АРМАТУРНОЕ ИЗДЕЛИЕ ДЛЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ ПЛИТЫ И СПОСОБ АРМИРОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ ПЛИТЫ
REINFORCEMENT ITEM FOR REINFORCED CONCRETE BOARD AND METHOD TO REINFORCE REINFORCED CONCRETE BOARD

Изобретения относятся к строительству, а именно к конструкции арматурных изделий, используемых в сооружении железобетонных плит, монолитных безбалочных перекрытий, и к способам армирования железобетонных конструкций. В дальнейшем для краткости будем говорить о железобетонных плитах, имея в виду плиты и безбалочные перекрытия.
Известен арматурный каркас для строительных железобетонных изделий (авт.св. №581219, кл. Е04С 5/04, 1976), содержащий соединенные между собой звенья, выполненные в виде продольных и поперечных стержней и образующие продольные и поперечные цепи. Каркас также снабжен соединенными между собой продольными и поперечными пластинами.
Известный арматурный каркас позволяет обеспечить фиксацию заданного положения звеньев (стержней).
Недостатками известного арматурного каркаса являются недостаточные пространственная жестокость и прочность, так как продольные и поперечные пластины не имеют жесткого соединения со звеньями (стержнями), в результате чего строительное железобетонное изделие, выполненное на основе арматурного каркаса, характеризуется относительно низкой жесткостью и прочностью.
Известна конструкция монолитного безбалочного перекрытия, армированного сварными арматурными сетками, уложенными внизу и в верхней зоне плиты перекрытия (см. книгу «Железобетонные и каменные конструкции». М.: Высшая школа, 2007, с.546, рис.221 а).
Недостатками данной конструкции являются относительно низкие жесткость и прочность.
Известно арматурное изделие («Арматурная сетка для железобетонных изделий», см. авт.св. SU №1544924, кл. Е04С 5/04, 1988), выбранное в качестве прототипа арматурного изделия, содержащее арматурную сетку, состоящую из арматурных элементов, выполненных в виде поперечных и продольных стержней с перегибами в форме одного периода синусоиды, которые расположены по полю сетки в шахматном порядке.
К перегибам сетки прикреплены дополнительные элементы в виде цельных полос, размещенных вдоль продольных стержней и образующих дополнительную (верхнюю) арматурную сетку. Наличие дополнительной сетки повышает прочность арматурного изделия. Выступы стержней и дополнительные стержни препятствуют в процессе бетонирования смещению каркаса под давлением бетонной смеси, обеспечивают объемное армирование, препятствуя влиянию поперечных напряжений.
Однако область применения такого арматурного изделия относительно узкая, что препятствует изготовлению железобетонных плит с широким рядом типоразмеров.
Недостатками данной конструкции являются низкие жесткость и прочность.
Известен способ армирования железобетонных конструкций (патент RU №2107787, кл. Е04С 5/04, 1996), выбранный заявителем в качестве прототипа способа изготовления пространственного арматурного каркаса, включающий бетонирование и использование листовой арматуры с шипами. Известный способ предназначен для получения железобетонных конструкций на основе однолистовой/двухлистовой/ трехлистовой арматуры. Известный способ направлен на улучшение сцепляемости арматуры с бетоном, обеспечение высоких прочностных свойств железобетонных конструкций, а также на уменьшение объема сварочных работ при монтаже и на упрощение технологии сборки.
Недостатком известного способа армирования является ограниченная область применения, так как способ предназначен для армирования одноуровневой листовой арматуры, когда преследуется цель создания условий обеспечения противовзломных и противовзрывных свойств.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, состоит в увеличении прочности и жесткости железобетонной плиты или безбалочного междуэтажного перекрытия, в увеличении пролета между несущими опорами, а также в упрощении технологии армирования.
Техническим результатом арматурного изделия для железобетонной плиты и способа армирования железобетонной плиты является:
- увеличение прочности и жесткости железобетонной плиты или безбалочного междуэтажного перекрытия;
- расширение ряда типоразмеров железобетонных плит, выполненных на основе предлагаемого арматурного изделия;
- упрощение технологии армирования железобетонных плит и перекрытий.
