Сборное полигональное сводчатое сооружение Советский патент 1983 года по МПК E04B7/08 

Изобретение относится к строительству, в частности к устройству сооружений в виде свода.

Известны сооружения в виде свода, имеющего поперечном сечении криволинейное очертание I.

Недостатком свода с криволинейным поперечным сечением являются большие трудозатраты по их изготовлению, а также трудозатраты, возникающие за счет усложнеHHJf укладки утеплителя и устройства гидроизоляционного ковра.

Известно менее трудоемкое в изготовлении сводчатое сооружение из сборных элементов складок в виде плоских ребристых плит 2.

Однако в этом сооружении необходимо применять три типа ребристых плит - опорную, рядовую и коньковую, что требует соответственно три типа оснастки для изготовления этих плит. Кроме того, несмотря на выполнение сборных элементов свода в виде плоских плит, они собираются в складку с двухскатным поперечным профилем, что повышает трудоемкость работ по устройству кровли и гидроизоляции свода.

Наиболее близкой к изобретению является конструкция сборного полигонального сводчатого сооружения, включающего плоские железобетонные ребристые плиты, соединенные под углом друг с другом и размещенные своими продольными сторонами параллельно продольной оси свода, и подвески, прикрепленные к плитам 3.

Указанное размещение плит обеспечивает устройство плоских складок свода, что позволяет снизить трудоемкость кровли и гидроизоляции. Вместе с тем, свод собирается из двух типов плит, отличающихся конфигурацией концов продольных ребер, через которые плиты соединяются в одну общую систему и опираются на опоры. Однако устройство плоских складок свода резко снижает его жесткость. Вследствие этого исключается возможность устройства свода как самостоятельной системы (отдельного здания) из ребристых плит, изготавливаемых в типовой оснастке. Устраивая свод с затяжками, его можно лишь использовать в качестве покрытия здания пролетом до 18 м. Однако в этом случае устраняются достоин ства свода как отдельного здания, устраиBaiEMoro при минимальном количестве основных сборных элементов и их типов.

Целью изобретения является снижение трудоемкости монтажа и повышение индустриальности.

Указанная цель достигается тем, что сборное полигональное сводчатое сооружение, включающее плоские железобетонные ребристые плиты, соединенные под углом друг с другом и размещенные своими продольными сторонами параллельно продольной оси.свода, и подвески, прикрепленные к плитам, снабжено вкладышами трапециевидного поперечного сечения и длинномерными

элементами, при этом вкладыщи размещены между плитами параллельно продольной оси сооружения, а длинномерные элементы расположены перпендикулярно к вкладышам с внешней стороны свода и прикреплены к ним своей нижней гранью, причем верхняя грань длинномерного элемента с каждой стороны присоединена к плитам подвесками, распределенными по всей длине элемента.

На фиг. 1 представлен свод, поперечное сечение; на фиг. 2 - то же, план; на фиг. 36 - варианты сводов, поперечное сечение; на фиг. 7 и 8 - узлы соединения плит по крайней и средней линии перелома складок свода, показанного соответственно на фиг. 1 и 2; на фиг. 9 - вариант сооружения аксонометрия.

Конструкция свода включает фундаменты 1, ребристые плиты 2, вкладыши 3 и 4 трапециевидного поперечного сечения, дополнительные длинномерные элементы 5, подвески 6 и 7.

Все представленные варианты сводов выполнены из железобетонных плит, изготовленных в типовой оснастке. Приняты плиты размером 3x6 м (фиг. 3--5) из них (фиг. 6) выполнены боковые складки, а верхние складки из плит 3x12 м. Во всех вариантах плиты ориентированы так, что их продольные ребра направлены перпендикулярно продольной оси 8 свода. Вместе с тем не исключается возможность размешения нижних плит (опертых на фундаменты) при направлении продольных ребер плит параллельно продольной оси 8 свода. Такой вариант является целесообразным при устройстве зданий небольшой высоты, например сельскохозяйственных. Представленные варианты сводов показывают, что из одних и тех же элементов, меняя их компоновку, можно устраивать сооружения с различными параметрами.

Особенность данного решения состоит В следующем.

Плиты свода соединены между собой вкладышами 3 и 4 трапециевидного сечения, размещенными в швах между плитами по линиям перелома складок. Присоединение вкладышей 3 и 4 к плитам выполнено путем приварки их к закладным пластинам 9. Придание вкладышам 3 и 4 трапециевидной формы и размещение их указанным образом позволяет использовать для сводов различных параметров плиты одинаковых размеров: При этом в каждом конкретном решении свода вкладыщи 3 и 4 свои, причем в конструкции одного и того же свода в разных швах соединения вкладыши 3 и 4 могут отличаться между собой, вследствие возможности устройства различных углов наклона плит между собой. Трапециевидная форма вкладышей 3 и 4 принята также, исходя из условий удобства выполнения сварных работ при приварке этих элементов к пластинам 9. При определенных углах наклона между плитами вкладыши 3 и 4 могут быть выполнены треугольной формы. Однако треугольник является частным видом трапеции и поэтому треугольная форма не противоречит отличительному признаку, характеризующему форму этих элементов. Кроме устройства вкладышей 3 и 4 швы между плитами (как продольные, так и по перечные) заполняют цементным раствором или мелкозернистым бетоном (не показан).

