EA026932B1

EA026932B1 - Составная сборно-монолитная железобетонная конструкция, сборный элемент для составной сборно-монолитной железобетонной конструкции, способ изготовления сборного элемента (варианты) и эластичный вкладыш

Info

Publication number: EA026932B1
Application number: EA201201068A
Authority: EA
Inventors: Владимир Хаимович Шкляр; Валерий Геннадьевич Пастушков
Priority date: 2012-07-12
Filing date: 2012-07-12
Publication date: 2017-06-30
Also published as: EA201201068A1

Abstract

Изобретение относится к области строительства, в частности к соединению заранее изготовленных бетонных и железобетонных (далее железобетонных) изделий и монолитного бетона. Задачей изобретения является создание гарантированного неразъемного соединения сборного элемента конструкции с монолитной частью без использования арматуры, а также сборного элемента для такого соединения, простого и технологичного способа его изготовления и вкладыша для реализации этого способа. Поставленная задача в неразъемном соединении в составной сборно-монолитной железобетонной конструкции, состоящем из сборного элемента и монолитной части, и в сборном элементе, имеющем стыкуемую поверхность, выполненную хотя бы с одной шпонкой, решена за счет того, что каждая шпонка выполнена с трапецеидальным поперечным сечением, причем ширина каждой указанной шпонки увеличивается с глубиной. Заявлены также варианты способа изготовления заявленного сборного элемента и эластичный вкладыш для этого.

Description

Изобретение относится к области строительства, в частности к соединению сборных бетонных и железобетонных (далее - железобетонных) элементов и монолитного бетона.

Известна конструкция соединения в составной сборно-монолитной конструкции сборного железобетонного элемента (далее - сборный элемент, согласно [1]) и монолитного бетона, прочность которой обеспечивается выпусками стальной арматуры из элементов сборной части конструкции в монолитную и искусственной шероховатостью, например, пазами (бороздами) на их стыкуемой поверхности [1]

Наиболее близким к заявляемому соединению является неразъемное соединение в составной сборно-монолитной конструкции [2], а наиболее близким к заявляемому сборному элементу является элемент для неразъемного соединения сборной железобетонной конструкции выполненный в виде железобетонного изделия, имеющего стыкуемую поверхность, выполненную хотя бы с одним пазом с поперечным сечением в виде прямоугольника или треугольника [2].

Наиболее близким к заявляемым вариантам способа является способ изготовления элемента для неразъемного соединения, заключающийся в заполнении жесткой опалубки соответствующей бетонной смесью, наборе прочности и извлечении указанного элемента из опалубки [3] Опалубка для данного способа должна иметь боковые поверхности, установленные с уклоном, обеспечивающим свободное скольжение бетонного изделия относительно опалубки при его извлечении из опалубки.

Наиболее близким к заявляемому эластичному вкладышу является вкладыш, описанный в [4] и выполненный в виде эластичного тела с рельефной поверхностью.

Недостатком описанной конструкции соединения является отсутствие достаточной прочности на отрыв сцепления между ее сборной и монолитной частями в случае отсутствия арматуры. Такой стык является разъемным, т.к. пазы имеют поперечное сечение в форме прямоугольника или треугольника, не способное препятствовать их разъединению.

Задачей изобретения является создание гарантированного неразъемного соединения сборной части конструкции с монолитной частью без использования арматуры, а также сборного элемента для такого соединения, простого и технологичного способа его изготовления и вкладыша для реализации этого способа.

Поставленная задача в составной сборно-монолитной железобетонной конструкции, состоящей из неразъемно соединенных сборного элемента и монолитной части, причем сборный элемент выполнен со стыкуемой поверхностью, выполненной хотя бы с одним пазом, каждый паз выполнен с трапецеидальным поперечным сечением, причем ширина каждой указанного паза увеличивается с глубиной решена за счет того, что указанные пазы выполнены или зигзагообразными, или криволинейными, или под углом к оси элемента.

Поставленная задача в сборном элементе для составной сборно-монолитной железобетонной конструкции, выполненном в виде железобетонного изделия, имеющего стыкуемую поверхность, выполненную хотя бы с одним пазом, каждый паз выполнен с трапецеидальным поперечным сечением, причем ширина каждого указанного паза увеличивается с глубиной решена за счет того, что указанные пазы выполнены или зигзагообразными, или криволинейными, или под углом к оси элемента.

В заявленных устройствах пазы могут быть выполнены сплошными или прерывистыми и/или разнонаправленными в виде сетки.

