СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ МОНОЛИТНОГО МНОГОПРОЛЕТНОГО ПЕРЕКРЫТИЯ Российский патент 2019 года по МПК E04B1/22 

Изобретение относится к области строительства, в частности к возведению многопролетных зданий и сооружений с монолитными перекрытиями.

Известен предварительно напряженный железобетонный каркас здания включающий колонны, перекрытие с каналами переменной глубины, выполненными вдоль граней колонн во взаимно перпендикулярных направлениях, предварительно напряженную арматуру, расположенную в соответствии с эпюрой изгибающих моментов в каналах перекрытия и зафиксированную на торцах перекрытия здания. Перекрытие выполнено монолитным с каналами переменной глубины, открытых сверху у граней колонн и открытых снизу в середине пролета с образованием монолитных участков над предварительно напряженной арматурой. /1/

Недостатками при возведении перекрытия каркаса здания являются сложность работ в монтаже опалубки, которая заключается в изготовлении вкладышей для образования каналов. После бетонирования и набора прочности бетона вкладыши каналообразователей распалубливают и в образованные каналы укладывают по эпюре моментов канатную арматуру, которую натягивают и после фиксации в натянутом состоянии производят бетонирование каналов. После набора прочности уложенного в каналы бетона, производится полностью распалубливание перекрытия. Многодельность изготовления опалубки, связанное с изготовлением разных типов вкладышей, сложность их фиксирование в опалубке, двух этапное бетонирование- основной плиты перекрытия и после натяжения канатной арматуры повторное бетонирование каналов значительно усложняют и замедляют темпы производства работ, что отрицательно влияет на сроки строительства в целом.

Известен способ предварительного напряжения бетонной конструкции с внешним листовым армированием. Способ осуществляют следующим образом. Бетонируют конструкцию, состоящую из слоя бетона и листовой арматуры с анкерами. После твердения бетона на наружную поверхность листовой арматуры наносят слой термостойкого порошка затем подводят и прижимают под усилием нагретый прижим сначала до температуры 100° с выдержкой 10 мин затем 300°С на определенное время. При полученном температурном расширении листовая арматура анкеруется по периметру бетонной конструкции. От снижения температуры в арматуре возникают растягивающие а в бетоне сжимающие напряжения. Конструкция переходит в предварительно напряженное состояние. /2/

Недостатками способа являются невозможность применения способа для возведения монолитных многопролетных плит перекрытий, когда листовая арматура должна находится снизу на уровне потолка и использование прижимов нагревателей связано с большими затруднениями их изготовления и применения. Такой способ преднапряжения для монолитных конструкций перекрытий не эффективна и экономически не выгодна

Известен способ возведения многоэтажного каркасного здания, включающий бетонирование перекрытия в опалубке каждого этажа с образованием в перекрытии открытых каналов во взаимно перпендикулярных направлениях для размещения предварительно напряженной арматуры путем установки в опалубку каналообразователей. После твердения бетона опалубку демонтируют, удаляют каналообразователи. В открытые каналы вдоль граней колонн в соответствии с эпюрой изгибающих моментов размещают предварительно напряженную арматуру, натягивают гидродомкратами и фиксируют на торцах перекрытий по периметру каркаса здания. Затем осуществляют омоноличивание открытых каналов перекрытия. /3/.

Недостатком известного способа является трудоемкость опалубочных работ, связанная с изготовлением и монтажом каналообразователей, а после их демонтажа укладка канатной или проволочной арматуры в каналах по эпюре моментов, натяжение арматуры и повторное бетонирование каналов, что увеличивает сроки строительства, канатной или проволочной арматуры. Натяжение и фиксирование в натянутом состоянии арматуры осуществляется гидродомкратами и анкерами на торцах перекрытия, требующие навесные люльки для монтажников и натяжного оборудования (насосная станция, гидродомкраты).

