СТАЛЕЖЕЛЕЗОБЕТОННОЕ ПЕРЕКРЫТИЕ Российский патент 2023 года по МПК E04B5/40 

Изобретение относится к строительству, а именно к балкам перекрытий и покрытий зданий и сооружений.

Известно монолитное перекрытие, включающее бетонную плиту, содержащую жестко прикрепленный к балкам при помощи анкеров стальной профилированный настил, в гофрах которого размещена продольная стержневая арматура, последняя выполнена с концевыми отгибами, прикрепленными по своей длине к анкерам (RU 2032038, Е04В 5/00, 27.03.1995 г.).

Недостатком такого технического решения является повышенная материалоемкость перекрытия за счет неэффективного использования бетона над балками по сечению вследствие гофрирования профилированного настила, необходимости установки анкеров для обеспечения совместной работы балки и бетонной плиты, чрезмерного расхода стали на балку прокатного сечения, стержневую арматуру, а также профилированный настил, работающий только в качестве опалубки.

Известно сталежелезобетонное ребристое перекрытие, включающее несущие балки с выштампованными анкерами, объединенные монолитной плитой, несущие балки выполнены из стальных тонкостенных профилей в виде перевернутого шляпообразного сечения с выштампованными в верхней полке с переменным шагом, уменьшающимися к опорам анкерами, притом анкеры имеют высеченные «ерши», в растянутой зоне несущих балок расположена продольная стержневая арматура (RU 199482, Е04В 5/23, 03.09.2020 г.).

Недостатками такого технического решения являются повышенная материалоемкость перекрытия за счет неэффективного использования бетона в растянутой зоне сечения несущих балок, необходимости установки анкеров для обеспечения совместной работы несущих балок с монолитной плитой, а также повышенная трудоемкость, связанная с необходимостью использования съемной опалубки.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является сталежелезобетонное перекрытие, включающее стальную балку, стальные анкеры и железобетонный настил по стальному профнастилу, настил уложен в шахматном порядке с просечками стенки с одного конца и срезом стенки другого конца и с закрытыми торцами за счет отгибов от стенки верхнего пояса настила (RU 2759524, Е04В 5/40, 15.11.2021 г.).

Недостатком такого технического решения является повышенная материалоемкость перекрытия за счет необходимости установки анкеров для обеспечения совместной работы балки и бетонной плиты, чрезмерного расхода стали на балку прокатного сечения, стержневую арматуру, а также профилированный настил, работающий только в качестве опалубки.

Задача изобретения - снижение материалоемкости сталежелезобетонного перекрытия.

Технический результат достигается тем, что сталежелезобетонное перекрытие, включающее стальные балки и железобетонный настил по стальному профнастилу, имеет стальные балки составного сварного двутаврового сечения из тонколистовой стали, которые состоят из стенки в виде продольно-гофрированного листа, нижнего пояса в виде гнутого швеллера, верхнего пояса в виде С-образного профиля с трапециевидными перфорациями полок в верхней части, в которые входит профнастил, имеющий рифление на стенках в виде выштаповок вовнутрь железобетонного настила, профнастил прикреплен к верхнему поясу стальных балок саморезами, а пространство верхнего пояса С-образного профиля заполнено бетоном монолитно с железобетонным настилом.

Стенка стальных балок на приопорном участке может дополнительно иметь вертикальные пластины, прикрепленные к боковым поверхностям верхнего и нижнего поясов.

Железобетонный настил над стальными балками может дополнительно иметь верхнее армирование в виде сварных сеток.

Сущность изобретения поясняется чертежами:

- фиг. 1 - план сталежелезобетонного перекрытия;

- фиг. 2 - сечение 1-1;

- фиг. 3 - сечение 2-2;

- фиг. 4 - сечение 3-3.

Сталежелезобетонное перекрытие включает стальные балки 1 пролетом L, с шагом b и железобетонный настил 2 по стальному профнастилу 3 (фиг. 1), стальные балки 1 выполнены составного сварного двутаврового сечения из тонколистовой стали и состоят из стенки 4 в виде продольно-гофрированного листа, нижнего пояса 5 в виде гнутого швеллера, верхнего пояса 6 в виде С-образного профиля (фиг. 2) с трапециевидными перфорациями полок 7 в верхней части, в которые входит профнастил 3, имеющий рифление 8 на стенках 9 в виде выштаповок вовнутрь железобетонного настила 2, профнастил 3 прикреплен к верхнему поясу 6 стальных балок 1 саморезами 10 (фиг. 3), а пространство верхнего пояса 6 С-образного профиля заполнено бетоном 11 монолитно с железобетонным настилом 2. Стенка 4 стальных балок 1 на приопорном участке длиной 0,1-0,15L может иметь вертикальные пластины 12, прикрепленные к боковым поверхностям верхнего и нижнего поясов 5, 6 (фиг. 4). Железобетонный настил 2 над стальными балками 1 на участке длиной 0,25b может дополнительно иметь верхнее армирование 13 в виде сварных сеток (фиг. 1, 2, 3).

