Строительная панель

 

Изобретение относится к индустриальному строительству, в частности к сборным пустотелым конструкциям зданий и сооружений Техническая задача - повышение прочности и трещиностойкости при снижении материалоемкости Строительная панель с продольными пустотами выполнена с переменными по длине панели площадями сечений так, чторебра в концевых зонах панели имеют относительно большую, чем в пролетной зоне, площадь сечения с плавным переходом от одной площади сечения к другой. Длина участка перехода I H, а длина концевой зоны соответствует неравенству 8 | Ј 5 25Н. где Н - высота панели. 6 - длина участка опоры Причем при выполнении панели многопролетной в зонах промежуточных опор ребра также имеют относительно большую, чем в смежных пролетных зонах, площадь сечения, при этом длина промежуточных приопорных зон соответствует неравенству 6 l s 5 +5Н Кроме того, на средних участках в пролетных зонах площадь сечения всех или части ребер может быть больше, чем на смежных участках В зонах наибольших сечений располагают закладные элементы, а также консоли при изготовлении стеновых панелей 5 зпф-лы

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5045397/33 (22) 03.06.92 (46) 15.12.93 Бюл. ¹ 45 — 46 (75) Атоян С.И.; Иссерс ФА.; Крамарь В.Г; Фаликман

В.P. (73) Атоян Сергей Иванович (5.4) СТРОИТЕЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ (57) Изобретение относится к индустриальному строительству, в частности к сборным пустотелым конструкциям зданий и сооружений. Техническая задача — повышение прочности и трещиностойкос— ти при снижении материалоемкости. Строительная панель с продольными пустотами выполнена с переменными по длине панели площадями сечений так что. ребра в концевых зонах панели имеют относительно большую, чем в пролетной зоне, площадь сечения с плавным переходом от одной пло(в) RU (1ц 2004733 С1 (51) щади сечения к другой. Длина участка перехода ! Н, а длина концевой зоны соответствует нераи венствуо <1 о 2.5Н.где Н вЂ” высота панели,о

1 к 1 1 длина участка опоры. Причем при выполнении па— нели многопролетной в зонах промежуточных опор ребра также имеют относительно большую, чем в смежных пролетных зонах площадь сечения. при этом длина промежуточных приопорных зон соответствует неравенству В

2004733

Изобретение относится к индустриаль- пряжения смятия, которые вследствие мачому строительству, в частности к сборным лой толщины ребер и полг>к панели в этих пустотелым конструкциям зданий и соору- зонах приведут к их(концевых зон) разрушежений. нию при недоиспользованной прочности саИзвестна пустотелая строительная па- 5 мой панели. нель из бетона с продольными сквозными Известна строительная панель с пропустотами, полками и ребрами. дольными пустотами, ребрами, полками и

В этой панели площадь поперечного се- переменными по длине панели в зависимочения пустот и соответственно самого изде- сти от распределения действующих напрялия остается неизменной по всей длине, т.е, 10 жений поперечными сечениями. В этой материал панели, а именно бетон, равно- панели конфигурация поперечного сечения мерно распределен по всей длине изделия, пустот по длине изделия плавно изменяется

Такое равномерное распределение бе- от трапецеидальной с большим нижним остона не соответствует неравномерному рас- нованием у торцов панели до трапецеидальпределению напряжений, возникающих в "5 ной с большим верхним основанием в конструкции при ее работе, и приводит к середине панели с переходом через прямоперерасходу бетона на панель, угольное сечение, При этом средняя толщиДругим недостатком известной строи- на ребер, а также площадь сечения пустот и тельной панели является относительно низкая соответственно площадь сечения самой па-, прочность и трещиностойкость концевых 20 нели остаются постоянными по всей длине зон вследствие малой толщины ребер(меж- панели. Изменяется лишь уровень центра пустотных и крайних). В ребрах панели как . тяжести сечений панели и соответственно в стадии эксплуатации конструкции, так и в моменты сопротивления сечений, стадии ее изготовления возникают различ- Следовательно, в известной конструкного рода местные напряжения. ции панели поперечные сечения изменяются

