CS226403B2 - Prestressed roof section with large span and method of manufacturing same - Google Patents

Description

Vynález se týká velkého, dodatečně předpínaného stropního pole stropní konstrukce, sestávajícího z prefabrikovaných železobetonových stropních prvků, jakož i způsobu výroby stropních prvků a vytváření stropních polí.

Stropní konstrukce obytných a občanských budov mají být řešeny z prefabrikovaných, dodatečně montovaných prvků pro stále větší rozpětí podpor a mají mít pokud možno malou konstrukční výšku, současně však přiměřenou nosnost, vyhovující z ekonomického hlediska spotřebě materiálu, omezený ” průhyb vyvozený vlastní tíhou a zatížením. ' Shora uvedené požadavky vyvolávají znač? né obtíže, protože si navzájem odporují. Pre« fabrikované prvky nesplňují požadavek rov' nosti spodní a horní plochy, protože z velkého rozpětí nezbytně vyplývá nutnost použití nosníků buď ve formě žeber, nebo průvlaků.

Stropní pole známých, veliké prostory překrývajících prefabrikovaných nosných skeletů se skládají z průvlaků, spočívajících na navzájem rovnoběžných sloupech, a ze stropních prvků, probíhajících kolmo k průvlakům na nich uložených, nosných v jednom směru.

Je též známo vytváření rovných stropů ze dvou vzájemně dokonale spojených nos2 ných prvků, které se vyrábějí ve dvojicích a za sucha se sestavují, přičemž vznikající ohybové momenty se zachycují kabely vedenými v zabetonovaných kabelových kanálcích ' ve tvaru ploché paraboly, zvednutých u sloupů k hornímu povrchu a mezi podporami vedených při spodním povrchu. Nedostatek tohoto ' vytváření rovných stropů spočívá v tom, že za účelem žádoucího dokonalého spojení kabelových kanálků je třeba smontování za sucha, aby ' při výrobě prvky ležely vedle sebe, a aby v důsledku třecího odporu zakřivených kanálků obsahujících kabely každé dva prvky byly zvlášť napínány. Kontrola předpětí kabelů vedených v kabelových kanálcích je nesnadno proveditelná a nutná injektáž kabelových kanálků představuje rovněž těžko kontrolovatelný a velkou spolehlivost vyžadující úkon. Uvedené řešení spočívá na analogii projektování velkých konstrukcí, např. mostů, hal apod.

Je známo též řešení, podle něhož dodatečně napínané stropní prvky velkých rozměrů jsou napojeny na sloupech ve čtyřech rohových bodech třením, vznikajícím napnutím, přičemž předpínací kabely procházející sloupy jsou uloženy ve spárech stropů a vytvářejí společně s okrajovými nosníky stropů dodatečně napínaný průvlak jako spojitý nosník. Tyto kabely mohou být vedeny a napínány v přímce, a je proto možno v otevřeném prostoru mezí stropy je předpětím směrem dolů potřebně vystředit. Tato stropní pole jsou však omezena dopravními možnostmi, manipulací — zvedáním na rozměry 20 až 25 m²'.

Podstata vynálezu stropního pole s velkým rozponem, skládajícího se z prefabrikovaných železobetonových stropních prvků, opatřených na sebe napojenými žlábkovými kanálky pro uložený napnutých a na svých koncích zakotvených předpínacích kabelů, spočívá v tom, že ve stropním poli, obsahujícím nejméně dva stropní prvky, jsou přímo zabetonovány kabely odkloněné od středové přímky, přičemž každý ze stropních prvků je opatřen nejméně jedním alespoň shora otevřeným kanálkem rovnoběžným se stranou stropního prvku a přerušovaným. můstky s podélnými otvory. S podstatou vynálezu souvisí několik dalších znaků. Předpjaté stropní pole obsahuje více než dva v jednom směru kladené stropní prvky, v nichž je kolmo na styčné plochy uložen a zabetonován nejméně jeden, od středové přímky odchýlený kabel, který je v místě spojení stropních prvků napnut dolů a u podpor nahoru. V jiném provedení obsahuje předpjaté stropní pole nejméně dvě dvojice kolmo k sobě uložených stropních prvků a . křižují se v něm nejméně dva, kolmo k sobě bez přerušení vedené zabetonované kabely. Dno kanálků stropního prvku je uzavřeno tenkou betonovou deskou, dvě strany žebrového stropního prvku jsou vytvořeny vždy jedním podélným žebrem. Kazetový stropní prvek je opatřen nejméně dvěma vzájemně kolmými otevřenými kanály. Nejméně na . jedné straně · dvou sousedících stropních prvků jsou na vzájemně přilehlých stranách vytvořena dvě vzájemně oddělená zúžení, tvořící úzké spáry mezi dvěma sousedícími prvky.