Техническая задача заключается в снижении трудоемкости за счет возможности использования высокопрочной арматуры и исключения образования каналов для размещения преднапряженной арматуры, снижение материалоемкости конструкции и упрощение технологии возведения сооружения при сохранении несущей способности перекрытия.

Поставленная задача решается таким образом, что в способе возведения монолитного предварительно напряженного многопролетного перекрытия зданий и сооружений, включающем монтаж опалубки, укладку конструктивной арматуры, установку закладных деталей, бетонирование перекрытия, распалубку, укладку продольной рабочей арматуры и натяжении ее на бетон, согласно изобретению, до бетонирования перекрытия в опалубку на расстоянии от оси опор пролетов равном 1/3-1/4 его длины устанавливают закладные детали со смонтированными на них упорами для фиксации предварительно напряженной арматуры, а после бетонирования и распалубки перекрытия производят укладку продольной рабочей арматуры между закладными деталями в пролете по нижней поверхности перекрытия и в зоне опор по верхней поверхности перекрытия и производят натяжение продольной рабочей арматуры на упоры закладных деталей, с последующим фиксированием напряжения по верхней и нижней поверхности перекрытия в зонах максимальных изгибающих моментов перекрытия. При этом натяжение продольной рабочей арматуры производят механическим или электротермическим методом. Причем в качестве продольной рабочей арматуры могут использовать высокопрочную стержневую, проволочную или канатную арматуру.

Способ возведения монолитного предварительно напряженного многопролетного перекрытия зданий и сооружений с внешним армированием отличается от известного тем, что в опалубку до бетонирования перекрытия устанавливают закладные детали, на расстоянии от оси колонн 1/3-1/4 длины пролета на которых смонтированы упоры, а после бетонирования и распалубки укладку продольной рабочей напрягаемой арматуры между закладными деталями в пролете по нижней поверхности перекрытия, а в зоне опор (колонн) по верхней поверхности перекрытия, и производят натяжение арматуры на упоры, установленные на закладных деталях, с последующим фиксированием (анкеровкой) по верхней и нижней поверхности перекрытия.

Способ возведения монолитной многопролетной конструкции перекрытия внешним армированием здания и сооружения включает установку опалубки, укладку конструктивной арматуры, установку закладных деталей на расстоянии от оси колонн 1/3-1/4 длины пролета перекрытия, а после бетонирования и распалубки укладку продольной рабочей напрягаемой арматуры между закладными деталями в пролете по нижней поверхности перекрытия, а в зоне опор по верхней поверхности перекрытия и производят натяжение на упоры закладных деталей с последующим фиксированием (анкеровкой) на них по верхней и нижней поверхности перекрытия.

Усилия, возникающие от напряжения арматуры воспринимают замоноличенные в бетоне перекрытия закладные детали. Забетонированное перекрытие в таком состоянии переходит в предварительно напряженное состояние с оптимальным распределением усилий натяжения в соответствии с эпюрой изгибающих моментов между упорами на закладных деталях, назначаемых в пределах 1/3 - 1/4 длины пролета бетонируемого перекрытия, рассчитываемого по значениям предельного состояния конструкции.

При натяжении арматуры на бетон в продольном и поперечном направлениях создается двухосно напряженное состояние, т.е. конструкция перекрытия переходит в плоское напряженное состояние.

Внешнее армирование монолитного перекрытия с натяжением арматуры на бетон позволяет за счет увеличения или уменьшения диаметра арматуры или количества регулировать несущую способность перекрытия в целом, а также возникает возможность регулировать несущую способность на локальных участках монолитного перекрытия.

Способ поясняется чертежом, где на фиг. 1 - изображена схема армирования напрягаемой арматурой на участках опорной зоны конструкции монолитного перекрытия многоэтажного здания, вид сверху; фиг. 2 - схема армирования напрягаемой арматуры на пролетных участках конструкции монолитного перекрытия многоэтажного здания, вид снизу; фиг. 3 и фиг. 4 - разрез по 1-1 фиг. 1 и фиг. 2 соответственно; фиг. 5 - узел А фиг. 3; фиг. 6 - узел Б фиг. 4.

