1, дата приоритета 22.06.2007, дата публикации 10.11.2007, автор Кучихин С.Н., RU).
Указанные аналоги получают методом вибропрессования и по стендовой технологии, при этом изготовленные плиты являются балочными и могут опираться только по балочной схеме.
Известны ребристые плиты, кессонные перекрытия, в которых ребра расположены в двух направлениях, что позволяет произвести опирание плиты по контуру. В технологии изготовления таких плит для снижения веса используют пустотообразователи, как извлекаемые, так и неизвлекаемые, изготавливаемые из разных материалов и различных форм.
Аналогом с извлекаемыми пустотообразователями является конструкция плиты строительного перекрытия, выполняемая на стройплощадке, имеющая бетонную основу с пустотами и с распределенной по несущей площади плиты металлической арматурой. Пустоты выполнены со стороны поверхности плиты, испытывающей растягивающие напряжения, и распределены продольно-поперечными рядами по поверхности плиты с равным шагом. При этом пустоты выполнены в виде четырехугольных усеченных пирамид с основаниями, расположенными в наружной плоскости плиты, а взаимно перпендикулярно скрещенная арматура выполнена в два яруса - верхнего и нижнего, имеющих силовое скрепление S-образными скобами. При изготовлении плиты используют опорный настил (патент РФ №2434103 С2, дата приоритета 15.09.2009, дата публикации 20.11.2011, автор Аксенов А.В., RU).
Недостатком известного аналога является ребристая нижняя часть плиты, не отвечающая эстетике и санитарным нормам, для соответствия которым необходимо выполнение дополнительных конструкций по устройству сплошного потолка.
Наряду с эффективными монолитными кессонными перекрытиями известную популярность приобрели перекрытия с неизвлекаемыми вкладышами в виде пустотелых бетонных блоков, пластмассовых изделий и т.п. Эти элементы играют роль несъемной опалубки, формируя пространство для получения кессонной структуры из монолитного бетона, заполняют часть конструкции перекрытия, одновременно образуя пустоты и уменьшая массу перекрытия, тем самым, снижая расход монолитного железобетона. При этом известны как зарубежные, так и отечественные технологии домостроения с применением вкладышей-пустотообразователей в качестве несъемной опалубки, аналогами которых являются, например, инновационная технология «Сибформа» и технология Gobiax, основанные на исключении бетона из «неработающей» центральной части плиты перекрытия посредством размещения пластиковых пустотообразователей специальной формы внутри заливочной плиты. Например, технология Gobiax предусматривает использование линейных арматурных модулей с неизвлекаемыми вкладышами-пустотообразователями в форме эллипсоида и в форме сферического шара для бетонирования перекрытий толщиной от 20 до 60 см (эл. рес. https://mirdizajna.ru/pustotoobrazovatel-dlya-plit-perekrytiya/, дата просмотра 26.07.20022).
Особенность технологии Gobiax заключается в применении технологического арматурного модуля для пространственной фиксации пустотообразователей в теле плиты в проектном положении и предотвращения изменения этого положения в ходе бетонирования, что усложняет данную технологию и ограничивает ее применение для плит малой толщины.
В качестве прототипа принята монолитная пустотная плита перекрытия с неизвлекаемыми трубчатыми картонно-полиэтиленовыми пустотообразователями, прямоугольной или квадратной формы, опирающаяся по контуру, возводимая по известному способу, включающему устройство опалубки, армирование каркасами и сетками, установку неизвлекаемых пустотообразователей в опалубку и укладку бетона. При этом сначала в опалубку укладывают на бетонные подкладки нижнюю арматурную сетку. Затем укладывают арматурные рабочие каркасы. Укладывают и фиксируют неизвлекаемые пустотообразователи, выполненные в виде герметичной сборки прямоугольной или квадратной формы в плане из картонных круглых труб, покрытых гидроизолирующей полиэтиленовой пленкой, располагаемых продольно и поперечно с отверстиями между трубами для укладки бетона и закрытых по углам картонно-полиэтиленовыми крышками. Укладывают и фиксируют верхнюю арматурную сетку, осуществляют непрерывное бетонирование через отверстия между трубами пустотообразователей (патент РФ №2664087 С2, дата приоритета 21.01.2017, дата публикации 27.07.2018, автор Пушкарев Б.А., RU, прототип).
Недостатками прототипа являются: во-первых, трудоемкость изготовления сборных трубчатых пустотообразователей из картонно-полиэтиленовых труб круглого сечения, обусловленная конструктивной сложностью сборки пустотообразователя; во-вторых, наличие сплошных продольных и поперечных перегородок между пустотообразователями, а также перегородок в отверстиях между трубами пустотообразователя, повышающих расход бетона и увеличивающих вес плиты перекрытия.
Технической проблемой, решаемой изобретением, является создание облегченной железобетонной плиты, в частности для перекрытия или покрытия зданий и сооружений, опирающейся по замкнутому или незамкнутому контуру, с применением неизвлекаемых пересекающихся трубчатых пустотообразователей, образующих пустоты в разных направлениях.
