Покрытие здания, железобетонная подстропильная ферма и железобетонная плита Советский патент 1983 года по МПК E04B5/00 E04C3/02 E04C2/06 

(54) ПОКРЫТИЕ ЗДАНИЯ, ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ ПОДСТРОПИЛЬНАЯ ФЕРМА И ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ ПЛИТА

1

Изобретение относится к строительству и может быть применено для различных промышленных, сельскохозяйственных и общественных зданий.

Известно покрытие здания, выполненное из сборных железобетонных конструкций панелей-оболочек КЖС размером 3 X 18м, опирающихся на продольные конструкции балки или фермы 1.

Вследствие криволинейного (параболического) очертания поверхности панели-оболочки КЖС кровля получается скатной и на приопорных участках имеет уклон 10- 14°, что, в свою очередь; увеличивает трудоемкость кровельных работ, уменьшает срок службы кровли и увеличивает количество ливнестоков.

Наиболее близким к изобретению является покрытие здания, включающее железобетонные ребристые плиты. Опертые на железобетонные фермы, выполненные в виде провисающих элементов с вутами 2 .

Известное покрытие имеет повышенный расход материала из-за большой высоты покрытия, ограниченные возможности использования межферменного пространства.

вентиляции и естественного освещения от зенитных фонарей.

Известны железобетонные предварительно напряженные подстропильные щпренгельные фермы треугольного очертания с вертикальной стойкой в середине пролета, соединяющей верхний и нижний -пояса 3.

Эти подстропильные фермы плохо рабо; тают на воздействие внеузловой нагрузки, прикладываемой к верхнему поясу. От воздействия такой нагрузки в верхнем и нижнем поясах возникают значительные изгибающие моменты, для восприятия которых требуется повыщенный расход бетона и стали.

Наиболее близкой к предлагаемой явля15 ется железобетонная подстропильная ферма, состоящая из верхнего пояса, пересекающегося в опорном узле с нижним поясом ломаного очертания с предварительно напряженной арматурой раскосов и стоек 4.

Известная железобетонная подстропильная ферма имеет два типоразмера. Подстропильные фермы первого типоразмера - симметричные, предназначены для установки на колонны среднего ряда с центрацией в одной точке осей нижнего и верхнего поясов на равнодействующую опорных реакций, передаваемых подстропильной фермой на средний ряд колонн. Подстропильные фермы второго типоразмера - несимметричные, предназначены для установки на колонны в торце здания или у температурного шва с центрацией в точке пересечения осей нижнего пояса с верхним в одном узле - на равнодействующую опорной реакции, передаваемой подстропильной фермой на колонну среднего ряда, в другом - на равнодействующую опорной реакции, передаваемую подстропильной фермой на колонну у торца здания или температурного щва. Наличие двух типоразмеров подстропильных ферм, устанавливаемых в одном ряду колонн, требует два типоразмера стальных опалубочных форм, что вызывает увеличение расхода стали. установке известной подстропильной фермы первого типоразмера на колонны у торца здания или температурного щва в поясах ферм от нагрузки плит покрытия и усилия Нижнего пояса, нецентрированного на опорную реакцию колонн у температурного шва или у торца здания, возникают значительные изгибающие моменты, что приводит к большому перерасходу материалов и делает подстропильные фермы экономически нецелесообразными. Известны сборные железобетонные предварительно Напряженные конструкции для малоуклонных покрытий типа П 5. Недостатком этого типа конструкций являются ограниченные возможности использования естественного освещения здания от светоаэрациопных и зенитных фонарей, вентиляции, а также пропуска коммуникаций. Наиболее близкой к предлагаемой является железобетонная плита, включающая ребристую полку и продольные преднапряжен1н е ребра переменной высоты на приonopHE ix участках 6 . Недостатками этой конструкции являются повышенный расход материалов, а также .мало эффективное использование межферменного пространства. Целью изобретения является уменьшещение строительной высоты покрытия, пропуск инженерных коммуникаций в поперечном направлении .здания, унификация подстропильных ферм и снижение металлое.мкости, у.меньщение материалоемкости и повышение жесткости. Поставленная цель достигается тем, что в покрытии здания, включающем железобетонные ребристые плиты, опертЕяе на железобетонные фермы, выполненные в виде провисающих элементов с вутами, ребра плиты имеют отверстия и выполнены в виде расположенных в межферменном пространстве провисающих элементов, причем плиты провисают над верхней гранью верхнего пояса на величину размера вута среднего узла фермы. В железобетонной подстропильной ферме, состоящей из верхнего пояса, пересекающегося в опорном узле с нижним поясом ломаного очертания с предварительно напряженной арматурой, раскосов и стоек, ось верхнего пояса пересекается с осью нижнего пояса в точке, расположенной с эксцентриситетом относительно места приложения опорной реакции. Верхний пояс крайней панели выполнен с переменным сечением по высоте, образованным наклоном внутренней грани пояса вниз от стойки до внутренней грани опорного узла, наклоненной к стойке и образующей в месте пересечения с внутренней гранью верхнего пояса двугранный угол. Арматура опорного узла выполнена в виде закладного элемента, состоящего из верхней и нижней опорных стальных пластин с приваренными к ним вертикальными и горизонтальными анкерными стержнями и с поперечными стержнями, соединенными с вертикальными. В железобетонной плите, включающей ребристую полку и продольные преднапряженные ребра переменной высоты на приопорных участках, ребра на горизонтальном участке выполнены в виде многопролетной рамной конструкции с образованием между стойками и поясами трапециевидных отверстий, а полка с наружной стороны выполнена двускатной. Стойки и верхний пояс каждой рамы имеют пере.менное сечение с увеличением его к узлам соединения стоек с верхним поясом. На фиг. 1 изображено покрытие здания; на фиг. 2 - железобетонная подстропильная ферма; на фиг. 3 - узлы I и Н на фиг. 1; на фиг. 4 - расположение напрягаемой арматуры и закладного излчелия в узле I; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 4; на фиг. 6 - расположение напрягаемой арматуры и закладных изделий в узле II; на фиг. 7 - разрез Б-Б на фиг. 6; на фиг. 8- пространственное закладное изделие; на фиг. 9 - разрез В-В на фиг. 8; на фиг. 10- разрез Г-Г на фиг. 8; на фиг. И - разрез Д-Д на фиг. 8; на фиг. 12 - железобетонная плита - фасад; на фиг. 13 - разрез Е-Е на фиг. 12; на фиг. 14 - разрез Ж-Ж на фиг. 13; на фиг. 15 - разрез 3-3 на фиг. 13; на фиг. 16 - разрез И-И на фиг. 13. Покрытие здания имеет провисаюпдие сборные железобетЬнные плиты 1 покрытия на пролет, зенитные фонари 2, провисающие железобетонные продольные фермы 3, опертые на железобетонные колонны 4. На железобетонные колонны 4 устанавливаются провисающие железобетонные продольные фермы 3 и крепятся на сварке закладных изделий опорных узлов фермы 3 к закладным изделиям колонн 4. На закрепленные провисающие железобетонные продольные фер.мы 3 устанавливаются провисающие сборные железобетонные плиты покрытия на пролет, имеющие отверстия для пропуска коммуникаций и крепятся на сварке закладны5( изделий. Зенитные фонари 2 устанавливаются из железобетонные элементы покрытия 1 и крепятся на сварке до монтажа конструкций в покрытии.

