LV15383B - Daļēji saliekama dzelzsbetona pārseguma elementu sistēma - Google Patents

Daļēji saliekama dzelzsbetona pārseguma elementu sistēma Download PDF

Info

Publication number
LV15383B
LV15383B LVP-17-49A LV170049A LV15383B LV 15383 B LV15383 B LV 15383B LV 170049 A LV170049 A LV 170049A LV 15383 B LV15383 B LV 15383B
Authority
LV
Latvia
Prior art keywords
concrete
prefabricated
monolithic
layer
per cubic
Prior art date
Application number
LVP-17-49A
Other languages
English (en)
Other versions
LV15383A (lv
Inventor
Rolands CEPURĪTIS
Bradley Justin PEASE
Jānis OŠLEJS
Jānis KAMARS
Jōrg-Dietrich Albrecht Franz Freiherr von Und Zu Weiler
Original Assignee
Filigran Primekss, Sia
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Filigran Primekss, Sia filed Critical Filigran Primekss, Sia
Priority to LVP-17-49A priority Critical patent/LV15383B/lv
Priority to PCT/IB2018/055096 priority patent/WO2019012436A1/en
Priority to SE1930405A priority patent/SE543320C2/en
Publication of LV15383A publication Critical patent/LV15383A/lv
Publication of LV15383B publication Critical patent/LV15383B/lv
Priority to NO20200060A priority patent/NO20200060A1/en

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/16—Load-carrying floor structures wholly or partly cast or similarly formed in situ
    • E04B5/32—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements
    • E04B5/36—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements with form units as part of the floor
    • E04B5/38—Floor structures wholly cast in situ with or without form units or reinforcements with form units as part of the floor with slab-shaped form units acting simultaneously as reinforcement; Form slabs with reinforcements extending laterally outside the element
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/02—Portland cement
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/01—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
    • E04C5/06—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of high bending resistance, i.e. of essentially three-dimensional extent, e.g. lattice girders
    • E04C5/065—Light-weight girders, e.g. with precast parts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/01—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
    • E04C5/06—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of high bending resistance, i.e. of essentially three-dimensional extent, e.g. lattice girders
    • E04C5/065—Light-weight girders, e.g. with precast parts
    • E04C5/0653—Light-weight girders, e.g. with precast parts with precast parts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/07—Reinforcing elements of material other than metal, e.g. of glass, of plastics, or not exclusively made of metal
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
    • E04C5/07—Reinforcing elements of material other than metal, e.g. of glass, of plastics, or not exclusively made of metal
    • E04C5/073—Discrete reinforcing elements, e.g. fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00612—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as one or more layers of a layered structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5463—Particle size distributions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/02—Portland cement
    • C04B7/06—Portland cement using alkaline raw materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/14—Cements containing slag
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/14—Cements containing slag
    • C04B7/147—Metallurgical slag
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Bridges Or Land Bridges (AREA)
  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)
  • Rod-Shaped Construction Members (AREA)
  • Reinforcement Elements For Buildings (AREA)
  • Manufacturing Of Tubular Articles Or Embedded Moulded Articles (AREA)

