КОНСТРУКЦИЯ УСИЛЕНИЯ РАСТЯНУТОЙ ЗОНЫ МНОГОПУСТОТНОЙ ПЛИТЫ Российский патент 2016 года по МПК E04G23/02 

Изобретение относится к строительству, в частности к конструкциям усиления железобетонных многопустотных плит перекрытия, доступ к которым сверху невозможен, например плит перекрытия, используемых преимущественно в зданиях с совмещенной кровлей.

Известна конструкция усиления растянутой зоны сборной железобетонной многопустотной плиты, включающая затяжки из арматурной стали и элементы крепления, которые размещены в вертикальных отверстиях, образованных в плите. Затяжки размещены в пустотах плиты со стороны ее растянутой зоны, а каждый элемент крепления затяжек выполнен в виде жестко связанных между собой уголка и упора, при этом горизонтальная полка уголка взаимодействует с наружной поверхностью плиты со стороны сжатой зоны, а упор снабжен пазом, через который пропущен конец затяжки, жестко зафиксированный на упоре, например, посредством резьбового соединения (см. патент на полезную модель №90100, МПК E04G 23/02, опубл. 17.08.2009.).

Несмотря на то, что выбранная в качестве аналога конструкция обеспечивает эффективное усиление растянутой зоны сборных железобетонных многопустотных плит, она, тем не менее, не пригодна для усиления аналогичных плит, размещенных на последнем этаже здания и совмещенных с кровлей, вследствие невозможности доступа к этим плитам сверху, который необходим при монтаже указанной конструкции.

Наиболее близким аналогом является конструкция усиления железобетонной многопустотной плиты перекрытия, включающая дополнительную арматуру, которая размещена и замоноличена в пазах, выполненных в растянутой зоне плиты. При этом пазы выполнены в зонах пустот плиты, соединены с указанными пустотами и снабжены фиксаторами, в которых размещена дополнительная замоноличиваемая арматура. Дополнительная замоноличиваемая арматура снабжена, по меньшей мере, двумя замоноличиваемыми анкерами, которые установлены в отверстиях, выполненных в местах размещения указанных анкеров (см. патент на полезную модель №147226, МПК E04G 23/02, опубл. 27.10.2014.)

Применение данной конструкции при большой нагрузке нерационально, так как приводит к значительному перерасходу продольной арматуры.

Задача изобретения состоит в разработке конструкции усиления железобетонной многопустотной плиты, которая позволяет увеличить несущую способность, жесткость и трещиностойкость плиты, в том числе использовать ее при больших нагрузках.

Сущность изобретения заключается в том, что в конструкции усиления растянутой зоны многопустотной плиты, включающей пазы, выполненные в растянутой зоне плиты ниже пустот плиты, дополнительную продольную арматуру, размещенную и замоноличенную в растянутой зоне плиты в зонах ниже пустот плиты, при этом ниже пазов выполнены ребра, соединенные с указанными пазами, а ось дополнительной продольной арматуры размещается ниже плоскости нижней грани плиты.

Дополнительная замоноличиваемая арматура жестко соединена с поперечными арматурными стержнями, которые жестко соединены с верхним продольным арматурным стержнем, размещенным в пустоте или пазе плиты.

Высота ребра выбрана из условия

где С - высота ребра (расстояние между нижней гранью плиты и нижней гранью ребра);

- расстояние от верхней грани плиты до центра тяжести растянутой (существующей и дополнительной) арматуры, определяется по формуле

А - расстояние от центра тяжести растянутой (существующей и дополнительной) арматуры до центра тяжести дополнительной продольной арматуры, определяется по формуле

h₀ - расстояние от верхней грани плиты до центра тяжести существующей арматуры;

Rs, - расчетные сопротивления основной и дополнительной продольной арматуры;

As, - площади основной и дополнительной продольной арматуры;

M - момент от внешней нагрузки;

R_b - расчетное сопротивление бетона;

b - ширина сжатой зоны плиты;

a^r - величина защитного слоя бетона дополнительной продольной арматуры (выбирается по СП 63.13330.2012 "Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения");

d^r - диаметр дополнительной продольной арматуры;

h - высота усиливаемой плиты.

Предлагаемая конструкция позволяет на 10-40% увеличить несущую способность, жесткость и трещиностойкость усиливаемой плиты по сравнению с наиболее близким аналогом.

Например, если необходимо усилить плиту ПК 59-10, изготовленную по серии ИИ 03-02, Ал. 5 (1957 г.), армированную двумя стержнями диаметром 12 мм и четырьмя стержнями диаметром 10 мм класса А-Ш, класс бетона по данным обследования В25. Максимальный изгибающий момент, который может воспринять плита, равен 3,74 тсм. При усилении плиты двумя стержнями диаметром 16 мм класса А500, применяя конструктивное решение, описанное в наиболее близком аналоге, максимальный изгибающий момент, который может воспринять плита, составит 6,79 тсм. Если данную плиту усилить предложенной конструкцией, используя то же армирование, и выполнить ребро высотой С=13 см, то максимальный изгибающий момент, который может воспринять плита, будет равен 9,2 тсм. Этот момент на 35% процентов превышает изгибающий момент, воспринимаемый плитой, при применении конструкции, являющейся наиболее близким аналогом.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена конструкция усиления железобетонной многопустотной плиты перекрытия в разрезе, на фиг. 2 - разрез по А-А.

