PL207874B1 - Zbrojenie kombinowane dla stropów płaskich - Google Patents

Description

Przedmiot wynalazku dotyczy zbrojenia kombinowanego dla stropów płaskich.

Zgodnie z publikacją pt. Elementy prefabrykowane w zbrojeniach stropów płaskich, zawartą w specjalnym wydaniu czasopisma Betonwerk + Fertigteil-Technik, zeszyt 6/1997, s. 96-104, do zapobiegania odkształceniu w punktowo podpartych stropach płaskich, znane jest montowanie w obszarze podparcia prostopadłych lub nachylonych strzemion zbrojenia lub układów trzpieniowych z ł bami trzpieni przyspawanymi do listew stalowych lub z indywidualnymi trzpieniami z ł bami wpuszczanymi. Montaż tych układów wymaga dużych nakładów pracy i kosztów. Znane jest również wykonanie zbrojenia kombinowanego poprzez montowanie dźwigarów kratowych równolegle względem siebie w określonym rozstawie. Zbrojenia takie można w prosty sposób montować a nadto charakteryzują się one wystarczająco dobrymi własnościami kotwiącymi. Jednakże, w razie wystąpienia błędu kształtu płyt żelbetowych, mogą one przenosić obciążenia mniejsze w porównaniu z układami trzpieniowymi.

W jednym ze zbrojeń kombinowanych, ujawnionym w opisie DE-U 299 93 114 stosuje się dź wigary kratowe ze skośnymi spiralami środnikowymi, w których zagięcia tych skośnych spiral średnikowych kończą się dokładnie wraz z pasami dźwigarów kratowych. Dodatkowo stosuje się trzpienie poprzeczne z dwoma łbami, połączone mocno w warstwach skośnych z pasami dźwigara kratowego, np. przez przyspawanie lub ściągnięcie drutem skręcanym.

Z opisu DE-A 34 10 419 znany jest element zbrojenia pracujący na ś cinanie, do zbrojenia kombinowanego punktowo obciążonych płyt, który ma postać dźwigara kratowego z pręta wygiętego spiralnie w kilku zwojach, składającego się z pasa górnego, pasa dolnego i skośnej spirali środnikowej, która łączy te pasy. Zwoje są połączone ze sobą siłowo i są ustalone względem siebie co najmniej na jednej zdefiniowanej przez pasy dźwigara powierzchni poprzez promieniowo rozbieżnie rozmieszczone pręty. Zagięcia skośnej spirali środnikowej mogą wystawać poza przyporządkowany do nich pas dźwigara i mogą być połączone z nim każdorazowo w dwóch węzłach spawanych. Przyporządkowanie graniczących ze sobą warstw zbrojenia nie zostało w tej publikacji szczegółowo opisane.

Uprzedni stan techniki ujawniono także w opisach EP 0 414 485 A, EP 0 465 776 A, WO89/00226 A, WO093/15287 A, DE 24 58 081 A i DE 12 69 324 B.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie takiego zbrojenia kombinowanego typu uprzednio opisanego, które przy zachowaniu zalety prostego montażu, zapewni wystarczające zwiększenie obciążenia w przypadku błędu kształtu.

Postawione zadanie spełnia rozwiązanie zbrojenia kombinowanego dla stropów płaskich, zwłaszcza punktowo podpartych stropów wykonanych z elementów prefabrykowanych lub z betonu przygotowanego na placu budowy, z co najmniej dwoma dźwigarami kratowymi, które pozostają w styku z co najmniej jedną warstwą zbrojenia, a każdy dźwigar ma co najmniej dwa oddalone od siebie pasy dolne, przynajmniej jeden pas górny oraz daszkowo ustawione skośne spirale środnikowe przyspawane na stałe do pasów w obszarze swoich zagięć, które to rozwiązanie zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że zagięcia co najmniej jednej skośnej spirali środnikowej wystają w kierunku wysokoś ci dźwigara kratowego ponad co najmniej jeden pas, z dokł adnością wykonawczą , co najmniej o wysokość warstwy zbrojenia, penetrując warstwę zbrojenia w celu podwyższenia statycznie użytecznej wysokości dźwigara kratowego, oraz że pręty poprzeczne przebiegające poprzecznie do pasa w warstwie zbrojenia są ułożone bezpośrednio lub pośrednio na pasie.