Description

[001 ] Izgudrojums attiecas uz daļēji saliekamu betona pārseguma elementu sistēmu.
Zināmais tehnikas līmenis [002] Parasti daļēji saliekami dzelzsbetona pārseguma elementi sastāv no saliekamiem dzelzsbetona elementiem ar virsējo monolītā dzelzsbetona slāni, kas vai nu ir saistīts, vai nav saistīts ar saliekamajiem dzelzsbetona elementiem.
[003] l.A zīm. ilustrē iepriekšējā tehnikas līmeņa dzelzsbetona pārseguma elementa plāksnes - variantu ar saistītu virsējo dzelzsbetona slāni. Šā zināmā veida dzelzsbetona pārseguma elementu izgatavo šādi:
rūpnīcā tiek izgatavoti saliekamie dzelzsbetona elementi un transportēti uz būvlaukumu; saliekamie dzelzsbetona elementi tiek uzmontēti uz pagaidu balstiem, ko parasti paveic ar celtņa palīdzību;
uzmontētie saliekamie dzelzsbetona elementi tiek stiegroti ar papildu stiegrojumu (piemēram, stiegrojumu negatīvā lieces momenta uzņemšanai, stiegrojumu, kas orientēts divos virzienos, caurspiešanas stiegrojumu utt.), un virsējais betona slānis tiek uzklāts, parasti ar sūkņa vai kubla palīdzību, noblīvēts un nolīdzināts.
[004] Šāda veida daļēji saliekamu dzelzsbetona pārseguma elementu uzstādīšanai un izgatavošanai ir daudz trūkumu. Stiegrojuma izvietošana prasa ievērojami daudz laika, materiālu un vietas būvlaukumā, kā ari citu resursu (t.i., strādnieku, celtņu utt.). Nepieciešamā stiegrojuma izvietošana var radīt būvniecības kļūdas, jo tas ir jānovieto atbilstoši noteiktajām pielaidēm. Turklāt bieži sastopama problēma ir stiegrojuma stieņu sablīvējums noteiktā vietā, kas noved pie sarežģījumiem betona virsējā slāņa uzklāšanā un atbilstošā sablīvēšanā. Šāda veida daļēji saliekamu dzelzsbetona pārseguma elementu strukturālo darbu ietekmē ari abu slāņu mijiedarbība, kas rodas no vispārzināmās betona īpašības, kas ir sarukšana. Parastos ekspluatācijas apstākļos betons tiek pakļauts gaisa iedarbībai, kā rezultātā notiek žūšana. Betona žūšanas rezultātā rodas rūkšanas deformācijas, jo betona porās rodas kapilārie spriegumi. Šī betona īpašība ir atkarīga no laika - no sākuma rūkšanas deformācijas noris strauji, bet pēc tam to ātrums samazinās. Tā kā betona virsējais slānis tiek uzklāts uz iepriekš izgatavotiem dzelzsbetona elementiem, kas parasti tiek izgatavoti vairākus mēnešus iepriekš, tad iepriekš izgatavotie elementi ierobežo uz vietas ieklātā monolītā dzelzsbetona rūkšanas deformāciju, kas noved pie atšķirīgas rūkšanas. Kā parādīts l.A zīmējumā, šīs atšķirīgās rūkšanas rezultātā rodas elementa negatīvs izliekums (t.i., uz leju vērsta izliece).
[005] Uz vietas betonētā monolītā betona virsējā slāņa iekšējā rūkšana papildus tiek ierobežota ar stiegrojumu. Betona virsējā slāņa rūkšanas ierobežošana izraisa stiepes spriegumus un minētā virsējā slāņa plaisāšanu, kā parādīts 1 .A zīmējumā. Betona virsējā slāņa plaisāšana var ietekmēt tā ilgizturību un funkcionālo izmantojamību. Kad elements ir pakļauts slodzēm, elementa šķērsgriezuma spiestajā zonā plaisas vispirms ir jāaizver, pirms elementa šķērsgriezums spēj pārnest spiedes spriegumus. Lai aizvērtu šīs plaisas, ir nepieciešama zināma elementu izliece, kas noved pie šāda veida daļēji saliekama dzelzsbetona pārseguma elementa vispārējas palielinātas deformācijas.
[006] Zināms, ka iepriekšminētais daļēji saliekamā dzelzsbetona pārseguma elements ir uzlabots - skat. Volkel et al. 1998 un Riese un Droese 1996. Stiegrojuma stieņi uz vietas izgatavotajā dzelzsbetona virsējā slānī ir aizstāti ar disperse tērauda šķiedru stiegrojumu. Tā rezultātā ir ietaupīts uzstādīšanas laiks un resursi, jo stiegrojuma ievietošana betonā ir aizstāta ar betonā iemaisīto stiegrojumu (t.i., šķiedrām). Tādējādi ir novērsts iepriekšminētais rūkšanas aizkavējums augšējā betona slānī no nepārtrauktajiem stiegrojuma stieņiem. Tomēr joprojām notiek virsējā betona slāņa rūkšana un augšējā slānī joprojām var rasties plaisas no iepriekš izgatavotā saliekamā dzelzsbetona elementa radītā kustības brīvības aizkavējuma. Trūkumi uzstādīšanas procesā ar šiem uzlabojumiem tiek novērsti. Tomēr uz vietas izgatavotais betona virsējais slānis negatīvi ietekmē slodzes izraisīto deformāciju iepriekš aprakstītajā daļēji saliekamā betona pārseguma elementā. Rezultātā pašlaik šo elementu iespējamā laiduma garuma praktisko robežu nosaka funkcionālās izmantojamības ierobežojums (t.i., pieļaujamās deformācijas robežas).
[007] Ir zināma arī saliekamu dzelzsbetona plātņu sistēma, kas aprakstīta ASV patentā 5448866. Zināmās sistēmas galvenie trūkumi ir, ka stiegrojuma izvietošanai nepieciešams ievērojami daudz laika, materiāla, vietas būvlaukumā un resursi (t.i., strādnieki, celtņi utt.). Arī stiegrojumam nepieciešamais novietojums noteikto pielaižu robežās var radīt būvniecības kļūdas. Bieži sastopama problēma ir arī stiegrojuma stieņu sablīvējums noteiktā vietā, kas noved pie sarežģījumiem betona virsējā slāņa uzklāšanā un atbilstošā sablīvēšanā. Turklāt, tā kā betona virsējais slānis tiek uzklāts uz iepriekš izgatavotiem dzelzsbetona elementiem, kas parasti tiek izgatavoti vairākus mēnešus iepriekš, iepriekš izgatavotie elementi ierobežo uz vietas betonētā monolītā betona rūkšanas deformāciju, kas noved pie atšķirīgas rūkšanas, kā rezultātā rodas plātnes negatīvs izliekums (t.i., uz leju vērsta izliece). Betona virsējā slāņa rūkšanas ierobežošana izraisa stiepes spriegumus un minētā virsējā slāņa plaisāšanu, kā parādīts
l.A zīmējuma. Turklāt šo plātņu iespējamais laiduma garums sakara ar funkcionālas izmantojamības ierobežojumu (t.i., deformācijas robežām) praktiski ir limitēts.
Izgudrojuma mērķis un būtība [008] Šā izgudrojuma mērķis ir izgatavot integrētus, daļēji saliekamus, dzelzsbetona pārseguma kompozītelementus ar uzlabotām strukturālajām īpašībām, ko nosaka samazinātas deformācijas pie identiskām slodzēm.
[009] Citi šā izgudrojuma uzdevumi ir daļēji saliekamu dzelzsbetona pārseguma kompozītelementu ar:
samazinātu kopējo biezumu pie ekvivalentām vai uzlabotām deformatīvajām īpašībām, uzlabotu deformāciju kontroli, dodot iespēju palielināt pieļaujamo laiduma garumu, paaugstinātu nestspēju, vienlaikus saglabājot to pašu ģeometriju (t.i., kopējo biezumu un laiduma garumu), izgatavošana, un uzlabotu telpas izmantošanas efektivitāti, ar mazākiem kapitālieguldījumiem, un ekonomiski izdevīgākiem un pievilcīgākiem risinājumiem izmantošanai arhitektiem un inženieriem.
