Трехслойная железобетонная панель

Авторы патента:

Емельянов Сергей Геннадьевич (RU)

Кобелев Николай Сергеевич (RU)

Алифанов Алексей Олегович (RU)

Храмцова Елена Георгиевна (RU)

Крыгина Алевтина Михайловна (RU)

E04C2/06 - армированного

Владельцы патента RU 2398078:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" (КурскГТУ) (RU)

Изобретение относится к строительству, в частности к ограждающим конструкциям промышленных зданий. Трехслойная железобетонная панель включает теплоизоляционный слой, наружный и внутренний железобетонные слои, связанные между собой жесткими связями, выполненными в виде армированных бетонных шпонок, проходящих через теплоизоляционный слой и армированные бетонные ребра, размещенные по периметру панели. Панель дополнительно снабжена, по меньшей мере, двумя армированными бетонными шпонками, которые размещены на противоположных торцах панели, а армированные бетонные ребра в сечении, параллельном слоям панели, имеют площадь, определяемую из соотношения площади панели, толщины ее среднего слоя, коэффициентов теплопроводности материалов ребер, слоев панели, арматуры и утеплителя, а также требуемого сопротивления теплопередачи. Коэффициент теплопроводности материала армированных бетонных шпонок, проходящих через теплоизоляционный слой в 2,5-3 раза превышает коэффициент теплопроводности материала армированных бетонных шпонок, размещенных на противоположных торцах панели. Технический результат - поддержание теплотехнических свойств панели в изменяющихся погодных условиях. 2 ил.

Известна трехслойная железобетонная панель (см., например, «Типовые конструкции, изделия и узлы зданий и сооружений». Серия 1.232.1-7. «Сборные легкобетонные панели наружных стен трехслойные на сжестких связях для общественных многоэтажных каркасных зданий». Выпуск 1-1 «Панели трехслойные из легкого бетона на жестких связях с эффективным утеплителем». Рабочие чертежи, часть 1. Утверждены Госгражданстроем СССР, приказ от 17.07.85 №209, введены в действие с 01.09.85), включающая наружный и внутренний железобетонные слои и средний теплоизоляционный слой. Наружный и внутренний железобетонные слои соединены между собой жесткими связями, выполненными в виде армированных бетонных ребер (шпонок), проходящих через теплоизоляционный слой, и армированных бетонных ребер, размещенных по всему периметру панели. Последние не только выполняют роль жесткой связи между наружным и внутренним железобетонными слоями, но и герметизируют пространство между ними, обеспечивая защиту теплоизоляционного слоя от внешних механических и атмосферных воздействий в процессе хранения, транспортировки и монтажа панели. Все железобетонные элементы панели выполнены из легкого бетона на пористых заполнителях.

Недостатком является то, что армированные бетонные ребра, размещенные по периметру панели, имеют толщину 45-50 мм по длинным сторонам панели и 80 мм по коротким сторонам. Такая толщина этих ребер обусловлена тем, что они выполняют роль жестких связей между наружным и внутренним железобетонными слоями панели, одновременно герметизируя пространство между ними. Но, с другой стороны, армированные бетонные ребра указанной толщины представляют собой дополнительные “Мостики холода” и снижают теплотехнические свойства трехслойной железобетонной панели на 50% и больше (в зависимости от размера панели).

Известна трехслойная железобетонная панель (см. патент РФ №2274714, МПК E04C 2/00. Опубл. 20.04.2006), включающая теплоизоляционный слой, наружный и внутренний железобетонные слои, связанные между собой жесткими связями, выполненные в виде армированных бетонных шпонок, проходящих через теплоизоляционный слой и армированные бетонные ребра, размещенные по периметру панели, дополнительно снабжена, по меньшей мере, двумя армированными бетонными шпонками, которые размещены на противоположных торцах панели, а армированные бетонные ребра в сечении, параллельном слоям панели, имеют площадь, определяемую из соотношения площади панели, толщины ее среднего слоя, коэффициентов теплопроводности материалов ребер, слоев панели, арматуры и утеплителя, а также требуемого сопротивления теплопередачи.

Недостатком является снижение теплотехнических свойств трехслойной железобетонной панели особенно в осенне-зимний и зимне-весенний периоды эксплуатации, обусловленные различными периодическими в течение суток колебаниями температуры окружающей среды, что приводит к дополнительным тепловым потерям через армированные бетонные шпонки, проходящие как через теплоизоляционный слой, так и размещенные на торцах панели.