Известные способы усиления концевых в зависимости от нормальных напряжений участков панели — установка бетонных вкла- в этих сечениях, возникающих от действуюдышейвпустоты панели поееторцам,уста- щих от действия на панель изгибающих новка вертикальных сварных каркасов B опорных и пролетного моментов, и не учиребрах панели — приводят к дополнитель- 30 тывается характер распределения касательным трудозатратам и перерасходуматериа- ных напря>кений в ее ребрах от действия лов, а именно бетона и стали, на изделие. поперечных сил, которые (касательные наСледует также отметить, что в извест- пряжения), как известно, достигают максиных панелях при малой толщине ребер ан- мальных значений в концевых(приопорных) керуемые в них различные арматурные 3 зонах панели. Это является существенным изделия — строповочные петли, заклад ые недостатком конструкции. детали, а в случае приме ения п:- елей в Кроме того, вследствие относительно сейсмически опасных районах — арматур- увеличенной средней толщины ребер паненые выпуска, — не обеспечиваются необхо- ли ее собственная масса также относительдимыми по нормам защитным ; слоями, что 40 но большая, а в панелях с технологически ухудшает их анкеровку и мо>ке. приводить к минимальной толшиной ребер пустоты пепреждевременному их вырыву из ребер па- ременной конфигурации устраивать невознэли, можно.

Антисейсмические арматурные выпу- Следует также отметить, что для изгоска, устанавливаемые в ребрах панели по ее 45 товления известных панелей предлагается торцам, с целью экономии металла выпол- использовать, в частности, пневматические клят скобообразными и используют одно- пуансоны, Однако вследствие равномерновременно в качестве монтажных петель ro распределения давления сжатого возду(последние специально не устанавливают- ха в пуансонах его стенки принимают ся). Однако при строповании с помо цью 50 концентрическую (цилиндрическую) форму. таких совмещенных выпусков-петель в ре- поэтому с их помощью трапециевидное или

6pGx панели MDP T образовываTbc53 трещиг ны, которые существенно понижают нологически невозмо>кно, надежность конструкции (панели). Другим недостатком известных строиИзвестчые панели не могут эффективно 55 тельных панелей является то, что площадь применяться в качестве несущих стеновых их поперечных сечений не выполняется пе(вертикально установленных), поскольку ременной в зависимости от распределения опирающиеся на ее торцы конструктивные касательных напряжений, возникающих в элементы здания вызовут (при существен- ребрах панели от действия поперечных сил ных нагрузках) в концевых зонах панели на- не только в концевых зонах (как было отме2004733 д! < !» д +2,5Н, д2

Техническая задача заключается в снижении материалоемкости, трудозатрат при изготовлении панели, в повышении прочности и трещиностойкости наиболее напряженных концевых зон, пролетных участков и промежуточных приопорных зон панели, в повышении надежности анкеровки закладных элементов в панели.

Техническая задача решается следующим образом.

Ребра в концевых зонах панели имеют относительно большую, чем в пролетной зоне, площадь сечения с плавным переходом от одной площади сечения к другой с длиной участка !л Н, при этом длина !» концевой зоны соответствует неравенству где Н вЂ” высота панели;

ä! — длина участка опирания в концевой зоне.

Кроме того, при выполнении ее много пролетной в зоне промежуточных опор ребра имеют относительно большую, чем в смежных пролетных зонах, площадь сечения, адлина Io промежуточных приопорных эон соответствует неравенству где д -длина участка опирания в средних пролетах, Кроме того, ребра панели на участках в пролетной зоне имеют относительно большую площадь сечения, чем на смежных участках, при этом все или часть ребер в этих зонах имеют большую, чем на смежных участках, площадь сечений.

Кроме того, на участках с относительно большей площадью сечения панели установлены закладные элементы.

Кроме того, панель снабжена консолями в зоне с относительно большей площадью сечения.

Кроме того, пустоты панели снабжены пластмассовыми заглушками.

На фиг. 1 показана предложенная строительная панель, вид сбоку; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг.,1, однопролетная панель с относительно большей, чем в пролетной зоне, площадью сечений в концевых зонах; на фиг. 3 — то же, трехпролетная панель с относительно большей площадью сечений в концевых зонах и в промежуточных приопорных

55 зонах; на фиг. 4 — то же, однопролетная панель с относительно большей площадью сечений в концевых зонах и на пролетном участке; на фиг. 5 — пустотелая стеновая панель с консолями на полках, вид сбоку; на фиг. 6 — разрез Б — Б на фиг. 5; на фиг. 7 и 8— варианты стыков пустотелых панелей перекрытий с заглушками, установленными по концам пустотных каналов, со стеной; на фиг. 9 — схема опирания трехпролетной панели перекрытия, Строительная панель состоит из нижней 1 и верхней 2 полок, связывающих их крайних 3 и средних (межпустотных) 4 ребер, сквозных направленных вдоль пролета параллельных пустотных каналов 5, выходящих на торцы 6 панели. Площадь сечений панели и соответственно пустотных каналов

5 переменная по длине панели.