Podstata vynálezu způsobu předpjatého stropního pole podle vynálezu spočívá v tom, že při výrobě stropních prvků se v nich vytvoří alespoň v jednom místě, v němž jsou stropní prvky vzájemně na sebe napojitelné, podélný, alespoň shora otevřený kanálek přemostěný můstky s podélnými otvory, načež se stropní prvky osadí do konstrukce, kanálky se vyrovnají do osy, spojovací spáry stropních prvků se .zalijí pojivém, načež se po ztuhnutí pojivá uloží do kanálků přímý kabel, procházející otvory v můstcích, napne se a na svých koncích se zakotví, napnutý přímý kabel se vychýlí na potřebných místech od středové přímky do . výstředné ' polohy, vychýlení se stabilizuje provizorním upevněním prohnutého kabelu, načež se otevřené kanálky včetně otvorů procházejících můstky zalijí betonem. Přímý kabel se vede v horní části stropních prvků a ve styku se sousedními panely se kabel vychýlí dolů od středové přímky. Spodní přímý kabel se vede v dolní části stropních prvků a v oblasti podpor strop ních prvků se vychýlí od středové přímky nahoru.

Výhoda stropního pole podle vynálezu spočívá v tom, že je možno vytvořit stropní konstrukci uloženou na několika sloupech nebo na nosném roštu s plochou 40 až 50 m² nebo i 80 m2 i více. Podle vynálezu lze vyrábět stropní pole s nosností v jednom nebo ve dvou směrech, skládající se ’ z několika stropních prvků tak, že každý stropní prvek je vyroben jako samostatná jednotka, je možno jej přepravovat jako samostatnou jednotku a při montáži tvoří rovněž jedinou nosnou jednotku, přičemž alespoň zčásti otevřené kanálky ” vytvořené v tělese stropního prvku umožňují svým provedením podle vynálezu napnutí kabelů a dosažení potřebné výstřednosti.

Se stropním polem a se způsobem jeho výroby jsou spojeny podle vynálezu četné nové účinky, jichž nelze dosáhnout s dosud známými řešeními se stejným účelem.

Příklady provedení stropní konstrukce podle vynálezu jsou znázorněny na výkresech, kde značí obr. 1 půdorys dvou spojených stropních prvků s otevřenými kanálky, obr. 2 svislý řez rovinou A — A z obr. 1 vedenou osou kanálků a předpínacího kabelu, obr. 3 půdorys stropního pole vytvořeného ze tří prvků, obr. 4 podélný svislý . řez · rovinou F — F z obr. 3, obr. 5 příčný řez rovinou E — E kolmou ke kabelovým kanálkům rovnoběžně s . rovinou spojení prvků a kabelové kanálky, obr. 6 detail B stropní konstrukce označený na obr. 1 a 3, obr. 7 detail J z obr. 14, který značí spojení . prvků a křížící se kabelové kanálky v případě dvou nosných spojených stropních prvků, obr. 8 dílčí řez rovinou C — . C z obr. 1 a '6, znázorňující ve zvětšeném měřítku kanálek pro vedení kabelů, uspořádání otvorů vedoucích můstky a kabel vedený v kanálku, obr. 9 dílčí řez rovinou G — G z obr. 3 nebo rovinou E — E z obr. 5, obr. 10 detail D z obr. 2 nebo 4 ve zvětšeném měřítku, na nichž je znázorněn svislý řez dvěma můstky s procházejícími otvory a možným vedením kabelů, . obr. 11 řez totožný s řezem podle . obr. 10, avšak po zalití betonem, obr. 12 řez rovinou K — K z obr. 14, popř. detail K z. obr. 16, znázorňující nahoře i dole rovný stropní prvek s dutinami provedený známým způsobem, přičemž samotný kabelový . kanálek je i ze spodní strany uzavřen betonovou deskou stropu, obr. 13 znázorňuje rovněž kabelový kanálek podle obr. 12 zalitý betonem a uzavřený dolní betonovou vrstvou stropu, obr. 14 stropní konstrukci nosnou ve dvou směrech a provedenou ze čtyř prvků, obr. 15 svislý řez rovinou H — H z obr. 14 s pouze shora otevřenými vzájemně k sobě kolmými kanálovými kabely v podélném a příčném řezu; obr. 16 řez rovinou I —- I z obr. 14, celkový řez stropním prvkem s uzavřenými dutinami dvou spojených stropních prvků a obsahující též řez kabe lovým kanálkem, zajištujícím spojení v jiném směru, obr. 17a a 17b základní provedení, odpovídající půdorysu podle obr. 1 a řezu podle obr. 2 a uspořádané v systému spojitého nosníku, kde prvky jsou uloženy na zdivo nebo železobetonové nosníky, obr. 18a a 18b spojení obou prvků v předcházejícím provedení uspořádaných tak, že vzájemně nesouvisející . okraje prvků vytvářejí v rovinách podpor dodatečně napínané průvlaky, jimiž se spojují se skeletem, obr. 19a a 19b půdorys podle obr. 14 a 15 stropního pole, obsahujícího čtyři prvky spojité v obou směrech.