Технический результат изобретений достигается следующими решениями, объединенными общим изобретательским замыслом.
В арматурном изделии для железобетонной плиты, содержащем нижнюю и верхнюю арматурные сетки прямоугольной формы, выполненные из продольных и поперечных арматурных стержней и дополнительных арматурных элементов, прикрепленных к стержням сваркой, согласно первому изобретению, арматурные стержни нижней и верхней арматурных сеток размещены в одной вертикальной плоскости соответственно и образуют продольные и поперечные вертикальные ряды, в поперечном ряду два арматурных стержня - нижний и верхний, а в продольном ряду по меньшей мере два арматурных стержня, они плотно прижаты друг к другу по длине и соединены между собой сваркой, сварка выполнена фланговыми сварными швами, длина которых составляет от двух до трех диаметров соединяемых арматурных стержней, геометрические центры сварных швов расположены на одной прямой линии, проходящей под углом 45-60° к оси стержней с образованием арматурной фермы, которая проходит в свету между нижним и верхним поперечными арматурными стержнями, в точках пересечения поперечных арматурных стержней и продольных арматурных стержней, образующих арматурную ферму, нижняя и верхняя арматурные сетки соединены сваркой, образуя в результате единое пространственное арматурное изделие.
Продольные арматурные стержни, образующие арматурную ферму, опираются на упоры, размещенные снизу втавр, присоединены боковыми пластинами, приваренными снизу с обеих сторон к упору, а вверху с обеих сторон - к арматурным стержням.
Разработан вариант исполнения арматурного изделия, в котором ряд продольных арматурных стержней, соединенных между собой сваркой с образованием арматурной фермы, попеременно чередуется с рядом, содержащим два арматурных стержня - нижний и верхний, которые не соединены между собой. Такое решение позволяет получить экономию арматуры и сокращение трудозатрат при армировании.
В способе армирования железобетонной плиты, включающем бетонирование и использование нижней и верхней арматурных сеток прямоугольной формы, которые выполняют из продольных и поперечных арматурных стержней и дополнительных арматурных элементов, прикрепленных к стержням сваркой, и размещают вблизи нижнего и верхнего защитных слоев бетона соответственно, согласно второму изобретению арматурные стержни - нижний и верхний - арматурных сеток размещают соответственно в одной вертикальной плоскости и образуют продольные и поперечные ряды, поперечный ряд выполняют из двух арматурных стержней - нижнего и верхнего, а продольный ряд выполняют по меньшей мере из двух арматурных стержней, которые плотно прижимают друг к другу по длине и соединяют между собой сваркой, сварку выполняют фланговыми сварными швами, длина которых составляет от двух до трех диаметров соединяемых арматурных стержней, геометрические центры сварных швов располагают на одной прямой линии, проходящей под углом 45-60° к оси стержней, и образуют арматурную ферму, которую пропускают в свету между нижним и верхним поперечными арматурными стержнями, в точках пересечения поперечных арматурных стержней и продольных арматурных стержней, образующих арматурную ферму, нижнюю и верхнюю арматурные сетки соединяют сваркой и образуют в результате единое пространственное арматурное изделие. Продольные арматурные стержни, образующие арматурную ферму, опирают на упоры, которые размещают внизу втавр, присоединяют упоры боковыми пластинами, приваривая их снизу с обеих сторон к упору, а вверху боковые пластины приваривают с обеих сторон к арматурным стержням.
Возможен вариант исполнения способа армирования, при котором ряд продольных арматурных стержней, соединенных между собой сваркой с образованием арматурной фермы, попеременно чередуют с рядом, содержащим два арматурных стержня - нижний и верхний, которые не соединены между собой.
