ДВУХПОЛОЧНЫЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЙ РИГЕЛЬ ПОНИЖЕННОЙ ВЫСОТЫ

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована в качестве несущего ригеля для многоэтажных и высотных зданий при связевой системе каркаса и шарнирным сопряжением ригеля с колонной.
Известен железобетонный ригель прямоугольного сечения, армированный нижней и верхней рабочей арматурой (Берн Р.И. Инженерные конструкции. - М.: Высшая школа, 1989, с.244-245).
Недостатками известного железобетонного ригеля являются низкие эксплуатационные и технические качества, которые обусловлены тем, что ригель армирован только нижней и верхней рабочей арматурой и изготовлен по традиционной технологии. Опирание конструкций перекрытия на ригель осуществляется только сверху, что не позволяет скрыть ригель в конструкции потолка и обеспечить гибкость планировки помещений.
Известен также двухполочный железобетонный ригель перекрытия (Серия 1.020-1/87 «Конструкции каркаса межвидового применения для многоэтажных общественных зданий, производственных и вспомогательных зданий промышленных предприятий», выпуск 3-1 «Ригели высотой 450 мм для опирания многопустотных плит перекрытия», разработаны ЦНИИЭП ТБЗ И ТК и ЦНИИПРОМЗДАНИЙ, утверждены ГОССТРОЕМ СССР, протокол № A4 от 12.12.90), в котором боковые грани ригеля выполнены с уклонами и он армирован стержневой арматурой с предварительным напряжением или без него. Высота ригеля равна 450 мм.
Недостатком известного технического решения являются низкие эксплуатационные свойства, высокая материалоемкость и низкая скорость монтажа на строительной площадке. Недостатки обусловлены тем, что ригель имеет слишком большую высоту сечения и большую высоту полок, что ограничивает его применение при строительстве жилых и общественных зданий. Кроме того, конструкция ригеля предусматривает наличие железобетонной консоли в колонне, что повышает трудоемкость изготовления колонны.
Известна конструкция железобетонного ригеля, выбранная нами за прототип, (Патент RU 52887 U1 МПК E04C 3/20 опубл. 27.04.2006), которая включает нижнюю полку, продольную и поперечную арматуры ригеля и нижней полки. Поперечная арматура нижней полки выполнена в виде верхней и нижней поперечной арматуры, причем верхняя поперечная арматура нижней полки выполнена в виде прямых арматурных стержней, расположенных над нижней продольной арматурой железобетонного ригеля, а нижняя поперечная арматура нижней полки выполнена с отгибом и направлена вверх, при этом верхняя и нижняя поперечные арматуры нижней полки расположены с определенным шагом, а поперечная верхняя арматура нижней полки заведена в тело железобетонного ригеля за грань нижней полки. Поперечная арматура выполнена в виде хомутов трапециевидной формы, ригель содержит сквозные поперечные отверстия для пропуска связевых стержней, укладываемых в межплитные швы плит. Боковая поверхность ригеля выполнена со скосом, концевой участок ригеля содержит закладную деталь, позволяющую опирать его на колонну, на концевом участке содержатся вертикальные сквозные отверстия, предназначенные для пропуска анкерных арматурных стержней с колонны.
Недостатками известного технического решения являются повышенная трудоемкость устройства перекрытия из-за необходимости установки арматурных стержней в поперечные отверстия ригеля и заведения их в швы между плитами перекрытия, при этом поперечные отверстия в ригеле должны совпадать с расположением швов между плитами перекрытий, что ограничивает номенклатуру (типоразмеры) применяемых плит. Кроме того, снижение площади сжатой зоны сечения ригеля из-за наличия скосов на боковой поверхности ригеля приводит к снижению его несущей способности.
Основная задача, решаемая полезной моделью, состоит в создании железобетонного ригеля пониженной высоты сечения с высокими эксплуатационными свойствами для применения в качестве несущей конструкции перекрытий и покрытий жилых и общественных зданий.
Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение эксплуатационных и технических качеств железобетонного ригеля за счет снижения трудоемкости изготовления на заводе и монтажа на строительной площадке при одновременном повышении несущей способности и обеспечении широкой номенклатуры применяемых плит перекрытий, опертых на ригель.
Основной технический результат достигается тем, что в двухполочном железобетонном ригеле пониженной высоты, включающем тело ригеля, нижние горизонтальные полки, выступающие влево и вправо относительно тела ригеля, поперечную арматуру и продольную арматуру тела ригеля и нижних полок, закладную деталь образующую монтажную щель, согласно предложенному решению, боковые поверхности тела ригеля выполнены под наклоном по отношению к вертикальной плоскости и вдоль боковых поверхностей тела ригеля выполнены круглые углубления, нижние полки армированы гнутыми С-образными сетками, образованными поперечными и продольными арматурными стержнями, в верхней и нижней частях поперечного сечения ригеля установлена проволочная предварительно напряженная арматура и по нижней грани ригеля расположена противоусадочная сетка, а на опорных частях на расстоянии от опоры равном L/4, где L - пролет ригеля, установлены арматурные каркасы с поперечной арматурой.