Stropní konstrukce je rozdělena do jednotlivých stropních polí vytvořených ze stropních prvků 1. V stropních prvcích 1 jsou na obr. 1 vytvořeny otevřené kanálky 2, přerušené na několika místech můstky 3, jimiž procházejí podélně otvory 7, jak je zřejmé zvláště v řezu podle obr. 8. Vzhledem k těmto můstkům 3 tvoří stropní prvek 1 souvislou jednotku, která může být provedena jako prefabrikovaný železobetonový stropní prvek 1. Stropní pole tvoří v příkladu podle obr. 1 dva stropní prvky 1, v příkladu podle obr. 3 tři vedle sebe ležící stropní porvky 8 se styčnými spárami 4. Tyto styčné spáry 4 se zalévají tvrdnoucím materiálem, např. polyuretanem nebo umělou epoxidovou pryskyřicí apod. Tento úkon se provádí, když jsou stropní prvky 1 osazeny na provizorních nosných konstrukcích na místě jejich použití. Po ztuhnutí pojivá se otvory 7 v můstcích 3 kanálků 2 stropních prvků 1, ležících v přímce, protáhnou bez použití kabelových trubek a souvisle bez přerušení ve vodorovné rovině přímé kabelu 5, načež po jejich provlečení stropními prvky 1 stropního pole se. přímé kabely . 5 napnou a v případě, že byly vedeny u horního povrchu stropních prvků 1, stáhne se jejich střed směrem dolů a vychýlí se od středové přímky. Jsou-li přímé kabely 5 vedeny ve spodní části stropních prvků 1, dosáhne se jejich vychýlení od středové přímky zvednutím nahoru v místech podpor. Po skončení této operace se prohnuté kabely 6 uchytí provizorním zakotvením, kanálky 2 . se zalijí betonem, čímž je trvale a definitivně zajištěno žádoucí vedení prohnutých kabelů 6, které jsou též chráněny proti korozi. Na obr. 2, znázorňujícím svislý řez rovinou A — A z obr. 1, je zřejmý podélný řez kanálkem 2 s řezy můsky 3, ve kterých jsou provedeny otvory 7, dále je zde znázorněn v horní části stropního prvku 1 čárkovaně přímý kabel 5, který se ve styčné spáře 4 vychyluje od středové přímky stažením dolů, jak je vyznačeno plnou čárou. Detail B z obr. 1 je ve zvětšeném měřítku . znázorněn na obr. 6, na němž se stropní pole skládá z žebrových stropních prvků 1, 8, je však možno použít i stropních prvků z rovných betonových panelů, jak je zřejmé z obr. 8, který znázorňuje řez v rovině C — C z obr. 1. V řezu rovinou C — C podle obr. 1 jsou zná zorněny i přímé kabely 5 vedené v horní části otvoru 7, zatímco poloha prohnutých kabelů 6 napnutých ve směru dolů a vychýlených od středové přímky ve směru dolů, je vyznačena šipkou 9.