Размещение арматурных стержней нижней и верхней арматурных сеток соответственно в одной вертикальной плоскости с образованием продольных и поперечных вертикальных рядов позволяет увеличить прочность и жесткость железобетонной плиты или безбалочного междуэтажного перекрытия за счет выполнения сварки продольных арматурных стержней по длине с образованием арматурной фермы.
Выполнение сварки продольных стержней по длине фланговыми сварными швами, длина которых составляет от двух до трех диаметров соединяемых арматурных стержней, расположение геометрических центров сварных швов на одной прямой линии, проходящей под углом 45-60° к оси стержней, способствуют формированию жесткой конструкции арматурной фермы.
Размещение арматурных стержней нижней и верхней арматурных сеток соответственно в одной вертикальной плоскости позволяет сформировать прочную арматурную ферму из продольных и поперечных рядов путем соединения сваркой нижнего и верхнего стержней в поперечном ряду и, по меньшей мере, - двух арматурных стержней в продольном ряду.
Размещение арматурной фермы при пересечении с поперечными арматурными стержнями под углом 90° в свету между нижним и верхним арматурным стержнем и соединение нижней и верхней арматурных сеток сваркой позволяют формировать единое пространственное арматурное изделие. При этом продольные арматурные стержни, образующие арматурную ферму, опирают на упоры, которые размещают снизу втавр, присоединяют упоры боковыми пластинами, приваривая их снизу с обеих сторон к упору, приваривают вверху боковые пластины с обеих сторон к арматурным стержням, образуя единое пространственное арматурное изделие.
Выполнение сварки фланговыми сварными швами, длина которых составляет от двух до трех диаметров соединяемых арматурных стержней, геометрические центры сварных швов располагают на одной прямой линии, проходящей под углом 45-60° к оси стержней, повышает прочность арматурной фермы.
Попеременное чередование ряда продольных арматурных стержней, соединенных между собой сваркой с образованием арматурной фермы, с рядом, содержащим два арматурных стержня - нижний и верхний, которые не соединены между собой, обеспечивает повышение производительности способа армирования, а также снижение веса арматурного изделия.
Сущность предложенных изобретений поясняется рисунками.
На рисунке 1 представлен разрез Б-Б арматурного изделия для железобетонной плиты, показанного на рис.2 и 3.
На рисунке 2 представлен разрез А-А арматурного изделия для железобетонной плиты, показанного на рис.1.
На рис.3 представлен разрез С-С арматурного изделия для железобетонной плиты, показанного на рис.1.
На рисунке 4 изображено арматурное изделие для железобетонной плиты в аксонометрии.
Арматурное изделие для железобетонной плиты содержит нижнюю 1 и верхнюю 2 арматурные сетки прямоугольной формы, выполненные из продольных 9 и поперечных 10 арматурных стержней и дополнительных арматурных элементов, прикрепленных к стержням сваркой (см. рис.1). Арматурные стержни нижней 1 и верхней 2 арматурных сеток размещены в одной вертикальной плоскости соответственно и образуют продольные и поперечные вертикальные ряды (см. рис.4). В продольном ряду стержни 9 плотно прижаты друг к другу по длине и соединены между собой сваркой. Сварка продольных стержней 9 выполнена по длине стержней фланговыми сварными швами, длина которых составляет от двух до трех диаметров соединяемых арматурных стержней. Геометрические центры сварных швов расположены на одной прямой линии, проходящей под углом 45-60° к оси стержней 9 с образованием арматурной фермы, которая проходит в свету между нижним и верхним поперечными арматурными стержнями 10 (см. рис.4), в точках соприкосновения 5 и 6 нижняя 1 и верхняя 2 арматурные сетки соединены сваркой, образуя в результате единое пространственное арматурное изделие.
Продольные 9 арматурные стержни, образующие арматурную ферму, опираются на упоры 7 (см. рис.2), размещенные снизу втавр, присоединены боковыми пластинами 8 (см. рис.1), приваренными снизу с обеих сторон к упору 7, а вверху с обеих сторон - к арматурным стержням 9.
