БЕЗБАЛОЧНОЕ СБОРНО-МОНОЛИТНОЕ ПЕРЕКРЫТИЕ И ПЛИТА ДЛЯ ЭТОГО ПЕРЕКРЫТИЯ
FLAT PRECAST-MONOLITHIC SLAB AND CEILING PANEL FOR THIS SLAB

Область техники
Группа изобретений относится к области строительства, в частности к сборно-монолитному безбалочному перекрытию, состоящему из сборных панелей с армированными забетонированными стыками между ними, и может быть использовано в каркасных зданиях и сооружениях различного назначения.
Предшествующий уровень техники
Известно безбалочное перекрытие, раскрытое в авторском свидетельстве SU 1606629, опубликованном 15.11.1990, включающее надколонные плиты с центральным отверстием для размещения на колоннах, межколонные и средние плиты, имеющие на стыкуемых боковых гранях каждой плиты перекрытия площадки для последовательного опирания плит одна на другую; площадки опирания надколонных плит выполнены в виде размещенных в середине боковых граней столиков.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленному изобретению является описанное в патенте на изобретение RU 2247812, опубликованном 10.03.2005, безбалочное перекрытие, включающее надколонные плиты с отверстием для размещения колонны, и межколонные плиты соединенные между собой посредством расположенных с нахлестом на смежных гранях плит петлевых выпусков и пропущенной через нахлесты горизонтальной арматуры, расположенной в верхней и нижней зоне образованного армированного стыка, замоноличенного бетоном.
Из технического решения, описанного в патенте RU 2247812, известна также плита для безбалочного перекрытия, преимущественно прямоугольной формы в плане, включающая верхнюю, нижнюю поверхности и боковые грани, снабженные петлевыми арматурными выпусками, расположенными по периметру плиты, на боковых гранях надколонных плит в нижней их части образованы полочки и дискретно расположенные опорные столики, а в верхней части боковых гранях смежных межколонных плит выполнены ответные консоли.
Недостатками известных технических решений являются низкая прочность соединения плит перекрытия между собой, препятствующая обеспечению монолитности перекрытия в целом, трудоемкость изготовления плит, в том числе высокие трудозатраты при армировании стыка между плитами, возможность откалывания выступающих за боковые грани плиты частей при транспортировке и монтаже, повышенные трудозатраты при монтаже из-за наличия опорных столиков и консолей, затрудняющих армирование стыка.
Раскрытие изобретения
Техническая задача, на решение которой направлена предлагаемая группа изобретений, заключается в повышении прочности, надежности и несущей способности перекрытия, обеспечении работы перекрытия как неразрезного единого монолитного, снижении трудозатрат и повышении технологичности в процессе изготовления и монтажа плит перекрытия.
Данная задача решается за счет того, что безбалочное сборно-монолитное перекрытие включает надколонные плиты с отверстием для размещения колонн, межколонные и центральные плиты, рабочая арматура которых выполнена с загнутыми концами в виде петель, установленных вертикально к плоскости плит, выходящих за габариты плит по периметру на длину, достаточную для анкеровки рабочей арматуры смежных плит в стыке между плитами, и соединена между собой при монтаже плит посредством образованного нахлеста и пропущенной через образовавшиеся нахлесты горизонтальной рабочей арматуры, на боковой грани плиты между петлевыми выпусками рабочей арматуры плит выполнены, по меньшей мере, два армированных выступа, взаимодействующих с армированными выступами, соосно расположенными на боковой грани смежной плиты, при этом каждый выступ выполнен с выемкой, ограниченной горизонтальной поверхностью, расположенной на расстоянии от поверхности плиты, не превышающем половину ее толщины, переходящей в наклонную поверхность, причем в надколонных плитах и на боковых гранях межколонных плит, сопрягающихся с боковыми гранями центральной плиты, наклонные поверхности выемок обращены под углом к верхней поверхности плиты, а на боковых гранях межколонных плит, сопрягающихся с боковыми гранями надколонных плит, и на боковых гранях центральной плиты наклонные поверхности выемок обращены под тем же углом к нижней поверхности плиты, смежные плиты в зонах расположения выемок стыкуются между собой горизонтальными поверхностями, смещенными в горизонтальной плоскости относительно линии пересечения горизонтальной и наклонной поверхностей выемок с образованием над и под свободными от сопряжения участками горизонтальных поверхностей, каналов для пропуска верхних и нижних горизонтальных арматурных стержней, пропущенных сквозь петлевые выпуски рабочей арматуры плит.