Stropní pole skládající se ze tří stropních prvků 8 se v podstatě neliší od stropního pole skládajícího se ze dvou stropních prvků 1. U známých řešení jsou kabelové ' trubky v kanálcích zabetonovány do stropních panelů a vedeny v oblouku, a je proto možno spojit nanejvýš dva stropní prvky kabely uloženými v těchto prvcích tak, že tvoří jedno stropní pole. Nehledě k tomu je třeba kabely přerušovat a zakotvovat. Naproti tomu je možno u řešení podle vynálezu, jak je zřejmé z obr. 4, vést přímý kabel 5 libovolné délky přímo v otevřeném kanálku 2 a vychýlit jej na potřebných místech napnutím ve směru šipky 9 od středové přímky, jak je znázorněno na obr. 5 a na obr. 9. Obr. 8 a 9 se vzájemně liší toliko tím, že na obr. 8 jde o deskové, na obr. 9 naproti tomu o žebrové stropní prvky 1, 8. Obr. 10 znázorňuje detail D podle obr. 4 ve zvětšeném měřítku, z něhož je viditelný přímý kabel 5, vložený do otvoru 7 můstku 3 a znázorněný čárkovaně, a prohnutý kabel 6 vychýlený od středové přímky. Tato jeho poloha se zajišťuje zabetonováním, jak je zřejmé z obr. 11.

U stropního pole poďe obr. 14 lze použít kazetové stropní prvky 14, které jsou utvářeny tak, že spodní strana kanálků a kazet je kryta krycí betonovou deskou 17 (obr. 15). Krycí betonová deska 17 vytváří rovinný podhled stropu a při zabetonování kanálků 2, když byly přímé kabely 5 náležitě položeny a vychýleny od středové přímky, je zbytečné používat dolního bednění kanálků 2 a zabetonování kanálků 2 je možno provést jednoduše podle obr. 13. Obr. 7 znázorňuje ve zvětšeném měřítku detali J z obr. 14, obr. 12 svislý řez rovinou K — K z obr. 14.

Na obr. 1 a 3 jsou styčné spáry 4 mezi stropními prvky 1 vytvořeny jako spáry průchozí. Za účelem lepšího napnutí kabelů však je vhodnější, jsou-li úzké styčné spáry 18 vytvořeny pouze na koncích vzájemně na sebe napojených kanálků 2, příp. křížících se kanálků 21, tvořících na okraji stropních prvků 1 zúžení 23, zatímco na částech ležících mezi nimi jsou vytvořeny rozšířené spáry 19. Je-li vytvořena pouze .jedna spára a jestliže se na tomto místě nachází pouze jedno zúžení 23, je třeba provést za účelem zajištění užší spáry 18 na okraji stropního prvku 1 ještě nejméně jedno zúžení 23 za tím účelem, aby se při napínání dosáhlo potřebného spojení dvou prvků 1, a tím i zachycení tlačných sil vznikajících při napínání, popř. aby se vyloučilo posunutí. U tohoto provedení se zalévají pouze užší styčné spáry 18 před uložením a napnutím přímého kabelu 5 tvrdnou cím ' materiálem a rozšířené spáry 19 ' mezi prvky 14 se betonují po napnutí a vychýlení přímých kabelů 5 od středové přímky.

Zatímco stropní prvky 1, 8 (obr. 1 a 3] jsou opatřeny vždy dvěma stejnosměrnými kanálky 2 — mohou však být opatřeny 1 jen jedním kanálkem 2 — jsou u každého stropního provku 1 (obr. 14) vytvořeny dva křížící se kanálky 21, takže se v stropním poli kříží i přímé kabely 5. Z obr. 15 je zřejmé, jak se kříží dva přímé kabely 5. Jinak znázorňuj obr. 14 běžné usazení stropního pole na sloupy 11, přičemž prohnuté kabely 6 vedené v kazetových stropních polích 14, napnuté a vychýlené od středové přímky, zajišťují potřebnou nosnost. Na obr. 15 je . dále zřejmý jak přímý kabel 5 vedený v horní části, který může být vychýlen od středové přímky do prohnutého kabelu 6, tak i v dolní části vedený spodní přímý kabel 15, který je v uložení 16 tažen nahoru a rovněž vychýlen od středové přímky jako prohnutý kabel 6.

Obrázky 17a, b, 18a, b, 19a, b znázorňují, jak je stropní pole podle vynálezu zapojeno do spojité stropní konstrukce. Na obr. 17 tvoří podpory stěna 10 nebo železobetonový průvlak, přičemž nosné napnutí je v podpěrných plochách 13, zatímco přímý kabel 5 — později od středové přímky vychýlený kabel 6 — může procházet všemi poli, od jedné stěny 10 ke druhé. Na obr. 18 vytvářejí na sebe se napojující okraje stropních prvků v opěrných rovinách dodatečně napnuté průvlaky 12, napojující se na sloupy skeletu. Na obr. 19 je znázorněna část systému nosného ve dvou směrech . a tvořícího i v rovinách podpor průběžný průvlak

22. Všechna provedení se vyznačují tím, že kabely mohou být vedeny po celé délce průběžného systému.

Podle vynálezu je odstraněno vedení kabelů v trubkách, což má za následek, že není třeba používat kratších kabelů a je umožněno vytvářet stropní pole z více než dvou prvků nosných ve dvou směrech a spojovat stropní prvky za mokra, aniž by bylo třeba vyrábět stropní prvky ve dvojicích.