Технической задачей предлагаемого изобретения является поддержание теплотехнических свойств трехслойной железобетонной панели в изменяющихся погодных условиях эксплуатации.

Технический результат по обеспечению надежности теплотехнических свойств конструкции при эксплуатации достигается тем, что трехслойная железобетонная панель, включающая теплоизоляционный слой, наружный и внутренний железобетонные слои, связанные между собой жесткими связями, выполненные в виде армированных бетонных шпонок, проходящих через теплоизоляционный слой и армированные бетонные ребра, размещенные по периметру панели, дополнительно снабжена, по меньшей мере, двумя армированными бетонными шпонками, которые размещены на противоположных торцах панели, а армированные бетонные ребра в сечении, параллельном слоям панели, имеют площадь, определяемую из соотношения площади панели, толщины ее среднего слоя, коэффициентов теплопроводности материалов ребер, слоев панели, арматуры и утеплителя, а также требуемого сопротивления теплопередачи, при этом коэффициент теплопроводности материала армированных бетонных шпонок, проходящих через теплоизоляционный слой в 2,5-3 раза превышает коэффициент теплопдоводности материала армированных бетонных шпонок, размещенных на противоположных торцах панели.

На фиг.1 изображен общий вид трехслойной железобетонной панели с частичными разрезами, на фиг.2 - распределение температурных и тепловых полей в зонах контакта шпонок как в торце панели, так и в теплоизоляционном слое панели.

Трехслойная железобетонная панель включает наружный 1 и внутренний 2 железобетонные слои и средний теплоизоляционный слой 3. Наружный 1 и внутренний 2 железобетонные слои связаны жесткими связями, выполненными в виде армированных бетонных шпонок 4, проходящих через теплоизоляционный слой 3, и армированных бетонных шпонок 5, которые размещены на противоположных торцах панели. Общее количество армированных бетонных шпонок 4 и 5 определяют расчетным путем, при этом количество шпонок 5 должно быть не менее двух. Наружный 1 и внутренний 2 железобетонные слои также связаны армированными бетонными ребрами 6, которые размещены по всему периметру панели и герметизируют пространство между слоями 1 и 2, тем самым обеспечивая защиту теплоизоляционного слоя 3 от механических повреждений и атмосферного воздействия во время хранения, транспортировки и монтажа панели. При этом материал армированных бетонных шпонок 4, проходящих через теплоизоляционный слой 3 имеет коэффициент теплопроводности в 2,5-3 раза, превышающий коэффициент теплопроводности армированных бетонных шпонок 5, размещенных на противоположных торцах панели.

Теплотехнические свойства предлагаемой железобетонной панели по изобретению в условиях эксплуатации при изменяющихся погодных условиях эксплуатации проявляются следующим образом. При отрицательных температурах окружающей среды армированные бетонные ребра определенной толщины представляют собой дополнительные «Мостики холода», а устранение данного явления путем уменьшения толщин армированных бетонных ребер по периметру панели (по прототипу) конечно снижает теплопотери, но не всегда оправдано по прочности параметрам конструкции.

Выполнение армированных бетонных шпонок, размещенных на противоположных торцах панели из материала с коэффициентом теплопроводности в 2,5-3 раза меньшим, чем коэффициент теплопроводности материала армированных бетонных шпонок, проходящих через теплоизоляционный слой, приводит к местному перераспределению температурных и тепловых полей в местах контакта бетонных шпонок с основным материалом трехслойной панели. Температурное поле внешней окружающей среды с минусовой температурой воздействует на армированную бетонную шпонку на торце панели и температурное поле внутренней с минусовой температурой окружающей среды (например, расположение панели как перекрытия здания) с градиентом температур различной (до трехкратной) интенсивности, обусловленной теплопроводностью соответствующих материалов. В результате в месте контакта (фиг.1) для торца панели, где возможно появление «Мостиков холода», образуется температурно-тепловой пограничный слой (см., например, стр.68-77 Исаченко В.П. и др. Теплопередача. М.: Энергоиздат, 1981, - 416 с. ил.), обусловленный встречным направлением градиентов температур (grad t) внешней окружающей среды и теплового потока рассеивания (g_pac), определяющих тепловые потери панели от внутренней окружающей среды, например тепла помещения при использовании панели в качестве перекрытия здания. При этом толщина температурно-теплового пограничного слоя увеличивается при периодическом в течение суток разном изменении температуры воздуха окружающей среды от минусовых до нулевых и даже плюсовых. В то же время в месте контакта армированных бетонных шпонок, проходящих через теплоизоляционный слой, также образуется температурно-тепловой пограничный слой, обеспечивающий рассеивание теплового потока, определяющего тепловые потери как по внешнему и внутреннему железобетонному слою, так и теплоизоляционному слою, но со значением температурных градиентов до трехкратно меньшим, чем для наружных условий.