Поставленная задача в первом варианте способа изготовления заявленного сборного элемента для заявленного неразъемного соединения, заключающегося в заполнении опалубки бетонной смесью, наборе прочности и извлечении указанного элемента из опалубки, решена за счет того, что в опалубке устанавливают вкладыши, рабочая поверхность каждого из которых имеет выступы, выполненные с трапецеидальным поперечным сечением, причем толщина каждого указанного выступа увеличивается по мере удаления от основания, а после извлечения указанного сборного элемента каждый указанный вкладыш отделяют от поверхности элемента.

При кассетном изготовлении сборных элементов, или при изготовлении сборных элементов со стыкуемой поверхностью сбоку, указанные вкладыши устанавливают на боковой поверхности опалубки.

Поставленная задача во втором варианте способа изготовления заявленного сборного элемента для заявленного неразъемного соединения, заключающегося в бетонирования конструкции и наборе прочности, решена за счет того, что после завершения бетонирования конструкции на открытую поверхность бетона устанавливают и утапливают рабочей поверхностью к поверхности бетона эластичные вкладыши, рабочая поверхность каждого из которых имеет выступы, выполненные с трапецеидальным поперечным сечением, причем толщина каждого указанного выступа увеличивается по мере удаления от основания, а после набора прочности каждый указанный вкладыш отделяют от указанной поверхности.

Поставленная задача решена также за счет создания эластичного вкладыша (коврика), выполненного в виде плоского тела с рабочей поверхностью с рельефом, который выполнен в виде выступов с трапецеидальным поперечным сечением, причем толщина каждого указанного выступа увеличивается по мере удаления от основания, указанные выступы выполнены или зигзагообразными, или криволинейными, или под углом к оси вкладыша.

Выступы вкладыша могут быть выполнены сплошными или прерывистыми и/или разнонаправленными в виде сетки.

- 1 026932

На фиг. 1 показан неразъемный стык сборного элемента с монолитной частью составной сборномонолитной конструкции; на фиг. 2 показан заявленный элемент для неразъемного соединения сборной железобетонной конструкции в разрезе; на фиг. 3 представлен пример реализации заявленного эластичного вкладыша; на фиг. 4 - этап отделения заявленного вкладыша от поверхности заявленного элемента.

На фиг. 1 показан неразъемный стык сборного элемента 1 с монолитной частью 2 составной сборно-монолитной конструкции. Сборный элемент 1 (железобетонный заводского изготовления) (фиг. 2) имеет на стыкуемой поверхности углубления в виде пазов 3 с поперечным сечением в виде трапеции, у которой размер а>в, где а - размер поперечного сечения паза у его дна, а в - размер поперечного сечения паза у стыковочной поверхности сборного элемента. Монолитная часть 2 входит в тело сборного элемента 1 при заполнении пазов 3. При этом заявленный сборный элемент 1 и монолитная часть 2 образуют соединение типа «ласточкин хвост», обеспечивающее их неразъемность.

При изготовлении составной сборно-монолитной конструкции укладывают бетон монолитной части 2 конструкции с дополнительной вибрацией, при этом происходит заполнение каждого паза 3 монолитным бетоном с образованием неразъемного соединения за счет сужения ширины пазов 3 по направлению возможного перемещения отрываемой части сборно-монолитной конструкции. Описанная конструкция заявленного неразъемного соединения обладает свойствами известных конструкций - способностью воспринимать сдвиговые напряжения и, кроме того, усилия на отрыв, исключающие разъединение элементов конструкции без использования стальной арматуры.

Пазы 3 могут быть выполнены прямолинейными, зигзагообразными или криволинейными, и/или разнонаправленными в виде сетки, сплошными или прерывистыми.

Если в составной конструкции сборный элемент 1 и монолитная часть 2 рассчитываются на прочность как единое сечение, в стыке, воспринимающем касательные напряжения преимущественно одного направления, пазы 3 могут быть прямолинейными и должны располагаться перпендикулярно направлению касательных напряжений.

В стыке, воспринимающем расчетные касательные напряжения в разных направлениях, пазы 3, для более эффективной их работы, должны быть зигзагообразными или криволинейными.

Пазы 3 могут быть выполнены на всей стыковой поверхности элемента 1 или на ее части, в зависимости от величины касательных напряжения в плоскости стыка и их направления.

Изготовление сборных бетонных и железобетонных элементов 1 с пазами 3 осуществляют методом отпечатка в опалубке, в которой, в частности, на дне, в заданных местах размещают заданное количество эластичный вкладыши 4 (см. фиг. 3, 4), рабочая поверхность которых имеет выступы 5, размеры и расположение которых обеспечивают получение пазов 3 на поверхности бетона. Для этого выступы 5 выполнены с размерами а>в, где а - размер поперечного сечения выступа у рабочей поверхности, а в - размер поперечного сечения выступа у его основания. После набора прочности и извлечения железобетонного изделия из опалубки каждый эластичный вкладыш 4 вручную отделяют от бетона (см. фиг. 4). При отделении каждого вкладыша 4 от поверхности бетона извлечение выступов из образованных пазов происходит за счет упругих свойств материала вкладыша.