[010] Saskaņā ar iepriekš minētajiem mērķiem un priekšrocībām izgudrojums piedāvā kompleksu, daļēji saliekamu betona pārseguma elementu sistēmu, kas satur saliekamu betona paneli ar papildus ievietotiem pastiprinošiem elementiem. Šie elementi paredzēti bīdes deformācijas pārnesei un papildu nestspējai, kā arī, lai būvlaukumā uz vietas ierīkotu modificētā monolītā dzelzsbetona virsējo slāni ar pozitīvām garuma izmaiņām, turklāt izplešanās ir vismaz 75 με neierobežoti garā laika posmā; kur monolītais betona slānis satur: hidraulisku saistvielu, kas ir portlandcements vai cementu maisījums, kas satur: no 200 līdz 700 kg/m3 betona, vēlams no 225 līdz 600 kg/m3 betona, bet vēl labāk 250 līdz 500 kg/m3 betona; ūdeni, kur ūdens un hidrauliskās saistvielas attiecība ir no 0,30 līdz 0,75 pēc svara, vēlams no 0,30 līdz 0,65 pēc svara; pildvielas - ar graudu maksimālo izmēru 40 mm, vēlams ar maksimālo izmēru 30 mm un pildvielu un betona attiecību no 0,45 līdz 0,85 pēc tilpuma; disperse šķiedru stiegrojumu - no 10 līdz 200 kilogramiem tērauda šķiedru uz kubikmetru betona, vēl labāk no 15 līdz 150 kilogramiem tērauda šķiedru (piemēram, 25 līdz 90 mm garas un ar diametru 0,5 līdz 1,5 mm) uz kubikmetru betona; un/vai no 0,2 līdz 30 kilogramiem sintētiskās polimēra šķiedras (5 līdz 30 mm garas un ar diametru no 0,01 līdz 1,0 mm) uz kubikmetru betona; un/vai no 1 līdz 100 kilogramu sintētiskās minerālšķiedras (3-90 mm garas un ar diametru no 0,01 līdz 1,5 mm) uz kubikmetru betona; ķīmiskas priekšspriegojuma piedevas - no 1 līdz 30 masas % no hidrauliskās saistvielas, kas ir pietiekami, lai sasniegtu iepriekšminēto pozitīvās betona garuma izmaiņas mērķi. Ķīmiskā priekšspriegojuma piedeva ir minerālu maisījums, kas piemērots hidratācijas produktu izgatavošanai, kuru tilpums ir lielāks par reaģentu tilpumu. Turklāt garuma izmaiņas neierobežotā laikā un žāvēšanas apstākļos 50 % relatīvajā mitrumā un 20 °C tiek noteiktas, konstruējot grafiku, kurā betona garuma izmaiņu dati, kas iegūti saskaņā ar ASTM C 157 (Standard Test Method for Length Change of Hardened Hydraulic-Cement Mortar and Concrete; Book of Standards Volume: 04.02, ASTM International), tiek atlikti kā funkcija no apgrieztās kvadrātsaknes no žūšanas laika, un nosakot garuma izmaiņas neierobežoti garā laikā posmā, ekstrapolējot sarukšanas datus pēc parauga 28 diennakšu žūšanas.
[011] Dažas zināmās ķīmiskā priekšspriegojuma piedevas ietver magnija oksīdu, kalcija aluminātu, trikalcija aluminātu un citu vielu kombinācijas, kas izraisa ierobežotu betona elementu ķīmisko priekšspriegojumu.
[012] Saliekamais dzelzsbetona panelis, kas, vēlams, satur portlandcementa betonu, neobligāti ar pucolānu(iem) un/vai ķīmisko(-ajām) piedevu(-ām), kas tajā iejaukti. Saliekamais dzelzsbetona panelis neobligāti ir iepriekš saspriegts. Saliekamais dzelzsbetona panelis var būt dobs vai pilna šķērsgriezuma, vai dubulta-T formas, U formas vai I formas saliekamā dzelzsbetona profils.
[013] Saliekamā dzelzsbetona panelī daļēji ievietotie pastiprinošie elementi, vēlams, ir ģeometriski asimetriski ar pieaugošu stiegrojuma laukumu saliekamā dzelzsbetona panelī ievietotajā daļā. Minētie pastiprinošie elementi var būt režģa sijas vai pastiprinoši profili, kas izgatavoti no metāla vai ar šķiedru pastiprinātas plastmasas.
[014] Uz vietas būvlaukumā betonētais monolītā dzelzsbetona virsējais slānis papildus var saturēt metāla vai nemetāliskus stieņus vai citus pastiprinošus elementus.
īss zīmējumu apraksts [015] 1. zīm. ir shematiski attēlota uz vietas būvlaukumā betonētā monolītā dzelzsbetona slāņa virspuses mainīgā garuma izmaiņu ietekme uz saistīta, daļēji saliekama betona pārseguma elementa izraisītajām deformācijām (pašsvara ietekme uz izlieci nav parādīta), l.A zīm. ilustrē šā brīža tehnikas līmeņa uz vietas būvlaukumā izgatavotā monolītā betona slāņa rukšanu (izlieci); l.B zīm. parāda, ka uz vietas izgatavotā betona slānis nesarūk; bet l.C zīm. ilustrē gadījumu, kad uz vietas būvlaukumā betonētā monolītā betona slāņa rūkšana tiek kompensēta apmērā, kas to pārsniedz (negatīvu izlieci) saskaņā ar doto izgudrojumu;
2. A zim. attēlots tērauda režģa sijas paraugs, kas var tikt izmantots saliekamajā elementā, priekšskats, bet 2.В zīm. - sānskats;
3. zīm. - parāda daļēji saliekamu betona pārseguma elementu sistēmas paneļu slodzes izraisītās izlieces testēšanu, kur vienmērīgi izkliedētas slodzes pielikšana tika realizēta, izmantojot ar ūdeni piepildītas tvertnes uz paletēm un analogo izlieces noteikšanas mēraparatūru;
4. zīm. - diagramma, kas parāda 5 m laiduma izgudrotās daļēji saliekamās dzelzsbetona pārseguma elementu sistēmas (P3 līkne) lieces slodzes izraisīto izlieču samazināšanos salīdzinājumā ar tāda paša biezuma tradicionālajām daļēji saliekamā dzelzsbetona sistēmām ar (N2 līkne) un bez (N1 līkne) negatīvā lieces momenta uzņemšanai paredzētā stiegrojuma.
5. zīm. - diagramma, kas parāda 7,5 m laiduma izgudrotās daļēji saliekamās dzelzsbetona pārseguma elementu sistēmas (P8 līkne) lieces slodzes izraisīto izlieču samazināšanos salīdzinājumā ar tāda paša biezuma tradicionālajām daļēji saliekamā dzelzsbetona sistēmām ar (N7 līkne) un bez (N6 līkne) negatīvā lieces momenta uzņemšanai paredzētā stiegrojuma.
6. zīm. - diagramma, kurā attēlota būvlaukumā uz vietas betonētā virsējā betona slāņa eksperimentālie garuma izmaiņu mērījumu rezultāti; attēls parāda betona garuma izmaiņas, kas attēlotas atkarībā no apgrieztās kvadrātsaknes, kas aprēķināta no parauga vecuma, un tādējādi ļauj prognozēt parauga garuma izmaiņas neierobežoti ilgā laikā, izmantojot lineāru ekstrapolāciju.
[016] Faktiskie izmēri (kā atsevišķi, tā relatīvi starp abiem slāņiem), kā arī saliekamo elementu formas un uz vietas būvlaukumā ierīkotais betona slānis attēlos ir parādīti tikai ilustrēšanas nolūkiem un neierobežo pieteikto izgudrojumu.
[017] 1. zīmējumā parādīts daļēji saliekamu dzelzsbetona pārseguma kompozītelementu shematisks skats, kuri sastāv no saliekama dzelzsbetona paneļa un uz vietas būvlaukumā izgatavota monolītā betona virsējā slāņa. Saliekamajam betona panelim ir pastiprinoši elementi, līdzīgi tiem, kādi attēloti 2. zīmējumā, kas daļēji izvietojami virs tā augšējās virsmas, bīdes pārnesei starp saliekamo betona paneli un uz vietas būvlaukumā izgatavoto monolītā betona virsējo slāni, un garenvirziena stiegrojumu uzlabotai nestspējai. Tērauda režģa sija (2. zīm.) ir daļēji ievietota iepriekš izgatavotajā betona panelī ar apakšējo joslas stieni, ko ietver saliekams elements, bet augšējais joslas stienis un diagonāles, ir izvirzīts uz āru no saliekamā dzelzsbetona elementa.
[018] Izgudrojuma pirmais aspekts attiecas uz šo sastāvdaļu kombināciju (t.i., saliekamu dzelzsbetona paneli un uz vietas būvlaukumā ierīkotu monolītā dzelzsbetona virsējo slāni), turklāt uz vietas ierīkotā betona virsējais slānis ietver disperso šķiedru stiegrojumu un ķīmiskā priekšspriegojuma piedevas. Eksperimentālie rezultāti parāda, ka izgudrojums piedāvā pārsteidzošu un negaidītu lieces stinguma uzlabojumus salīdzinājumā ar iepriekš zināmiem daļēji saliekamiem betona pārseguma kompozītelementiem.
[019] l.B un l.C zīmējums parāda teorētisku izliekto formu, ko izraisījušas uz vietas būvlaukumā ierīkotā monolītā betona virsējā slāņa garuma izmaiņas integrētā (t.i., saistītā), daļēji saliekamā dzelzsbetona pārseguma kompozītelementā, kur betona virsējam slānim nav rūkšanas un attiecīgi rūkšanas deformācijas ir kompensētas ar to pārsniedzošu izplešanos.
