Покрытие здания, железобетонная подстропильная ферма и железобетонная плита

 

(»>994655

Оп ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз -Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.10.80 (21) 2992134/29-33 (51) М Кл з

Е 04 В 5/00

Е 04 С 3/02

Е 04 С 2/06 с присоединением заявок № 2992175 и 2992316/29-33

Гесудерстеелкма кемитет (23) Приоритет—

СССР лв делам нзебретелий и еткрмтий

Опубликовано 07.02.83. Бюллетень № 5 (53) УДК 69.025:

:69.024.8:

:624.073. 7 (088. 8) Дата опубликования описания 12.02.83

К. М. Матвеев, А. Т. Власкин, В. И. Королаэр . И. Яковенко, P. Г. Милютина, M. П. Сидоренко, Ю. А. Репе/ко, . озяривский, В. А. Клевцов, Л. В. Сасонко, С. И. Чистов и КФеГу.Р вич

Государственный ордена Трудового Красного "Знамвни проеитнипе институт «Промстройпроеит» йносстрдП.„СЖнт,".",;.,т - с (72) Авторы изобретения (71) Заявитель е (54) ПОКРЫТИЕ ЗДАНИЯ, ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ

ПОДСТРОПИЛЬНАЯ ФЕРМА И ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ ПЛИТА

Изобретение относится к строительству и может быть применено для различных промышленных, сельскохозяйственных и общественных зданий.

Известно покрытие здания, выполненное из сборных железобетонных конструкций панелей-оболочек КЖС размером 3 X 18 м, опирающихся на продольные конструкции балки или фермы (1).

Вследствие криволинейного (параболического) очертания поверхности панели-оболочки КЖС кровля получается скатной и на приопорных участках имеет уклон 10—

14, что, в свою очередь; увеличивает .трудоемкость кровельных работ, уменьшает срок службы кровли и увеличивает количест- во ливнестоков.

Наиболее близким к изобретению является покрытие здания, включающее железобетонные ребристые плиты, опертые на железобетонные фермы, выполненные в виде провисающих элементов с вутами (2) .

Известное покрытие имеет повышейный расход материала из-за большой высоты покрытия, ограниченные возможности использования межферменного пространства, вентиляции и естественного освещения от зенитных фонарей.

Известны железобетонные предварительно напряженные подстропильные шпренгельные фермы треугольного очертания с вертикальной стойкой в середине пролета, соединяющей верхний и нижний пояса (3).

Эти подстропильные фермы плохо работают на воздействие внеузловой нагрузки, прикладываемой к верхнему поясу. От воз о действия такой нагрузки в верхнем и нижJ нем поясах возникают значительные изгибающие моменты, для восприятия которых требуется повышенный расход бетона и стали.

Наиболее близкой к предлагаемой является железобетонная подстропильная ферма, состоящая из верхнего пояса, пересекающегося в опорном узле с нижним поясом ломаного очертания с предварительно напряженной арматурой раскосов и стоек (4).

Известная железобетонная подстропильная ферма имеет два типоразмера. Подстропильные фермы первого типоразмера— симметричные, предназначены для установки на колонны среднего ряда с центрацией в одной точке осей нижнего и верхнего поя994655

Целью изобретения является уменьшешение строительной высоты покрытия, пропуск инженерных коммуникаций в поперечном направлении здания, унификация подстропильных ферм и снижение металлоемкости, уменьшение материалоемкости и повышение жесткости.

Поставленная цель достигается тем, что в покрытии здания, включающем железобетонные ребристые плиты, опертые на железобетонные фермы, выполненные в виде провисаюших элементов с вутами, ребра плиты имеют отверстия и выполнены в виде расположенных в межферменном пространстве провисающих элементов, причем плиты провисают над верхней гранью верхнего пояса на величину размера вута среднего узла фермы.

55 сов»а равнодействующую опорных реакций, передаваемых подстропильной фермой на средний ряд колонн. Подстропильные фермы второго типоразмера — несимметричные, предназначены для установки на колонны в торце здания или у температурного шва с центрацией в точке пересечения осей нижнего пояса с верхним в одном узле— на равнодействующую опорной реакции, передаваемой подстропильной фермой на колонну среднего ряда, в другом — на равнодействуюшую опорной реакции, передаваемую подстропильной фермой на колонну у торца здания или температурного шва.

