Несъемная опалубка монолитного перекрытия
Изобретение относится к области строительства, а именно к монолитным кессонным перекрытиям и потолкам с использованием несъемной опалубки. Технической задачей изобретения является сокращение трудозатрат при возведении перекрытия и повышение несущей способности за счет использования арматурного каркаса перекрытия в виде пространственной фермы, изготовленной из легких стальных тонкостенных конструкций C-образного профиля. Профилированный настил, используемый в качестве несъемной опалубки, выполнен сборным из универсальных модульных элементов, а каждый арматурный каркас выполнен в виде пространственной фермы. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к области строительства, а именно к перекрытиям зданий и сооружений, в частности к монолитным кессонным перекрытиям и потолкам, и может быть использовано в конструкции несъемной опалубки в гражданском и промышленном строительстве.
Известна несъемная панельная опалубка монолитного перекрытия по патенту Российской Федерации №47023, кл. E04B 5/40, 2005 г., выполненная в виде плоской панели, над верхней стороной которой, заливаемой при сооружении монолитного перекрытия бетоном или другим твердеющим раствором, выступают продольные ребра, каждое из которых состоит из наклонных боковых стенок и верхней полки, соединяющей указанные стенки, при этом у каждого из продольных ребер панели ширина основания больше ширины верхней полки. В каждом продольном ребре панели соединение каждой боковой стенки с верхней полкой выполнено в виде продольного бокового наружного выступа, а на наружной стороне каждой боковой стенки каждого продольного ребра панели выполнены >-образные наружные выступы, расположенные равномерно по длине упомянутой боковой стенки и направленные вдоль последней. На верхней стороне панели между каждыми двумя смежными продольными ребрами выполнен продольный выступ.
Данная опалубка обеспечивает высокую продольную жесткость, ускорение сооружения и снижение стоимости монолитных перекрытий за счет исключения необходимости установки в них укрепляющей арматуры. Но это одновременно ограничивает несущую способность перекрытия, снижает прочность и жесткость перекрытия в целом, что ограничивает использование такой опалубки, применение которой возможно на объектах для возведения малонагруженных перекрытий.
Известно монолитное перекрытие по авторскому свидетельству СССР №881236, кл. E04B 5/36, 1981 г., содержащее несъемную опалубку из профилированного настила с гофрами в виде перевернутой трапеции и стержневые арматурные каркасы, слой бетона. Арматурные каркасы выполнены повторяющими профиль гофр.
Однако конструкция этой опалубки имеет ограниченную в определенных условиях строительства несущую способность и требует применения дополнительных теплозвукоизолирующих мероприятий для возводимого перекрытия.
Известно монолитное перекрытие по свидетельству на полезную модель Российской Федерации №22164, кл. E04B 5/40, 2002 г., принятое заявителем за прототип. Для его изготовления используют несъемную опалубку из профилированного настила и арматурные каркасы, слой бетона, дополнительный слой полистиролбетона, который уложен поверх слоя бетона, а арматурные каркасы выполнены трехстержневыми, при этом нижние стержни расположены в слое бетона, а верхние - в слое полистиролбетона.
Основное назначение данного технического решения заключается в создании монолитного перекрытия с повышенными теплозвукоизоляционными свойствами при простоте изготовления и определенной несущей способности. А использование в качестве укрепляющей арматуры арматурного каркаса усиливает прочность монолитного перекрытия, но значительно утяжеляет конструкцию и повышает его стоимость.
Технической задачей изобретения является создание несъемной опалубки позволяющей сократить трудозатраты при ее установке для возведения монолитного перекрытия объекта заданной несущей способности и надежности за счет использования арматурного каркаса перекрытия в виде пространственной фермы, изготовленной из легких стальных тонкостенных конструкций C-образного профиля.
Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом решении профилированный настил выполнен сборным из универсальных модульных элементов, а каждый арматурный каркас выполнен в виде пространственной фермы.
Кроме того, универсальный модульный элемент выполнен в поперечном сечении в виде незамкнутой трапеции с малым основанием-полкой и представляет собой кессонообразователь для размещения арматурного каркаса и заполнения бетоном, а нижнее большее основание трапеции профиля универсального модульного элемента выполнено незамкнутым и состоит из отбортовок, а на плоскости основания-полки выполнены выступы, ширина «a» выступа равна наименьшей ширине «b» отбортовки, а высота выступа «h» равна не менее величины защитного слоя бетона арматурной сетки, высота «H» универсального модульного элемента или высота незамкнутой трапеции равна не менее 1/30 пролета монолитной конструкции, а кессонообразователи размещены с шагом не более пяти высот универсального модульного элемента.
Кроме того, пространственная ферма выполнена сборной из легких стальных тонкостенных конструкций C-образного профиля, нижний и верхний пояса пространственной фермы соединены между собой стойками и раскосами, в стойках и раскосах выполнены отверстия для размещения дополнительной арматуры, или канатов, а в верхнем поясе выполнены отверстия для пропуска бетона при возведении монолитного перекрытия.
