Железобетонная висячая оболочка и способ ее возведения Советский патент 1990 года по МПК E04B7/14 E04G21/14 

(21)4427247/23-33; 4427981/23-33

(22)18.05.88

(46) 28.02.90. Бюл. № 8

(71)Научно-исследовательский институт бетона и железобетона Госстроя СССР

(72)И. Г. Людковский и А. М. Людковский (53) 69.024.4(088.8)

(56) Шимановский В. Н. Висячие системы: Конструкции и расчет нитей конечной жесткости. Киев: Будивельник, 1984, с. 65, 66, рис. 47.

Людковский И. Г. Опыт замены покрытия промышленного здания без остановки произ- воства с применением висячей оболочки. - Строительство и архитектура. Сер. 8. Строительные конструкции. Обзорная информация. ВНИИИС, 1986, вып. 5, с. 44-47.

(54) ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ ВИСЯЧАЯ ОБОЛОЧКА И СПОСОБ ЕЕ ВОЗВЕДЕНИЯ (57) Изобретение относится к висячим строительным конструкциям и способу их возведения. Целью изобретения является повышение жесткости и надежности оболочки. Оболочка включает опорный контур 1 и прикрепленную к нему пролетную часть оболочки с втулками. Участки поля оболочки имеют квазицилиндрическую поверхность и соединены между собой винтами, сетками и бетоном швов. Способ возведения оболочки предусматривает подготовку основания 12, изготовление на нем контура и формование пролетной части оболочки. Переход от плоской формы 11 к криволинейной форме 13 осуществляют при подъеме оболочки до упора 15. Освобождение оболочки от анкеров и установку на колонны 14 производят после того, как бетон в швах наберет требуемую прочность. 2 с. п. ф-лы, II ил.

(О

(Л

Изобретение относится к висячим строительным инструкциям и способу их возведения. Целью изобретения является повышение жесткости и надежности оболочки. Оболочка включает опорный контур 1 и закрепленную к нему пролетную часть оболочки с втулками 3. Участки поля оболочки имеют квазицилиндрическую поверхность и соединены между собой винтами, сетками и бетоном швов. Способ возведения оболочки предусматривает подготовку основания 12, изготовление на нем контура и формование пролетной части оболочки. Переход от плоской формы 11 и криволинейной форме 13 осуществляют при подъеме оболочки до упора 15. Освобождение оболочки от анкеров и установку на колонны 14 производят после того, как бетон в швах наберет требуемую прочность. 1 з.п. ф-лы, 11 ил.

сл

Јъ

05

ел

00

со

ФпЛ

Изобретение относится к висячим строительным конструкциям и способу их возведения.

Целью изобретения является повышение жесткости и надежности оболочки.

На фиг 1 изображена висячая оболочка, план; на фиг. 2 - висячая оболочка с центральным участком; на фиг. 3 - висячая оболочка со светоаэрационным фонарем; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 6 - оболочка в процессе преднапряжения; на фиг 7 - сечение В-В на фиг. 6; на фиг. 8 - узел I на фиг. 6; на фиг. 9 - сечение Г-Г на фиг. 8; на фиг. 10 - сечение Д-Д на фиг. 8; на фиг. 11 - сечение Е-Е на фиг. 6.

Оболочка состоит из контура 1, пролетной части 2, вутов 3 и швов 4, соединяющих отдельные участки пролетной части, представляющие собой тонкие, железобетонные слабоизогнутые пластины, имеющие квазицилиндрическую поверхность. Оболочка может быть выполнена с выделенным центральным диском 5 или со светоаэрационным фонарем 6. Предварительно напряженная железобетонная висячая оболочка в плане может иметь произвольную форму. В качестве примера выбрана прямоугольная ячейка, представляющая наиболее часто встречающийся случай. Схема разрезки соответствует схеме разрушения такой оболочки, которая при действии равномерно распределенной нагрузки будет аналогичной известной «конвертной схеме разрушения плит и пологих оболочек купольного типа. Устройство центрального диска зависит от размеров оболочки и от соотношения жесткости пролетной части и опорного контура. Такая разрезка позволяет при загружении оболочки пригрузом деформироваться всей пролетной части таким образом, чтобы деформации сосредотачивались в швах. Замо- ноличивание швов и последующее удаление пригруза создает двухосное обжатие поля, что значительно повышает его жесткость и отдаляет момент появления трещин.

Ванты 7 замоноличены в контуре 1 или закреплены на нем через крепежные элементы 8. Кроме того, пролетная часть 2 оболочки армирована сеткой 9, уложенной выше или ниже вант, в зависимости от конкретных конструктивных решений. Отдельные участки пролетной части соединены между собой вантами 7, сетками 9 и бетоном швов 10.

Пролетная часть имеет плоскую форму 11 на уровне земли 12 и криволинейную форму 13 после подъема. Переход от плоской формы к криволинейной происходит при подъеме оболочки с уровня земли 12 по колоннам 14. Изгиб пролетной части осуществляется сначала под собственным весом, а затем от временного пригруза с помощью натяжных болтов 15. На фиг. 8, 9, 10

0

видно, что каждый натяжной болт заанкерен в земле и пропущен через отверстие 16 в пролетной части 2 оболочки. На болт надевают пружину 17, которая при подъеме упирается в шайбу 18 и гайку 19. Посредством распределительной балки 20 через подкладки 21 нагрузка передается на пролетную часть. Для образования швов перед бетонированием поля оболочки укладывают щелеобразо- ватели 22.