W dź wigarze kratowym zagię cia skoś nych spiral ś rodnikowych wystają poza przynależ ny im pas górny dźwigara, gwarantując największą możliwą statyczną wysokość użytkową dźwigara kratowego oraz bezproblemowy montaż wymaganych w tym obszarze warstw zbrojenia, zwłaszcza zbrojenia podłużnego płyty.

Natomiast pręty wzdłużne warstwy zbrojenia, które leżą w przybliżeniu w kierunku pasa mogą być rozmieszczone na stronie odwrotnej wobec pasa na prętach poprzecznych.

W korzystnym wykonaniu każ de wystają ce zagię cie jest zespawane z pasem w dwóch obszarach oddalonych od siebie w kierunku pasa.

Pożądane jest, jeśli pionowa statyczna wysokość użytkowa dźwigara kratowego jest zwiększona przez wystające co najmniej ponad pas górny zagięcia skośnych spiral środnikowych.

Zakotwienie skośnych prętów skośnej spirali środnikowej w betonie może stanowić dospawany pas z wystającym zagięciem.

PL 207 874 B1

Nadto, dobrze jest, aby to zagięcie skośnej spirali środnikowej, które wystaje poza pas było wykonane tak, aby zapewnić w zasadzie ciągły przebieg zagięcia.

Zagięcie wystające poza pas mogą stanowić dwa łuki i jeden usytuowany między nimi prawie prosty odcinek.

Zgodnie z korzystnym wykonaniem wynalazku, przy zadanym odstępie wysokości między pasami górnym i dolnym, pionowa statyczna wysokość użytkowa dźwigara kratowego wynosi w granicach między około 110-140%, korzystnie między około 115-133%.

Tak więc, wskutek wystawania zagięć poza przynależny im pas dźwigara wykorzystuje się w znacznym stopniu przestrzeń pionową , konieczną dla monta ż u warstwy zbrojenia, aby powiększyć statyczną wysokość użytkową dźwigara kratowego i uprościć montaż warstwy zbrojenia. Własności nośne zbrojenia kombinowanego zależą w znacznym stopniu od sztywności elementów kotwiących. Należy dążyć do możliwie małego poślizgu zakotwienia. Wymaganie to zostało tu spełnione w sposób łączny przez dwie cechy rozwiązania. Ze względu na to, że na każde wygięcie działają dwa obszary spawania jako zakotwienia w betonie, uzyskuje się na każdy przewidziany do zakotwienia pręt jeden obszar spawania i powiększoną skuteczną długość przewidzianego do zakotwienia pręta, np. należącego do pasa dźwigara. Zakotwienie pręta za pomocą przyspawanego pręta poprzecznego i leżącego za nim zagięcia jest lepsze, niż w przypadku zagięcia leżącego bezpośrednio na pręcie. Optymalna statyczna wysokość użytkowa dźwigara kratowego daje nominalne zwiększenie obciążenia przy błędach kształtu. Pręty poprzeczne w warstwie zbrojenia, przebiegające poprzecznie do pasa dźwigara, są ułożone bezpośrednio na pasie dźwigara i są, ewentualnie, albo na nim umocowane, lub są pośrednio ułożone i umocowane na pasie dźwigara, np. poprzez elementy dystansowe. Wystawanie zagięć ponad pas dźwigara powinno odpowiadać względnie dokładnie wysokości warstwy zbrojenia. Korzystne właściwości statyczne przy dźwigarach kratowych wbudowanych w zbrojenie kombinowane uzyskuje się wówczas, gdy zagięcia obydwu skośnych spiral środnikowych wystają ponad wspólny pas górny, aby w stropie płaskim, który przykładowo podparty jest od dołu punktowo, uzyskać optymalną statyczną wysokość użytkową w ramach użytecznego dla zbrojenia obszaru grubości stropu, przykładowo w zbrojeniu giętym.

Pręty warstwy zbrojenia przebiegające w kierunku pasa dźwigara powinny być umieszczone obok pasa dźwigara na prętach poprzecznych.

