Сводчатое покрытие

 

Изобретение относится к области строительства сельскохозяйственных, производственных и общественных зданий многоцелевого назначения из волнистых тонкостенных элементов. В сводчатом покрытии, включающем установленные на несущие элементы крупноразмерные плиты, имеющие сводчатую полку и два ребра переменного по длине сечения, объединенных между собой в замке свода с применением закладных деталей (шарниров), сводчатая полка и продольные ребра плит выполнены с переломами по длине конструкции, причем количество переломов ребер равно количеству переломов полки, а покрытие, кроме того, выполнено с плоскими гибкими составными пластинами, образованными из нескольких сборных элементов, каждый из которых изогнут в продольном направлении по цилиндрической поверхности с радиусом, равным радиусу дуги, вписанной в складчатую поверхность полки крупногабаритной плиты, причем сборные элементы расположены между плитами, раздвинутыми на ширину пластин и оперты на консольные выступы продольных ребер плит, при этом соединение плит и сборных элементов в единую пространственную систему выполнено внахлестку с применением листовых элементов, установленных сверху. Продольные ребра выполнены с меньшим относительно полки количеством переломов. 6 ил.

Изобретение относится к области строительства и предназначено для возведения сводчатых сельскохозяйственных, производственных и общественных зданий многоцелевого назначения из волнистых тонкостенных элементов.

Известны сводчатые волнистые покрытия, включающие тонкостенные панели - оболочки волнистого профиля, установленные поперек продольной оси здания на несущие элементы и а.с. СССР N 916696, кл. E 04 B 7/10, 30.03.82.

Недостатком конструкций такого типа являются трудности, возникающие при изготовлении таких покрытий при их уплотнении и формировании, так как покрытие, имеющее такую поверхность, создает сложности при устройстве кровли и приводит к повышенному расходу кровельных материалов и железобетона, в связи с тем, что площадь покрытия намного превышает размер перекрываемого пролета.

Наиболее близким к предлагаемому сводчатому покрытию является железобетонный свод (а.с. СССР N 116298, кл. E 04 B 7/10, 12.08.57), собираемый из заранее изготовленных и установленных на несущие элементы крупнопанельных плит П-образного поперечного профиля, объединенных между собой в замке свода, затяжек и подвесок. Крупнопанельные плиты имеют сводчатую полку и два ребра переменного по длине, например, сегментного очертания, обеспечивающие достаточную жесткость плите. Для уменьшения веса продольные ребра плиты могут иметь отверстия.

Это техническое решение имеет также ряд недостатков: неоправданно увеличивается расход материалов на конструкцию, так как два продольных ребра в плите необходимы только из расчета в стадии транспортирования и монтажа, а после объединения плит а единую пространственную систему в виде свода в двух рядом расположенных продольных ребрах нет необходимости, а их наличие приводит к излишнему расходу материалов; в принятой конструкции шва замоноличивания по длине двух плит имеются два существенных недостатка: а) повышенный расход бетона; б) высыпание бетона шва замоноличивания при силовых и температурных деформациях сводчатого покрытия в процессе эксплуатации, а следовательно, ухудшение эксплуатационных качеств такого покрытия; наличие гладкой, а не складчатой поверхности сводчатой полки приводит к необходимости ее утолщения, особенно в приопорных зонах.

Цель изобретения снижение материалоемкости, сокращение трудозатрат, улучшение эксплуатационных качеств сводчатого покрытия.

Поставленная цель достигается тем, что в сводчатом покрытии, включающем установленные на несущие элементы крупноразмерные плиты, имеющие сводчатую полку и два ребра переменного по длине сечения, объединенные между собой в замке свода с применением закладных деталей (шарниров), согласно предлагаемому решению сводчатая полка и продольные ребра плит выполнены с переломами по длине конструкции, причем количество переломов ребер равно количеству переломов полки, а покрытие, кроме того, выполнено с плоскими гибкими составными пластинами, образованными из нескольких сборных элементов, каждый из которых изогнут в продольном направлении по цилиндрической поверхности с радиусом, равным радиусу дуги, вписанной в складчатую поверхность полки крупноразмерной плиты, причем сборные элементы расположены между плитами, раздвинуты на ширину пластин и оперты на консольные выступы продольных ребер плит, при этом соединение плит и сборных элементов в единую пространственную систему выполнено внахлестку с применением листовых элементов, установленных сверху.

На фиг.1 изображено сводчатое покрытие в плане; на фиг.2 продольный разрез А-А по сборным элементам пластин на фиг.1; на фиг.3 продольный разрез Б-Б по крупноразмерным плитам на фиг.1; на фиг.4 поперечный разрез В-В на фиг. 1; на фиг.5 узел I на фиг.3; на фиг.6 узел II на фиг.4. Сводчатое покрытие включает: несущие элементы 1, крупноразмерные плиты 2, состоящие из складчатой вутовой полки 3 и продольных ребер 4, имеющих консольные выступы 5, плоскую гибкую составную пластину, образованную из нескольких сборных элементов 6, объединенных между собой и с плитой в единую пространственную систему с помощью закладных деталей 7, листовых элементов 8 и бетона замоноличивания 9.

