Железобетонное покрытие Советский патент 1982 года по МПК E04B7/14 

Изобретение относится к строительным конструкциям и может быть использовано в качестве покрытий зданий и сооружений.

Известны покрытия, содержащие ортогональные несущие металлические фермы и уложенные по ним элементы ограждения . 1.

Известны также металлические покрытия в виде стержневых структурных систем, выполняемых из труб и прокатных профилей и уложенных по ним элементов ограждения 2.

Недостатками этих технических решений являк)тся повышенная металлоемкость покрытия и большое число сложных узловых соединений.

Известно железобетонное покрытие содержащее несущие конструкции, расположенные во взаимно перпендикулярных направлениях и соединенные между собой, и прикрепленные к ним плиты покрытия 3.

Недостатками этого технического решения являются потдценный расход материалов и повышенная трудоемкость изготовления и монтажа покрытия.

Наиболее близким к предлагаемому является железобетонное покрытие, содержащее несущие конструкции в ви- .

де отдельных рам, расположенные во взаимно перпендикулярных направлениях и соединенные между собой с образованием квадратных ячеек, и прикрепленные к ним плиты покрытия 4.

Недостатками покрытия являются большое число сборных элементов, а следовательно,, и стыковых соедине10ний, сложность соединения растянутых нижних поясов рам, расположенных в двух взаимно перпендикулярных направлениях, наличие четырех стоек в каждом узле сопряжения и сложность обеспечения совместной работы эле15ментов рам, так как точки пересечения раскосов с поясами по вертикали не совпадают, раздельная работа несущих конструкций в виде рам и плит 20 покрытия. Кроме того, эта конструкция с расположением раскосов в одних плоскостях с элементами верхнего и нижнего поясов мало отличается от .системы в виде перекрестных форм, . пространственная работа которой ху25же, чем структурных конструкций, в которых наклонные раскосы совместно с элементами поясов образуют совокупность пространственных стержневых фигур, обладающих высокой собственной