Jeśli przy wystających zagięciach przewidziane są dwa obszary spawania oddalone od siebie w kierunku pasa dź wigara, wówczas zwiększa się stabilność dź wigara kratowego i poprawia się jego zakotwienie w betonie.

W rdzeniu zwi ę ksza się prostopadł a statyczna wysokość uż ytkowa dź wigara kratowego dzię ki wystającym zagięciom, o wymiar odpowiadający wysokości warstwy zbrojenia występującej w tym obszarze. Należy dążyć do tego, aby wystawanie zagięć odpowiadało wysokości warstwy zbrojenia. Jednakże nawet już mniejsze wystawanie powoduje poprawienie zakotwienia.

Wykonanie wystających zagięć zasadniczo z ciągłym przebiegiem zagięcia, korzystne jest pod względem technologicznym.

Alternatywnie, celowe może być wykonanie każdego wystającego zagięcia z dwóch łuków i jednego odcinka prostego leżącego między nimi. Wówczas obszary spawania z pasami dźwigara są korzystnie daleko oddalone w kierunku pasa i zapewniają zagięciom duże powierzchnie do zakotwienia w betonie.

Korzyści zapewnia zwiększenie pionowej statycznej wysokości użytkowej aż do ok. 110-140% zadanego odstępu wysokości między pasami górnym i dolnym, dzięki wystającym zagięciom, które mogą być przewidziane w dźwigarze kratowym u góry i/lub u dołu.

Wynalazek zostanie bliżej objaśniony na podstawie przykładów jego wykonania, pokazanych na rysunku, na którym: Fig. 1 przedstawia schematyczny widok z góry na część stropu płaskiego, w którym przy podparciu punktowym wykonane jest zbrojenie kombinowane. Fig. 2 przedstawia przekrój w płaszczyźnie II-II na Fig. 1, Fig. 3 przedstawia pierwszą postać wykonania zbrojenia kombinowanego w widoku z boku i w przekroju poprzecznym. Fig. 4 przedstawia drugą postać wykonania zbrojenia kombinowanego w widoku z boku i w przekroju poprzecznym, a Fig. 5 przedstawia inną postać wykonania zbrojenia kombinowanego w widoku z boku i w przekroju poprzecznym.

W stropie płaskim D podpartym punktowo przez kolumnę S, przewidziano w obszarze zagrożonym zniekształceniem zbrojenie kombinowane F. Strop płaski D może być wykonany jako tak zwany strop z gotowych elementów prefabrykowanych (jak pokazano) lub jako strop z betonu przygotowywanego na placu budowy (niepokazany). Zbrojenie kombinowane F jest wymagane nie tylko w razie

PL 207 874 B1 podparcia punktowego od dołu, lecz ewentualnie również pod kolumną lub w obszarze przyłączenia pionowej ściany dolnej/górnej, względnie w obszarze narożnym.

Szczeliny budowlane 3 rozdzielają cztery elementy E wokół kolumny S. Szczeliny budowlane 3 (Fig. 2) wypełnione są betonem 7 przygotowywanym na placu budowy. Od dołu przewiduje się przynajmniej po jednym elemencie wyposażonym w warstwę zbrojenia B z warstwy betonu 6 przygotowanej w centralnej betonowni. Na warstwach betonu 6 układa się co najmniej jedną dolną warstwę zbrojenia Bu, która np. wykonana jest z prętów poprzecznych i wzdłużnych 1, 2. Na dolnej warstwie zbrojenia Bu lub warstwie zbrojenia B w każdej warstwie betonu 6 (na Fig. 2 przedstawionej z lewej strony) ustawiono kilka dźwigarów kratowych T rozmieszczonych w określonych odstępach bezpośrednio wokół kolumny S. Dźwigary kratowe T mogą być ułożone osiowo-równolegle względem punktów podparcia, jak pokazano, lub w przybliżeniu promieniowo (gwiazdowo) (nie pokazano). W obszarze kolumny S dźwigary kratowe T mogą być wgłębione, jeśli przyłącze kolumny sięga od dołu do stropu płaskiego D (nie pokazano). Każdy dźwigar kratowy T składa się np. z dwóch pasów dolnych U1, U2, jednego pasa górnego O i dwóch skośnych spiral środnikowych A, które sana stałe przyspawane do pasów i posiadają górne i dolne zagięcia Co i Cu. Na dźwigarach kratowych T położona jest górna warstwa zbrojenia Bo (zbrojenie pracujące na zginanie), która jest wykonana przykładowo z prętów wzdłużnych i prętów poprzecznych 4, 5, lub stanowi siatkę zbrojeniową. Górna warstwa zbrojenia Bo może być mocowana na dźwigarach kratowych w typowy sposób.