Железобетонная подстропильная ферма 3 включает верхний пояс 5, нижний пояс ломаного очертания б, раскосы 7, стойки 8, напрягаемую арматуру 9, роликовую опору 10, закладное изделие 11, закладные пространственные изделия 12 и 13.

Верхний пояс 5, нижний пояс 6, раскосы 7, стойки 8 и узлы их соединения расположены симметрично по отнои1ению к оси симметрии фермы. Напрягае.мая арматура 9 про.ходит непрерывно по всему нижнему поясу ломаного очертания 6, перегибается в местах пересечения раскосов 7 и стоек 8 с нижним поясом 6 посреДство.м установки роликовой опоры 10.

Точка центрации верхнего пояса 5 с нижним поясом ломаного очертания 6 в узле I опирания подстропильной фермы на рядовые колонны и в узле II опирания на колонны в торце здания или у температурного шва Находится на равном расстоянии а, от сосредоточенной нагрузки Р плит покрытия, на расстоянии о от опорных реакций RI подстропильных ферм, передаваемых на рядовые колонны в узле I и на расстоянии а от опорных реакций R подстропильныхферм, передаваемых на колонны у температурного шва и в дорце здания в узле И.

При такой центрации верхнего 5 и нижнего 6 поясов изгибающие мо.менты в местах примыкания поясов к внутренним граням, узлов I и II от внещней нагрузки соответственно равны. При этом подстропильные фермы имеют один типоразмер, что дает возможность одну и ту же подстропильную ферму устанавливать как на рядов.ые колонны, так и на колонны у температурного шва. и в торце здания и изготовлять в одной опалубочной форме.

Верхний пояс 5 принят переменного сечения по высоте, с наклоном внутренней грани вниз Ът стоек 8 до внутренней грани опорных узлов I и II, что соответствует характеру изгибающих моментов в поясе и условию обеспечения трещиностойкости.

В узлах I, и II установлены закладные пространственные изделия 12 и 13, состоящие из верхней и нижней стальных пластин 14 и 15 соединенных вертикальными стержнями пространственного каркаса.

Пространственные закладные изделия обеспечивают прочность и трещиностойкость опорных узлов при ограниченной площади их опирания На колонны.