[020] Kā parādīts l.B zīmējumā, tiek uzskatīts, ka rūkšanas novēršana uz vietas izgatavotā betona virsējā slānī noved pie rūkšanas izraisītas plaisāšanas samazināšanās un atšķirīgas rūkšanas izraisītas izlieces samazināšanās. Plaisāšanas samazināšanās rezultātā uz vietas izgatavotā betona slāņa šķērsgriezumā spiedes spriegums tiek nekavējoties pārnests caur saspiesto zonu bez nepieciešamības vispirms aizdarīt plaisas. Tādējādi tiek uzskatīts, ka, novēršot nīkšanu uz vietas betonētā betona virsējā slānī, ir novērsti divi elementa kopējās izlieces komponenti, t.i., elementa deformācija, kas nepieciešama, lai aizdarītu plaisas saspiestajā zonā, un atšķirīgas rūkšanas izraisītā nevēlamā elementu izliece.
[021] Turklāt, kompensējot nīkšanu ar izplešanos, kas to pārsniedz, uz vietas būvlaukumā ierīkotā monolītā betona slānī (l.C zīmējums), var tikt panākts izdevīgs iepriekšējs negatīvs izliekums. Šajā gadījumā uz vietas ierīkotā monolītā betona slānim tiek izmantots īpašs betona veids ar paliekošu izplešanos. Tādējādi tiek panāktas izdevīgas garuma izmaiņas, kur saliekamie dzelzsbetona paneļi, kas parasti tiek izgatavoti pirms vairākiem mēnešiem, tiek kombinēti ar uz vietas ierīkota betona virsējo slāni ar izplešanos, kas rada iepriekšēju negatīvu izlieci (konstruktīvo pacēlumu).
[022] Eksperimentāli tika noteikts, ka virsējais uz vietas izgatavotā monolītā betona slānis, kas ietver: hidraulisku saistvielu, ūdeni, pildvielas, minerālās piedevas (pēc izvēles) un ķīmiskās piedevas (pēc izvēles), šķiedru stiegrojumu un ķīmiskas priekšspriegojuma piedevas; kas savienots ar saliekamu dzelzsbetona elementu, kas satur:
- betona maisījumu, kas sastāv no sastāvdaļām, ieskaitot hidraulisku saistvielu, ūdeni, pildvielas, minerālās piedevas (pēc izvēles), ķīmiskās piedevas (pēc izvēles) un šķiedru stiegrojumu (pēc izvēles), un
- daļēji ievietotu tērauda elementu, kas ir ģeometriski asimetrisks ar pieaugošu tērauda šķērsgriezuma laukumu saliekamā dzelzsbetona elementā ievietotajā daļā (skat. 2. zīm. asimetriska tērauda elementa piemēru);
- dod negaidītu labvēlīgu negatīvās izlieces līmeni (t.i., iepriekšēju konstruktīvu pacēlumu) un būtiski palielina integrētā daļēji saliekamā betona pārseguma kompozītelementā efektīvo lieces stingumu.
Maisījums D I СЕМ I 42.5N о 80 Tērauda 40
Maisījums С СЕМ I 42.5N О СП un rd Tērauda un
Maisījums В СЕМ III/A 42.5N un 35 Mikrosintetiskas un
Maisījums А СЕМ I 42.5N 280 о 1— Tērauda 25
Maisījuma parametrs: —Ξ----------------------------—---------------------------I Cementa veids (saskaņa ar ΕΝ 197-1) Cementa saturs [kg/m3] Ķīmiskas priekšspriegojuma piedevas (MgO) saturs [kg/m3] Šķiedru veids -V—1 —-----------———— ---------------------—- Šķiedru saturs [kg/m3]_________________________
[023] 2. tabulā doti izmēģinājumu parametri izgudrotās daļēji saliekamā dzelzsbetona pārseguma kompozītelementu sistēmas salīdzināšanai ar tāda paša biezuma daļēji saliekamā dzelzsbetona sistēmu ar tradicionālo stieņu stiegrojumu ar un bez negatīvā lieces momenta uzņemšanai paredzēto (t.i., augšējo) stiegrojumu. Tika pētīti divi laiduma garumi - 5 m un 7,5 m, bet kopējais elementu biezums bija attiecīgi 22 un 32 cm. Saliekamie dzelzsbetona elementi sastāvēja no 5 cm bieza betona ar daļēji ievietotām režģa sijām, kā redzams 2. tabulā. Saliekamie dzelzsbetona elementi tika brīvi balstīti galos, lai sasniegtu dotos laiduma garumus, un ar papildu vienmērīgi izvietotiem pagaidu balstiem, lai dotu iespēju uzklāt betona augšējo slāni. Augšējā slāņa betonam tika izmantoti divi atšķirīgi materiāli, parasts C25/30 (t.i., 25 MPa cilindriskās stiprības) betons un C25/30 betons, iemaisot tajā 40 kilogramus НЕ 75/50 tērauda šķiedru uz kubikmetru betona un 37,5 kilogramu ķīmiskas priekšspriegojuma piedevas uz kubikmetru betona. Konkrētajos paraugos kā ķīmiska priekšspriegojuma piedeva tika izmantots magnija oksīds, kas ir ieteicams, taču tā vietā var izmantot arī citas ķīmiskās priekšspriegojuma piedevas (piemēram, kalcija aluminātu, trikalcija aluminātu).
[024] Betona augšējais slānis tika uzklāts pāri saliekamajiem dzelzsbetona elementiem un kopts saskaņā ar vispārzināmas labas betonēšanas praksi. Pēc sacietēšanas pagaidu balsti tika noņemti un ar ūdeni piepildītām palešu tvertnēm tika pielikta vienmērīgi izkliedēta slodze līdz līmenim 5,9 kN/m (600 kg/m), kā parādīts 3. zīmējumā. 2. tabulā ir iekļauta 6 testējamo sistēmu paraugu identifikācija.
[025] 4. un 5. zīmējumā parādīti eksperimentālie rezultāti, kas demonstrē izgudroto kompleksā daļēji saliekamā betona pārseguma kompozītelementu ievērojamo efektīvā lieces stingruma pieaugumu divos laiduma garumos - attiecīgi 5 un 7,5 m (sk. arī 2. tabulu).
[026] 4. zīmējumā parādīti rezultāti attiecībā uz 5 m laiduma paraugiem N1, N2 un P3. Paraugu N1 un N2 slodzes izlieces sakarību salīdzinājums ilustrē iekšējās kustības brīvības ierobežojuma ietekmi: no augšējā stiegrojuma detaļām paraugā N2 uz lieces stingumu. Momentānā deformācija palielinās par aptuveni 3,5 mm salīdzinot N1 un N2. Lai gan izliece ir labāk kontrolēta ar N1, jāatzīmē, ka N1 trūkst negatīvā lieces momenta uzņemšanai paredzētā stiegrojuma, kā rezultātā kopumā šī ir mazāk robusta sistēma. Paraugs P3 vēl vairāk palielina lieces stingrumu, salīdzinājumā ar paraugu N1, ar 2,1 mm mazāku tūlītēju slodzes izraisītu izlieci, vienlaikus nodrošinot ievērojamu stiegrojuma daudzumu, kad maisījumam tiek pievienotas tērauda šķiedras. Parauga P3 parādītā pretestība slodzes izraisītām deformācijām ir negaidīti augsta, un to nevar prognozēt ar aprēķiniem, kas balstīti uz starptautiski zināmiem būvnormatīviem.
[027] 5. zīmējuma parādīti rezultāti attiecība uz 7,5 m laiduma paraugiem N6, N7 un P8. Līdzīgi kā attiecībā uz 5 m laiduma paraugiem, paraugs P8 nodrošina visaugstāko lieces stinguma līmeni ar 7,7 mm tūlītēju izlieci, kam seko paraugi bez (N6, 17,9 mm tūlītējā izliece) un ar (N7, 20,5 mm tūlītējā izliece) negatīva lieces momenta uzņemšanai paredzēto stiegrojumu. Parauga P8 parādītā pretestība slodzes izraisītām deformācijām ir negaidīti augsta, un to nevar prognozēt ar aprēķiniem, kas balstīti uz starptautiski zināmiem būvnormatīviem. Atsevišķu komponentu daudzums betonā uz vietas betonētajā monolītā betona slānī un saliekamajā betona elementā var ievērojami atšķirties.
[028] Hidrauliskās saistvielas, izstrādājuma, kas atbilst standarta specifikācijām, ieskaitot, piemēram, EN 197, ASTM C 150, ASTM C 595, utt. saturs, lai iegūtu šā izgudrojuma realizācijas variantus, ir no 200 līdz 700 kg/m3, vēlams no 225 līdz 600 kg/m3, bet vēl labāk no 250 līdz 500 kg/m3. Hidrauliskā saistviela var sastāvēt no portlandcementa vai cementa maisījuma, kas sastāv no portlandcementa, kas samaisīts vai samalts kopā ar minerālajām piedevām. Attiecīgās jomas speciālistiem zināmās minerālu piedevas cementa maisījumā var ietvert maltus, granulētu domnu sārņus, vieglos pelnus, silīcija dioksīda putekļus, kaļķakmens pulveri, sadegušu slānekli, un cementa maisījums var saturēt piedevas no 5-95 masas %.
[029] Ūdens un hidrauliskā cementa masas attiecība ir no 0,30 līdz 0,75, vēlams no 0,30 līdz 0,65.
[030] Pildvielu: betona tilpuma attiecība ir, vēlams, no 0,45 līdz 0,85. Pildvielas satur smalkas un rupjas granulētas daļiņas ar maksimālo pieļaujamo graudu lielumu 40 mm, vēlams līdz 35 mm, bet vēl labāk ar maksimālo pieļaujamo graudu lielumu 30 mm.
