Сборно-монолитная конструкция Советский патент 1992 года по МПК E04C3/28 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве несущих конструкций гражданских промышленных зданий и различных сооружений, преимущественно в виде балок антисейсмических поясов, поясных ригелей и элементов стенового ограждения

Известна сборно-монолитная конструкция, содержащая лоткообразную оболочку со шпоночными элементами на поверхности стенок и днища, образующими полость, и монолитный сердечник

Недостатком известной конструкции является невысокая несущая способность и ограниченная возможность применения, особенно в условиях сейсмичности В сборном и монолитном элементах сборно-монолитной конструкции происходят разные по величине и по направлению усадочйые деформации

В более молодом по возрасту монолитном бетоне в начальной стадии его твердения внутренние напряжения, вызванные усадкой, проявляются активно, а в более старом по возрасту бетоне сборного элемента они находятся в стадии затухания Разные деформации соединяемых элементов приводят к перенапряжению бетона в контактирующих слоях Причем свободное прохождение усадки по,поверхностям стенок лотка способствует увеличению усадочных деформаций в контактирующих слоях При нарастании внутренних и внешних усилий происходит расслоение монолитного и

XI -N

О

Јь -

со

сборного элементов сборно-монолитной конструкции. Расслоение начинается от краев соединяемых элементов, распространяясь по всей контактирующей поверхности.

В результате действия объемной поперечной деформации, вызванной свободной усадкой монолитного сердечника, происходит его отслоение от поверхности стенок сборной лоткообразной оболочки, которое усугубляется внешними усилиями, особенно сейсмическими. В известной конструкии это приводит к перемещению, выходу монолитного сердечника вверх из лоткооб: разной оболочки, что снижает несущую способность сборно-монолитной конструкции при поперечных деформациях. Кроме того, сплошное дно в лоткообразной оболочке не позволяет обеспечить соприкосновение монолитного элемента со стеной здания в слу- чае применения сборно-монолитной конструкции в качестве антисейсмического пояса Отсутствие контакта монолитного бетона сборно-монолитной конструкции со стеной здания не обеспечивает их надежную совместную работу по шву, не позволяет обеспечить надежную его несущую способность на срез и растяжение, в том числе с помощью выпусков из стены в монолитный сердечник. Также в известной конструкции размер шпоночных выступов вдоль сборного лотка больше чем у аналогичных выступов монолитного сердечника, что не учитывает повышенное трещинообразова- ние монолитного элемента, приводящее к разрушению монолитных шпонок раньше, чем разрушатся шпоночные выступы в сборном лотке, снижающее несущую способность сборно-монолитной конструкции при продольных деформациях.

Вертикальные шпоночные выступы в стенках лоткообразной оболочки не препятствуют своими боковыми гранями перемещению сердечника вверх (и вниз) оболочки после отслоения монолитного сердечника от сборного лотка. Отсутствие в верхних концах шпоночных элементов стенок лоткообразной оболочки анкерных приспособлений, соединяющих их с монолитным сердечником преимущественно через его продольную арматуру, не обеспечивает достаточную жесткость соединения, замедляющую появление первой трещины по шву контакта в его краевых зонах.

Цель изобретения - увеличение несущей способности и повышение сейсмостойкости сборно-моног.итной конструкции за счет обеспечения надежной связи Между монолитным сердечником и сборной лоткообразной оболочкой даже посде отслоения

монолитного элемента от сборного и за счет повышения несущей способности шва между сборномонолитной конструкцией и нижележащей конструкцией здания путем

обеспечения контакта монолитного сердечника с ней.