Второй, конструктивной особенностью свода является устройство дополнительных длинномерных элементов 5 и подвесок б и 7. Элементы 5 могут быть выполнены в виде железобетонной безраскосной фермы, прикрепленной нижним поясом к трапециевидным элементам на сварке через закладные детали. Вместе с тем, элементы 5 могут быть выполнены любой другой формы и из другого материала. Длина элементов 5 может приниматься требуемой величины в зависимости от условий и возможностей монтажа. Например, эти элементы можно выполнять длиной 15 или 18 м, соединяя их между собой известными способами (конструкция соединения не показана). (Узлы присоединения подвесок 6 и 7 к элементу 5 и к плитам 2 не показаны), так как присоединение может быть выполнено любыми известными способами). В статическом отношении особенность устройства элементов 5 и подвесок б и 7 состоит в том, что в системе свода достигается более рациональное распределение усилий - замена изгибающих моментов нормальными силами.

По данным численного анализа изгибающие моменты в плитах в сравнении с известными можно уменьшить в 10-15 рыз при увеличении нормальных сил (сжатия) в 2- 2,5 раза. Это обеспечивает наиболее рациональное использование прочности материала плит, что позволяет устраивать своды пролетом до 36 м, применяя плиты, изготовленные в типовой оснастке. Элементы 5 работают на сжатие, а подвески б и 7 на растяжение. Поэтому элементы 5 следует выполнять железобетонными, а подвески б и 7 стальными. Вместе с тем при изготовлении подвесок целесообразно использовать стальной элемент в преднапряженной железобетонной оболочке, не имеющей сцепления с этим элементом и соединенной с ним только по концам. В этом случае при незначительном расходе бетона на подвески огнестойкость и коррозиесТойкость их повышается до уровне железобетона. Монтаж свода может выполняться любыми известными способами, например, на подмостях, которые удаляются после присоединения вкладышей 3 и 4, наклонных элементов 5 и подвесок б и 7.

Таким образом, основные достоинства предлагаемого решения обеспечиваются рациональностью статической схемы сооружения, в которой вместо изгибающих усилий, все элементы воспринимают преимущественно нормальные силы. Это позволяет, сохраняя достоинства складчатого свода с плоскими складками (удобство выполнения кровли и гидроизоляции), выполнить свод при пролетах до 36 м из железобетонных ребристых плит, изготовленных в типовой оснастке. Такие плиты являются одним из наиболее массовых видов сборных элементов при сооружении производственных зданий. Следовательно, строительство таких сводов мЬжет осуществляться в широких масштабах, не требуя при этом создания и организации новых предприятий или создания новых технологических линий. В полной мере может использоваться

5 существующая оснастка для изготовления ребристых плит Зх б и 3x12 м. При этом в плитах (фиг. ) свода торцовые ребра имеют высоту, равную высоте продольных ребер, в то время как высота торцовых ребер типовых плит меньше, чем в продольных ребрах. В конструктивном отношении узлы соединения типовых плит между собой будут решены аналогично варианту, представленному на фиг. 7 и 8. Однако в этом случае несколько усложняются замо5 ноличивание швов между торцовыми -ребрами плит вследствие увеличения ширины шва понизу.

Рациональность статической схемы предлагаемого решения обеспечивает возможность более эффективного использования

0 внутреннего объема свода. Это вызвано тем, что вследствие работы плит свода преимущественно на сжатие углы перелома между гранями складок можно принимать такими, чтобы нижние плиты устанавливать более круто (вплоть до вертикального положения,

5 фиг. 2), а верхние плиты более полого. В этом случае можно уменьшить или устранить полностью стесненность рабочей площади на уровне пола при одновременном уменьшении излишней в ряде случаев высоты здания в его средней части.

Устройство элементов 5 и подвесок 6 и 7 увеличивает количество рабдчих операций при сборке свода Вместе с тем, данный фактор компенсируется снижением материалоемкости свода. Имеется в виду то, что в известном решении вследствие образования в плитах значительных изгибающих моментов материалоемкость их увеличивается на 40-50%, не говоря о том, что в этом случае полностью исключается возможность применения плит, изготовленных в типовой оснастке. Увеличение материалоемкости вызывает соответственное увеличение трудоемкости сооружения. Следовательно, в предлагаемом решении указанное снижение материалоемкости компенсирует увеличение рабочих операций при устройстве элементов 5 и подвесок б и 7.

Фт.З

ФигЛ

Фиг. 5

СБОРНОЕ ПОЛИГОНАЛЬНОЕ СВОДЧАТОЕ СООРУЖЕНИЕ, включающее плоские железобетонные ребристые плиты, соединенные под углом друг с другом и размещенные своими продольными .сторонами параллельно продольной оси свода, и подвески, прикрепленные к плитам, отличающееся тем, что, с целью снижения трудоемкости монтажа и повышения индустриальности, сводчатое сооружение снабжено вкладышами трапециевидного поперечного сечения и длинномерными элементами, при этом вкладыши размещены между плитами параллельно продольной оси сооружения, а длинномерные элементы расположены перпендикулярно к вкладышам с внешней стороны свода и прикреплены к ним сво-. ей нижней гранью, причем верхняя грань длинномерного элемента с каждой стороны (Л присоединена к плитам подвесками, .распре деленными по всей длине элемента. со ел со

9 3 Фиг.8