ПУСТОТЕЛАЯ ПЛИТА С МЕЖПУСТОТНЫМИ УСИЛИТЕЛЯМИ
HOLLOW CORE PLATE WITH INTERHOLLOW AMPLIFIERS

Изобретение относится к области строительства жилых и общественных зданий в крупнопанельном, каркасном и монолитно-кирпичном исполнении, а также к области промышленности строительных материалов.
Известные многопустотные железобетонные плиты перекрытий безопалубочного формования (например, патент №2241809, серия ИЖ 568-03, плиты концерна «Consolis») рассчитаны на использование плит в балочном исполнении с опиранием на торцы плит. При этом нижняя преднапряженная арматура рассчитана на несение полезной нагрузки плит с возможностью удаления не более одного - двух вертикальных ребер, в которых располагается рабочая арматура, что осложняет использование этих плит в зданиях, где, например, только для проводки сантехнических коробов требуются проемы шириной не менее 500 мм.
Кроме того, известные многопустотные плиты не допускают консольного опирания и пропуска через сечение плиты колонн. Это не позволяет в зданиях делать с помощью этих плит балконы, лоджии и выносные помещения. Дополнительное же армирование существующих плит перекрытия не может быть выполнено из-за того, что толщина вертикальных ребер в них мала, что не дает возможности разместить там поперечную арматуру.
Известна пустотелая плита с межпустотными усилителями, содержащая бетонное тело с верхней и нижней частями, разделенными поперечным рядом равномерно распределенных продольных пустот с возможностью образования бетонных перегородок между ними, при этом две из них являются межпустотными усилителями в теле плиты, параллельными друг другу и симметричными относительно продольной оси плиты, и включают в себя продольные стержни, размещенные в верхней и в нижней частях указанных перегородок, арматурные элементы, соединенные верхним и нижним стержнями фиксирующими средствами (патент России RU №2363821, МПК E04B 5/02, 11.03.2008 г.).
Данное техническое решение является наиболее близким к изобретению, поэтому принято за прототип.
Недостатками прототипа являются невозможность использования плиты как части балкона или эркера, а также невозможность выполнения отверстий под вентиляционное и сантехническое оборудование из-за низкой несущей способности.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в универсальном использовании многопустотной плиты в жилых и общественных зданиях в панельном и каркасном исполнении за счет концентрации рабочей арматуры в двух балках многопустотной плиты, что позволяет сохранить несущую способность плиты в случае применения конструктивно необходимых проемов и вырезов, а также за счет изменения армирования балок использовать плиты для работы в виде консолей для балконов и эркеров.
Это достигается тем, что толщина двух вертикальных ребер плиты, расположенных симметрично относительно ее продольной оси, принимается, исходя из расчетных нагрузок, в этих ребрах концентрируется вся продольная расчетная рабочая арматура, т.е. ребра фактически превращаются в балки, а армирование остальных ребер осуществляется из конструктивных соображений.
Кроме того, в зонах опирания консольных выпусков плиты балки дополнительно армируются стальным листом, имеющим по боковым поверхностям рифления для сцепления с бетоном, либо сварным арматурным каркасом. Лист или каркас крепится к стержням продольной рабочей арматуры вязальной проволокой. Сечение с таким армированием позволяет воспринимать значительные поперечные нагрузки, возникающие в сечениях при устройстве консольных выпусков балконов и эркеров.
Технический результат от использования полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей путем формирования частью плиты консольных выпусков балконов и эркеров и обеспечения возможности размещения в выполненных в плите отверстиях вентиляционного и сантехнического оборудования за счет повышения несущей способности.
Ниже приведены общие и частные существенные признаки, характеризующие причинно-следственную связь изобретения с указанным техническим результатом.
