Сталебетонная конструкция покрытия или перекрытия здания Российский патент 2025 года по МПК E04C3/293 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в качестве несущей конструкции - перекрытий и покрытий зданий, а также пролетных строений мостов.

Известны сталежелезобетонные (композитные) балки: а) - стальная балка и плита объединены с помощью упоров; б) - стальная балка частично обетонирована и объединена с плитой с помощью упоров; в) - стальная балка и плита с вутами объединены с помощью упоров; г) - стальная балка частично обетонирована, сборные железобетонные плиты опираются на нижний пояс балки через лист; д) - опирание плиты по профилированному настилу на стальную балку (промежуточная опора настила), е) - опирание плиты по профилированному настилу на частично обетонированную стальную балку (крайняя опора настила); ж) - полное обетонирование стальной балки;з) - опирание железобетонной плиты на нижний пояс балки, упоры на полке балки; и) - опирание железобетонной плиты на нижний пояс балки, упоры на стенке балки [СП 266.1325800.2016. стр. 8, рис 4.2]

В сечениях: а, б, в, д, е, з, и, для обеспечения совместной работы стальной балки и железобетонной плиты используются упоры, при расчетах в большинстве случаев невозможно расставить достаточное количество упоров для обеспечения совместной работы, из-за этого теряется несущая способность элементов. В сечениях: г, е, ж, д, балки обетонируются, что приводит к дополнительных затратам для выполнения конструкции. В сечение: д, используется несъемная опалубка, что так же приводит к дополнительным затратам, так как невозможно использовать повторно в отличии, например, от щитовой опалубки.

Известная сталежелезобетонная балка из сварной двутавровой балки, на нее опирается железобетонная плита, совместная работа обеспечивается за счет сетки, которая располагается в теле плиты и приварена к верхней полке двутавра. [Патент № 2706982. МПКЕ04С 3/294, Бюллетень № 33, от 21.11.2019].

Недостаток данного решения заключается в обеспечение совместной работы балки и плиты, обеспечение качества сварки элементов.

Известная сталежелезобетонная балка, точнее стыковое соединение стальной балки и железобетонной плиты, включающее приваренные к балке, замоноличенные в теле плиты упоры в виде непрерывных, имеющих прорези стальных полос и расположенную в прорезях стержневую арматуру. Прорези выполнены удлиненными, образующими гребенку, с наклоном в направлении действия главных напряжений в бетоне плиты под углом к вертикали, равным 10-60^o. Стержневая арматура, расположенная в прорезях, образует нижнюю рабочую арматурную сетку железобетонной плиты. [Патент № 2110639. МПКЕ01D12/00, от 10.05.1998].

Недостаток данного решения заключается в дополнительных затратах на монтажные работы и на материал арматуры.

Наиболее близким к изобретению является сталежелезобетонная конструкция с опиранием железобетонной плиты на нижний пояс стального сечения двутавровой балки [СТО АРСС 11251254.001-018-4, Руководство по проектированию сталежелезобетонных конструкций, Москва 2018 г. И.И. Ведяков, Д.В. Канин, С.Б. Крылов, стр. 1, рис 1.2, б].

Недостаток данного решения заключается в том, что железобетонная плита находится полностью в растянутой зоне, как известно бетон не эффективно работает в данной зоне и в расчете не учитывается. Из-за того, что бетон растянут в ней образуются трещины (со значительным раскрытием), и может доходить, что трещина образуется по всей высоте сечения плиты, что приводит к потери жесткости, к значительным прогибам, что пагубно влияет на психологическое и эстетическое восприятие данного перекрытия. При этом требуется значительное (расчетное) армирование плиты для восприятия усилий, а также верхняя полка стальной двутавровой балки находиться в сжатой зоне и возникает проблема с потерей устойчивости.

Цель изобретения состоит в экономии материала, уменьшении строительной высоты сечения, повышении несущей способности сечения.

Для достижения поставленной цели сечение конструируется в виде, что верхняя сжатая полка стальной двутавровой балки заделывается на уровне верхнего (конструктивного) армирования железобетонной плиты, нижнее (конструктивное) армирование необходимо только для восприятия внутренних усилий в бетоне и недопущения скалывания, совместная работа стальной балки и бетонной плиты обеспечивается за счет заделки верхней полки стальной двутавровой балки в бетонную плиту, трением между сталью и бетона, то есть адгезией материалов, нижняя полка стальной двутавровой балки находится полностью в растянутой зоне, а также у сечения не возникает проблем с потерей устойчивости, при этом заделка верхней полки стальной двутавровой балки на уровне верхней арматуры позволяет уменьшить строительную высоту сечения.

На Фиг. 1 изображен поперечный разрез сталежелезобетонной конструкции. На Фиг. 2 изображена сталежелезобетонная конструкция вдоль сечения. На Фиг. 3 изображен вид сверху.

Сталебетонная конструкция состоит стальной двутавровой балки (поз.1), бетона (поз. 2), нижнего (конструктивного) армирования бетонной плиты (поз.3), верхнего (конструктивного) армирования бетонной плиты (поз.4).

Изготовление данной конструкции выполняется следующим образом. Устанавливается стальная двутавровая балка 1 на проектную отметку, далее выставляется щитовая опалубка, производится монтаж (конструктивного) верхнего 4 и нижнего 3 армирования бетонной плиты, после подается бетон 2. По достижении заданной прочности выполняется распалубка элемента сталебетонной балки.

Данное решение позволит сэкономить (на материале и монтажных работах), на элементах стыковочных, которые обеспечивают совместную работу стальной балки и бетонной плиты. Предполагается повышение несущей способности на 20-25%.

Изобретение относится к области строительства, а именно к сталебетонной конструкции покрытия или перекрытия здания. Технический результат изобретения заключается в уменьшении строительной высоты конструкции и повышении ее несущей способности. Сталебетонная конструкция покрытия или перекрытия здания включает стальную двутавровую балку с верхней сжатой и нижней растянутыми полками и железобетонную плиту с верхней и нижней арматурой. Верхняя сжатая полка стальной двутавровой балки заделана в бетонную плиту и расположена на уровне ее верхней арматуры для обеспечения совместной работы стальной двутавровой балки и железобетонной плиты. 3 ил.

Сталебетонная конструкция покрытия или перекрытия здания, включающая стальную двутавровую балку с верхней сжатой и нижней растянутыми полками и железобетонную плиту с верхней и нижней арматурой, отличающаяся тем, что верхняя сжатая полка стальной двутавровой балки заделана в бетонную плиту и расположена на уровне ее верхней арматуры для обеспечения совместной работы стальной двутавровой балки и железобетонной плиты.