Указанная техническая задача решается также за счет того, что выступы армированы горизонтальным и вертикальным петлевыми стержнями, имеющими П-образную форму, при этом ветви вертикального петлевого стержня изогнуты и каждая из ветвей образует с соответствующей ветвью горизонтального петлевого стержня контур замкнутого треугольника с вершиной в точке перегиба ветви, при этом точки перегиба ветвей вертикального петлевого стержня каждого выступа, расположенного на боковых гранях надколонной плиты и на боковых гранях межколонной плиты, противоположных боковым граням центральной плиты размещены в верхней зоне плиты, а точки перегиба ветвей вертикального петлевого стержня на боковой грани межколонной плиты противоположной боковой грани надколонной плиты и на боковых гранях центральной плиты размещены в нижней зоне плиты, совмещенные перемычки горизонтального и вертикального петлевых стержней размещены между горизонтальной плоскостью выемки и поверхностью плиты, а концы горизонтального и вертикального петлевых стержней выполнены с отгибами и заанкерены в тело плиты, между ветвями вертикального и горизонтального петлевых стержней размещена рабочая арматура плиты с загнутым концом, образующим петлевой участок, расположенный в вертикальной плоскости, при этом через вершины ветвей вертикального петлевого стержня и через петлевой участок рабочей арматуры плиты пропущен укороченный поперечный стержень, соединяющий рабочую арматуру плиты с вертикальным петлевым стержнем выступа.
Концы ветвей вертикального петлевого стержня могут быть отогнуты под прямым углом навстречу друг к другу, а концы ветвей горизонтального петлевого стержня могут быть отогнуты под прямым углом в противоположные стороны и охватывают отогнутые концы ветвей вертикального петлевого стержня, а расстояние между ветвями вертикального петлевого стержня меньше длины выступа на величину защитного слоя бетона.
Кроме того, размеры и форма соосно расположенных выступов могут быть одинаковыми.
Горизонтальные стержни в стыке между плитами могут быть дополнительно соединены хомутами высотой, не превышающей высоту стыка, или высотой больше высоты стыка, выходящими за пределы нижней или верхней поверхности перекрытия, с образованием ребер жесткости после бетонирования.
Также расстояние между ветвями вертикального петлевого стержня на боковой грани плиты может быть меньше длины выступа на величину защитного слоя бетона.
На противоположных боковых гранях смежных плит, кроме мест расположения выступов, могут быть выполнены выемки для образования шпоночного паза.
Кроме того, на боковых гранях плит перекрытия длина петлевых выпусков рабочей арматуры может превышать ширину выступа.
Рабочая арматура в стыкуемых опорных плитах может быть расположена в верхней зоне перпендикулярно опираемой плите, а рабочая арматура в опираемой плите в нижней зоне перпендикулярно опорной плите, при этом межколонная плита со стороны стыка с надколонной плитой является опираемой, а со стороны стыка с центральной плитой - опорной, с соответствующим расположением рабочей арматуры в плите.
При этом петлевые выпуски рабочей арматуры на боковых гранях межколонных плит, сопрягающихся с боковыми гранями надколонных плит, и на боковых гранях центральных плит, могут быть смещены в плане не менее чем на один диаметр рабочей арматуры.