Пустотелая плита с межпустотными усилителями содержит бетонное тело с верхней и нижней частями, разделенными поперечным рядом равномерно распределенных продольных пустот с возможностью образования бетонных перегородок между ними. При этом две из них являются межпустотными усилителями в теле плиты, параллельными друг другу и симметричными относительно продольной оси плиты, и включают в себя продольные стержни, размещенные в верхней и в нижней частях указанных перегородок, арматурные элементы, соединенные с верхним и нижним основными стержнями фиксирующими средствами. Толщина сечения перегородки каждого усилителя может составлять 3-6 толщины сечений каждой из остальных перегородок. Межпустотные усилители удалены друг от друга и от боковых сторон плиты на расстояние, обеспечивающее возможность расположения между ними сквозных поперечных прорезей замкнутого контура между усилителями и открытых вырезов с боковых сторон для сантехнического и вентиляционного оборудования на плитах внутреннего использования и с возможностью размещения утеплителя в зоне установления панели стены для плиты с балконной консолью. Указанные арматурные элементы выполнены в виде стального листа или сварного арматурного каркаса и размещены в торцевых зонах и/или в зонах опирания консольных выпусков плиты. При этом с двух сторон вдоль каждого основного арматурного стержня перегородки межпустотного усилителя размещены дополнительные продольные арматурные стержни, образующие совместно с основными арматурными стержнями, арматурными элементами и фиксирующими средствами комплексную арматурную закладку двутавровой формы на поперечном сечении с возможностью создания при заливке и затвердевании бетона силового элемента, функционально эквивалентного встроенной в плиту двутавровой железобетонной балке. В продольных ребрах плиты расположены дополнительные арматурные стержни. Арматурные элементы выполнены в виде стального листа и имеют на своей боковой поверхности рифление в виде выдавок в одну и другую его стороны с произвольным их чередованием или выполнены в виде сварного арматурного каркаса, представляющего собой плоскую решетку из приваренных кусков арматурных стержней. Указанные дополнительные арматурные стержни размещены в нижней и верхней частях всех поперечин. По меньшей мере, с одного торца плиты оба усилителя продлены за ее торец на расстояние, не меньшее толщины плиты. Выступающая за торец плиты часть каждого усилителя имеет прямоугольное или квадратное поперечное сечение, или имеет сечение двутавровой балки. Указанные пустоты имеют круглое поперечное сечение или имеют поперечное сечение в виде соединенных вместе прямоугольников со скругленными углами у нижнего основания и полуэллипса, или имеют овальное поперечное сечение, или имеют форму овала, зауженного в верхней части, или имеют вид прямоугольника со скругленными торцами. Указанные фиксирующие средства выполнены из обвязочной проволоки или в виде сварных соединений.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где: на фиг.1 представлен общей вид плиты с выпуском под балкон; на фиг.2 - вариант торца плиты с выступами; на фиг.3-вид А-А на фиг.1; на фиг.4 - внутренняя плита; на фиг.5 - вариант внутренней плиты с торцевыми выступами; на фиг.6 - вид Б на фиг.2 и фиг.5; на фиг.7 - вид В-В на фиг.6; на фиг.8 - вид Г-Г на фиг.4; на фиг.9 - вид Д-Д на фиг.4; на фиг.10 - вид Е-Е на фиг.4; на фиг.11 - вид Ж-Ж на фиг.3; на фиг.12 - вид Ж-Ж на фиг.3, вариант; на фиг.13 - арматурный элемент в виде стального листа; на фиг.14 - вид И-И на фиг.13; на фиг.15 - арматурные элементы в виде сварного арматурного каркаса.
Пустотелая плита 1 с межпустотными усилителями М содержит бетонное тело с верхней «в» и нижней «н» частями, разделенными поперечным рядом равномерно распределенных продольных пустот 2 с возможностью образования бетонных перегородок 3 между ними.
При этом две из них 4 являются межпустотными усилителями М в теле плиты 1, параллельными друг другу и симметричными относительно продольной оси О-О плиты, и включают в себя продольные верхний 5 и нижний 6 основные стержни, размещенные в верхней «в» и в нижней «н» частях указанных перегородок 4, арматурные элементы 7, соединенные с верхним 5 и нижним 6 стержнями фиксирующими средствами 8.
Толщина сечения перегородки 4 каждого усилителя M может составлять 3-6 толщины сечений каждой из остальных перегородок 3.
Межпустотные усилители М удалены друг от друга и от боковых сторон плиты 1 на расстояние L, обеспечивающее возможность расположения между ними сквозных поперечных прорезей S замкнутого контура между усилителями и открытых вырезов N с боковых сторон для сантехнического и вентиляционного оборудования на плитах внутреннего использования и с возможностью размещения утеплителя 9 в зоне установления панели стены для плиты с балконной консолью Z.
Указанные арматурные элементы могут быть выполнены в виде стального листа 10 или сварного арматурного каркаса 11 и размещены в торцевых зонах и/или в зонах опирания консольных выпусков плиты 1.