W celu uzyskania moż liwie duż ej statycznej wysokoś ci uż ytkowej H (Fig. 3) dź wigarów kratowych T w porównaniu z odstępem wysokości X między pasami dźwigara, górne zagięcia Co skośnych spiral środnikowych A ustawione są powyżej górnego pasa O, a mianowicie na wysokość h1 odpowiadającą wysokości górnej warstwy zbrojenia Bo. Od strony górnej warstwy zbrojenia Bo, na pasie górnym O, ułożone są pręty poprzeczne 5, ewentualnie przymocowane drutem do wiązania 18 lub przez spawanie złączne (niepokazane), podczas gdy pręty wzdłużne 4 umieszczone są na prętach poprzecznych 5. Górne kontury wystających zagięć Co pokrywają się w przybliżeniu z płaszczyzną prętów wzdłużnych 4 górnej warstwy zbrojenia Bo. Wystawanie zagięć Co poza pas górny O nie musi odpowiadać całkowitej wysokości h1. Również przy mniejszym ich wystawaniu zakotwienie w betonie jest zauważalnie polepszone i poślizg kotwienia znacznie zmniejszony. Wystawanie może być większe niż pokazano.

Statyczna wysokość użytkowa H dźwigara kratowego wynosi w przybliżeniu 200 do 220 mm dla odstępu X między pasami wynoszącego ok. 180 mm. Wysokość dolnego zbrojenia Bu jest zaznaczona za pomocą h2 i może odpowiadać wysokości h1. Pasy dolne U1, U2 mogą spoczywać na prętach poprzecznych dolnego zbrojenia Bu. Każde dolne zagięcie Cu jest zespawane z jednym pasem dolnym U1, U2 w co najmniej jednym obszarze 17, podczas gdy każde górne zagięcie Co wystające ponad pas górny O jest zespawane z pasem górnym O w dwóch oddalonych, w kierunku pasa, obszarach 16.

W przykł adzie wykonania, przedstawionym na Fig. 4, górne zagię cia Co są przyspawane na stałe do górnego pasa (O) w każdym obszarze 17 bez wystawania, podczas gdy dolne zagięcia Cu wystają w dół poza dolne pasy U1, U2 o wysokość h2 i są zespawane z nimi każdorazowo w dwóch obszarach 16. Wystawanie dolnych zagięć Cu odpowiada w przybliżeniu wysokości h2 dolnej warstwy zbrojenia Bu. Statyczna wysokość podparcia H dźwigara kratowego T jest tu powiększona w dół.

Jak pokazano na Fig. 5 dla zadanego odstępu wysokości między pasami dźwigara T można uzyskać jeszcze większą statyczną wysokość podparcia H, przez wysunięcie zarówno górnych jak i dolnych zagięć Co, Cu skoś nych spiral ś rodnikowych A poza odpowiedni pas i przez zagłębienie ich w warstwę zbrojenia Bo wzgl. Bu. Każ de zagię cie Co i Cu jest zespawane z przynależnym pasem O, U1, U2 w dwóch obszarach 16.

Każde zagięcie Co i Cu może być ukształtowane z równomiernym przebiegiem zginania, albo (jak pokazano alternatywnie na Fig. 5) z dwoma rozstawionymi w kierunku pasa łukami 13, 14 i jednym leżącym między nimi, prostym odcinkiem. W tym ostatnim przypadku może się powiększyć odstęp między obszarami spawania 16 patrząc w kierunku pasa, jak również może się powiększyć powierzchnia zagięcia poniżej (względnie powyżej) przynależnego pasa dźwigara, wykorzystana do zakotwienia w betonie. Możliwa jest również konstrukcja zbrojenia z wystawaniem zagięć tylko jednej skośnej spirali środnikowej A.