Указанная техническая задача решается также за счет того, что плита для безбалочного сборно-монолитного перекрытия, преимущественно прямоугольной формы в плане, включает верхнюю и нижнюю поверхности, боковые грани, снабженные петлевыми выпусками, расположенными по периметру плиты, при этом, по меньшей мере, на двух смежных боковых гранях плиты выполнены расположенные на расстоянии друг от друга между петлевыми выпусками, по меньшей мере, два армированных выступа с выемками, каждая выемка ограничена горизонтальной опорной поверхностью, расположенной на расстоянии от поверхности плиты, не превышающем половину ее толщины, переходящую в наклонную поверхность, обращенную к поверхности плиты, выступы армированы горизонтальным и вертикальным петлевыми стержнями, имеющими П-образную форму, при этом ветви вертикального петлевого стержня изогнуты и каждая из ветвей образует с соответствующей ветвью горизонтального петлевого стержня контур замкнутого треугольника с вершиной в точке перегиба стержней, совмещенные перемычки горизонтального и вертикального петлевых стержней размещены между горизонтальной поверхностью выемки и поверхностью плиты, а концы горизонтального и вертикального петлевых стержней выполнены с отгибами и заанкерены в тело плиты, между ветвями вертикального и горизонтального петлевых стержней размещена рабочая арматура плиты с загнутым концом, образующим петлевой участок, расположенный в вертикальной плоскости, при этом через вершины ветвей вертикального петлевого стержня и через петлевой участок рабочей арматуры плиты пропущен укороченный поперечный стержень, соединяющий рабочую арматуру плиты с вертикальным петлевым стержнем выступа.
Наклонная плоскость выемки и точки перегиба ветвей вертикального петлевого стержня могут быть обращены к верхней или нижней поверхности плиты.
Концы ветвей вертикального петлевого стержня могут быть отогнуты под прямым углом навстречу друг к другу, а концы ветвей горизонтального петлевого стержня отогнуты под прямым углом в противоположные стороны и охватывают отогнутые концы ветвей вертикального петлевого стержня.
Кроме того, расстояние между ветвями вертикального петлевого стержня может быть меньше длины выступа на величину защитного слоя бетона.
Точки перегиба ветвей вертикального петлевого стержня и рабочей арматуры плиты могут быть расположены в одной горизонтальной плоскости, параллельной поверхности плиты, а длина выпусков горизонтальных и вертикальных петлевых стержней выступов плиты может не превышать ширину выступов.
Также в плите может быть выполнено отверстие для пропуска колонн, образованное закладной деталью, приваренной к рабочей арматуре плиты.
По периметру плиты по всей длине каждой из боковых граней, кроме мест расположения выступов, могут быть выполнены выемки для образования шпоночного паза при соединении со смежной плитой.
Основания выступов могут быть расположены в одной плоскости с нижней поверхностью плиты, при этом рабочая арматура расположена в верхней зоне плиты.
Кроме того, основания выступов могут быть расположены в одной плоскости с нижней поверхностью плиты на двух противоположных гранях, при этом рабочая арматура расположена в верней зоне плиты перпендикулярно этим граням, а на гранях, перпендикулярных двум противоположным граням, - в одной плоскости с верхней поверхностью плиты, при этом рабочая арматура расположена в нижней зоне плиты перпендикулярно этим граням.
Кроме того, основания выступов могут быть расположены в одной плоскости с верхней поверхностью плиты, при этом рабочая арматура расположена в нижней зоне плиты.
Также загнутые концы рабочей арматуры в виде петель могут быть соединены между собой дополнительной арматурой с образованием объемного арматурного каркаса.
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется чертежами, где изображены:
на фиг. 1 - безбалочное перекрытие (вид в перспективе);
на фиг. 2 - армирование безбалочного перекрытия (вид в плане);
на фиг. 3 и фиг. 4 - фрагменты армированных выступов, расположенных на боковых гранях смежных плит (вид в перспективе сбоку);
на фиг. 5 - армирование выступов боковых граней смежных плит (вид сбоку);
на фиг. 6 - фрагмент стыка плит перекрытия (вид в перспективе сверху);
на фиг. 7 - фрагмент стыка плит перекрытия (вид сбоку);
на фиг. 8 - фрагмент стыка плит перекрытия с установкой хомутов, выступающих за нижнюю поверхность перекрытия (вид сбоку);
на фиг. 9 - фрагмент стыка плит перекрытия с установкой хомутов, выступающих за верхнюю поверхность перекрытия (вид сбоку);
на фиг. 10 - плита перекрытия в надколонном исполнении (вид в перспективе сверху);
на фиг. 11 - армирование плиты перекрытия в надколонном исполнении (вид в перспективе сверху);
на фиг. 12 - плита перекрытия в межколонном исполнении (вид в перспективе сверху);
на фиг. 13 - армирование плиты перекрытия в межколонном исполнении (вид в перспективе сверху);
на фиг. 14 - плита перекрытия в центральном исполнении (вид в перспективе сверху);
на фиг. 15 - армирование плиты перекрытия в центральном исполнении (вид в перспективе сверху).