Использование тонколистовой стали для элементов стальных балок 1 позволяет уменьшить вес конструкции, расход стали, в частности на стенку 4 и верхний пояс 6, что приводит к снижению материалоемкости сталежелезобетонного перекрытия.

Применение гнутого швеллера для нижнего пояса 5, С-образного профиля для верхнего пояса 6 стальных балок 1 позволяет обеспечить жесткость конструкции при уменьшении вертикального габарита конструкции, что приводит к снижению материалоемкости сталежелезобетонного перекрытия.

Применение продольно-гофрированного листа для стенки 4, С-образного профиля для верхнего пояса 6 стальных балок 1 позволяет обеспечить местную устойчивость тонкостенных элементов без дополнительных конструктивных мероприятий, что приводит к снижению материалоемкости сталежелезобетонного перекрытия.

Применение С-образного профиля для верхнего пояса 6 с трапециевидными перфорациями полок 7 в верхней части стальных балок 1 позволяет выполнить герметичное опирание профнастила 3 с прикреплением его саморезами 10, что приводит к обеспечению надежной совместной работы стальных балок 1 с железобетонным настилом 2 без дополнительных конструктивных элементов и, как следствие, к снижению материалоемкости сталежелезобетонного перекрытия.

Заполнение С-образного профиля верхнего пояса 6 стальных балок 1 бетоном 11 повышает несущую способность стальных балок 1 и железобетонного настила 2, обеспечивает их совместную работу, что позволяет уменьшить расход стали и снизить материалоемкость сталежелезобетонного перекрытия.

Наличие рифления 8 на стенках 9 профнастила 3 вовнутрь железобетонного настила 2 в виде выштамповок, например, наклонных под углом 45°, типа «елочка» или «змейка» обеспечивает надежное сцепление железобетонного настила 2 и профнастила 3, позволяет использовать профнастил 3 в качестве внешнего армирования железобетонного настила 2, что приводит к снижению материалоемкости сталежелезобетонного перекрытия.

Наличие вертикальных пластин 12, прикрепленных к боковым поверхностям верхнего и нижнего поясов 5, 6 на приопорном участке стальных балок 1 повышает их несущую способность при действии больших поперечных сил, позволяет отказаться от использования толстолистовой стали для стенки 4, что приводит к снижению материалоемкости сталежелезобетонного перекрытия.

Наличие верхнего армирования 13 в железобетонном настиле 2 в виде сварных сеток над стальными балками 1 обеспечивает неразрезную схему работы перекрытия, повышает несущую способность стальных балок 1 и железобетонного настила 2, что приводит к снижению материалоемкости сталежелезобетонного перекрытия.

Несущая способность сталежелезобетонного перекрытия обеспечивается подбором класса бетона, марки стали, размеров поперечного сечения элементов стальных балок, железобетонной плиты и профнастила, размерами и шагом выштамповок профнастила.

Применение предлагаемого технического решения позволит снизить материалоемкость сталежелезобетонной балки.

Изобретение относится к области строительства, а именно сталежелезобетонному перекрытию здания. Технический результат - снижение материалоемкости перекрытия Сталежелезобетонное перекрытие включает стальные балки (1) и железобетонный настил по стальному профнастилу (2). Стальные балки выполнены составного сварного двутаврового сечения из тонколистовой стали и состоят из стенки в виде продольно-гофрированного листа (4), нижнего пояса в виде гнутого швеллера (5), верхнего пояса (6) в виде С-образного профиля с трапециевидными перфорациями полок в верхней части, в которые входит профнастил (3), имеющий рифление (8) на стенках (9) в виде выштаповок вовнутрь железобетонного настила (2). Профнастил (3) прикреплен к верхнему поясу (6) стальных балок саморезами (10), а пространство верхнего пояса С-образного профиля заполнено бетоном монолитно с железобетонным настилом. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Сталежелезобетонное перекрытие, включающее стальные балки и железобетонный настил по стальному профнастилу, отличающееся тем, что стальные балки выполнены составного сварного двутаврового сечения из тонколистовой стали и состоят из стенки в виде продольно-гофрированного листа, нижнего пояса в виде гнутого швеллера, верхнего пояса в виде С-образного профиля с трапециевидными перфорациями полок в верхней части, в которые входит профнастил, имеющий рифление на стенках в виде выштамповок вовнутрь железобетонного настила, профнастил прикреплен к верхнему поясу стальных балок саморезами, а пространство верхнего пояса С-образного профиля заполнено бетоном монолитно с железобетонным настилом.

2. Сталежелезобетонное перекрытие по п. 1, отличающееся тем, что стенка стальных балок на приопорном участке имеет вертикальные пластины, прикрепленные к боковым поверхностям верхнего и нижнего поясов.

3. Сталежелезобетонное перекрытие по любому из пп. 1, 2, отличающееся тем, что железобетонный настил над стальными балками имеет верхнее армирование в виде сварных сеток.