Для решения технической проблемы предложена железобетонная пустотная плита прямоугольной или квадратной в плане формы, содержащая нижнюю и верхнюю армированные части плиты, неизвлекаемые трубчатые пустотообразователи в средней по высоте части плиты и армированные перемычки, образованные между указанными пустотообразователями, соединяющие нижнюю и верхнюю части плиты. Новым является то, что плита содержит трубчатые пустотообразователи, параллельные между собой и/или пересекающиеся, образующие пустоты, причем оси пустот расположены вдоль линий главных напряжений, перпендикулярно вероятным линиям разлома, нижняя часть плиты содержит рабочую арматуру, верхняя часть содержит распределительную арматуру, а перемычки между нижней и верхней частями содержат поперечную арматуру и имеют пустоты.
Согласно изобретению, железобетонная пустотная плита квадратной в плане формы при опирании по контуру содержит пересекающиеся трубчатые пустотообразователи, оси которых взаимно перпендикулярны и параллельны диагоналям квадратной плиты, при этом трубчатые пустотообразователи объединены в несъемную опалубку для образования пересекающихся пустот и, в том числе, сквозных перемычек.
Согласно изобретению, железобетонная пустотная плита прямоугольной в плане формы, опирающаяся на три стороны, содержит параллельные между собой пустоты в части опирания плиты на длинные стороны, а в части опирания на три стороны содержит пустоты, расположенные в разных направлениях и пересекающиеся в части, ограниченной вероятными линиями разлома и опирающейся на короткую сторону.
Согласно изобретению, железобетонная пустотная плита прямоугольной в плане формы, опирающаяся по контуру, содержит параллельные между собой пустоты в средней части плиты, опирающейся на длинные стороны, а крайние части плиты содержат пустоты, расположенные в разных направлениях и пересекающиеся в частях, ограниченных вероятными линиями разлома и опирающихся на короткие стороны.
Согласно изобретению, трубчатые пустотообразователи имеют круглое сечение.
Согласно изобретению, трубчатые пустотообразователи выполнены из вторичных термопластов.
Согласно изобретению, пересекающиеся трубчатые пустотообразователи объединены в несъемную опалубку.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена железобетонная пустотная плита с равными сторонами при опирании на четыре стороны, вид сверху; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - сечение В-В на фиг.1; на фиг.5 - сечение Г-Г на фиг.1; на фиг.6 - прямоугольная железобетонная пустотная плита при опирании на три стороны; на фиг.7 - прямоугольная железобетонная пустотная плита при опирании на четыре стороны.
На четрежах приведены следующие обозначения:
1 - железобетонная пустотная плита с равными сторонами, опертая по контуру;
2 - прямоугольная железобетонная пустотная плита, опертая на три стороны;
3 - прямоугольная железобетонная пустотная плита, опертая по контуру;
4 - вероятные линии разлома;
5 - пустоты, расположенные параллельно диагонали плиты;
6 - пустоты, пересекающиеся с пустотами 5;
7 - верхняя часть плиты;
8 - нижняя часть плиты;
9 - перемычки между трубчатыми пустотообразователями;
10 - рабочая арматура, расположенная в растянутой зоне;
11 - распределительная арматура, расположенная в верхней части плиты 7;
12 - поперечная арматура, расположенная в перемычках 9.
Железобетонные пустотные плиты 1, 2 и 3, схематично изображенные на соответствующих чертежах (фиг.1-5, фиг.6 и фиг.7), представляют собой примеры реализации изобретения, которое может быть применено в перекрытиях и покрытиях зданий и сооружений, при опирании плиты на три, четыре стороны. Приведенные на чертежах схемы расположения трубчатых пустотообразователей, образующих параллельные между собой и/или пересекающиеся пустоты, оси которых расположены вдоль линий главных напряжений, перпендикулярно вероятным линиям разлома 4, свидетельствуют о рациональном применении данных схем для обеспечения несущей способности под действием вертикальной нагрузки.
Наличие пересекающихся пустот 5, 6 между верхней 7 и нижней 8 частями плиты в «неработающей» зоне, образующих перемычки 9, обеспечивают наименьший расход бетона и снижение веса плиты по сравнению с прототипом, имеющим сплошные перегородки между пустотообразователями. Армирование плиты выполняется рабочей арматурой 10 в виде арматурной сетки, расположенной в нижней части плиты 8, работающей на растяжение. Верхняя часть армирована распределительной арматурой 11, а перегородки 9 армированы поперечной арматурой 12.
Выполнение трубчатых пустотообразователей из вторичных термопластов позволяет уменьшить трудозатраты при их изготовлении и в технологии формования плиты за счет использования труб заводского изготовления и несъемной опалубки из этих труб в виде решетки из двух частей с горизонтальной плоскостью разъема, соединенных с помощью клеевого соединения или сварки. При установке несъемная опалубка может быть закреплена одним из способов: например, может быть притянута монтажными хомутами к нижней арматуре или придавлена через упоры верхней арматурой.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в снижении веса железобетонной пустотной плиты и расхода бетона, а также в снижении трудозатрат при изготовлении.