Многопустотная плита перекрытия

Изобретение относится к области строительства и может найти применение при изготовлении облегченных плит перекрытия. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности плиты. Многопустотная железобетонная плита перекрытия содержит тело плиты с нижним армированным поясом, над которым уложены трубчатые пустотообразователи, выполненные в виде выпуклых цилиндров, образованных из согнутого пополам полимеркомпозитного полотнища с выпуклостями в виде полуцилиндров, обращенных наружу, и уложенные в бетонной матрице. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области строительства и может найти применение при изготовлении облегченных плит перекрытия. Известна строительная панель пустотного настила, содержащая арматурный каркас (сетки), пластиковые пустотные шаровые элементы, напряженную арматуру и бетон омоноличивания согласно технологии BubbleDeck [pobetony.ru›bloki-i-perekrytiya/babldek/].

Недостатком данной панели является ограниченность применения за счет необходимости согласования диаметра отверстия (квадрата отверстия) сетки или каркаса с диаметром шарового заполнителя, повышенная трудоемкость распределения шарового заполнителя и металлоемкость каркаса, повышенная материалоемкость за счет нерационального распределения пустот и расхода арматуры за счет укладки второй сетки для фиксации шаров, а также сложность регулирования распределения шарового заполнителя согласно изгибающему моменту от приложенной нагрузки, что снижает прочность, а, в целом, эффективность использования панели.

Известна многопустотная плита перекрытия, имеющая в своем теле сквозные каналы, поперечное сечение которых уменьшается от края плиты к ее середине (SU, А.с. №773219, Е04В 5/02, 1980).

Недостатком данной плиты является сложность ее изготовления, повышенная материалоемкость за счет нерационального распределения пустот и расхода арматуры, а также значительный собственный вес.

Известна также многопустотная панель перекрытия, содержащая арматурный каркас (сетки), напряженную арматуру, пластиковые пустотные элементы и бетон омоноличивания, в которой пустотные элементы выполнены в виде дискретных выпуклостей, образованные в полимерном композитном перфорированном полотнище, закрытое снизу пленкой и уложенное в бетонной матрице, причем полотнище может быть выполнено двухслойным, состоящим из двух соединенных между собой полимерных композитных полотнищ с расположенными противоположно дискретными пустотными выпуклостями (Патент №2730275, МПК Е04В 5/328. Многопустотная панель перекрытия. 2020).

Недостатком данной плиты является сложность ее изготовления, повышенная материалоемкость за счет нерационального распределения пустот.

Наиболее близким техническим решением является многопустотная железобетонная плита перекрытия, содержащая тело плиты с нижним и верхним армированными поясами, между которыми образованы пустоты трубками, выполненными, например, из бумаги или пластика (ПМ, №49853, Многопустотная железобетонная плита перекрытия. МПК 7 Е04В 5/02, публикация 2005).

Недостатком данной плиты является сложность ее изготовления, связанная с распределением и фиксацией трубок, повышенная материалоемкость за счет нерационального распределения пустот, а также значительный собственный вес.

При создании настоящего изобретения была поставлена задача по разработке более эффективной конструкции многопустотной плиты перекрытия.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в упрощении конструкции за счет отказа от необходимости использования специального оборудования для образования каналов, снижении материалоемкости и трудоемкости, повышении прочности за счет возможности использования сетки (каркаса) меньшей массы и создания конструкции повышенной прочности за счет более рационального распределения пустот и армирования.

Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что в многопустотной плите перекрытия, содержащей тело плиты с нижним армированным поясом, над которым уложены трубчатые пустотообразователи, которые выполнены в виде выпуклых цилиндров, образованные из согнутого пополам полимеркомпозитногополотнища с непрерывными выпуклостями в виде полуцилиндров, обращенные наружу, и уложенного в бетонной матрице. При этом, две части согнутого пополам полимеркомпозитного полотнища с выпуклостями в виде полуцилиндров соединены саморезами, концы которых утоплены в бетонной матрице. Кроме того, согнутое пополам полимеркомпозитное полотнище с трубчатыми пустотообразователями в виде выпуклых цилиндров уложено на арматурной сетке, соединено саморезами, концы которых зафиксированы в арматурной сетке.