В концевых зонах 7 панели, воспринимающих местное действие нагрузок (усилий), приложенных как к полкам 1 и 2, так и к торцам 6, панель имеет относительно

У большую, чем в пролетной зоне 8, площадь сечений, например большую толщину ребер

3 и 4, за счет относительно меньшей площади сечений концов пустотных каналов 5. Переход от одной площади сечений панели и соответственно пустотных каналов 5 к другой выполнен плавным. Длина !» концевых зон 7 с относительно большей площадью сечений панели и соответственно с относительно меньшей площадью сечений пустотных каналов 5 определяется из неравенства где Н вЂ” высота сечения панели; д! — длина концевой зоны участка опирания конца панели на крайнюю опору 10, При отсутствии опоры 0> = 0; в случаях использования панели как стенового элемента! к 2,5Н.

Длина участков (плавного) перехода or одной площади сечения панели и соответственно пустотных каналов 5 к другой не должна превышать высоты Н панели: !л Н.

При выполнении панели многопролетной в промежуточных приопорных зонах 9 панели, расположенных по обеим сторонам от каждой промежуточной опоры 10 и воспринимающих местное действие внешних нагрузок (например, опорные реакции, опорные изгибающие моменты), пустотные каналы 5 имеют относительно меньшую, а ребра панели соответственно относительно большую площадь сечений, чем в смежных пролетных зонах 8, причем длина !о каждой

2004733 такой промежуточной приопорной зоны 9 определяется неравенством д2

В пролетной зоне 8 панели могут быть участки 11 (один или более), наиболее нагруженные внешней (локальной, местной) нагрузкой, например, сосредоточенными 10 силами. На участках 11 пустотные каналы 5 (все или их часть) имеют меньшую, чем на смежных участках, площадь сечений, а па/ нель — соответственно относительно большую площадь сечений, причем длина li 15 каждого (очередного) участка 11 определяется в зависимости от величины и характера приложения внешней нагрузки на панель, а суммарная длина всех участков 11 опреде, ляется из следующих неравенств: 20 п

ti <1 — 2(1»+(и+ 1)1и) — для однопро1=1 летной панели и

Ii < l — 2tl»+ (и + m+ 1)1и) — mto — для

1=1 многопролетной панели, где 1 — номер участка; (1 = 1, 2, 3...Д n);

1 — размер(длина) панели вдоль пролета, n — - количество участков; в — количество промежуточных опор.

При выполнении панели с какими-либо закладными элементами 12 последние устанавливаются и заанкериваются в теле панели в ее концевых зонах 7, на пролетных 35 участках 11, в промежуточных приопорных зонах 9 панели, имеющих отн".....лтельно большую площадь сечений (с целью обеспечения максимальных защитных слоев), причем длина каждой из этих зон ",ли участков 40 равна и превышает длину анкеруемой части соответствующего закладного элемента 12.

Предлагаемая пустотелая панель может быть использована как несущая стеновая.

Например, на верхний и нижний торцы 6 вертикально установленной несущей стенавой пустотелой панели в стыках с другими конструкциями действуют сжимающие местные нагрузки, которые могут вызвать напряжения смятия в концевых зонах известной панели. В предлагаемой же пустотелой панели концевые зоны имеют отно- сительно увеличенную площадь сечений, что позволяет существенно (в несколько раз) снижать уровень напряжений, вызванных местными нагрузками, Как известно, глубина распространения местных напряжений в сжимаемых (са стороны торцов) конструкциях соизмерима с их высотой Н. Поэтому длина I» концевых зон 7 в стеновых (перегородочных) пустотелых панелях предлагаемого типа должна быть равной,или превышать высоту панели, т.е.:

1» H.

Как в пустотелых панелях перекрытий, так и в стеновых (перегородочных) пустотелых панелях увеличение площади сечений тела (ребер 3 и 4 и полок 1 и 2) панелей в концевых зонах 7, на средних участках 11, в промежуточных приопорных зонах 9 позволяет не только снизить уровень напряжений, возникающих от действия различного рода (no величине, расположению, направлению) местных воздействий, но также позволяет надежно (с максимальными защитными слоями) анкеровать в зонах 7 и

9 и участках 11 различные арматурные изделия 12, В частности, при использовании предлагаемой пустотелол панели в качестве навесной (самонесущей) стеновой наличие зон

7 и 9 с увеличенной площадью сечений панели позволяет надежно заанкеривать в них закладные элементы 12, с помощью которых панель крепится к другим конструктивным элементам.

В случае изготовления несущей стеновой панели на наружных гранях полок 1 и 2 панели в ее концевых зонах 6, на пролетных участках 11, т.е. в местах с относительно увеличенной площадью сечений панели, могут быть выполнены консоли 13 (см, фиг. 7) для опирания на них других конструкций.