30 жесткостью на изгиб и кручение. Цель изобретения - повышение надежности , сокращение расхода материала путем улучшения пространствен ной работы покрытия. Указанная цель достигается тем, что железобетонное покрытие, включа ющее несущие конструкции, выполненные в виде отдельных рам, расположенных вертикально во взаимно перпендикулярных направлениях и соединенных между собой с образованием квадратных ячеек, и плиты покрытия, уложенные по верху рам, снабжено дополнительными квадратными преднапряженными рамами, а вертикально ра положенные рамы выполнены треугольными и расположены вниз вершиной при этом квадратные рамы расположен горизонтально и прикреплены своими углами к ве1Х11инам треугольных рам с образованием |1ижней ячейки. На фиг. 1 изображен пример конструктивного риаения железобетонного покрытия здания, план; на фиг.2 фрагмент железобетонного покрытия (без плит покрытия); на фиг. 3 треугольная рама; на фиг. 4 - квадратная преднапряженная рама. Железобетонное покрытие состоит соединенных между собой треугольных рам 1, расположенных вертикально во взаимно перпендикулярных направлени к которЕЛм крепятся плиты 2 покрытия и расположенных в горизонтальной пл кости квадратных преднапряженных же лезобетонных рам 3, которые соединяются своими углами с обращенными вниз вераинами соседних треугольных рам 1. Горизонтальные линейные элементы треугольных рам 1 образуют ячейки верхнего пояса, а их наклонные линейные элементы - систему рас косов покрытия. Линейные элементы квадратных преднапряженных рам 3 об разуют ячейки нижнего пояса. Соединяясь между собой вершинами, треугольные и квадратные рамы образ5тот ячейки верхнего и нижнего-поясов не сущих конструкци железобетонного покрытия, повернутые относитльно др друга на угол 45. Работа элементов Конструкции железобетонного структурного покрытия под действием вертикальной нагрузки характеризуется следующим. Нижний пояс структурного покрыти работает на растяжение. Верхний поя состоит из горизонтальных линейных элементов треугольных рам 1 и крепленньк к ним шшт 2 покрытия, которые включаются в пространственную работу конструкции, уменьшая ОБОбодную длину горизонтальных линейных элементов рам 1 и разгружая их. Плиты покрытия испытывают сжатие с изгибом, а горизонтальные линейные элементы треугольных pciM - сжатие или внецентренное сжатие в зависимости от условий опирания плит покрытия . Раскосы работают на знакопеременные усилия, причем максимальные усилия возника ют в опорных раскосах. Преимущество конструкции заключается в том, что расположение ячеек верхнего и нижнего пояса под углом 45 друг к другу способствует увеличению пространственной жесткости покрытия, так как каждая квадратная рамка нижнего пояса 3 с четырьмя примыкающими к ее углам наклонными раскосами образует пирамиду, обладающую собственной высокой жесткостью на изгиб и кручение. Квадратные рамы нижнего пояса покрытия выполнены преднапряженными с проволочной, прядевой или высокопрочной стержневой арматурой. Для крепления напрягаемой арматуры каждая рама 3 снабжена внутренними анкерами 4. Эти анкеры служат для соединения между собой в углах квадратных преднапряженных рам, причем используются стыковые элементы одного направления, ориентированные вдоль диагонали квадратной рамы, что существенно упрощает конструкцию стыка. Ввиду того, что одним из основны с сборных элементов конструкции является треугольная рама, длина которой значительно больше ее высоты, удается существенно сократить число сборных элементов и, тем самым, снизить число стыковых соединений. Включение плит покрытия в работу несущих конструкций приводит к значительному увеличению жесткости покрытия в целом, а также к уменьшению площади поперечного сечения бетона и арматуры горизонтальных линейных элементов треугольных рам, и, следовательно, к экономии материалов. Железобетонное покрытие отличается высокой степенью надежности. Выход из строя по какой-либо причине одного или даже нескольких элементов не приводит к обрушению конструкции, а лишь к перераспределению в ней усилий. Предлагаемая конструкция железобетонного покрытия может перекрывать как отдельно стоящие, так и многопролетные здания. В многопролетном здании колонны, как правило, располагаются по контуру здания с шагом, равным линейному размеру ячейки верхнего пояса, поэтому структурное покрытие по контуру здания непосредственно опирается на колонны или сплошные несущие стены. Расстояния между колоннами внутри здания кратны размеру ячейки верхнего пояса. Таким образом, каждый блок пок ялтия внутри здания с размерами, равными расстоянйю между колоннс1ми, свободно опирается на колонны по четырем углам. Свободные края (или край) блока стру турного покЕйлтия подкрепляются несущей конструкцией, составленной из треугольньсс рам 1, объединенных дополнительным линейным элементом нижнего пояса. Конструкция может иметь консольные свесы, при этом опирание по контуру на колонны или стены осуществляется в уровне нижнего пояса структуры.Основным способ монтажа предлагаемой конструкции покрытия является подъем всего покрытия целиком, который может осуществляться как с помощью башенных или напольных кранов так и домкратами по полон нам. Возможен также монтаж с помощью укрупнения монтажных.блоков размером на пролет или поэлементный монтаж на подмостях. Применение предлагаемой конструкции железобетонного покрытия взамен металлических структурных покрытий позволяет снизить расход стали на покрытие в 3-4 раза и стоимость на .35%. Формула изобретения Железобетонное покрытие, включающее .несущие конструкции, выполненные в виде отдельных рам, расположенных вертикально во взаимно перпендикулярных направлениях и соединенных между собой с образованием квадратных ячеек и плиты покрытия, уложенные по верху рам, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, сокращения расхбда материала путем улучшения пространственной работы покрытия, последнее снабжено дополнительными квадратными преднапряженными рамами, а вертикально расположенные рамы выполнены треугольными и расположены вниз вершиной, при этом квадратные рамы расположены горизонтально и прикреплены своими углами к вердинам треугольных рам с образованием нижней ячейки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Попов А.Н. Конструкции промыиленных зданий. М., Стройиздат, 1972, с. 253, рис. IX.7. 2.Каталог рекомендованных типов пространственных конструкций для общественных зданий с большими пролетами. Л. ,СтройиздаТ;1 77,с.36,118. 3.Сахновский К.В. Железобетонные конструкции. М., Стройиздат, 1960, с. 628, рис. XVII, 30 б. 4.Авторское свидетельство СССР № 649803, кл. Е 04 В 7/14, 1979.

Фиг.}

ФиеЛ