Целесообразно в качестве проволочной предварительно напряженной арматуры использовать высокопрочную проволоку класса Bp1400.
Кроме того, целесообразно круглые углубления выполнять на глубину 20 мм и расположены с шагом 300 мм.
Полезная модель поясняется чертежами, где: на фиг.1 представлен общий вид железобетонного ригеля; на фиг.2 приведено армирование в поперечном сечении; на фиг.3 приведен узел опирания многопустотных железобетонных панелей перекрытия на полки ригеля и образование бетонных шпонок между боковой поверхностью ригеля и торцом многопустотных железобетонных панелей перекрытия.
Железобетонный ригель с пониженной высотой сечения h=300 мм (фиг.1) состоит из тела 1 и нижних горизонтальных полок 2, выступающих влево и вправо относительно тела 1 ригеля. Концевые участки ригеля выполнены с закладной деталью 3, образующей монтажную щель 4, направленную вниз и в торец ригеля. Верхняя часть закладной детали 3 имеет сквозное отверстие 5, предназначенное для фиксации ригеля клиньями и омоноличивания стыка ригеля с колонной. На боковой поверхности тела 1 ригеля выполнены круглые углубления 6 на глубину 20 мм, которые расположены с шагом 300 мм вдоль боковой поверхности тела 1. В верхней части ригеля закреплены две монтажные петли 7, расположенные вдоль его продольной оси. В нижней части ригеля установлена проволочная предварительно напряженная арматура 8 (фиг.3). В верхней части ригеля также установлена проволочная предварительно напряженная арматура 9. В качестве проволочной предварительно напряженной арматуры 8 и 9 используют высокопрочную проволоку класса Bp1400. Поперечное армирование нижних полок 2 ригеля выполнено С-образными сетками 10, образованными поперечными арматурными стержнями 11 и продольными арматурными стержнями 12, поперечные стержни 11 расположены с шагом S, определяемым расчетом вдоль продольных стержней 12. Арматурные С-образные сетки 10 заанкерены концами в теле 1 ригеля. В нижней части ригеля установлена противооткольная арматурная сетка 14, повышающая его огнестойкость. На опорных участках ригеля 1 на расстоянии L/4 (где L - пролет ригеля) от опоры установлены арматурные каркасы с поперечной арматурой 15. Количество этих каркасов и диаметр поперечной арматуры определяется по расчету в зависимости от уровня действующей нагрузки на ригель 1. Возле верхней грани и боковых поверхностей ригеля расположена арматурная сетка 16, состоящая из продольной 17 и поперечной 18 арматуры и служит дополнительной поперечной арматурой ригеля, а также является формообразующей для тела 1 ригеля. Угол наклона боковой поверхности тела 1 ригеля по отношению к вертикальной плоскости ригеля равен 9°, что позволяет расширить шов 19 (фиг.3) между торцами 20 многопустотных плит перекрытия 21 и боковой поверхностью тела 1 ригеля. Шов 19 заполняется мелкозернистым бетоном в процессе монтажа перекрытия с образованием бетонной шпонки 22.
Изготовление ригеля рационально производить с помощью оборудования линии безопалубочного формования «Тенсиланд», при этом на одном участке возможно одновременное производство от 10 до 25 ригелей в зависимости от размера их пролета. Изготовление ригеля производится в следующей последовательности. Вначале раскладывается проволочная нижняя 8 и верхняя 9 арматуры. Производится ее позиционирование в соответствии с проектным положением и предварительное натяжение до проектного усилия. Под нижнюю продольную предварительно напряженную арматуру 8 заводится противооткольная арматурная сетка 14, вставляются С-образные сетки 10 поперечного армирования нижних полок 2 ригеля. Далее устанавливаются каркасы с поперечной арматурой 15, П-образные формообразующие сетки 16 и закладные детали 3. Последними устанавливаются монтажные петли 7. Далее производятся технологические процессы установки бортов опалубки, укладки и уплотнения бетонной смеси. Набор прочности бетонной смеси может происходить как в естественных условиях, так и при прогреве на оборудовании «Тенсиланд». В последнем случае процесс набора прочности существенно ускоряется.
Проведенные технические испытания заявляемой конструкции подтверждают указанный технический результат.
Полезная модель используется, например, для зданий, строящихся по экспериментальной архитектурно-строительной системе «КАСКАД».