Лучшие варианты осуществления группы изобретений
Безбалочное сборно-монолитное перекрытие состоит из надколонных плит 1 межколонных плит 2 и центральной плиты 3. Плиты изготовлены плоскими, преимущественно прямоугольными (квадратными) в плане, армированные стержневой и/или сетчатой арматурой. В надколонных плитах 1 выполнены отверстия 4, образованные приваренными к рабочей арматуре 5 плит 1 закладными деталями 6 для пропуска колонн 7 и крепления плит 1 к колоннам 7. Боковые грани плит снабжены загнутыми концами 8 рабочей арматуры 9, выполненными в виде петель 10. При монтаже перекрытия выступающие петлевые выпуски 10 противолежащих боковых граней плит расположены с нахлестом, образуя замкнутое пространство, через которое пропущены на всю длину стыка между плитами горизонтальные стержни 11, размещенные в нижней зоне, и горизонтальные стержни 12, расположенные в верхней зоне образованного стыка 13, заполненного после монтажа плит и армирования стыка бетоном.
По меньшей мере, на двух боковых гранях плит перекрытия выполнены, по меньшей мере, два армированных выступа 14. Боковые грани плиты перекрытия, примыкающие к ограждающим конструкциям здания - стенам могут быть свободны от выступов. На противоположной боковой грани смежной плиты выполнено такое же количество соосно расположенных армированных выступов 15. Длина выступов определяется расчетным путем, а ширина и высота - габаритами поперечного стыка между плитами.
Каждый выступ 14 и 15 выполнен с выемкой соответственно 16 и 17, ограниченной горизонтальной поверхностью 18 и 19, расположенной на расстоянии от поверхности плиты, не превышающем половину ее толщины, переходящей в наклонную поверхность, соответственно, 20 и 21. Форма и размеры соосно расположенных выемок на боковых гранях смежных плит одинаковы. Горизонтальные поверхности 18 и 19 являются опорными поверхностями при соединении плит при монтаже.
В надколонных плитах 1 и на боковых гранях межколонных плит 2, сопрягающихся с боковыми гранями центральных плит 3, наклонные поверхности 20 выемок 16 расположены под углом к верхней поверхности плиты 22, а на боковых гранях межколонных плит 2, сопрягающихся с боковыми гранями надколонных плит 1, и на боковых гранях центральных плит 3 наклонные поверхности 21 выемок расположены под тем же углом к нижней поверхности 23 плиты.
Горизонтальные поверхности выемок являются стыковочными поверхностями смежных плит в зонах расположения выступов.
При монтаже опирание верхней горизонтальной поверхности выемки одной плиты на нижнюю горизонтальную выемку другой плиты производят со смещением относительно линии пересечения 24 горизонтальной и наклонной поверхностей выемок. При этом над и под свободными от сопряжения участками горизонтальных поверхностей выступов образуются каналы 25 для пропуска верхних 12 и нижних 11 горизонтальных арматурных стержней, пропущенных сквозь петлевые выпуски плит.
Основания 26 и 27 выступов выполнены в одной горизонтальной плоскости с соответствующими поверхностями плиты 22 и 23.
Выступы плит упрочнены дополнительным пространственным арматурным каркасом, состоящим из горизонтального 28 и вертикального 29 петлевых стержней, имеющих П-образную форму. Ветви 30 и 31 вертикального 29 петлевого стержня изогнуты и каждая из ветвей 30 и 31 образует с соответствующей ветвью 32 и 33 горизонтального петлевого стержня 28 контур замкнутого треугольника с вершинами 34 и 35 в точке перегиба стержней.
Точки перегиба ветвей 34 вертикального петлевого стержня 29 каждого выступа, расположенного на боковых гранях надколонной плиты 1 и на боковых гранях межколонной плиты 2, противоположных боковым граням центральной плиты 3, размещены в верхней зоне плиты, а точки перегиба 35 ветвей вертикального петлевого стержня 29 на боковой грани межколонной плиты 2 противоположной боковой грани надколонной плиты 1 и на боковых гранях центральной плиты 3 размещены в нижней зоне плиты.