Наличие двух типоразмеров подстропильных ферм, устанавливаемых в одном ряду колонн, требует два типоразмера стальных опалубочных форм, что вызывает увеличе-. ние расхода стали.

При установке известной подстропильной фермы первого типоразмера на колонны у торца здания или температурного шва в поясах ферм от нагрузки плит покрытия и 2О усилия нижнего пояса, нецентрированного на опорную реакцию колонн у температурного шва или у торца здания, возникают значительные изгибающие моменты, что приводит к большому перерасходу материалов и делает подстропильные фермы экономически нецелесообразными.

Известны сборные железобетонные предварительно напряженные конструкции для малоуклонных покрытий типа П (5J .

Недостатком этого типа конструкций яв- ЗО ляются ограниченные возможности использования естественного освещения здания от светоаэрационных и зенитных фонарей, вентиляции, а также пропуска коммуникаций.

Наиболее близкой к предлагаемой является железобетонная плита, включающая ребристую полку и прсдольные преднапряженцые ребра переменной»а приопорных участках (6).

Недостатками этой конструкции являются повышенныи расход материалов, а также мало эффективное использование межферменного пространства.

В железобетонной подстропильной ферме, состоящей из верхнего пояса, пересекающегося в опорном узле с нижним поясом ломаного очертания с предварительно напряженной арматурой, раскосов и стоек, ось верхнего пояса пересекается с осью нижнего пояса в точке, расположенной с эксцентриситетом относительно места приложения опорной реакции

Верхний пояс крайней панели выполнен с переменным сечением по высоте, образованным наклоном внутренней грани пояса вниз от стойки до внутренней грани опорного узла, наклоненной к стойке и образуюшей в месте пересечения с внутренней гранью верхнего пояса двугранный угол.

Арматура опорного узла выполнена в виде закладного элемента, состоящего из верхней и нижней опорных стальных пластин с приваренными к ним вертикальными и горизонтальными анкерными стержнями и с поперечными стержнями, соединенными с вертикальными.

В железобетонной плите, включающей ребристую полку и продольные преднапряженные ребра переменной высоты на приопорных участках, ребра на горизонтальном участке выполнены в виде многопролетной рамной конструкции с образованием между стойками и поясами трапециевидных отверстий, а полка с наружной стороны выполиена двускатной.

Стойки и верхний пояс каждой рамы имеют переменное сечение с увеличением

t.t.o к узлам соединения стоек с верхним поясом.

На фиг. 1 изображено покрытие здания; на фиг. 2 — железобетонная подстропильная ферма; на фиг. 3 — узлы I u II на фиг. 1; на фиг. 4 — расположение напрягаемой арматуры и закладного изделия в узле 1; на фиг. 5 — разрез А — А на фиг. 4; на фиг. 6 — расположение напрягаемой арматуры и закладных изделий в узле II; на фиг. 7 — разрез Б — Б на фиг. 6; на фиг. 8— пространственное закладное изделие; на фиг. 9 — разрез  — В на фиг. 8; на фиг. 10— разрез à — Г на фиг. 8; на фиг. 11 — разрез

Д вЂ” Д на фиг. 8; на фиг. 12 — железобетонная плита — фасад; на фиг. !3 — разрез

Š— E на фиг. 12; на фиг. 14 — разрез Ж вЂ” Ж на фиг. 13; на фиг. 15 — разрез 3 — 3 на фиг. 13; на фиг. 16 — разрез И вЂ” И на фиг. 13.

Покрытие здания имеет провисающие сборные железобетонные плиты 1 покрытия на пролет, зенитные фонари 2, провисаюшие железобетонные продольные фермы 3, опертые на железобетонные колонны

4. На железобетонные колонны 4 устанавливаются провисающие железобетонные продольные фермы 3 и крепятся на сварке закладных изделий опорных узлов фермы

3 к закладным изделиям колонн 4.