Поставленная цель достигается тем, что в сборно-монолитной конструкции, содержащей лоткообразную оболочку, со шпоноч0 ными элементами на внутренней поверхности ее стенок и днища, и монолитный сердечник, толщина смежных шпоночных элементов стенок оболочки увеличена поперечно кверху и книзу оболочки, образуя

5 контруклоны, заклинивающие монолитный сердечник в сборной лоткообразной оболочке в поперечном направлении конструкции, повышающие ее несущую способность, а шпоночные углубления в днище лотка вы0 полнены сквозным, обеспечивающими непосредственную связь монолитного сердечника с нижележащей конструкцией через контакт монолита с нижележащим сплошным основанием, стеной здания и с

5 помощью вертикальных связей стены здания с монолитным сердечником, что увеличивает несущую способность между конструкцией и основанием. Смежные шпоночные элементы стенок лоткооб разной

0 оболочки уширены поочередно кверху и книзу вдоль полости оболочки, образуя контруклоны заклинивающие монолитный сердечник в сборном элементе вдоль конструкции, увеличивая ее несущую способ5 ность и повышая сейсмостойкость, улучшая технологичность образования шпоночных элементов, уменьшая усадочные деформации, уширенными книзу шпоночными элементами, препятствующими наклонными

0 гранями свободному прохождению усадки. В верхних концах шпоночных элементов стенок лоткообразной оболочки выполнены анкерные приспособления, соединяющие их с монолитным сердечником преимущест5 венно через продольную арматуру сердечника, жестко соединенную с анкерным приспособлением, что снижает дефицит сцепления бетонов в шве контакта монолитного элемента со сборным, повышает несу0 щую способность контактного шва в его краевых зонах. Анкерные приспособления выполнены с армированными углублениями в верхних торцах уширенных кверху шпоночных элементов со вставленными в них

5 преимущественно продольными арматурными стержнями монолитного сердечника. На фиг, 1 показана сборно-монолитная конструкция со шпоночными элементами увеличенной толщины кверху лоткообразной оболочки, поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, со шпоночными элементами увеличенной толщины книзулотко- образной оболочки; на фиг. 3 лоткообразная оболочка, вид сверху; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - лоткооб- разная оболочка со шпоночными элементами увеличенной толщины кверху полости с анкерными приспособлениями и арматурным каркасом монолитного сердечника, поперечный разрез; на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 5; на фиг. 7 - лоткообразная оболочка со шпоночными элементами увеличенной толщины книзу полости, с анкерными углублениями в верхних торцах илчных выступов и арматурны каркасом монолитного сердечника, пг 1еречный разрез; на фиг, 8 - то же, вариант; на фиг 9 - сечение В-В на фиг. 7 и 8

Сборно-монолитная конструкция содержит сборный элемент, изготовленный в заводских условиях, и монолитный элемент, изготовленный в построечных условиях. Сборный элемент выполнен в виде лоткооб- разной оболочки образованной боковыми стенками 1 и днищем 2 На внутренней по- верхности боковых стенок 1 образованы шпоночные элементы так, что толщина смежных элементов увеличена поочередно кверху оболочки, образуя верхние шпоночные выступы 3 и нижние углубления 4, и книзу оболочки, образуя нижние шпоночные выступы 5 и верхние углубления 6, а в днище 2, лоткообразной оболочки шпоночные элементы выполнены сквозными, образуя проемы 7, чередующиеся с перемычечными элементами 8, соединяю-- щими боковые стенки 1 оболочки между собой, фронтальные грани 9 и 10 Смежных шпоночных элементов, направленные вдоль оболочки, перекрещиваются Х-образ- но под углами о. и Д определяющими наклон граней 9 и 10 к вертикали, равными преимущественно 5-30° (а /3) Верхние профильные грани 11 и 12 и нижние грани 13 и 14 расположены соответственно под углами у и (рк вертикали, равными преимущественно 5 -45°(у (р). Длина а шпоночных углублений 4 и 6 по их средней линии вдоль полости лотка составляет преимущественно 1,1-2,2 длины b шпоночных выступов 3 и 5. Монолитный элемент выполнен из монолитного бетона или железобетона, образующего сердечник 15- контактирующий со стенками 1, перемычечными элементами 8 сборного элемента сборно-монолитной кон- струкции и основанием, на которое она опирается, к примеру с нижележащей стеной. Кроме того, конструкция содержит анкерные приспособления в верхних шпоночных