Возводят висячую оболочку следующим образом.

Сначала готовят ровное основание на уровне земли 12, на нем укладывают контур 1 с вутами 3, устанавливают натяжные болты 15, раскладывают и закрепляют на контуре ванты 7 и арматурную сетку 9. После этого укладывают щелеобразовате- ли 22 таким образом, чтобы ванты 7 и арматурная сетка 9 попали между щелеобра- зователей 22. Далее бетонируют пролетную часть. По достижению твердения бетона щелеобразователи удаляют и поднимают оболочку до упора в болты, при этом через подкладки 21 и распределительные балки 20 сжимаются пружины 17, упираясь в шайбы

5 18 и гайки 19. Натяжные болты 15, проходящие в отверстия 16, растягиваются. При этом оболочка напрягается во всех направлениях. После этого удаляют щелеобразова- тель 22 и замоноличивают бетоном швы 4 После твердения бетона швов оболочку ос0 вобождают от пригруза путем отвинчивания гаек 19, снятия шайбы 18, пружин 17, распределительных балок 20 и подкладок 21. Затем по колоннам 14 оболочку поднимают в проектное положение.

Для того, чтобы оболочка оказалась под

5 действием временного пригруза, ее надо поднять из плоского положения на высоту порядка 1/50 длины диагонали. При этом растягивается вся вантовая сеть и пролетная часть оболочки становится изогнутой в двух

0 направлениях. Во избежание неравномерного загружения на натяжные болты 15 должны быть надеты упругие элементы, например витые пружины 17. Кроме того, могут быть использованы резиновые амортизаторы, рессоры и т. п.

5 Наиболее целесообразно располагать систему временного пригруза по центру тяжести трапециевидных участков пролетной части оболочки. Высоту фиксации гаек 19 на натяжных болтах 15 и усилия в них подбирают расчетом из условия достижения

0 необходимых растягивающих усилий в арматуре (в вантах 7). Ориентировочно величину пригруза можно назначать равной сумме собственного веса утеплителя, гидроизоляции и нагрузки от снега.

Ванты 7 выполняются, как правило, из арматурной стали 0 12-18 мм. Крепежные элементы 8 могут быть выполнены из круглой арматурной стали, из листа или из

металлического профиля. Арматурную сетку 9 принимают из проволоки 0 3-5 мм с ячейкой 100-200 мм. Толщина пролетной части составляет 50-70 мм, так как необходимо иметь предусмотренные нормами защитные слои. Шелеобразователи 22 состоят из двух частей: верхней и нижней, их укладывают на всю толщину оболочки, они имеют ширину 50-100 мм, подбираемую из условия обеспечения удобного и надежного за- моноличивания швов.

Поверхность пролетной части висячей оболочки является неразвертывающейся поверхностью двоякой гауссовой кривизны. Разрезка пролетной части оболочки на отдельные участки позволяет создать висячую оболочку из отдельных развертывающихся квазицилиндрических участков, соединенных швами. Размеры швов изменяются при переходе оболочки от плоскости к трехмерной форме. Квазицилиндрическая поверхность участков образуется за счет того, что при преднапряжении они, в основном, нагружаются силами, приложенными линейно и всегда параллельно сторонам опорного контура. После того как бетон в швах наберет необходимую прочность, оболочка освобождается от болтов с пружинами. При этом предварительно растянутая Байтовая сеть, укорачиваясь, стремится подняться кверху, в результате чего происходит сжатие всей пролетной части замоноличенной оболочки. Двухосное преднапряжечие повышает тре- щиностойкость, а следовательно, и жесткость пролетной части, что обуславливает улучшение эксплуатационных качеств и увеличивает надежность конструкции.

При восприятии нагрузки от собственного веса оболочки и пригруза, а также в эксплуатационной стадии контур работает совместно с прилегающей зоной пролетной части За счет этого поперечное сечение контура принимается минимальным. В известных висячих оболочках контур в стадии монтажа представляет из себя изгибную рамную или балочную конструкцию, на которую действуют поперечные усилия от вант, вызывающие в нем большие изгибающие мог г

.г

Т,

/

/

менты в горизонтальной плоскости много выше вертикальных изгибающих моментов. В предложенном способе обеспечивается совместность работы контура и пролетной час- ти. Каждая сторона контура в стадии монтажа работает как балка-стенка, при этом приконтурная полоса пролетной части совместно с контуром воспринимает, сжимающие усилия и предотвращает потерю устойчивости контура.

Данный способ целесообразно применять при возведении зданий с уширенной сеткой колонн и для зданий со сложной формой в плане. Возможно изготовление и неразрезных ячеек.

15

Формула изобретения

0

7

,/

/

215 1 /II/

fui.l

1 г г /

А- А I

/

( ;/.у. /././J /.-.Sl/TT. .-/:/У fa /-

/ S J...

ГЪГТ -/; ffi/ fa{ /;7 б

//////////М///////У/// /// ///

} Фм.Ч 7 5-6

1 7

у

Ч

Фиг. 3

9 9 / /

л

-Г

Ф«,.б уч

т

Л

Фие.8

Г- Г

Фиг,9

9 9

L

{-/ / :/ :/ -:Л/ I

Л/л ЛтУ-л / а / f .

.. -УЛ /

-.-л- .-:/.f.7-. /: /../

Y-. X - Л

/ / // /// / Г f / /

1Фиг. 11

л-л

HI IH

Фиг. 10

21

/I

Y-. X - Л