В результате наличия местных зон (армирование бетонных шпонок на торцах панели и в теплоизоляционном слое) перераспределение температурных и тепловых полей обеспечивает повышение теплотехнических свойств трехслойной железобетонной панели в целом.

Оригинальность предлагаемого изобретения заключается в том, что трехслойная железобетонная панель конструктивно выполнена с армированными бетонными шпонками с коэффициентом теплопроводности в 2,5-3 раза меньшим, чем коэффициент теплопроводности материала армированных бетонных шпонок, проходящих через теплоизоляционный слой. В результате по площади и объему трехслойной железобетонной панели возникают температурно-тепловые погрешности слоя в местах контакта шпонок, обеспечивая увеличение термодинамического сопротивления, что в конечном итоге и снижает тепловые потери, т.е. улучшает теплотехнические свойства панели.

Трехслойная железобетонная панель, включающая теплоизоляционный слой, наружный и внутренний железобетонные слои, связанные между собой жесткими связями, выполненными в виде армированных бетонных шпонок, проходящих через теплоизоляционный слой и армированные бетонные ребра, размещенные по периметру панели, дополнительно снабженная, по меньшей мере, двумя армированными бетонными шпонками, которые размещены на противоположных торцах панели, а армированные бетонные ребра в сечении, параллельном слоям панели, имеют площадь, определяемую из соотношения площади панели, толщины ее среднего слоя, коэффициентов теплопроводности материалов ребер, слоев панели, арматуры и утеплителя, а также требуемого сопротивления теплопередачи, отличающаяся тем, что при этом коэффициент теплопроводности материала армированных бетонных шпонок, проходящих через теплоизоляционный слой в 2,5-3 раза превышает коэффициент теплопроводности материала армированных бетонных шпонок, размещенных на противоположных торцах панели.

Изобретение относится к области строительства, в частности к многопустотной железобетонной плите. .

Армированное изделие // 2350721

Изобретение относится к области строительства, а именно к армированным трансформируемым конструкциям, и может быть использовано для строительства зданий и сооружений различной конфигурации и этажности.

Многопустотное строительное изделие и способ его изготовления // 2313639

Изобретение относится к области строительства, в частности к многопустотным плитам перекрытия с петлевыми захватами. .

Декоративная облицовочная плита // 2271423

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для декоративной облицовки зданий и сооружений, включая отделку интерьеров.

Многопустотное строительное изделие и способ его изготовления // 2263748

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при производстве железобетонных изделий, в частности многопустотных плит перекрытий, полученных методом непрерывного формования по безопалубочной технологии.

Способ изготовления многопустотной плиты перекрытия // 2247198

Изобретение относится к строительству и предназначается для возведения перекрытий многоэтажных зданий. .

Многопустотная железобетонная плита перекрытия // 2241809

Изобретение относится к области строительства и предназначено для устройства перекрытий зданий и сооружений. .

Железобетонная конструкция // 2241808

Изобретение относится к строительным конструкциям, в частности к железобетонным плитам различного назначения. .

Многопустотное строительное изделие и способ его изготовления // 2204665

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при производстве изделий сборного бетона и железобетона путем непрерывного формования. .

Способ изготовления плиты несъемной опалубки и плита несъемной опалубки // 2199637

Изобретение относится к области производства строительных конструкций из бетонной смеси. .

Армированные цементные сдвигоустойчивые панели // 2425934

Изобретение относится к сдвигоустойчивым панелям, которые крепят на каркасе в жилых и других типах легких сооружений

Панель из цементного строительного раствора с предварительно напряженной биаксиальной арматурой и способ ее изготовления // 2452825

Изобретение относится к области строительства, в частности к панели из цементного строительного раствора с предварительно напряженной биаксиальной арматурой