Конструкция монолитной многопролетной плиты перекрытия здания опирается на колонны или стены.

Способ осуществляют следующим образом.

В смонтированную опалубку перекрытия укладывают конструктивную арматуру и устанавливают закладные детали, на которых смонтированы упоры для фиксации предварительно напряженной арматуры. Закладные детали устанавливают на расстоянии от оси опор равном 1/3-1/4 длины пролета. После бетонирования и распалубки напрягаемую арматуру укладывают на упоры закладных деталей в зоне опор по верхней поверхности перекрытия, в пролете по нижней поверхности перекрытия. Арматура может быть стержневая, канатная или проволочная. Натяжение и фиксирование в натянутом состоянии производится на упоры закладных деталей анкерами. Напрягаемая арматура располагается в зонах максимальных изгибающих моментов на опорах сверху в пролетах снизу. Расположение напрягаемой арматуры по верхней и нижней поверхности монолитного перекрытия позволяет отказаться от трудоемких процессов и операций по устройству открытых каналов в перекрытиях на разных уровнях - поверху в опорной зоне понизу в пролетной чем и обусловлена возможность укладки только канатной или проволочной арматуры, а фиксирование в натянутом состоянии анкерами производится на торцах перекрытия.

Технический результат заключается в упрощении работ на изготовление опалубки, армирования с возможностью применения кроме канатной и проволочной стержневой рабочей арматуры, работы по укладке и натяжению которых производят на перекрытии.

На стойках монтируют конструкцию опалубки перекрытия. На опалубку укладывают от оси опор на расстоянии 1/3-1/4 длины пролета перекрытия закладные детали, армируют перекрытие конструктивной арматурой, производят бетонирование. После набора прочности бетона демонтируют опалубку с переопиранием стоек под плиту перекрытия, укладывают в упоры закладных деталей рабочую напрягаемую арматуру в опорных зонах по верхней поверхности плиты и в упоры закладных деталей рабочей напрягаемой арматуры в пролетных зонах по нижней поверхности плиты. Производят натяжение арматуры и в натянутом состоянии фиксацию анкерами по верху уложенной арматуры в опорных зонах и по низу перекрытия в пролетах. После натяжении и фиксации арматуры анкерами на упорах усилие натяжения от напряженной арматуры передается замоноличенным в перекрытии закладным деталям и воспринимается конструкцией перекрытия. Конструкция перекрытия переходит в напряженное состояние сжатия. Натяжение арматуры производится механическим или электротермическим способом. При выполнении работ по натяжению и анкеровки арматуры оборудование размещается на перекрытии.

Способ поясняется чертежом, где на фиг. 1 - изображена схема армирования напрягаемой арматуры на участках опорной зоны монолитного перекрытия многоэтажного здания, вид сверху; фиг. 2 - изображена схема армирования напрягаемой арматуры на пролетных участках конструкции монолитного перекрытия многоэтажного здания, вид снизу; фиг. 3 и фиг. 4 - разрез по 1-1 фиг. 1 и фиг. 2; фиг. 5 - узел А фиг. 3; фиг. 6 - узел Б фиг. 4.

Конструкция монолитной многопролетной плиты перекрытия здания опирается на колонны или стены.