Кроме того, нижние и верхние концы стоек и раскосов обжаты в местах соединения с нижним и верхним поясами пространственной фермы, а в нижнем и верхнем поясах в местах соединения со стойками и раскосами выполнены вырезы полочки C-образного профиля, и вырез полочки выполнен параллельно боковой поверхности установленного в пространственной ферме раскоса или стойки.
Кроме того, отверстия в стойках и раскосах в собранной пространственной ферме размещены соосно и выполнены от основания пространственной фермы на величину защитного слоя бетона.
Технический результат от использования предлагаемого изобретения заключается в том, что получена облегченная конструкция несъемной несущей опалубки с арматурным каркасом, выполненным в виде пространственной фермы из легких стальных тонкостенных конструкций C-образного профиля, обеспечивающих заданную прочность, надежность несъемной опалубки и несущую способность монолитного перекрытия.
На фиг.1 изображен универсальный модульный элемент;
на фиг.2 изображена несъемная опалубка монолитного перекрытия, собранная из универсальных модульных элементов и с арматурным каркасом, выполненным в виде пространственной фермы из легких стальных тонкостенных конструкций C-образного профиля;
на фиг.3 - арматурный каркас в виде пространственной фермы в качестве арматурного каркаса, вид спереди;
на фиг.4 - вид А на фиг.3, пространственная ферма, вид сверху;
на фиг.5 - вид Б на фиг.3, пространственная ферма, вид сбоку;
на фиг.6 - фрагмент пространственной фермы: соединение элементов пространственной фермы арматурного каркаса;
на фиг.7 - пространственная ферма, вид спереди сверху, в сборе;
на фиг.8 - пространственная ферма, вид сбоку с установленной дополнительной арматурой, в сборе.
Несъемная опалубка монолитного перекрытия состоит из панели 1, которая выполнена, например, из профилированного настила с кессонообразователями 2, и арматурных каркасов, размещенных в кессонообразователях 2 и выполненных в виде пространственной фермы 3. Причем профилированный настил выполнен сборным из универсальных модульных элементов 4.
Известны индустриальные опалубочные системы, но они недостаточно универсальны в применении и в основном используются с грузоподъемными механизмами (см. Анпилов С.М. Технология возведения зданий и сооружений из монолитного железобетона. Учебное пособие. - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, стр.36-258, стр.151-159, рис.2.2.36-2.2.40. ISBN 978-5-93093-590-5).
Применение модульных элементов несъемной опалубки позволяет осуществлять производство строительных конструкций с различными планировочными решениями.
Изготовление модульных элементов несъемной опалубки не требует значительной материально-технической базы. Небольшой вес элементов дает возможность их устанавливать без грузоподъемных механизмов. Установка готовых модулей позволяет сократить время при монтаже опалубки и снизить себестоимость работ.
Основным элементом заявленной несъемной опалубки монолитного перекрытия является универсальный модульный элемент 4, с применением которого сооружают в основном все монолитные конструкции здания. Он выполнен из оцинкованной или нержавеющей стали способом холодной штамповки или проката и имеет сечение в виде незамкнутой трапеции. Универсальные модульные элементы 4, собранные в конструкцию, составляющую определенную опалубочную систему для возведения необходимого монолитного элемента здания, образуют в собранном виде кессонообразователи 2, предназначенные для размещения в них, например, арматурных каркасов, труб или другого инженерного оборудования.
Профиль универсального модульного элемента 4 в сечении представляет незамкнутую трапецию, верхнее малое основание которой представляет собой основание-полку 5, а нижнее большее основание выполнено незамкнутым и состоит из отбортовок 6. На плоскости основания-полки 5 выполнены выступы 7. Причем ширина «a» выступа 7 равна наименьшей ширине «b» отбортовки 6, а высота выступа 7 «h» равна не менее величины защитного слоя бетона арматурной сетки 8, уложенной на дистанцеры и универсальные модульные элементы 4 собранной несъемной опалубки. Высота «H» универсального модульного элемента 4 или высота незамкнутой трапеции равна не менее 1/30 пролета сооружаемого монолитного перекрытия. На поверхности универсального модульного элемента 4, а именно на основании-полке 5 и боковых поверхностях незамкнутой трапеции профиля универсального модульного элемента 4, выполнены поперечные ребра жесткости 9. Причем выполнены они выпуклыми или вогнутыми в виде зигов, которые придают большую жесткость универсальному модульному элементу 4. А для придания дополнительной жесткости универсальному модульному элементу 4 и всей собранной несъемной опалубке в выступах 7 и отбортовках 6 выполнены продольные канавки жесткости 10, упрощающие, кроме того, ориентацию и стыковку элементов 4 при сборке профилированного настила.
Таким образом, установленный основанием-полкой 5 на ригель 11 или стену 12 универсальный модульный элемент 4 представляет собой кессонообразователь 2 для размещения арматурного каркаса, выполненного в виде, например, пространственной фермы 3.