Железобетонная плита 1 включает ребристую полку 16, поперечные ребра 17 и продольные ребра 18. Верхняя грань 19 полки 16 имеет на длине, равной половине

пролета плиты, одинаков1)|й пологий уклон, нижняя грань 20 полки 16 в пределах каждой панели ограничена поперечными 17 и продольными 18 ребрами. Нижняя грань 2 продольных ребер 8 на крайних участках

от опорных узлов 22 до стальной трубы 23 роликовой опоры для перегиба папрягае.мой арматуры 24 наклонена, продольные ребра пеpe.Nieimoro сечения по высоте с наружной поверхности имеют кесоннообразные углубления 25.

На 1-оризонтальном участке ребра выполнены в виде многопролетной рамной конструкции, включающей стойки 26, нижний пояс 27 и верхний пояс 28 с образованием трапециевидных отверстий. Плоскости 29

стоек 26 нижнего пояса 27 и верхнего пояса 28, образующие отверстия, нак.юпены. При этом стойки 26 и верхний пояс 28 имеют переменное сечение, стойки 26 - наименьшее сечение у мест примыкания к нижнему поясу и максимальное к верхнему

поясу; верхний пояс 28 -- наименьшее сеqeinie в середине панели и максимальное у мест примыкания к стойкам 26. Поперечjibie ребра 17 на среднем участке продольных ребер 18 соединяются с верхним поясом 28 в местах примыкания стоек 26 к верх

не. ПОЯСУ 28.

Такое конструктивное решение покрытия с: iipiiMCHCHEfeM провисающих подстропильных (оерм и плит расширяет границы 30 применения сборного железобетона, повышает эффективность его строительного производства и по сравнению с традиционными покрытиями зданий из типовых сборных железобетонных эле.ментов позволит снизить материалоемкость до 0%.

Формула изобретения

. Покрытие здания, включающее железобетонные ребристые п.лмты, опертые на

железобетонные фермы, выполненные в виде провисающих элементов с вута.ми, отличающееся тем. что, с целью уменьп1ения стро1 тельной высоты и пропуска инженерHbix ко.ммунмкаци-й в поперечном направлении здания, ребра плиты имеют отверстия

и выполнены в виде расположенных в межферменном пространстве провисаю1цих эле.ментов, причем плиты провисают над верхней гранью верхнего пояса на величину размера вута среднего узла фермы.

2. Железобетонная подстропильная ферма, состоящая из верхнего пояса, пересекающегося в опорном узле с нижним поясом ломанного очертания с предварительно напряженной арматурой, раскосов и стоек, отличающаяся тем, что, с целью унификации подстропильных ферм и снижения металлое.мкости, ось. верхнего пояса пересекается с осью нижнего пояса в точке, расположенной с эксцентриситетом относительно .места приложения опорной реакции.

3.Ферма по п. 2, отличающаяся тем, что верхний пояс крайней панели выполнен с переменным сечением по высоте, образованным наклоном внутренней грани пояса впиз от стойки до внутренней грани опорного узла, наклоненной к стойке и образующей в месте пересечения с внутренней гранью верхнего пояса двугранный угол.

4.Ферма по п. 2, отличающаяся тем, что арматура опорного узла выполнена в виде закладного элемента, состоящего из верхней и нижней опорных стальных пластин с приваренными к ним вертикальными и горизонтальными анкерными стержнями и с поперечными стержнями, соединенными с вертикальными.

5.Железобетонная плита, включающая ребристую полку и продольные преднапряженные ребра переменной высоты на приопорных участках, отличающаяся тем, что, с целью уменьщения материалоемкости и увеличения жесткости, ребра на горизонтальном участке выполнены в виде многопролетной рамной конструкции с образованием между стойками и поясами трапециевидных отверстий, а полка с наружной стороны выполнена двускатной.

6. Плита по п. 5, отличающаяся тем, что

стойки и верхний пояс каждой рамы имеют

переменное сечение с увеличением его к

узлам соединения стоек с верхним поясом.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Мацелинский Р. Н. и др. Об экономической эффективности панелей - оболочек КЖС.-«Бетон и железобетон, 1976, № 11.

2.Байков В. Н. и др. Покрытия одноэтажных промзданий плитами размерами 3x18 и 3x24 м. «Бетон и железобетон, 1975, № 2, с. 14-16 (прототип).

3.Матвеев К- М. и др. Шпренгельные фермы для покрытия одноэтажных зданий«Бетон и железобетон, 1979, № 4.

4.Авторское свидетельство СССР

№ 617555, кл. Е 04 с 3/00, 1975 (прототип) .

5.Байков В, Н. и др. Покрытия одноэтажных промзданий плитами размерами 3X18 и 3X24.«Бетон и железобетон, 1975. № 2, с. 14-16 (прототип).

6.Ардеев А. А. и др. Керамзитобетонные плиты покрытия с продольными ребрами переменной высоты. «Бетон и железобетон, № 2, с. 17 (прототип).

A12Ф1/г.

ff-ff

J

Фг/г. 7

Гi f4 Г J/ Г

Г-Г

/

Фиг. /

j

Фуг..

Xf

/

0уг./