[031] Ķīmiskās piedevas ir produktu sērija, kas zināma attiecīgās jomas speciālistiem un atbilst standarta specifikācijām, ieskaitot, piemēram, EN 934 sērija, ASTM C 260, ASTM C 494, ASTM C 1017, ASTM C 1582. Ķīmiskās piedevas var pievienot, ja nepieciešams panākt citas vēlamas svaigā betona īpašības, piemēram, uzlabotu iestrādājamību, paātrinātu vai palēninātu sacietēšanu un sacietējušā betona īpašības, piemēram, izturību pret bojājumiem no sasalšanas un atkušanas cikliem, paaugstinātas stiprības īpašības.
[032] Kā attiecīgās jomas speciālistiem zināms, ar šķiedrām stiegrotam dzelzsbetonam paredzētās šķiedras tiek izgatavotas no dažādiem izejmateriāliem, ar dažādiem paņēmieniem un dažādas formas, dažādām garuma un malu attiecībām (t.i., garuma attiecību pret diametru vai garumu attiecību pret ekvivalento diametru). Attiecīgi šķiedru izejmateriāli vēlamāko izgudrojuma variantu īstenošanai ietver dažādus tērauda veidus, ieskaitot nerūsējošo tēraudu, oglekļa tēraudu un cinkoto tēraudu; sintētiskos minerālu un polimēru materiālus, ieskaitot akrilu, aramīdu, bazaltu, oglekli, neilonu, poliesteri, polietilēnu un polipropilēnu; apstrādātas un neapstrādātas dabiskās šķiedras, ieskaitot kokosriekstu, bambusu, džutas, linu un kokšķiedras. Vēlamie šķiedru materiāli ir tērauds, sintētiskās minerālšķiedras, sintētiskās polimēru šķiedras vai to kombinācijas. It īpaši vēlamas ir auksti velmētas oglekļa tērauda šķiedras ar āķveida galiem vai viļņiem, monopavedienu sintētisko minerālvielu vai sintētisko polimēru šķiedras vai to kombinācijas.
[033] Šķiedru satura diapazons šā izgudrojuma vēlamāko variantu iegūšanai ir ļoti atšķirīgs un atkarīgs no materiāla veida. Tērauda šķiedru stiegrojuma vēlamais saturs ir no 10 līdz 200 kilogramu tērauda šķiedru uz kubikmetru betona, vēl labāk ir no 15 līdz 150 kilogramu tērauda šķiedru uz kubikmetru betona. Sintētiskā polimēra šķiedru saturs ir no 0,2 līdz 30 kilogramu sintētisku polimēra šķiedru uz kubikmetru betona. Vēlamais sintētiskās minerālšķiedras saturs ir no 1 līdz 100 kilogramu sintētiskas minerālšķiedras uz kubikmetru betona.
[034] Piedevas ķīmiskajam priekšspriegojumam, kas ir attiecīgās jomas speciālistiem zināms jēdziens, tiek pievienotas betona maisījumam, kas paredzēts uz vietas betonējamajam monolītajam betona virsējām slānim.
[035] 6. zīmējums parāda eksperimentālos garuma izmaiņu rezultātus dažādiem betoniem ar atšķirīgu ķīmisko priekšspriegojuma piedevu un šķiedru saturu. 1. tabulā sniegtas attiecīgās betona kompozīcijas, kas izmantotas 6. zīmējumā parādītajiem rezultātiem. Rezultāti ir attēloti kā funkcija no apgrieztās kvadrātsaknes no parauga vecuma, kas ļauj noteikt neto garuma izmaiņas neierobežotā laikā, izmantojot lineāru ekstrapolāciju, kā attēlā parādīts ar lauztām līnijām. Labākā aprakstītā izgudrojuma sastāvdaļa, kas balstās uz tālāk aprakstītajiem lieces slodzes izraisīto deformāciju mērījumu eksperimentiem, ir iegūtais negaidīti augstais vēlamās kompleksā daļēji saliekamā betona pārseguma kompozītelementa negatīvās izlieces līmenis, ja virsējā slāņa betona aproksimētā izplešanās neierobežotā laikā ir vismaz 75 με. Ķīmisko priekšspriegojuma piedevu daudzuma diapazons ievērojami atšķiras, lai sasniegtu 6. attēlā aprakstītos rādītājus ar vēlamo hidrauliskas saistvielas saturu no 0,5 līdz 50 masas % no hidrauliskā cementa daudzuma, bet vēl labāk, no 1 līdz 30 masas % no cementa daudzuma.
[036] Novērotais uzlabotais lieces stingums tiek sasniegts ar minētā kompleksā daļēji saliekamā betona pārseguma kompozītelementa uzlaboto strukturālo darbību.
[037] Tādēļ izgudrojuma otrais aspekts ir saistīts ar kompleksā daļēji saliekamā betona pārseguma kompozītelementa projektēšanas procesu, kurā tiek ņemta vērā uzlabotā lieces pretestība. Betona elementu projektēšanas procesā ir zināmas to pieļaujamās lieces deformāciju robežas. Atsevišķos gadījumos un atsevišķiem elementiem lieces deformācijas ierobežojumus var nodrošināt kontrolējot to ģeometriskus parametrus, ieskaitot elementa garumu, biezumu vai abus.
[038] Vienā izgudrojuma variantā tiek uzlabots konstrukcijas šķērsgriezums un arhitektūras apsvērumi, jo minētā kompleksā daļēji saliekamā betona pārseguma elementa kopējais biezums (t.i., saliekamā betona elementa un uz vietas betonētā monolītā betona slāņa kopējais biezums) tiek samazināts, vienlaikus saglabājot nestspēju un laiduma garumu salīdzinājumā ar pašreizējos būvnormatīvos paredzētajām projektēšanas metodēm, uz vietas betonētajam virsējam slānim izmantojot parasto betonu.
[039] Alternatīvā variantā ir palielināts minētā kompleksā daļēji saliekamā betona pārseguma elementa pieļaujamais laiduma garums, vienlaikus saglabājot nestspēju un kopējo biezumu salīdzinājumā ar pašreizējos būvniecības projektēšanas normatīvos paredzētajām projektēšanas metodēm, uz vietas betonētajam virsējam slānim izmantojot parasto betonu.
[040] Nākamajā variantā minētā kompleksā daļēji saliekamā betona pārseguma elementa pieļaujamā slodzes nestspēja ir paaugstināta, vienlaikus saglabājot laiduma garumu un kopējo biezumu salīdzinājumā ar pašreizējos būvniecības projektēšanas normatīvos paredzētajām projektēšanas metodēm, uz vietas betonētajam virsējam slānim izmantojot parasto betonu.
[041] Vēl viena izgudrojuma izpausmē iespējamas izmantot jebkuras iepriekšminēto risinājumu kombinācijas, kas ir biezuma samazināšana, palielināts laiduma garums un palielināta nestspēja. Piemēram, ir iespējams konstrukcijas risinājums ar palielinātu nestspēju un palielinātu pieļaujamo laiduma garumu, vienlaikus saglabājot pietiekamu deformāciju kontroli.
[042] Šādi izgudrojuma īstenošanas piemēri sīkāk izstrādāti sekojošajos aprakstītajos variantos. Daži no izgudrojuma ieguvumiem ir izcelti sniegtajos piemēros, salīdzinot ar projektēšanas rezultātiem, kas iegūti ar pašreizējos būvniecības projektēšanas normatīvos paredzētajām projektēšanas metodēm, uz vietas betonētajam monolītajam virsējam slānim izmantojot parasto betonu. Ir iespējami arī citi izgudrojuma varianti.
Izgudrojuma realizācijas piemēri [043] 1. Piemērs. Saliekams betona elements, kas satur 50 mm biezu, plakanu C25/30 betona plāksni, kuras minimālais vecums ir 28 dienas cietēšanas pie normāliem apstākļiem, un divus atsevišķus, vienādā attālumā novietotus, betonā daļēji ievietotus tērauda elementus. Tērauda elementi sastāv no trīsstūra formas sijām, kā parādīts 2. zīm., ar virsējās joslas stieņa diametru 10 mm, diagonāles diametru 6 mm, apakšējās joslas stieņa diametru 6 mm, sijas platumu 80 mm un sijas augstumu 160 mm. Uz vietas betonētā monolītā betona virsējais slānis satur 220 mm biezu tērauda šķiedru dzelzsbetonu ar 45 kilogramiem tērauda šķiedru uz kubikmetru betona, 80 kilogramiem ķīmiskas priekšspriegojuma piedevas (MgO) uz kubikmetru betona un 340 kilogramiem augstas veiktspējas cementa CEM III/A 42.5N uz kubikmetru betona. Šajā paraugā gatavie integrētie daļēji saliekamā betona pārseguma kompozītelementi tiek izmantoti kā daudzlaidumu nepārtraukts pārsedzes elements ar laiduma garumu 7,5 metri, kuru pakļauj 5 kN/m2 vienmērīgi izkliedētas slodzes. Izgudrojuma nodrošinātais palielinātais efektīvais lieces stingums šajos minētās slodzes apstākļos nodrošina laiduma un izlieces attiecību aptuveni 940.
