Способ снижения усадочных деформаций и силовых перемещений в монолитных железобетонных перекрытиях

Изобретение относится к области строительства, а именно к строительству зданий и сооружений с монолитными железобетонными перекрытиями и покрытиями. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и прочности конструкции перекрытия путем компенсации усадочных деформаций и силовых перемещений. Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом решении в процессе бетонирования перекрытию придают выгиб посредством опалубки с рабочей поверхностью в виде оболочки с расчетной стрелой подъема, состоящей из двух величин: части расчетной стрелы подъема, определяемой из условия компенсации усадочных деформаций бетона, и части расчетной стрелы подъема, компенсирующей силовые перемещения в перекрытии. Бетонирование монолитных железобетонных перекрытий с помощью опалубки, рабочая поверхность которой выполнена с рассчитанной таким образом стрелой подъема, обеспечивает надежность и прочность конструкции, а также и нормативные эксплуатационные качества конструкции перекрытия по прогибам. 3 ил.

 

Изобретение относится к области строительства, а именно к строительству зданий и сооружений с монолитньми железобетонными перекрытиями и покрытиями.

Известен способ по авторскому свидетельству СССР №337482, кл. Е 04 G 23/02, 1972 г. Согласно этому способу с целью устранения прогиба плиту перекрытия подвергают выгибу посредством воздушной подушки, соприкасающейся с нижней поверхностью плиты перекрытия.

Данный способ, усиливая железобетонные плиты перекрытия зданий и сооружений, окончательно не избавляет их от усадочных напряжений и образующихся при этом трещин.

Известен способ по патенту Российской Федерации №2227196, кл. Е 04 В 5/32, E 04 G 11/38, 2004 г., принятый заявителем за прототип. Согласно этому способу снижение усадочных деформаций осуществляют путем придания перекрытию выгиба посредством опалубки, рабочей поверхности которой придают форму оболочки с расчетной стрелой подъема, определяемую в зависимости от значений величины усадочных деформаций бетона, выдерживают ее при постоянном давлении до набора прочности бетоном, затем для снижения усадочных деформаций и закрытия усадочных трещин уменьшают стрелу подъема оболочки путем поэтапного скачивания жидкости из герметичной камеры опалубки, этапы выбирают на стадиях набора прочности бетоном более 25%, более 40%, более 60%, а после набора бетоном 80% прочности осуществляют распалубку.

Данный способ, избавляя перекрытия зданий и сооружений от усадочных деформаций и образующихся трещин, обеспечивает достаточную прочность конструкции, но не учитывает силовые деформации и перемещения перекрытия в процессе эксплуатации здания.

Технической задачей изобретения является повышение надежности и прочности конструкции перекрытия путем компенсации усадочных деформаций и силовых перемещений.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом решении в процессе бетонирования перекрытию придают выгиб посредством опалубки с рабочей поверхностью в виде оболочки с расчетной стрелой подъема, определяемой из формулы

где f - расчетная стрела подъема рабочей поверхности опалубки;

f₁ - часть величины расчетной стрелы подъема рабочей поверхности опалубки, определяемая из условия компенсации усадочных деформаций бетона;

L/200 - часть величины расчетной стрелы подъема рабочей поверхности опалубки, компенсирующая силовые перемещения в перекрытии;

L - расстояние между неподвижными опорами.

На фиг.1 изображена схема определения расчетной стрелы подъема рабочей поверхности опалубки;

На фиг.2 - опалубка для бетонирования монолитных железобетонных перекрытий;

На фиг.3 - схема определения части величины расчетной стрелы подъема рабочей поверхности опалубки f₁ из условия компенсации усадочных деформаций бетона и зависимостей для f, R и α.

Устройство для снижения усадочных деформаций и силовых перемещений в монолитных железобетонных перекрытиях по данному способу выполнено в виде опалубки, содержащей несущие продольные балки 1, закрепленные на них несущие поперечные балки 2, рабочую поверхность 3 и регулируемые по высоте стойки 4, которые служат для опускания и снятия опалубки. Опалубка снабжена дистанцерами 5, которые установлены на несущих балках 2 с равномерным шагом, а рабочая поверхность 3 выполнена в виде поверхности определенной кривизны и установлена на дистанцерах 5. Высота дистанцеров 5 рассчитывается заранее с учетом расчетной стрелы подъема f. В результате рабочая поверхность 3 принимает в пространстве форму с заранее рассчитанной, заданной кривизной.

Снижение усадочных деформаций и силовых перемещений осуществляют следующим образом.

Перекрытию 6 придают выгиб, который выполняют при бетонировании посредством опалубки с рабочей поверхностью 3, которой придают заданную форму с расчетной стрелой подъема f. После набора бетоном 75-80% прочности снимают опалубку. В процессе набора прочности бетоном происходит компенсация усадочных деформаций за счет полученного перекрытием выгиба, равного части величины расчетной стрелы подъема f₁, а компенсация силовых перемещений при эксплуатации перекрытия происходит за счет выгиба, равного части величины расчетной стрелы подъема L/200.

Наличие в формуле расчета f величины f₁ обусловлено наличием усадочных деформаций бетона при наборе им прочности.

Для определения части величины расчетной стрелы подъема рабочей поверхности опалубки f из условия компенсации усадочных деформаций бетона необходимо, чтобы длина S образующей 7 равнялась:

S-ε_sh·S=L, или

где L - расстояние между неподвижными опорами.

С другой стороны, из фиг.3 следует:

S=2·α·R, или

Из фиг.3 также следует, что

и часть величины расчетной стрелы подъема рабочей поверхности опалубки ƒ₁ из условия компенсации усадочных деформаций бетона

В результате четыре уравнения 2, 3, 4 и 5 с четырьмя неизвестными: S, α, R, f₁ позволяют определить их значения. Проектируя расстояние L и зная величину усадочных деформаций ε_sh, из совместного решения системы уравнений 2-5 определяют значения необходимых величин.

Наличие в формуле расчета f величины L/200, компенсирующей силовые перемещения в перекрытии, обусловлено тем, что в процессе эксплуатации здания образуется прогиб перекрытия, который со временем в результате ползучести бетона нередко превышает допустимый.

Бетонирование монолитных железобетонных перекрытий с помощью опалубки, рабочая поверхность которой выполнена с рассчитанной таким образом стрелой подъема, обеспечивает надежность и прочность конструкции, а также и нормативные эксплуатационные качества конструкции перекрытия по прогибам.

Способ снижения усадочных деформаций и силовых перемещений в монолитных железобетонных перекрытиях путем придания перекрытию выгиба посредством опалубки, рабочей поверхности которой придают форму оболочки с расчетной стрелой подъема, определяемой в зависимости от значений величины усадочных деформаций бетона, отличающийся тем, что расчетную стрелу подъема рабочей поверхности опалубки определяют из формулы

f=f₁+L/200,

где f - расчетная стрела подъема рабочей поверхности опалубки;

f₁ - часть величины расчетной стрелы подъема рабочей поверхности опалубки, определяемая из условия компенсации усадочных деформаций бетона;

L/200 - часть величины расчетной стрелы подъема рабочей поверхности опалубки, компенсирующей силовые перемещения в перекрытии;

L - расстояние между неподвижными опорами.