Совмещенные перемычки 36 горизонтального петлевого стержня 28 и перемычки 37 вертикального петлевого стержня 29 размещены между горизонтальной плоскостью 18 или 19 выемки и поверхностью плиты 23 или 22 соответственно, расположенной в одной горизонтальной плоскости с основанием выступа.
Между ветвями 30 и 31 вертикального петлевого стержня 29 и ветвями 32 и 33 горизонтального петлевого стержня 28 размещена рабочая арматура 38 с загнутым концом 39, образующим петлевой участок, расположенный в вертикальной плоскости. Точки перегиба ветвей вертикального арматурного стержня 29 и рабочей арматуры 38 расположены в одной горизонтальной плоскости. Через вершины ветвей вертикального петлевого стержня и через петлевой участок арматурного стержня плиты пропущен укороченный поперечный стержень 40, соединяющий рабочую арматуру плиты с вертикальным петлевым стержнем выступа.
Концы 41 и 42 параллельных ветвей вертикального петлевого стержня 29 отогнуты под прямым углом навстречу друг к другу, а концы 43 и 44 параллельных ветвей горизонтального петлевого стержня 28 отогнуты под прямым углом в противоположные стороны и охватывают отогнутые концы ветвей вертикального петлевого стержня. Отогнутые концы обеспечивают анкеровку арматуры выступов в тело плиты.
Расстояние между ветвями 31 и 30 вертикального петлевого стержня, охватывающие ветви горизонтального петлевого стержня, меньше длины выступа на величину защитного слоя бетона.
Длина выпусков плиты не превышает ширину выступов.
Горизонтальные стержни стыка могут быть соединены хомутами 45, высотой, не превышающей высоту стыка или высотой больше высоты стыка, выходящими за пределы нижней или верхней поверхности перекрытия с образованием при бетонировании стыка ребра жесткости.
Расстояние между ветвями вертикального петлевого стержня на боковой грани плиты меньше длины выступа на величину защитного слоя бетона.
На противоположных боковых гранях смежных плит могут быть выполнены выемки 46 и 47 для образования шпоночного паза.
Монтаж перекрытия производят в следующем порядке. Сначала на колонны сверху устанавливают надколонные плиты сквозь отверстия, образованные закладными деталями, приваренными к рабочей арматуре плит, которые опираются на предварительно установленную монтажную оснастку и соединяют их с колоннами через закладные детали. Затем устанавливают межколонные плиты с опиранием горизонтальных поверхностей выемок выступов, размещенных на боковых гранях плит, противоположным боковым граням надколонных плит. Аналогичным образом устанавливается центральная плита на горизонтальные поверхности выемок на боковых гранях межколонных плит. Плиты опирают не всей верхней горизонтальной поверхностью на нижележащую горизонтальную поверхность, а ее частью за счет ее смещения в горизонтальной плоскости от линии пересечения горизонтальной поверхности выемки с наклонной. Образованное пространство (канал) над и под опорными поверхностями обеспечивает укладку арматурных стержней стыка, пропущенных через нахлесты выпусков арматуры по всей длине боковых граней плит.
После установки всех плит и пропуска рабочих арматурных стержней через нахлесты петлевых выпусков рабочей арматуры плит устанавливается съемная либо несъемная опалубка и пространство между плитами бетонируется. При достижении бетоном достаточной прочности опалубку снимают.
Благодаря наличию и форме выступов на боковых гранях плит с опорными поверхностями обеспечивается принудительная точность монтажа плит, увеличивается расстояние между плитами, что позволяет увеличить длину нахлеста петлевых выпусков рабочей арматуры плит перекрытия обеспечив ее равнопрочное соединение между собой и работу всего перекрытия как неразрезного, непрерывность размещения рабочей горизонтальной арматуры в стыке плит значительно снижает трудоемкость при монтаже, повышается прочность, надежность и несущая способность перекрытия в процессе монтажа и эксплуатации. Упрочнение выступов плит дополнительной пространственной арматурой позволяет увеличить толщину плит для сейсмических районов, увеличить размеры соответственно и вес плит для больших пролетов, устанавливать в стыке между плит монолитные или сборные вертикальные несущие конструкции либо дополнительные ребра жесткости, увеличивающие несущую способность плиты перекрытия, прочность и надежность соединения плит в процессе монтажа и дальнейшей эксплуатации.