В заявленном изобретении пространственная ферма 3 арматурного каркаса выполнена сборной из легких стальных тонкостенных конструкций C-образного профиля. Такая конструкция гораздо легче известного арматурного каркаса, но также прочна и надежна и также обеспечивает заданную несущую способность монолитного перекрытия.
Пространственная ферма 3 включает нижний 13 и верхний 14 пояса, которые соединены между собой стойками 15 и раскосами 16. В стойках 15 и раскосах 16 выполнены отверстия 17 для размещения дополнительной арматуры 18, или канатов.
В верхнем 14 поясе пространственной фермы 3 выполнены отверстия 19 для пропуска бетона при возведении монолитного перекрытия.
Нижние и верхние концы стоек 15 и раскосов 16 обжаты в местах соединения с нижним 13 и верхним 14 поясами для получения сужения 20, необходимого для возможности сборки стоек 15 и раскосов 16 с поясами 13 и 14 пространственной фермы 3. А в нижнем 13 и верхнем 14 поясах в местах соединения со стойками 15 и раскосами 16 выполнены вырезы 21 полочки C-образного профиля. Вырез 21 полочки выполнен параллельно боковой поверхности установленного в пространственной ферме 3 раскоса 16 или стойки 15.
Отверстия 17 в стойках 15 и раскосах 16 в уже собранной пространственной ферме 3 размещены соосно и выполнены от основания пространственной фермы 3 на величину защитного слоя бетона. Это условие необходимо использовать, оно гарантирует в дальнейшем успешную установку как дополнительной арматуры, так и инженерного оборудования.
Изготавливают монолитное перекрытие с использованием заявленной несъемной опалубки следующим образом.
В кессонообразователи 2 панели 1, выполненной из универсальных модульных элементов 4, устанавливают арматурные каркасы в виде пространственных ферм 3 и закрепляют их с панелью 1.
При необходимости укрепления опалубки, в отверстия 17 стоек 15 и раскосов 16 пропускают дополнительную арматуру 18 или размещают инженерные коммуникации.
После выполнения этих операций заполняют подготовленную несъемную опалубку бетоном, который, кроме заполнения поверхности панели 1, выполненной из универсальных модульных элементов 4, проникает между элементами пространственной фермы 3 и через отверстия 19 в верхнем 14 поясе пространственной фермы 3 вовнутрь фермы 3 и заполняет ее. Таким образом, несъемная опалубка на заданный уровень полностью заполнена бетоном. А после достижения бетоном разопалубочной прочности получают монолитное перекрытие.
Использование предлагаемого технического решения позволило создать более легкую и экономичную несъемную опалубку для возведения монолитного перекрытия без снижения его прочности, надежности и несущей способности за счет использования арматурного каркаса в виде пространственной фермы, изготовленного из легких стальных тонкостенных конструкций C-образного профиля. Кроме того, применение заявленной несъемной опалубки позволяет сократить трудозатраты при ее установке.
1. Несъемная опалубка монолитного перекрытия, содержащая в основании панель из профилированного настила с кессонообразователями и арматурные каркасы, размещенные в кессонообразователях, отличающаяся тем, что профилированный настил выполнен сборным из универсальных модульных элементов, а каждый арматурный каркас выполнен в виде пространственной фермы.
2. Опалубка по п.1, отличающаяся тем, что универсальный модульный элемент выполнен в поперечном сечении в виде незамкнутой трапеции с малым основанием-полкой и представляет собой кессонообразователь для размещения арматурного каркаса и заполнения бетоном, а нижнее большее основание трапеции профиля универсального модульного элемента выполнено незамкнутым и состоит из отбортовок, а на плоскости основания-полки выполнены выступы, ширина «a» выступа равна наименьшей ширине «b» отбортовки, а высота выступа «h» равна не менее величины защитного слоя бетона арматурной сетки, высота «H» универсального модульного элемента или высота незамкнутой трапеции равна не менее 1/30 пролета монолитной конструкции, а кессонообразователи размещены с шагом не более пяти высот универсального модульного элемента.
3. Опалубка по п.1, отличающаяся тем, что пространственная ферма выполнена сборной из легких стальных тонкостенных конструкций C-образного профиля, нижний и верхний пояса пространственной фермы соединены между собой стойками и раскосами, в стойках и раскосах выполнены отверстия для размещения дополнительной арматуры, или канатов, а в верхнем поясе выполнены отверстия для пропуска бетона при возведении монолитного перекрытия.
4. Опалубка по п.3, отличающаяся тем, что нижние и верхние концы стоек и раскосов обжаты в местах соединения с нижним и верхним поясами пространственной фермы, а в нижнем и верхнем поясах в местах соединения со стойками и раскосами выполнены вырезы полочки C-образного профиля, и вырез полочки выполнен параллельно боковой поверхности установленного в пространственной ферме раскоса или стойки.
5. Опалубка по п.3, отличающаяся тем, что отверстия в стойках и раскосах в собранной пространственной ферме размещены соосно и выполнены от основания пространственной фермы на величину защитного слоя бетона.