Железобетонное сводчатое покрытие работает как пространственная составная система, а не как отдельные трехшарнирные арки в известных аналогах и прототипе. Пространственная работа плоских составных пластин, образованных из нескольких сборных элементов, изогнутых и установленных по цилиндрической поверхности, обеспечивает благоприятную совместную статистическую работу составного покрытия. Каждый элемент составной пластины работает как свод - оболочка, в котором распор и вертикальная составляющая, возникающая от изгиба каждого элемента по цилиндрической поверхности в продольном направлении, разгружают плиты, на которые они опираются, так как указанные усилия направлены противоположно внешней нагрузке. Принятое соединение составных пластин с плитами с помощью листовых элементов, обеспечивающих односторонние моментные связи, приводит к перераспределению поперечных изгибающих моментов в полке плиты, что вместе с наличием переломов в ней обеспечивает резкое снижение максимальных изгибающих моментов в сводчатой полке плит и позволяет уменьшить ее толщину. Это тем самым приводит к снижению материалоемкости конструкции. Количество переломов полки определяется исходя из ширины полки плиты таким образом, чтобы соотношение между шириной полки и расстоянием между переломами было в пределах 1:1 2:1. Обычно такое же соотношение между шириной полки и расстоянием между поперечными ребрами принимается в крупноразмерных плитах с поперечными ребрами, а в заявляемом устройстве при углах перелома граней между собой 3-5^o и более переломы полки выполняют ту же роль, что и поперечные ребра. Количество переломов продольных ребер по их длине принимается таким же или меньшим, чем количество переломов полки, и определяется расчетом, исходя из минимального расхода материалов и трудоемкости изготовления.

В результате предложенное в данном устройстве сочетание признаков, а именно: выполнение сводчатого покрытия составным из жестких плит и гибких, изогнутых в продольном направлении сборных элементов, соединение сборных элементов внахлестку с помощью листовых элементов накладок, складчатость сводчатой полки и ребер плит приводит к следующему техническому результату.

Снижается материалоемкость сводчатого покрытия за счет исключения одного из двух смежных продольных ребер крупноразмерных плит и уменьшения толщины сводчатой полки. Уменьшается трудоемкость возведения сводчатого покрытия, а также расход бетона за счет уменьшения объема монолитных работ при бетонировании шва замоноличивания между плитами и плоскими составными пластинами. Кроме того, совокупность указанных признаков существенно улучшает эксплуатационные качества сводчатого покрытия, поскольку соединение элементов внахлестку приводит к неразрезности конструкции покрытия, уменьшению моментов и препятствует высыпанию шва.

Рассмотрим, например, сводчатое покрытие размером в плане 18х36 м при стрелке подъема 6 м. Размеры складчатой плиты в плане принимаем 3х12,85 м. Высоту продольных ребер плиты принимаем 300 мм, толщину полки плиты принимаем переменной 60 мм в местах примыкания к продольным ребрам до 25-30 мм в середине пролета. Исходя из соотношения между шириной полки и расстоянием между переломами 1:1 2:1, принимаем расстояние между переломами 2,14 м, количество переломов полки для конкретного варианта равно пяти, а исходя из минимального расхода материалов, количество переломов продольных ребер принимаем равным трем. Размеры в плане сборных элементов пластин принимаем 3х8,40 м и толщина их 40 мм. Таким образом, количество сборных элементов на 1 пластину равно 4. Длину зон опирания сборных элементов на консольные выступы плиты (5) принимаем 60-80 мм. Количество соединительных листовых элементов (8) для соединения последних с плитами равно 8. Предлагаемое конкретное сводчатое покрытие размером в плане 18х36 м по сравнению с прототипом обеспечивает снижение приведенной толщины покрытия с 7,7 см на 1 кв.м до 5,8 см на 1 кв.м. Соответственно масса покрытия снижается на 24% Таким образом, в предлагаемой конструкции обеспечивается снижение материалоемкости, сокращение трудозатрат и существенное улучшение эксплуатационных качеств сводчатого покрытия.

Формула изобретения

Сводчатое покрытие, включающее установленные на несущие элементы крупноразмерные плиты, имеющие складчатую полку и два ребра переменного по длине сечения, шарнирно соединенных между собой в замке свода, отличающееся тем, что покрытие выполнено с гибкими сборными элементами, образованными из нескольких частей, изогнутых в продольном направлении по цилиндрической поверхности с радиусом, равным радиусу дуги, вписанной в складчатую поверхность полки крупноразмерной плиты, причем гибкие сборные элементы расположены между раздвинутыми на их ширину плитами и оперты на консольные выступы продольных ребер плит, при этом соединение плит и гибких сборных элементов в единую пространственную систему выполнено внахлестку с применением листовых элементов, установленных сверху, кроме того, складчатая полка и продольные ребра плит выполнены с переломами по длине конструкции, причем количество переломов ребер меньше или равно количеству переломов полки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6