выступах 3, выполненные с расположением верхнего торца ниже верха конструкции, соединяющие их с монолитным сердечником с помощью закладных деталей 16 (фиг. 5) с выпусками 17, армирующими шпоночные выступы 3, и арматурных стержней 18 каркаса монолита, жестко соединенных с деталями 16. Как вариант, анкерные приспособления в верхних шпоночных выступах 3 (фиг. 7) выполнены в виде углублений 19, армированных выпусками 20 из тела стенок 1 в верхних торцах шпоночных выступов 3 и вставленных в них стержней 18 арматурного каркаса мгонолитного сердечника 15, содержащего, кроме того, нижние стержни 21, объединенные со стержнями 18 поперечной арматурой 22 в единый каркас Стенки 1 лоткообразной оболочки армированы плоскими каркасами, содержащими верхние 23 и нижние 24 стержни, соединенные поперечной арматурой 25 К стержням 23 присоединены выпуски 17 или 20 Перемычки 8, соединяющие стенки 1, армированы верхними стержнями 26 и нижними 27. заделанными в стенки 1 и объединенными между собой поперечной арматурой 28 и косыми стержнями 29. Как дополнительный вариант анкерные приспособления выполнены в виде вертикальных отверстий 30 в верхних шпоночных выступах, охваченных по контуру арматурными выпусками 31 и вставленных в них анкерных скоб 32 монолитного сердечника 15 В случае устройства сборно-монолитной конструкции над проемами в здании сплошное дно 2 сборной оболочки создают с помощью щита инвентарной опалубки и т.п., преимущественно прикрепленного к лоткообразной оболочке В случае использования конструкции в качестве стенового ограждения ее сборные лот- кообразные элементы опираются друг на друга своими стенками

Выполнение лоткообразной оболочки, а следовательно и монолитного сердечника сборно-монолитной конструкции с предлагаемой формой шпоночных элементов, выполненных на стенах лотка, в сочетании со сквозными шпоночными углублениями в днище полости не исключает возникновение напряжений в контактирующих слоях сборного и монолитного элементов, свойственных сборно-монолитным конструкциям, но эти напряжения не могут привести к полному расслоению соединяемых элементов, к выходу монолитного сердечника из лоткообразной полости при различных сочетаниях внутренних и внешних усилий Под воздействием усилий, вызывающих перемещение монолитного Сердечника относительно лотка по вертикали, после полного

расслоения контактирующих слоев шпоночные элементы работают как клинья Углы а и ft определяющие наклон фронтальных граней шпоночных элементов стенок оболочки, и углы у и р наклона их профильных граней обеспечивают технологичность изготовления предлагаемого сборного лоткообразно- го элемента и надежное взаимодействие сборного и монолитного элементов сборно- монолитной конструкции между собой и с нижележащими конструкциями При углах 7и/3 у поменьше 5° затруднено изготовление изделия и уменьшается несущая способность конструкции так как возможно полное расслоение по поверхности контакта и взаимное смещение слоев, поскольку за счет смятия поверхности угол практически исчезает а следовательно исчезает и клин. При значениях углов а и/ больших 30° шпоночные элементы перестают работать как клинья на трение и смятие (местное сжатие) Не реализуется преимущество бетона работать на сжатие Шпоночные элементы начинают работать на срез по телу бетона уменьшается ширина полости лотка, из-за чего усложняется устройство монолитного сердечника При значениях углов у и у больших 45° значительно увеличивается рассто яние между выступами шпоночных элементов, в том числе между перемычками, соединяющими стенки лоткообразной оболочки, что приводит к увеличению и усложнению армирования сборно-монолитной конструкции

Наличие сквозных шпоночных углублений в днище полости лотка позволяет обеспечить соприкосновение около 80% опорной поверхности сборно-монолитной конструкции монолитным бетоном к нижележащей конструкции здания, сооружения. Это увеличивает несущую способность контактирующих швов между сборно-монолитной и соприкасающей конструкциями

Размеры а и Ь, определяющие соответственно длину шпоночных углублений и шпоночных выступов, обеспечивают оптимальные условия взаимодействия обоих элементов сборно-монолитной конструкции При а меньшем 1,1 b происходит опережающее разрушение шпонок монолитного элемента, выполненного из бетона, из-за его повышенной трещино- стойкости При а большем 2Ь происходит опережающее разрушение шпонок сборного элемента Кроме того, в случае выполнения монолитного сердечника преимущественно высотой с более чем две его ширины d по их средним линиям, целесообразно в краевых зонах контактных поверхностей монолитного сердечника 15 и стенок 1 лоткообразной оболочки выполнять анкерные приспособления соединяющие сборный элемент с монолитным,