Способ осуществляется следующим образом. На пролетных участках каркаса здания между колоннами 1 устанавливают опалубку 2 по надколонным полосам в продольном и поперечном направлениях на расстоянии от оси колонн 1/3-1/4длины пролета монтируют закладные детали 3 с упорами 4 и конструктивную арматуру 5 (см. фиг. 3 и 5). После чего заливают бетонную смесь монолитного перекрытия 6. После набора отпускной прочности бетона под перекрытие 6 устанавливают временные опоры 7 и опалубку 2 демонтируют (см. фиг. 4 и 6). По верху перекрытия 6 в опорных участках колонн 1и по низу в пролете каркаса укладывают рабочую арматуру 8 в упоры 4 закладных деталей 3 (см. фиг. 4 и 6) Производят натяжение и анкеровку арматуры на упоры4. Усилие натяжения арматуры 8 воспринимает закладная деталь 3 и конструкция перекрытия 6, которая переходит в предварительно напряженное состояние, воспринимая все расчетные нагрузки на перекрытие. Класс, количество и диаметр рабочей арматуры подбирается по заданным расчетным нагрузкам на перекрытие. Для натяжения используют высокопрочную, как гибкую проволочную, канатную, так и жесткую стержневую арматуру разных диаметров. Натяжение арматуры осуществляют механическим способом с помощью домкратов. При наличии оборудования возможно натяжение на бетон электротермическим методом. Место расположения закладных деталей на расстоянии от колонн равном 1/3-1/4 длины пролета в зоне нулевых моментов с соответствующей ориентацией упоров дает возможность укладывать рабочую арматуру в соответствии с эпюрой изгибающих моментов, снизу в пролете - зона максимальных изгибающих моментов, сверху опорный участок - также зона максимальны изгибающих моментов.

Простая конструкция опалубки, упрощенное внешнее армирование на перекрытии после бетонирования обеспечивают уменьшение трудозатрат и сроков выполнения работ.

Источник информации:

1. Патент РФ №2166032, Е 04В 1|18, публ. 27/07/2001.

2. Патент РФ №1698398 Е04В 1/18, 27.07.19.

3. Патент РФ №2137886, Е04В 1/18, 20.09.1999. (прототип)

Изобретение направлено на создание способа возведения монолитного предварительно напряженного многопролетного перекрытия зданий и сооружений с минимальной трудоемкостью за счет возможности использования высокопрочной арматуры, снижение материалоемкости конструкции при сохранении несущей способности перекрытия. Технический результат достигается тем, что в способе, который включает монтаж опалубки, укладку конструктивной арматуры, установку закладных деталей, бетонирование перекрытия, распалубку, укладку продольной рабочей арматуры и натяжение ее на бетон, до бетонирования перекрытия в опалубку на расстоянии от оси опор пролетов, равном 1/3-1/4 его длины, устанавливают закладные детали со смонтированными на них упорами для фиксации предварительно напряженной арматуры, а после бетонирования и распалубки перекрытия производят укладку продольной рабочей арматуры между закладными деталями в пролете по нижней поверхности перекрытия и в зоне опор по верхней поверхности перекрытия и производят натяжение продольной рабочей арматуры на упоры закладных деталей, с последующим фиксированием напряжения по верхней и нижней поверхностям перекрытия в зонах максимальных изгибающих моментов перекрытия. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ возведения монолитного многопролетного перекрытия зданий и сооружений, включающий монтаж опалубки, укладку конструктивной арматуры, установку закладных деталей, бетонирование перекрытия, распалубку, укладку продольной рабочей арматуры и натяжение ее на бетон, отличающийся тем, что до бетонирования перекрытия в опалубку на расстоянии от оси опор пролетов, равном 1/3-1/4 его длины, устанавливают закладные детали со смонтированными на них упорами для фиксации предварительно напряженной арматуры, а после бетонирования и распалубки перекрытия производят укладку продольной рабочей арматуры между закладными деталями в пролете по нижней поверхности перекрытия и в зоне опор по верхней поверхности перекрытия и производят натяжение продольной рабочей арматуры на упоры закладных деталей, с последующим фиксированием напряжения по верхней и нижней поверхностям перекрытия в зонах максимальных изгибающих моментов перекрытия.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что натяжение арматуры производят механическим или электротермическим методом.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве продольной рабочей арматуры используют высокопрочную стержневую, проволочную или канатную арматуру.