Claims (10)

1. Předpjaté stropní pole s velkým rozponem, skládající se z prefabrikovaných železobetonových stropních prvků, opatřených na sebe napojenými žlábkovými kanálky pro uložení napnutých a na svých koncích zakotvených předpínacích kabelů, vyznačující se tím, že ve stropním poli obsahujícím nejméně dva stropní prvky (1, 8, 14) jsou přímo zabetonovány kabely (6) odkloněné od středové přímky, přičemž každý stropní prvek (1, 8, 14) je opatřen nejméně jedním alespoň shora otevřeným kanálkem (2, 21), přerušovaným můstky (3) s podélnými otvory (7).

2. Předpjaté stropní pole s velkým rozponem podle bodu 1, vyznačující se tím, že obsahuje více než dva, v jednom směru kladené žebrové stropní prvky (8), v nichž je kolmo na styčné plochy (9) uložen a zabetonován nejméně jeden, od středové přímky odchýlený kabel (6), který je v místě spojení stropních prvků (8) napnut dolů a u podpor nahoru.

3. Předpjaté stropní pole s velkým rozponem podle bodů 1, 2, vyznačující se tím, že obsahuje nejméně dvě dvojice kolmo k sobě uložených kazetových stropních ' prvků ' (14) a křižují se v něm nejméně dva kolmo k sobě bez přerušení vedené zabetonované kabely (6).

4. Předpjaté stropní pole s velkým rozponem podle bodu 1, vyznačující se tím, že dno konálku (2, 21) kazetového stropního prvku (14) je uzavřeno tenkou betonovou deskou (17).

5. Předpjaté stropní pole s velkým rozponem podle bodu 1, vyznačující se tím, že dvě strany žebrového stropního prvku (í,

VYNÁLEZU

8) jsou tvořeny vždy jedním podélným žebrem.

6. Předpjaté stropní pole s velkým rozponem podle bodu 1, vyznačující se tím, že kazetový stropní prvek (14) je opatřen nejméně dvěma vzájemně kolmými otevřenými kanálky (21).

7. Předpjaté stropní pole s velkým rozponem podle bodů 1 až 6, vyznačující se tím, že nejméně na jedné straně dvou sousedících stropních prvků (1, 8, 14) jsou na vzájemně přilehlých stranách vytvořena dvě vzájemně oddělená zúžení (23), tvořící úzké spáry (18) mezi dvěma sousedícími prvky (1, 8, 14).

8. Způsob výroby předpjatého stropního pole, které se skládá z prefabrikovaných železobetonových stropních prvků podle bodů 1 až 7, spojovaných napnutými kabely v stropní pole, . vyznačující se tím, že při výrobě stropních prvků se v nich vytvoří alespoň v jednom místě, v němž jsou stropní prvky vzájemně na sebe napojitelné, podélný, alespoň shora otevřený kanálek, přemostěný můstky s podélnými otvory, načež se stropní prvky osadí do konstrukce, kanálky se vyrovnají do osy, spojovací spáry stropních prvků se zalijí tvrdnoucím materiálem, načež se po ztuhnutí pojivá uloží do kanálků přímý kabel procházející otvory v můstcích, napne se a na svých . koncích se zakotví, napnutý přímý kabel se vychýlí na potřebných místech od středové přímky do výstředné polohy, vychýlení se stabilizuje provizorním upevněním prohnutého kabelu a potom se otevřené kanálky včetně otvorů procházejících můstky zalijí betonem.

9'

9. Způsob výroby předpjatého stropního pole podle bodu 8, vyznačující se tím, že se přímý kabel vede v horní části stropních prvků a ve styku sousedních panelů se kabel vychýlí dolů od středové přímky.

10. Způsob výroby předpjatého stropního

1· pole podle bodu 9, vyznačující se tím, že se spodní přímý kabel vede v dolní části stropních prvků a v oblasti podpor stropních prvků se vychýlí od středové přímky nahoru.