При этом с двух сторон вдоль каждого основного арматурного стержня 5 и 6 перегородки 4 межпустотного усилителя M размещены дополнительные продольные арматурные стержни 12, образующие совместно с основными арматурными стержнями 5 и 6, арматурными элементами 7 и фиксирующими средствами 8 комплексную арматурную закладку двутавровой формы на поперечном сечении с возможностью создания при заливке и затвердевании бетона силового элемента, функционально эквивалентного встроенной в плиту 1 двутавровой железобетонной балке.
В продольных ребрах 3 плиты 1 могут быть расположены дополнительные арматурные стержни 12. Арматурные элементы 7 могут быть выполнены в виде стального листа 10 и имеют на своей боковой поверхности рифление в виде выдавок 13 в одну и другую его стороны с произвольным их чередованием или выполнены в виде сварного арматурного каркаса 11, представляющего собой плоскую решетку из приваренных кусков арматурных стержней.
Указанные дополнительные арматурные стержни 12 могут быть размещены в нижней «н» и верхней «в» частях всех поперечин.
По меньшей мере, с одного торца плиты 1 оба усилителя М могут быть продлены за ее торец в виде выступов 14 на расстояние, не меньшее толщины плиты 1.
Выступающая за торец плиты часть 14 каждого усилителя M имеет прямоугольное или квадратное поперечное сечение или имеет сечение двутавровой балки.
Указанные пустоты 2 имеют круглое поперечное сечение или имеют поперечное сечение в виде соединенных вместе прямоугольников со скругленными углами у нижнего основания и полуэллипса, или имеют овальное поперечное сечение, или имеют форму овала, зауженного в верхней части, или имеют вид прямоугольника со скругленными торцами.
Указанные фиксирующие средства выполнены из обвязочной проволоки 8 или в виде сварных соединений (не показано).
Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники, известным из научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках не выявило средства, которому присущи признаки, идентичные всем признакам, содержащимся в предложенной заявителем формуле изобретения, включая характеристику назначения. Т.е., совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна и не тождественна каким-либо известным техническим решениям, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".
Данное техническое решение промышленно применимо, поскольку в описании к заявке и названии изобретения указано его назначение, оно может быть изготовлено промышленным способом и использовано для строительства жилых и общественных зданий.
Техническое решение работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, а отличительные признаки устройства позволяют получить заданный технический результат, т.е. являются существенными.
Техническое решение в том виде, как оно охарактеризовано в каждом из пунктов формулы, может быть осуществлено с помощью средств и методов, описанных в прототипе, ставшем общедоступным до даты приоритета изобретения. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".
Анализ известных технических решений в области изобретения показал, что предложенное устройство не следует для специалиста явным образом из уровня техники, поскольку не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками изобретения и не подтверждена известность влияния отличительных признаков на указанный в материалах заявки технический результат. Т.е. заявленное изобретение имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование этих признаков в заявленной совокупности существенных признаков дает возможность получить новый технический результат - расширение функциональных возможностей путем формирования частью плиты консольных выпусков балконов и эркеров и обеспечения возможности размещения в выполненных в плите отверстиях вентиляционного и сантехнического оборудования.
Следовательно, предложенное техническое решение может быть получено только путем творческого подхода и неочевидно для среднего специалиста в этой области, т.е. соответствует условию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень» и, следовательно, является новым и имеет изобретательский уровень.
Устройство реализуется следующим образом.
В заводских условиях изготавливают в плите два утолщенных армированных ребра-перегородки 4 (межпустотного усилителя M), рассчитанных на восприятие изгибающих нагрузок при балочной и консольной схемах опирания, позволяя делать проемы S между ребрами и вырезы N по краям плиты 1 до сечения усиленных ребер-перегородок 4 без ослабления несущей способности плиты 1.
Эти проемы S и N используются, например, в виде отверстий для пропуска санитарно-технических и электромеханических коммуникаций, а также пропуска колонн или пилонов.
При использовании плит 1 перекрытий с образованием консольного выпуска Z для восприятия поперечных сил, возникающих в сечениях межпустотных усилителей M, в них вводится арматура в виде рифленого листа 10 или арматурного каркаса 11, закрепляемых между основными (рабочими) стержнями 5 и 6 верхней и нижней арматуры плиты 1. В этом случае в плите 1 выполняются в контуре сопрягаемой с ней стеной отверстия, заполняемые утеплителем 9.
Использование данной плиты позволяет упростить технологию изготовления многоэтажных домов и монтажа вентиляционного и сантехнического оборудования и уменьшить номенклатуру деталей без снижения прочности перекрытий, что значительно удешевляет строительство.