[044] Lietojot tādas pašas spiedes stiprības betonu kā saliekamā, tā uz vietas betonētā monolītā betona slāņiem, uz vietas betonētā virsējā slāņa biezumam ir jābūt 270 mm, ja tiktu izmantots betona maisījums bez ķīmiskas priekšspriegojuma piedevas, lai šajos minētās slodzes apstākļos nodrošinātu to pašu laiduma un izlieces attiecību - aptuveni 940.
[045] Tādēļ šajā variantā izgudrojums dod iespēju par 50 mm samazināt uz vietas betonētā betona virsējā slāņa biezumu un attiecīgi kopējo elementu biezumu, vienlaikus nodrošinot to pašu nestspēju un izlieces kontroli.
[046] 2. Piemērs. Saliekams betona elements, kas satur 50 mm biezu, plakanu C25/30 betona plāksni, kuras minimālais vecums ir 28 dienas cietēšanas pie normāliem apstākļiem, vienādā attālumā novietotus, betonā daļēji ievietotus tērauda elementus. Tērauda elementi sastāv no trīsstūra formas sijām, kā parādīts 2. zīmējumā, ar virsējās joslas stieņa diametru 10 mm, diagonāles diametru 6 mm, apakšējās joslas stieņa diametru 6 mm, sijas platumu 80 mm un sijas augstumu 160 mm. Minētais uz vietas betonētā monolītā betona virsējais slānis satur 220 mm biezu tērauda šķiedru dzelzsbetonu ar 45 kilogramiem tērauda šķiedru uz kubikmetru betona, 20 kilogramiem ķīmiskas priekšspriegojuma piedevas (MgO) uz kubikmetru betona un 300 kilogramiem СЕМ I 42.5N cementa uz kubikmetru betona. Šajā paraugā gatavie integrētie daļēji saliekamā betona pārseguma kompozītelementi tiek izmantoti kā daudzlaidumu nepārtraukts pārsedzes elements ar laiduma garumu 7,5 metri, kuru pakļauj 5 kN/m2 vienmērīgi izkliedētas slodzes. Izgudrojuma nodrošinātais palielinātais efektīvais lieces stingums šajos minētās slodzes apstākļos nodrošina laiduma un izlieces attiecību - aptuveni 940.
[047] Lietojot tādas pašas spiedes stiprības betonu kā saliekamā, tā uz vietas betonētā monolītā betona slāņiem, pie līdzīga uz vietas betonētā monolītā virsējā slāņa biezuma 250 mm (salīdzinājumā ar 270 mm) un izmantojot betona maisījumu bez ķīmiskas priekšspriegojuma piedevas uz vietas betonētajam monolītā betona virsējam slānim, pieļaujamais laiduma garums ir 6 metri. Lai pieļautu 7,5 metrus laiduma ar betona maisījumu bez ķīmiskas priekšspriegojuma piedevas uz vietas betonētā monolītā betona virsējam slānim, uz vietas betonētā monolītā betona slāņa biezumam jābūt 270 mm, un, attiecīgi, kopējais biezums būs 320 mm.
[048] Tādēļ šajā izgudrojuma variantā 20 mm kopējā biezuma pieaugums nodrošina 1,5 metru pieļaujamā laiduma garuma pieaugumu salīdzinājumā ar konstrukciju, kas balstās uz pašreizējiem būvniecības projektēšanas normatīviem. Lai sasniegtu tādu pašu pieļaujamā laiduma garuma 1,5 metru pieaugumu, izmantojot pašreizējos būvniecības projektēšanas normatīvos paredzētās projektēšanas metodes, kopējais biezums ir jāpalielina par 70 mm.
[049] Sis piemērs attiecas uz izgudrojuma noderību, ko var īstenot arhitekti un inženieri, jo izmantojot izgudrojumu, var ievērojami palielināt attālumu starp kolonnām, samazinot nepieciešamo kolonnu skaitu. Papildus tam tiek samazināts grīdas biezums, kas palielina ēkas izmantojamo tilpumu vai samazina ēkas kopējo augstumu. īstenojot izgudrojumu, inženieri un arhitekti varēs realizēt ierobežojumu samazināšanu attiecībā uz bez kolonnām brīvo telpu lielumu un samazināt kopējo celtniecības laiku un izmaksas.
[050] 3. Piemērs. Saliekamais betona elements satur 50 mm biezu, plakanu C25/30 betona plāksni, kuras minimālais vecums ir 28 dienas cietēšanas pie normāliem apstākļiem, un divus atsevišķus, vienādā attālumā novietotus, betonā daļēji ievietotus tērauda elementus. Tērauda elementi sastāv no trīsstūra formas sijām, kā parādīts 2. zīmējumā, ar virsējās joslas stieņa diametru 10 mm, diagonāles diametru 6 mm, apakšējās joslas stieņa diametru 6 mm, sijas platumu 80 mm un sijas augstumu 130 mm. Minētā uz vietas betonētā monolītā betona virsējais slānis satur 160 mm biezu tērauda šķiedru dzelzsbetonu ar 10 kilogramiem sintētiskas šķiedras uz kubikmetru betona, 35 kilogramiem ķīmiskas priekšspriegojuma piedevas (trikalcija aluminātu) uz kubikmetru betona un 325 kilogramiem CEM II/A-V 52.5R cementa uz kubikmetru betona. Šajā paraugā gatavo integrēto daļēji saliekamā betona pārseguma kompozītelementu kopējais biezums ir 210 mm un tie tiek izmantoti kā daudzlaidumu nepārtraukts pārsedzes elements ar laiduma garumu 6 metri. Izgudrojuma nodrošinātais palielinātais efektīvais lieces stingums pieļauj 5 kN/m2 vienmērīgi izkliedētas slodzes.
[051] Salīdzinājumam, projektēšanas metodes, kas paredz izmantot parasto betonu uz vietas betonētajam virsējam slānim pieļauj vienmērīgi izkliedētu slodzi 3 kN/m2 tāda paša kopējā biezuma 210 mm un laiduma garuma 6 metriem.
[052] Tādējādi šajā piemērā izgudrojums ļauj pieļaujamo slodzes līmeni palielināt par 2 kN/m2, vienlaikus saglabājot laiduma garumu un kopējo elementu biezumu salīdzinājumā ar projektēšanas metodi, uz vietas betonētajam virsējam slānim izmantojot parasto betonu.
[053] Trešais izgudrojuma aspekts ir betona izgatavošanas paņēmiens uz vietas betonētajam virsējam slānim ar šķiedru stiegrojumu un ķīmiskām priekšspriegojuma piedevām.
[054] Izgudrojuma vēlamā variantā minētā metode ietver šādas soļus: (i) sākotnējā betona maisījuma, kas satur hidraulisku cementu, pildvielas, ūdeni un pēc izvēles ķīmiskās piedevas, sagatavošana ar maisīšanas iekārtu un minētā maisījuma transportēšana uz darba vietu (piemēram, rotējošā betona maisītāj ā-kravas automašīnā); (ii) šķiedru stiegrojuma un ķīmisku priekšspriegojuma piedevu pievienošana sākotnējam betona maisījumam uz vietas, izmantojot šim nolūkam paredzētas iekārtas, un (iii) betonēšana, konsolidēšana (noblīvēšana), izlīdzināšana, galīgā apstrāde un kopšana.
[055] Alternatīvā variantā minētais paņēmiens satur šādus soļus: (i) betona maisījuma, kas satur hidraulisku cementu, pildvielas, ūdeni un pēc izvēles ķīmiskās piedevas un šķiedru stiegrojumu, sagatavošana ar maisīšanas iekārtu un minētā maisījuma transportēšana uz darba vietu, (ii) ķīmisku priekšspriegojuma piedevu pievienošana minētajam betona maisījumam uz vietas, un (iii) betonēšana, konsolidēšana (noblīvēšana), izlīdzināšana, galīgā apstrāde un kopšana.
[056] Citā variantā minētais paņēmiens satur šādus soļus: (i) betona maisījuma, kas satur hidraulisku cementu, pildvielas, ūdeni un pēc izvēles ķīmiskās piedevas un šķiedru stiegrojumu un ķīmiskas priekšspriegojuma piedevas, sagatavošana ar maisīšanas iekārtu un minētā betona maisījuma transportēšana uz darba vietu, un (ii) betonēšana, konsolidēšana (noblīvēšana), nolīdzināšana, galīgā apstrāde un kopšana.
Citētie informācijas avoti
1. Wolfgang Volkel, Anja Riese, and Siegfried Droese, Neuartige Wohnhausdecken aus Stahlfaserbeton ohne obere Bewehrung, Beton- und Stahlbetonbau 93 (1998), Heft 1.
2. Anja Riese, and Siegfried Droese, Wohnhausdecken ohne obere Bewehrung Belastungsversuche an neuartigen Deckenplatten, Beton- und Stahlbetonbau 91 (1996), Heft 12.
3. US 5,448,866. Trusses And Precast Concrete Slabs Reinforced Thereby.