Усиливающий лист для армирования плиты на основе вяжущего вещества // 2493334

Изобретение относится к строительству. Технический результат: создание усиливающего листа со свойством гидрофильности при начальном контакте с суспензией гидравлического вяжущего соединения для способствования смачиванию суспензией, распределению суспензии и формированию соответствующей связи с суспензией, препятствие поглощению и удержанию влаги. Усиливающий лист для плиты на основе вяжущего вещества включает тонкий проницаемый для водяного пара слой стекловолокон, связанных друг с другом посредством отвержденного вяжущего с получением покрытых вяжущим стекловолокон, и гидрофильный покрывающий материал на покрытых вяжущим стекловолокнах, при этом гидрофильный покрывающий материал является растворимым и переносимым в водной суспензии вяжущего соединения, а также является летучим с рассеиванием посредством испарения при повышенной температуре и длительности, при которой высушивается вяжущее соединение с формированием плиты на основе вяжущего вещества. Также описаны способ изготовления усиливающего листа для плиты, плита на основе вяжущего вещества и способ изготовления плиты. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Трехслойная ресурсосберегающая железобетонная панель // 2558874

Изобретение относится к строительству, в частности к ограждающим конструкциям промышленных зданий. Технический результат - обеспечение энергосберегающих условий эксплуатации промышленных зданий и сооружений, особенно в условиях отрицательных температур окружающей среды. Трехслойная железобетонная панель включает теплоизоляционный слой, наружный и внутренний железобетонные слои, связанные между собой жесткими связями, выполненные в виде армированных бетонных шпонок, проходящих через теплоизоляционный слой, и армированные бетонные ребра, размещенные по периметру панели, дополнительно снабжена, по меньшей мере, двумя армированными бетонными шпонками, которые размещены на противоположных торцах панели, а армированные бетонные ребра в сечении, параллельном слоям панели, имеют площадь, определяемую из соотношения площади панели, толщины ее среднего слоя, коэффициентов теплопроводности материалов ребер, слоев панели, арматуры и утеплителя, а также требуемого сопротивления теплопередачи, при этом коэффициент теплопроводности материала армированных бетонных шпонок, проходящих через теплоизоляционный слой, в 2,5-3 раза превышает коэффициент теплопроводности материала армированных бетонных шпонок, размещенных на противоположных торцах панели. Теплоизоляционный слой выполнен из тонковолокнистого материала и расположен в виде витых продольно вытянутых по длине панели пучков. 2 ил.

Кирпичная сейсмостойкая стеновая панель кочетова // 2579030

Изобретение относится к строительству в сейсмоопасных районах зданий и сооружений. Технический результат - повышение сейсмостойкости кирпичной стеновой панели путем увеличения демпфирования. Это достигается тем, что в сейсмостойкой кирпичной стеновой панели, содержащей кирпичную кладку из кирпичей с отверстиями по средине ширины и на одной четверти длины от торцов кирпича, уложенных на растворе с совмещением отверстий в каналы, и арматурные стержни, пропущенные через каналы с жестким закреплением их на торцах, посредством плоских упоров по толщине, равных толщине растворного шва, а в каналах у торцов панели размещены слои вибродемпфирующего материала П-образного типа, воспринимающие пространственную вибрацию, арматурные стержни выполнены демпфирующими, а каждый из них представляет собой цилиндрический демпфирующий элемент, к концам которого жестко присоединены плоские жесткие упоры, а внутренняя полость заполнена слоем вибродемпфирующего материала, например песком, при этом плотность вибродемпфирующего слоя меньше плотности внешней цилиндрической обечайки демпфирующего элемента, причем слои вибродемпфирующего материала, конструктивно выполненные П-образного типа и воспринимающие пространственную вибрацию, выполнены из измельченных изношенных автопокрышек на связке в виде резинового клея, жидкого стекла или полимерного связующего, а через каждые 8÷10 рядов уложенных на растворе кирпичей привариваются жесткие упоры, а демпфирующие стержни удлиняются с применением сварки, причем в каналы средней зоны заливается раствор с вибродемпфирующей крошкой из измельченных покрышек автомобильных шин для образования более жестких зон, а арматурные стержни выполнены демпфирующими, и каждый из них представляет собой коаксиально расположенные цилиндрические обечайки, между которыми коаксиально расположены трубчатые демпфирующие элементы из вибродемпфирующего материала, к концам которых жестко присоединены плоские жесткие упоры, а внутренняя центральная полость заполнена песком, при этом плотность слоев вибродемпфирующего материала меньше плотности коаксиально расположенных цилиндрических обечаек. 4 ил.

Многопустотная плита перекрытия с проемом // 2581069

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при производстве многопустотных плит перекрытий с технологическим проемом, предназначенным для пропуска инженерных коммуникаций. Технический результат состоит в расширении функциональных и эксплуатационных качеств многопустотной плиты за счет устройства в плите технологического проема. Конструкция плиты состоит из двух монолитных тел, пустотного и сплошного сечений, объединенных бетонными шпонками и арматурой в единый блок. В сплошном теле плиты на расстоянии 250…350 мм от торца размещен проем диаметром 600…700 мм, армированный по контуру отдельными стержнями, размещенными в верхней части сечения. 5 ил.