Расположение консолей 13 в указанных местах позволяет снизить уровень местных напряжений, возникающих в панели от действия сосредоточенных сил (нагрузок) на эти консоли.

По концам пустотных каналов панели могут быть установлены специальные заглушки 14, выполненные из пластмасс или других материалов, для предотвращения попадания бетонной или другой подобной смеси в пустатные каналы при заманоличивании стыков пустотелой панели с другими панелями или иными элементами здания— в этом случае заглушки 14 устанавливают заподлица с торцами б панели, на которые выходят пустатные каналы (см. фиг. 7); для образования шпаночного соединения после замоналичивания стыков пустотелой панели, напрлмер, с другими панелями в перекрытии здания — в этом случае заглушки устанавливают с некоторым заглублением в пустотные каналы (см. фиг. 8). Конструкция заглушек может быть различной, Форма сечений пустотных каналов панели мажет выполняться различной.

2004733

Утолщение ребер панели в ее концевых зонах в определенное число раз позволит не только исключить возможность возникновения горизонтальных трещин в ребрах панели, но и позволит повысить уровень предвари- 5 тельного обжатия, а следовательно, и жесткость панели.

Утолщение ребер в концевых зонах панели следует производить за счет перераспределения формовочного материала 10 (например, бетона) из средних участков в концевые, Причем материал из средних участков панели следует выбирать из зон, наиболее близких к ядру поперечного сечения панели, т,е. из эон, прилегающих к поверх- 15 ностям пустотных каналов. Так как длина концевых зон значительно мала по сравнению с длиной остальной (средней) части панели, то для утолщения ребер в концевых . зонах потребуется незначительное умень- 20 шение площади сечения панели (или увеличения сечений пустотных каналов) на ее средних участках, что несущественно отразится на трещиностойкости нормальных сечений средней части панели, Например, для 25 многопустотной панели размерами площадь сечения, а длина lo промежуточ30 ных приопорных эон назначается иэ нера: венства д2

35 пролетах

3. Панель по пп.1 и 2, отличающаяся ,: тем, что по меньшей мере часть ребер па., нели на участках в пролетной зоне имеют большую площадь сечения, чем на смеж40 ных участках.

4. Панель по пп.1 - 3, отличающаяся . тем,.что на участках с большей площадью сечения ребер установлены закладные эле-! менты.

5. Панель по пп.1 - 4, отличающаяся

; тем, что она снабжена консолями в зоне

: большей площадью сечения ребер, 6. Панель по пп.1 - 5, отличающаяся

50 тем, что в пустоты панели установлены пластмассовые заглушки, Формула изобретения

1. СТРОИТЕЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ, содержащая полки, ребра, продольные пустоты между ними с переменными по длине панели в зависимости от распределения действующих напряжений площадями сечений пустот и ребер, отличающаяся тем, что ребра в концевых зонах панели имеют большую, чем в пролетной зоне, площадь сечения с плавным переходом от одной площади сечения к другой на участке In <

Н, при этом длина концевой зоны назначается из неравенства д < 1„ д +2,5Н, где

1 — длина участка перехода, I< - длина концевой эоны, Н - высота панели, д — длина участка опирания в концевой зоне, 2. Панель по п.1, отличающаяся тем, что при выполнении ее многопролетной ребра в зоне промежуточных опор имеют большую, чем в смежных пролетных зонах, 5980х990х220 мм при устройстве в средней части панели пустотных каналов с сечением в виде восьмигранника описанного вокруг круга диаметром 160 мм (вместо 159 мм в аналоге)в концевых зонах длиной 550 мм (2,5Н= 2,5 220 = 550 мм), толщина ребер может быть выполнена 75 мм, т.е. почти втрое толще, чем в аналоге, причем без перерасхода бетона и даже с некоторой экономией.

Предложенная пустотелая панель может быть изготовлена с помощью складных жестких (стальных, пластмассовых и т.д.) либо комбинированных пустотообразователей.

Последние могут выполняться из жесткого каркаса с закрепленными на нем надувными пневмокамерами. (56) 1. Панели перекрытий железобетонные многопустотные. Серия 1.141-1, выпуск 63.

Рабочие чертежи.

2, Авторское свидетельство СССР, ¹ 1249123, кл. Е 04 В 5/02, Бюл. М 29, 1986 (прототип).

2004733 е„

8 иг.

2004733 иг. 5

МОНОРИ.ЯИЬий ИОВ

2004733

МОНОЯИ.ftlHblM. ШОВ

Ынель

Саста вител ь С.Атоя н

Техред M.Mîðãåíòàë

Корректор Л.Ливринц

Редактор А.Купрякова

Заказ 3387 Тираж

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Подписное

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гаафари а, 101