На закрепленные провисающие железобетонные продольные фермы 3 устанавли994655 ваются провисающие сборные железобетонные плиты покрытия на пролет, имеющие отверстия для пропуска коммуникаций и крепятся на сварке закладны!(изделий. Зенитные фонари 2 устанавливаются На железобетонные элементы покрытия 1 и крепятся на сварке до монтажа конструкций в покрытии.

Железобетонная подстропильная ферма 3 включает верхний пояс 5, нижний пояс ломаного очертания 6, раскосы 7, стойки 8, напрягаемую арматуру 9, роликовую опору

10, закладное изделие 11, закладные пространственные изделия 12 и 13.

Верхний пояс 5, нижний пояс 6, раскосы 7, стойки 8 и узлы их соединения расположены симметрично по отношению к оси симметрии фермы. Напрягаемая арматура

9 проходит непрерывно по всему нижнему поясу ломаного очертания 6, перегибается в местах пересечения раскосов 7 и стоек

8 с нижним поясом 6 посредством установки роликовой опоры !О.

Точка центрации верхнего пояса 5 с нижним поясом ломаного очертания 6 в узле 1 опирания подстропильной фермы на рядовые колонны и в узле II опирания на колонны в торце здания или у температурного шва находится на равном расстоянии а! от сосредоточенной нагрузки P плит пот(рытия, на расстоянии а от опорных реакций К! подстропильных ферм, передаваемых на рядовые колонны в узле 1 и на расстоянии а от опорных реакций К подстроиильных ферм, передаваемых на колонны у температурного шва и в,торце здания в узле II.

При такой центрации верхнего 5 и нижнего 6 поясов изгибающие моменты в местах примыкания поясов к внутренним граням узлов I u II от внешней нагрузки соответственно равны. При этом подстропильные фермы имеют один типоразмеп, что дает возможность одну и ту же подстропильную ферму устанавливать как на рядовые колонны, так и на колонны у темпегатурного шва. и в торце здания и изготовлять В Одной опалубочной форме.

Верхний пояс .5 принят переменного сечения по высоте, с наклоном внутренней грани вниз Ьт стоек 8 до внутренней гра ни опорных узлов 1 и П, что соответствует характеру изгибающих моментов в поясе и условию обеспечения трещиностойкости.

В узлах 1 и II установлены закладные пространственные изделия 12 и 13, состоящие из верхней и нижней стальных пластин !

4 и 15 соединенных вертикальными стержнями пространственного каркаса.

Пространственные закладные изделия обеспечивают прочность и трещиностойкость опорных узлов при ограниченной площади их опирания на колонны.

Железобетонная плита 1 включает ребристую полку 16, поперечные ребра 17 и продольные ребра 18. Верхняя грань 19 полки !6 имеет на длине, равной половине пролета плить!. одинаковый пологий уклон, нижняя грань 20 полки !6 в пределах каждой панели ограничена поперечными 17 и продольными 18 ребрами. Нижняя грань 21 продольных ребер 18 на крайних участках

5 от опорных узлов 22 до стальной трубы 23 роликовой опоры для перегиба напрягаемой арматуры 24 наклонена. продольные ребра иеремешюго сечения по высоте с наружной поверхности имеют кесоннообразные углубления 25.

На горизонтальном участке ребра выполнеHbl в виде многопролетиой рамной конструкции, включающей стойки 26, нижний пояс 27 и верхний пояс 28 с образованием трапециевидных отверстий. Плоскости 29 стоек 26 нижнего пояса 27 и верхнего пояса 28, образующие отверстия, наклонены.

При этом стойки 26 и верхний пояс 28 им IoT переменное сечение, стойки 26 наименьшее се«еННе у мест примыкания к нижнему поясу и максимальное к в(рхнсму

20 поясу; Верхний пояс 28 --- наименьшее сечение В середине панели и максимальное у

;)ест при,)ыкаиия к стойкам 26. Поперечные ) opd 1 / на «Г)(едн(м vчастке продольнл)х и(Оер 8 ci)(,1Hияк)тся с В(рхним floHсом "8 В места; примыкания стоек 26 к верх че ИО))сх 28

Такое "îíñòðóêòèâíîå решение покрыт! я «и!)Пх)си«и! ем провисающих подстроIIè.1HHE I ферм и пл !т píñøíðÿñò границы

З)) применения со()риого железобетона, повышает э(рфективиость его строительного произБОдства и по срявиеHHю с традициОиными п(жрытиями зда)!!)Й I!3 1 ипОВых coOpHL)I)i ж(лсзобетоииых элементов позволит снизить материалоемкость до 0"/ ).