Claims (10)

  1. PRETENZIJAS
    l. Kompleksa daļēji saliekamu betona pārseguma elementu sistēma, kas satur šādas sastāvdaļas:
    (i) saliekamu betona paneli ar betonā daļēji ievietotiem pastiprinošiem elementiem bīdes deformāciju pārnesei un papildus nestspējai un (if) uz vietas betonētu monolītā betona virsējo slāni ar noteiktu izplešanos neierobežotā laikā vismaz 75 με; turklāt garuma izmaiņas neierobežotā laikā un žāvēšanas apstākļos 50 % relatīvā mitruma un 20° C tiek noteiktas, konstruējot grafiku, kurā betona garuma izmaiņu dati, kas iegūti saskaņā ar ASTM C 157 tiek atlikti kā funkcija no apgrieztās kvadrātsaknes no žūšanas laika, un nosakot garuma izmaiņu neierobežoti garā laikā posmā ekstrapolējot sarukšanas datus pēc 28 diennakšu parauga žūšanas;
    turklāt uz vietas betonētā betona virsējais slānis satur:
    - hidraulisku saistvielu, kas ir portlandcements, vai cementu maisījumu no 200 līdz 700 kg/m3 betona, vēlams no 225 līdz 600 kg/m3 betona, bet vēl labāk no 250 līdz 500 kg/m3 betona;
    - ūdeni, lai ūdens un hidrauliskā saistviela attiecība būtu no 0,30 līdz 0,75 pēc svara, vēlams no 0,30 līdz 0,65 pēc svara;
    - pildvielas, ar maksimālo izmēru 40 mm, vēlams ar maksimālo izmēru 30 mm un pildvielu un betona attiecību no 0,45 līdz 0,85 pēc tilpuma;
    - šķiedru stiegrojumu - no 10 līdz 200 kilogramiem tērauda šķiedru uz kubikmetru betona, vēlams no 15 līdz 150 kilogramiem tērauda šķiedru uz kubikmetru betona; un/vai no 0,2 līdz 30 kilogramiem sintētisko polimēra šķiedru uz kubikmetru betona; un/vai no 1 līdz 100 kilogramiem sintētiskās minerālšķiedras uz kubikmetru betona;
    - ķīmiskas priekšspriegojuma piedevas - no 1 līdz 30 masas % hidrauliskās saistvielas; turklāt ķīmiskās priekšspriegojuma piedevas ir minerālu maisījums, kas piemērots hidratācijas produktu radīšanai, kuru tilpums ir lielāks par reaģentu tilpumu, tos pievienojot plastiskam betonam.
  2. 2. Elementu sistēma saskaņā ar 1. pretenziju, turklāt betons saliekamajā betona panelī satur cementa maisījumu ar vismaz vienu minerālu piedevu, kas izvēlēta no šādas grupas: malti granulēti domnu sārņi, vieglie pelni, silīcija dioksīda putekļi, kaļķakmens pulveris, sadedzis slāneklis, kalcinēti māli vai rīsu sēnalu pelni.
  3. 3. Elementu sistēma saskaņā ar 1. pretenziju, turklāt saliekamais betona panelis ir iepriekš saspriegts.
  4. 4. Elementu sistēma saskaņā ar 1. pretenziju, turklāt saliekamais betona panelis sastāv no doba vai pilna šķērsgriezuma, dubulta-T formas, U-formas, vai I-formas saliekama betona plātņu profiliem.
  5. 5. Elementu sistēma saskaņā ar 1. pretenziju, turklāt pastiprinošie elementi, kuri daļēji ir ievietoti saliekamā betona panelī, ir ģeometriski asimetriski, un to pastiprinošo elementu daļām, kuras ir ievietotas betonā, ir palielināta stiegrojuma zona.
  6. 6. Elementu sistēma saskaņā ar 5. pretenziju, turklāt saliekamā betona paneļa daļēji ievietotie pastiprinošie elementi ir ģeometriski asimetriskas režģa sijas vai pastiprinoši profili, kas izgatavoti no metāla vai ar šķiedru pastiprinātas plastmasas.
  7. 7. Elementu sistēma saskaņā ar 1. pretenziju, turklāt tērauda šķiedru garums ir no 25 līdz 90 mm un diametrs ir no 0,5 līdz 1,5 mm.
  8. 8. Elementu sistēma saskaņā ar 1. pretenziju, turklāt uz vietas betonētā monolītā betona slāņa sintētisko polimēra šķiedru garums ir no 5 līdz 30 mm un diametrs ir no 0,01 līdz 1,0 mm.
  9. 9. Elementu sistēma saskaņā ar 1. pretenziju, turklāt uz vietas betonētā monolītā betona slāņa sintētisko minerālo šķiedru garums ir no 3 līdz 90 mm un diametrs ir no 0,01 līdz 1,5 mm.
  10. 10. Elementu sistēma saskaņā ar 1. pretenziju, turklāt uz vietas betonētā monolītā betona virsējais slānis papildus satur metāla vai nemetāla stieņus vai citus pastiprinošus elementus.
LVP-17-49A 2017-07-14 2017-07-14 Daļēji saliekama dzelzsbetona pārseguma elementu sistēma LV15383B (lv)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LVP-17-49A LV15383B (lv) 2017-07-14 2017-07-14 Daļēji saliekama dzelzsbetona pārseguma elementu sistēma
PCT/IB2018/055096 WO2019012436A1 (en) 2017-07-14 2018-07-11 SEMI-PREFABRICATED REINFORCED CONCRETE ELEMENT SYSTEM
SE1930405A SE543320C2 (en) 2017-07-14 2018-07-11 Semi-precast elevated concrete element system
NO20200060A NO20200060A1 (en) 2017-07-14 2020-01-17 Semi-precast elevated concrete element system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LVP-17-49A LV15383B (lv) 2017-07-14 2017-07-14 Daļēji saliekama dzelzsbetona pārseguma elementu sistēma