Ряд продольных 9 стержней, соединенных между собой сваркой с образованием арматурной фермы, попеременно чередуется с рядом, содержащим два арматурных стержня 11 - нижний и верхний, которые не соединены между собой.
Способ армирования железобетонной плиты включает бетонирование с использованием нижней 1 и верхней 2 арматурных сеток прямоугольной формы, образованных стержнями 9 и 10 и размещенных вблизи верхнего 4 и нижнего 3 слоев бетона. Стержни 9 (продольные) и 10 (поперечные) нижней 1 и верхней 2 сеток размещают соответственно в одной вертикальной плоскости и в результате образуют продольные и поперечные вертикальные ряды.
Поперечный ряд выполняют из двух арматурных стержней 10 - нижнего и верхнего, а продольный ряд выполняют по меньшей мере из двух арматурных стержней 9, которые плотно прижимают друг к другу по длине и соединяют между собой сваркой. Сварку выполняют фланговыми сварными швами, длина которых составляет от двух до трех диаметров соединяемых арматурных стержней, геометрические центры сварных швов располагают на одной прямой линии, проходящей под углом 45-60° к оси стержней, и образуют арматурную ферму, которую пропускают в свету между нижним и верхним поперечными 10 арматурными стержнями, в точках пересечения поперечных 10 арматурных стержней и продольных 9 арматурных стержней, образующих арматурную ферму. Нижнюю 1 и верхнюю 2 арматурные сетки соединяют сваркой и образуют в результате единое пространственное арматурное изделие. Продольные арматурные стержни 9, образующие арматурную ферму, опирают на упоры 7, которые размещают снизу втавр. Упоры 7 присоединяют боковыми пластинами 8, приваривая их снизу с обеих сторон к упору 7, а вверху боковые пластины 8 приваривают с обеих сторон к арматурным стержням 9.
Способ армирования железобетонной плиты состоит из следующих операций. Продольные арматурные стержни 9, количеством по меньшей мере два, плотно прижимают друг к другу по длине и соединяют между собой сваркой, сварку выполняют фланговыми сварными швами, длина которых составляет от двух до трех диаметров соединяемых арматурных стержней, геометрические центры сварных швов располагают на одной прямой линии, проходящей под углом 45-60° к оси стержней, и образуют арматурную ферму. Продольные арматурные стержни 9, образующие арматурную ферму, соединяют с упорами, которые размещают снизу втавр, присоединяют упоры боковыми пластинами и приваривают их снизу с обеих сторон к упору, а вверху боковые пластины приваривают с обеих сторон к арматурным стержням.
Нижние поперечные арматурные стержни 10 раскладывают по полю плиты параллельно друг другу с номинальным (проектным) шагом, например 200 мм. Продольные арматурные стержни 9, образующие арматурную ферму, кладут сверху на нижние поперечные арматурные стержни под углом 90°, а также ставят на упоры 7, с проектным шагом между арматурными фермами, например 200 мм, и, прижав нижний поперечный стержень 10 к нижнему продольному стержню 9, жестко соединяют их между собой сваркой. Последовательно ставят на упоры 7 следующие арматурные фермы, выдерживая проектную величину шага между фермами по шаблону, жестко соединяют ферму сваркой с нижним поперечным арматурным стержнем 10, формируя нижнюю арматурную сетку. 1. На верхний продольный арматурный стержень 9 арматурной фермы кладут верхний поперечный арматурный стержень 10, размещая его в одной вертикальной плоскости с нижним арматурным стержнем, и жестко соединяют два верхних арматурных стержня сваркой, формируя тем самым верхнюю арматурную сетку 2 и образуя в результате единое пространственное арматурное изделие.
Высота упоров 7 арматурной фермы и жесткое соединение сваркой всех арматурных стержней, составляющих нижнюю 1 и верхнюю 2 арматурные сетки, обеспечивает точное расположение арматурного изделия в пространстве железобетонной плиты, изделие не деформируется при заливке бетона, т.к. представляет собой жесткую и прочную единую арматурную конструкцию.