«а5

Фol) )(у.)а изобрсгени. (1. 1lокрытие здания, Вклк)чающес железобетонные ребристыс плиты. опертые на

4п >келсзобс1, )иные фермы, Выпотиенные В

Ви„(е ИГ)Овиедо)ющих эл(м(итОВ с Вутах)и, От ли«аюи((е(я тем. что, «цельк) умеиьи)ения строите,1ь))ай высоты и пропуска инженерных коммуникаций в поперечном направлении здания, p(Dp

45 и выполнены в Виде расположенных в межферме)гио,! пространстве провисающих элементов. пп )чих! плиты прОВисак)т над ВС1 хней гранью Верхнего пояса на величину размера вута среднего узла фермы.

2. Железобетонная подстропильная ферма, состоящая из верхнего пояса. пересекающегося В опорном уэлс с нижним поясом ломанного очертаги)я с предварительно напряже)(ной арматурой. раскосов и стоек, от.)ича)ои(л.чс:! тем, ITo, с целью унифш<ации подстропиль«» х ферм и снижения металлоемкости. ось Верхнего пояса пересекает«я с оськ: нижнего пояса в точке, расположенной с эксцентриситетом относительно места приложения опорной реакции.

994655

3. Ферма по п. 2, отличающаяся тем, что верхний пояс крайней панели выполнен с переменным сечением по высоте, образованным наклоном внутренней грани пояса вниз от стойки до внутренней грани опорного узла, наклоненной к стойке и образующей в месте пересечения с внутренней гранью верхнего пояса двугранный угол.

4. Ферма по и. 2, отличающаяся тем, что арматура опорного узла выполнена в виде закладного элемента, состоящего из верхней и нижней опорных стальных пластин с приваренными к ним вертикальными и горизонтальными айкерными стержнями и с поперечными стержнями, соединенными с вертикальными.

5. Железобетонная плита, включающая ребристую полку и продольные преднапряженные ребра переменной высоты на приопорных участках, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения материалоемкости и увеличения жесткости, ребра на горизонтальном участке выполнены в виде многопролетной рамной конструкции с образованием между стойками и поясами трапециевидных отверстий, а полка с наружной стороны выполнена двускатной.

6. Плита по п. 5, отличающаяся тем, что стойки и верхний ".îÿñ каждой рамы имеют переменное сечение с увеличением его к узлам соединения стоек с верхним поясом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мацелинский P. Н. и др. Об экономической эффективности панелей — оболочек

КЖС.-«Бетон и железобетон», 1976, № 11.

2. Байков В. Н. и др. Покрытия одноэтажных промзданий плитами размерами

ЗХ 18 и ЗХ 24 м. «Бетон и железобетон», 1975, № 2, с. 14 — 16 (прототип) .

3. Матвеев К. М. и др. Шпренгельные фермы для покрытия одноэтажных зданий«Бетон и железобетон», 1979, № 4.

15 4. Авторское свидетельство СССР № 617555, кл. Е 04 с 3/00, 1975 (прототип) .

5. Байков В, Н. и др. Покрытия одноэтажных промзданий плитами размерами

3 Х 18 и 3 Х 24. «Бетон и железобетон» 1975 № 2, с. 14 — 16 (прототип).

1 /

6. Ардеев А. А. и др. Керамзитобетонные плиты покрытия с продольными ребрами переменной высоты. «Бетон и железобетон», № 2, с. 17 (прототип).

994655

27 2У

Редактор Л. Повхан

Заказ 554/!2

Со р

Техред И. Верес Корректор Е. Рошко

Тираж 722 Подннсное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4