Jeśli dolna i/lub górna warstwa zbrojenia składa się tylko z jednej warstwy prętów, lub z więcej niż dwóch warstw prętów, lub siatek zbrojeniowych, to dla uzyskania optymalnej wysokości podporowej H, wystawanie zagięć skośnej spirali środnikowej poza przynależny jej pas dźwigara, prowadzące do powiększenia statycznej wysokości podporowej H, powinno odpowiadać, w sposób zamierzony,

PL 207 874 B1 wysokości tej warstwy zbrojenia. Przypadek taki zachodzi również wtedy, gdy między prętami wzdłużnymi i prętami poprzecznymi warstwy zbrojenia są wstawione elementy dystansowe.

Claims (9)

1. Zbrojenie kombinowane dla stropów płaskich (D), zwłaszcza punktowo podpartych stropów wykonanych z elementów prefabrykowanych lub z betonu przygotowanego na placu budowy, z co najmniej dwoma dźwigarami kratowymi (T), które są w styku z co najmniej jedną warstwą zbrojenia (B_u, Bo), przy czym każdy dźwigar kratowy (T) posiada co najmniej dwa oddalone od siebie pasy dolne (U, U), przynajmniej jeden pas górny (O) oraz daszkowo ustawione skośne spirale środnikowe (A), przyspawane na stałe do pasów w obszarze swoich zagięć (C), znamienne tym, że zagięcia (Co, Cu) co najmniej jednej skośnej spirali środnikowej (A) wystają w kierunku wysokości dźwigara kratowego (T) ponad co najmniej jeden pas (O, Uj, U2), z dokładnością wykonawczą, co najmniej o wysokość (h1, h2) warstwy zbrojenia (B_o, B_u), penetrując warstwę zbrojenia (B_o, B_u), dla podwyższenia statycznie użytecznej wysokości (H) dźwigara kratowego (T), oraz że pręty poprzeczne (8, 10) przebiegające poprzecznie do pasa (O, U) w warstwie zbrojenia (B₂, B_o) są ułożone bezpośrednio lub pośrednio na pasie.

2. Zbrojenie kombinowane według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że w dźwigarze kratowym (T) zagięcia (C_o) obydwu skośnych spiral środnikowych wystają ponad pas górny (O).

3. Zbrojenie kombinowane według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że pręty wzdłużne (9, 11) warstwy zbrojenia leżące w przybliżeniu w kierunku pasa są rozmieszczone na stronie odwrotnej wobec pasa na prętach poprzecznych.

4. Zbrojenie kombinowane według zastrzeżenia 1 lub 2, znamienne tym, że każde wystające zagięcie (C, C_o, C) jest zespawane z pasem w dwóch obszarach (16) oddalonych od siebie w kierunku pasa.

5. Zbrojenie kombinowane według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że pionowa statyczna wysokość użytkowa (H) dźwigara kratowego (T) jest zwiększona przez zagięcia (C_o) skośnych spiral środnikowych (A) wystające co najmniej ponad pas górny (O).

6. Zbrojenie kombinowane według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że zakotwienie skośnych prętów skośnej spirali środnikowej (A) w betonie stanowi dospawany pas z wystającym zagięciem.

7. Zbrojenie kombinowane według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że zagięcie (C_o, C) skośnej spirali środnikowej (A) wystające poza pas wykonane jest w sposób zapewniający w zasadzie ciągły przebieg zagięcia (12).

8. Zbrojenie kombinowane według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że zagięcie (C_o, C) wystające poza pas składa się z dwóch łuków (13, 14) i jednego położonego między nimi prawie prostego odcinka (15).

9. Zbrojenie kombinowane według przynajmniej jednego z zastrzeżeń 1 do 8, znamienne tym, że przy zadanym odstępie wysokości (X) między pasami górnym i dolnym, pionowa statyczna wysokość użytkowa (H) dźwigara kratowego (T) wynosi między ok. 110-140% (X), przeważnie między ok.