Вкладыши 4 располагают на боковой поверхности опалубки в тех случаях, когда применяют кассетный метод изготовления сборных элементов 1 или при изготовлении сборных элементов со стыкуемой поверхностью сбоку.

При необходимости получить пазы 3 на открытой поверхности бетона, вкладыши 4 утапливают в эту поверхность после завершения бетонирования конструкции.

Количество вкладышей 4 может быть любым из условия удобства их использования.

Вкладыши 4 могут быть изготовлены из формового двухкомпонентного силикона с использованием плоской деревянной матрицы, борозды в которой выполнены фрезерованием стандартной фрезой или из резины методом экструзии.

На практике неразъемное соединение может быть использовано в сборно-монолитных конструкциях, например плоских перекрытиях, возводимых с использованием несъемной опалубки, плитноребристых конструкциях со сборными балками и монолитной или сборно-монолитной плитой, в опорах мостовых сооружений из спаренных или двухъярусных свай, во всех случаях использования несъемной опалубки при бетонировании конструкций.

Источники информации

1. Железобетонные сборно-монолитные конструкции. Правила проектирования Мн., 2009, с.2.

2. Рекомендации по конструированию и расчету несъемной опалубки для конструкций мостовых сооружений. ДМД 02191.2.048-2011. Дорожный методический документ Мн., 2011.

3. Железобетонные сборно-монолитные конструкции. Правила проектирования. Мн., 2009, с.38, рис 13 (прототип).

4. Патент России № 2297910, Сборно-разъемная форма-матрица со сменным модулем-вкладышем и способ изготовления изделий из вяжущих материалов, опубл.27.04.2007 (прототип).

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Составная сборно-монолитная железобетонная конструкция, состоящая из неразъемно соединенных сборного элемента и монолитной части, причем сборный элемент изготовлен со стыкуемой поверхностью, выполненной хотя бы с одним пазом, каждый паз выполнен с трапецеидальным поперечным сечением, причем ширина каждого указанного паза увеличивается с глубиной, отличающаяся тем, что указанные пазы выполнены или зигзагообразными, или криволинейными, или под углом к оси элемента.
2. Конструкция по п.1, отличающаяся тем, что указанные пазы выполнены сплошными или прерывистыми и/или разнонаправленными в виде сетки.
3. Сборный элемент для составной сборно-монолитной железобетонной конструкции, выполненный в виде железобетонного или бетонного изделия, имеющего стыкуемую поверхность, выполненную хотя бы с одним пазом, выполненным с трапецеидальным поперечным сечением, причем ширина каждого указанного паза увеличивается с глубиной, отличающийся тем, что указанные пазы выполнены или зигзагообразными, или криволинейными, или под углом к оси элемента.
4. Элемент по п.3, отличающийся тем, что указанные пазы выполнены сплошными или прерывистыми и/или разнонаправленными в виде сетки.
5. Эластичный вкладыш для изготовления сборного элемента по пп.3, 4, выполненный в виде плоского тела с рельефной рабочей поверхностью, отличающийся тем, что рельеф выполнен в виде выступов с трапецеидальным поперечным сечением, причем толщина каждого указанного выступа увеличивается по мере удаления от основания, указанные выступы выполнены или зигзагообразными, или криволинейными, или под углом к оси вкладыша.
6. Вкладыш по п.5, отличающийся тем, что выступы выполнены сплошными или прерывистыми и/или разнонаправленными в виде сетки.
7. Способ изготовления сборного элемента по пп.3, 4 для составной сборно-монолитной железобетонной конструкции по пп.1, 2, заключающийся в заполнении опалубки бетонной смесью, наборе прочности и извлечении указанного элемента из опалубки, отличающийся тем, что в опалубке устанавливают эластичные вкладыши по пп.5, 6, а после извлечения указанного сборного элемента каждый указанный вкладыш отделяют от поверхности элемента.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что при кассетном изготовлении сборных элементов или при изготовлении сборных элементов со стыкуемой поверхностью сбоку указанные вкладыши устанавливают на боковой поверхности опалубки.
9. Способ изготовления сборного элемента по пп.3, 4 для составной сборно-монолитной конструкции по пп.1, 2, заключающийся в бетонировании конструкции и наборе прочности, отличающийся тем, что после завершения бетонирования конструкции на открытую поверхность бетона устанавливают и утапливают рабочей поверхностью к поверхности бетона эластичные вкладыши по пп.5, 6, а после набора прочности каждый указанный вкладыш отделяют от указанной поверхности.