ликвидирующие дефицит сцепления в контактных слоях элементов и в первую очередь в их краевых зонах При этом наиболее эффективными являются анкерные приспособления, соединяющие стенки сборного

лоткообразного элемента с монолитным сердечником 15 через его верхнюю продольную арматуру 18 преимущественно жестко соединенную с анкерными деталями 16 В случае выполнения монолитного сердечника высотой с, равной 1,1-2 его ширины d, с целью упрощения технологии монтажа сокращения трудозатрат целесообразно анкера выполнять в виде армированных углублений 19 в верхних торцах шпоночных

выступов 3 со вставленными в них преимущественно продольными арматурными стержнями 18 монолитного сердечника 8 случае выполнения сборно-монолитной стру/ |У1и без стержней 18 или ч случае -полпенни зрмзг/риого кэрк з монолитного сердечника прямоугольной формы в поперечном сечении (рис 8) целесообразно в верхних юрцах шпоночных выступов 3 выполнить отверстия 30,

армированные по контуру арматурными выпусками 31 и анкерные скобы 32 монолитного сердечника 15, вставленные в отверстия 30, соединяющие стенки 1 лоткообразной оболочки Учет этих обстоятельств приводит

к повышению несущей способности сборно- монолитной конструкции

Таким образом предлагаемая сборно- монолитная конструкция обеспечивает уве личение несущей способности и повышение

сейсмостойкости

Формула изобретения

1Сборно-монолитная конструкция, содержащая лоткообразную оболочку со шпоночными элементами на поверхностях стен и днища, образующих полость, и монолитный сердечник из бетона отличающая- с я тем, что, с целью увеличения несущей способности и повышения сейсмостойкости, толщина смежных шпоночных элементов стен увеличена поочередно кверху и книзу, а шпоночные углубления в днище выполнены сквозными.

2Конструкция поп 1,отличающа- 5 я с я тем, что смежные шпоночные элементы стен уширены поочередно кверху и книзу вдоль плоскости оболочки

3Конструкция по пп 1 и 2 отличающаяся тем, что в верхних концах шпоночных элементов стенок выполнены анкерные

приспособления, соединяющие их с моно-. армированными углублениями в верхних

литным сердечником, преимущественно че-торцах уширенных кверху шпоночных члр

рез продольную арматуру сердечника.ментов со вставленными в них, преимущр

4. Конструкция по п 3, о т л и ч а ю щ а-ственно продольными, арматурными

я с я тем, что приспособления выполнены с5 стержнями монолитного сердечника.

Изобретение относится к строительству, и может быть использовано в качестве несущих конструкции гражданских промышленных зданий и различных сооружений преимущественно в виде балок антисейсмических поясов поясных ригелей и элементов стенового ограждения Сборно- монолитная конструкция содержит лоткооб- разную оболочку со шпоночными элементами на поверхностях стенок и дни ща, образующих полость и монолитный сер дечник Толщина смежных шпоночных элементов стенок увеличена поочередно кверху и книзу оболочки, а шпоночные уг лубления в днище выполнены сквозными Смежные шпоночные элементы стенок уши рены поочередно кверху и внизу вдоль по лости оболочки В верхних конца шпоночных элементов стенок выполнен анкерные приспособления соединяющие их с монолитным сердечником преимуще ственно через продольную арматуру сердечника Приспособления выполнены с армированными углублениями в верхних торцах уширенных кверху шпоночных элементов со вставленными в них преимущественно продольными арматурными стержнями монолитного сердечника 3 з п ф-лы 9 ил сл с

13(19) Ш) Фиг.

3 JLA

Фиг.З А-А

Фиг. 4

Я U 91

§ гпф

ы

Б

9,

Г/

Я

81 и

Zlb&VLl

Фиг. 9