Конструкция усиления растянутой зоны многопустотной плиты 1 включает пазы 2, выполненные в растянутой зоне плиты 1 ниже пустот 3 плиты. Дополнительная продольная арматура 4 размещена и замоноличена в растянутой зоне плиты 1 в зонах ниже пустот 3 плиты 1. Ниже пазов 2 выполнены ребра 5, соединенные с указанными пазами 2, при этом ось дополнительной арматуры 4 размещается ниже плоскости нижней грани плиты 1. Дополнительная продольная замоноличиваемая арматура 4 жестко соединена с поперечными арматурными стержнями 6, которые жестко соединены с верхним продольным арматурным стержнем 7, размещенным в пустоте 3 или пазу 2 плиты. Высота ребра 5 выбрана из условия

где С - высота ребра (расстояние между нижней гранью плиты и нижней гранью ребра);

- расстояние от верхней грани плиты до центра тяжести растянутой (существующей и дополнительной) арматуры, определяется по формуле

А - расстояние от центра тяжести растянутой (существующей и дополнительной) арматуры до центра тяжести дополнительной продольной арматуры, определяется по формуле:

h₀ - расстояние от верхней грани плиты до центра тяжести существующей арматуры;

Rs, - расчетные сопротивления основной и дополнительной продольной арматуры;

As, - площади основной и дополнительной продольной арматуры;

M - момент от внешней нагрузки;

R_b - расчетное сопротивление бетона;

b - ширина сжатой зоны плиты;

a^r - величина защитного слоя бетона дополнительной продольной арматуры (выбирается по СП 63.13330.2012 "Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения");

d^r - диаметр дополнительной продольной арматуры;

h - высота усиливаемой плиты.

Для выполнения конструкции усиления в железобетонный многопустотной плите 1 со стороны растянутой зоны пробивается паз 2, соединяющийся с пустотой 3. К дополнительной продольной арматуре 4 при помощи поперечных стержней 6 присоединяется верхний продольный стержень 7. Полученная конструкция устанавливается в выполненный паз 2. У нижней поверхности плиты 1 монтируется опалубка. В опалубке оставляется отверстие для сопла бетононасоса. В оставленное отверстие устанавливается сопло бетононасоса и производится бетонирование ребра 5 и пустоты 3.

Например, если необходимо усилить плиту ПК 59-10, изготовленную по серии ИИ 03-02, Ал.5 (1957 г.), армированную двумя стержнями диаметром 12 мм и четырьмя стержнями диаметром 10 мм класса А-III, класс бетона по данным обследования В25. Момент от внешней нагрузки, который должна воспринять плита, М=9,0 тсм.

Усиление производится двумя стержнями диаметром 16 мм класса А500. Тогда

A_S=2*1,131+4*0,785 см²;

R_S=3400 кгс/см²;

R_b=140 кгс/см²;

b=96 см;

h₀=19,9 см;

С≥(25,7+6,5+2+1,6/2)-22=13 см.

Изобретение относится к строительству, в частности к конструкциям усиления железобетонных многопустотных плит перекрытия. Технический результат изобретения - повышение несущей способности плиты. Многопустотная плита включает пазы, выполненные в растянутой зоне плиты ниже пустот плиты, дополнительную продольную арматуру, размещенную и замоноличенную в растянутой зоне плиты в зонах ниже пустот плиты, при этом ниже пазов выполнены ребра, соединенные с указанными пазами, а ось дополнительной продольной арматуры размещается ниже плоскости нижней грани плиты. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Конструкция усиления растянутой зоны многопустотной плиты, включающая пазы, выполненные в растянутой зоне плиты ниже пустот плиты, дополнительную продольную арматуру, которая размещена и замоноличена в растянутой зоне плиты в зонах ниже пустот плиты, отличающаяся тем, что ниже пазов выполнены ребра, соединенные с указанными пазами, при этом ось дополнительной продольной арматуры размещается ниже плоскости нижней грани плиты.

2. Конструкция усиления растянутой зоны многопустотной плиты по п. 1, отличающаяся тем, что замоноличиваемая дополнительная продольная арматура жестко соединена с поперечными арматурными стержнями, которые жестко соединены с верхним продольным арматурным стержнем, размещенным в пустоте или пазу плиты.

3. Конструкция усиления растянутой зоны многопустотной плиты по п. 1, отличающаяся тем, что высота ребра выбрана из условия

где C - высота ребра (расстояние между нижней гранью плиты и нижней гранью ребра);
- расстояние от верхней грани плиты до центра тяжести растянутой (существующей и дополнительной) арматуры определяется по формуле

А - расстояние от центра тяжести растянутой (существующей и дополнительной) арматуры до центра тяжести дополнительной продольной арматуры определяется по формуле

h₀ - расстояние от верхней грани плиты до центра тяжести существующей арматуры;
R_S, - расчетные сопротивления основной и дополнительной продольной арматуры;
A_S, - площади основной и дополнительной продольной арматуры;
M - момент от внешней нагрузки;
R_b - расчетное сопротивление бетона;
b - ширина сжатой зоны плиты;
a^r - величина защитного слоя бетона дополнительной продольной арматуры;
d^r - диаметр дополнительной продольной арматуры;
h - высота усиливаемой плиты.