Исполнение пустотных элементов в виде выпуклых цилиндров, образованные из согнутого пополам полимеркомпозитного полотнища с выпуклостями в виде полуцилиндров, обращенные наружу, и уложенное в бетонной матрице, позволяет, во-первых, повысить структурную прочность бетонной матрицы за счет использования полимеркомпозитного полотнища, выступающего дополнительно как прочный армирующий элемент. Соответственно можно снизить массу изделия, используя основную армирующую сетку (каркас), с меньшим диаметром арматурных стержней (проволоки); во-вторых, за счет использования заранее сформированной в готовом полотнище трубчатых пустот с возможностью заданного распределения пустот непосредственно в плите, исключается из технологической цепочки операций по установке и фиксации трубок как в прототипе, что упрощает конструкцию плиты и технологию ее изготовления.

Исполнение плиты, где две части согнутого пополам полимеркомпозитного полотнища с выпуклостями в виде полуцилиндров соединены саморезами, концы которых утоплены в бетонной матрице, позволяет, тем самым, упростить процесс соединения двух частей полотнища и фиксации в бетонной матрице, при этом повышая армирующий эффект.

В случае исполнения плиты, где согнутое пополам полимеркомпозитное полотнище с трубчатыми пустотообразователями в виде выпуклых цилиндров уложено на арматурной сетке, соединено саморезами, концы которых зафиксированы в арматурной сетке, это позволяет упростить технологию изготовления, совмещая две операции по установке сетки и пустотообразователей, при этом упрощается операция по фиксации пустотообразователей, совмещая операцию соединения саморезами двух частей согнутого полотнища с операцией их крепления с сеткой теми же саморезами, что, в целом, повышает эффективность использования и работы плиты.

Многопустотная плита перекрытия поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена конструктивная схема многопустотной плиты перекрытия с совмещенными полимеркомпозитным полотнищем с трубчатыми пустотообразователями в виде выпуклых цилиндров и сеткой; на фиг. 2 - вид сбоку многопустотной плиты перекрытия; на фиг. 3 - разрез по А-А; на фиг. 4 - схема получения полимеркомпозитного полотнища с трубчатыми пустотообразователями в виде выпуклых цилиндров.

На фиг. 1 - фиг. 4 обозначено: 1 - бетонная матрица; 2 - арматурная сетка (каркас); 3 - двойное полимерное композитное (перфорированное)полотнище с двусторонними выпуклостями из полуцилиндров: верхними 4 и нижними 5; 6 - саморезы; 7 - отверстия - пазы.

Многопустотная плита перекрытия состоит из бетонной матрицы 1, внутри которой уложены арматурная сетка (каркас) 2, на которой установлено двойное полимерное композитное полотнище 3 с выпуклостями из полуцилиндров: верхними 4 и нижними 5, соединенное между собой и зафиксированное на сетке саморезами 6, и отверстиями - пазами 7 (фиг. 1 - фиг. 4).

Многопустотная плита перекрытия изготавливается и работает следующим образом.

Сначала изготавливают полимеркомпозитное полотнище 3 с трубчатыми пустотообразователями в виде выпуклых цилиндров. Для этого сгибают полимеркомпозитное полотнище с выпуклостями в виде полуцилиндров наружу и выполняют между ними технологические отверстия- пазы 7, например, вырезают, после чего их скрепляют саморезами 6 (фиг. 3, фиг. 4).

Для восприятия повышенных нагрузок и упрощения технологии изготовления предлагается совместить сетку (каркас) 2 с полимеркомпозитным полотнищем 3 с трубчатыми пустотообразователями в виде выпуклых цилиндров. Для этого предварительно на сетке (каркасе) 2 закрепляют с помощью саморезов 6 заготовленное полимеркомпозитное полотнище 3 с трубчатыми пустотообразователями в виде выпуклых цилиндров (фиг. 1 - фиг. 3).