Способ изготовления многопустотной плиты перекрытия с проемом // 2593834

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при производстве многопустотных плит перекрытий с технологическим проемом. Технический результат состоит в упрощении монтажа плиты. Плиту изготавливают в следующей технологической последовательности: размещают в опалубке арматуру, а затем на расстоянии 1,1-1,2 м от торца устанавливают и фиксируют диафрагму с отверстиями для пропуска пуансонов, разделяя зону бетонирования на два участка - первый и второй. Устанавливают на всю длину опалубки пуансоны, укладывают и виброуплотняют бетонную смесь на первом участке. В пустоты отформованного бетонного тела устанавливают заглушки. Размещают вкладыш проема, добавочную арматуру и экран на втором участке. Укладывают и виброуплотняют бетонную смесь, а затем после набора бетоном распалубочной прочности извлекают вкладыш проема и экран. 5 ил.

Многопустотная фибробетонная плита перекрытия с повышенной анкеровкой // 2600227

Изобретение относится к производству строительных конструкций, а именно к производству многопустотных железобетонных плит перекрытия методом стендового безопалубочного формирования. В теле плиты 1 выполнены пустоты 4, а предварительно напряженные рабочие арматуры 2 и 3 расположены возле нижней грани и верхней грани тела 1 плиты соответственно. Пустоты 4 и рабочие арматуры 2 и 3 ориентированы вдоль пролета тела 1 плиты. Внешние поверхности рабочей арматуры 2 и 3 в приопорных участках 5 тела 1 плиты образованы закрепленными к ним замкнутыми внешними элементами, выполненными из гибких металлических пластин 6 и 7 в виде лент, и смещены относительно друг друга в разные стороны, а в конце их соединения закреплены между собой внахлест. При этом пластины 6 и 7 жестко связаны с рабочей арматурой 2 и 3 посредством сварки и размещены в теле фибробетона 8. Средняя часть плиты тела 1 с рабочей арматурой 2 и 3 дополнительно снабжена обрамленной арматурой, выполненной из ребристой высокопрочной проволоки 10 и 11 по форме замкнутой синусоиды в плане, выполнено также не менее двух элементов, смещенных относительно друг друга в разные стороны, жестко связанных с рабочей арматурой 2 и 3 посредством сварки и размещенных в теле сталефибробетона 12. При этом производят одновременно виброформирование всех участков в указанной плите. Технический результат заключается в обеспечении несущей способности плиты перекрытия при расширении технологических возможностей изготовления, а именно возможности непрерывного формирования, повышении трещиностойкости при монтажных работах. 2 ил.

Строительный элемент и способ изготовления строительного элемента // 2608368

Изобретение относится к строительству, а именно к строительному элементу, который может использоваться как потолочный элемент или как стеновой элемент, а также способу его изготовления. Технический результат: упрощение изготовления, возможность использования при высоких статических нагрузках. Строительный элемент содержит облицовку, которая включает первый бетонный слой и снабжена текстильным армированием, несущую панель, которая включает второй бетонный слой и снабжена армированием несущей панели, а также множество соединительных тел, которые расположены между текстильным армированием и армированием несущей панели и соединены как с несущей панелью, так и с облицовкой, причем каждое соединительное тело имеет трехмерную текстильную сетчатую структуру. Также описан способ изготовления строительного элемента. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Соединительный элемент кочетова для блоков сейсмостойкого сооружения // 2611645

Изобретение относится к технике возведения стойких к землетрясениям сооружений. Технический результат - повышение эффективности сейсмостойкости за счет пространственной защиты от сейсмических волн путем введения каждого блока в единую сейсмостойкую конструкцию посредством соединительных демпфирующих элементов. Это достигается тем, что в соединительном элементе для блоков сейсмостойкого сооружения, состоящем из упругого цилиндрического корпуса с закрепленными по его торцам установочными дисками, при этом полость цилиндрического корпуса заполнена демпфирующим материалом, корпус выполнен из двух фланцевых, оппозитно расположенных и соосных цилиндрических резьбовых втулок с жестко прикрепленными к их торцевой части установочными дисками, на которых выполнены элементы для резьбового соединения втулок в единый цилиндрический корпус, выполненный из упругого материала, например из упругой пружинной стали, полость которого заполнена демпфирующим материалом, например вибродемпфирующей мастикой типа «ВД-17». 2 з.п. ф-лы, 5 ил.