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LV15383A LV15383A (lv) 2019-01-20
LV15383B true LV15383B (lv) 2019-10-20

Family

ID=59702783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LVP-17-49A LV15383B (lv) 2017-07-14 2017-07-14 Daļēji saliekama dzelzsbetona pārseguma elementu sistēma

Country Status (4)

Country Link
LV (1) LV15383B (lv)
NO (1) NO20200060A1 (lv)
SE (1) SE543320C2 (lv)
WO (1) WO2019012436A1 (lv)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110183128A (zh) * 2019-06-05 2019-08-30 滁州市炬基节能新型建材有限公司 一种建筑垃圾再生高活性矿物掺合料及其制备
EP4005761A4 (en) * 2019-07-22 2023-08-16 HPC Okinawa Co., Ltd. PRESTRESSED CONCRETE
CN110526646A (zh) * 2019-08-29 2019-12-03 徐州金盟新型建材有限公司 一种具有隔热功能的建筑构件
CN113185881B (zh) * 2021-05-10 2022-02-01 北京固斯特国际化工有限公司 一种针对混凝土烟囱的渗透反应型防腐材料及其应用
CN114577563A (zh) * 2022-02-11 2022-06-03 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3885369A (en) * 1973-03-08 1975-05-27 Vigarex Ets Structural element
JPH02311639A (ja) * 1989-05-26 1990-12-27 Takenaka Komuten Co Ltd 合成床の構築方法
WO2011053103A2 (en) * 2009-10-26 2011-05-05 Primeteh, A/S Composite concrete for floor slabs and rafts

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR910006579A (ko) 1989-09-07 1991-04-29 미야자끼 아끼라 트러스 및 이것에 의하여 강화된 콘크리트 부품 슬라브

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3885369A (en) * 1973-03-08 1975-05-27 Vigarex Ets Structural element
JPH02311639A (ja) * 1989-05-26 1990-12-27 Takenaka Komuten Co Ltd 合成床の構築方法
WO2011053103A2 (en) * 2009-10-26 2011-05-05 Primeteh, A/S Composite concrete for floor slabs and rafts

Also Published As

Publication number Publication date
NO20200060A1 (en) 2020-01-17
WO2019012436A1 (en) 2019-01-17
SE1930405A1 (en) 2019-12-16
LV15383A (lv) 2019-01-20
SE543320C2 (en) 2020-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Oskouei et al. Experimental study of the punching behavior of GFRP reinforced lightweight concrete footing
LV15383B (lv) Daļēji saliekama dzelzsbetona pārseguma elementu sistēma
US3808085A (en) Concrete structural member
Khalil et al. Flexural strength of fibrous ultra high performance reinforced concrete beams
Zareef Conceptual and structural design of buildings made of lightweight and infra-lightweight concrete
Kulkarni et al. Analysis and design of ferrocement panels an experimental study
Ibrahim et al. Effect of construction type on structural behaviour of RC bubbled one-way slab
Taylor et al. Concrete, Plain and Reinforced...
Tomaževič et al. Seismic strengthening of stone masonry walls with polymer coating
Macintosh et al. NO-FINES CONCRETE AS A STRUCTURAL MATERIAL.
Aadithiya et al. Review paper on usage of ferrocement panels in lightweight sandwich concrete slabs
Navid et al. Tensile strength of ferro cement with respect to specific surface
Mhadeshwar et al. Experimental performance, mathematical modelling and development of stress block parameter of ferrocement beams with rectangular trough shaped skeletal steel
WO2007039887A2 (en) A method of constructing a roof or floor slab
Khayat et al. Design and performance of stay-in-place UHPC prefabricated panels for infrastructure construction.
Singh et al. Ferrocement as a Construction Material.
Hayder et al. New Technique Used for Strengthening Jack Arch Slab
Abu-Hamd FLEXURAL BEHAVIOR OF FERROCEMENT FLOOR SLABS USED IN LIGHT STEEL RESIDENTIAL BUILDINGS
Hocaoğlu et al. Alternative Ferrocement Panels for Reinforcement of Reinforced Concrete Structures Damaged on the 6 February 2023 Turkey Earthquake
Numayr et al. Static and dynamic analytical and experimental analysis of 3D reinforced concrete panels
Roberts et al. Handbook to BS 5628, Part 2
Mebrahtom et al. Optimizing Reinforced Concrete Structures: A Comparative Investigation of Diverse Wire Mesh Configurations
Alao et al. Evaluation of flexural strength of concrete beams reinforced with timber encased in permanent ferrocement forms
Al-Mamoori Investigation the punching shear behavior of reinforced concrete slab-column connection using carbon fiber reinforced polymers
CA1282611C (en) Structural members