После этого укладывают слой бетонной смеси, на котором раскладывают сетку 2 с закрепленным на нейполимеркомпозитное полотнище 3 с трубчатыми пустотообразователями в виде выпуклых цилиндров. При этом винтовая нарезка саморезов 6 притапливается в бетонной матрице 1, после чего укладывают следующий слой бетонной смеси, часть которой проходит через технологические отверстия - пазы 7 в полимеркомпозитном полотнище 3, соединяясь с предыдущим слоем бетонной смеси (фиг. 1). Далее изделие формуют, например, на виброплощадке и выполняют тепловую обработку до достижения изделием распалубочной прочности. Готовая многопустотная плита монтируется на стройплощадке согласно техническим нормам.

Размеры полуцилиндров и отверстий - пазов в полимерном композитном полотнище, шаг их расположения задают из условий работы плиты и величины воспринимаемой нагрузки и из условия достижения необходимой пустотности плиты.

При приложении нагрузки на плиту она работает по общей принятой схеме - как балка на двух опорах. Однако, в отличие от обычной многопустотной плиты перекрытия, где имеются просто сквозные каналы - на всю длину плиты, ослабляя в этих местах сечение от действия растягивающих напряжений, в предлагаемой плите за счет использования полимерных композитных полотнищ с трубчатыми пустотообразователями в виде выпуклых цилиндров, воспринимающих часть растягивающих напряжений, повышается прочность плиты. При этом часть нагрузки воспринимается дополнительными армирующими элементами - полимеркомпозитной сеткой, работающей совместно с полимеркомпозитным полотнищем, и выпусками винтовой нарезки саморезов в бетонной матрице, за счет чего, в целом, существенно повышается несущая способность плиты.

Эффективность работы многопустотной плиты во многом зависит от рационального размещения его основных элементов, оптимального количества этих элементов с учетом характера действия нагрузки.

На общей конструктивной схеме многопустотной панели (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4) видно, что основные конструктивные элементы многопустотной плиты связаны между собой с учетом действия нагрузки и технологичности ее изготовления за счет возможности использования готовых полимеркомпозитных полотнищ с трубчатыми пустотообразователями в виде выпуклых цилиндров в комплексе с арматурной сеткой (каркасом). Поэтому предлагаемая многопустотная плита может работать более эффективно, чем известная многопустотная плита со сквозными каналами или панель пустотного настила со сферами, так как вся конструкция обеспечивает возможность регулирования степени распределения пустотных элементов в независимо от их формы и размера при использовании готовых полимеркомпозитных полотнищ с трубчатыми пустотообразователями в виде выпуклых цилиндров. При этом повышается технологичность выполнения основных операций по изготовлению многопустотной плиты, сокращаются потери времени при выполнении отдельных операций за счет применения готовых полимеркомпозитных полотнищ с пустотообразователями, а также в комплексе с арматурной сеткой (каркасом).

Особенно эффективно использовать предлагаемое техническое решение при устройстве нестандартных перекрытий зданий и сооружений.

Многопустотная плита перекрытия была изготовлена в виде модели в строительной лаборатории кафедры ПСК ТвГТУ и показала возможность ее производства как в заводских условиях, так и в реальных условиях строительства.

1. Многопустотная железобетонная плита перекрытия, содержащая тело плиты с нижним армированным поясом, над которым уложены трубчатые пустотообразователи, отличающаяся тем, что трубчатые пустотообразователи выполнены в виде выпуклых цилиндров, образованных из согнутого пополам полимеркомпозитного полотнища с выпуклостями в виде полуцилиндров, обращенных наружу, и уложены в бетонной матрице.

2. Многопустотная плита перекрытия по п. 1, отличающаяся тем, что две части согнутого пополам полимеркомпозитного полотнища с выпуклостями в виде полуцилиндров соединены саморезами, концы которых утоплены в бетонной матрице.

3. Многопустотная плита перекрытия по п. 1, отличающаяся тем, что согнутое пополам полимеркомпозитное полотнище с трубчатыми пустотообразователями в виде выпуклых цилиндров уложено на арматурной сетке, соединено саморезами, концы которых зафиксированы в арматурной сетке.