RU190918U1

RU190918U1 - Caisson ceiling with arched vault

Info

Publication number: RU190918U1
Application number: RU2018132512U
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Александрович Гринько
Original assignee: Вячеслав Александрович Гринько
Priority date: 2018-09-11
Filing date: 2018-09-11
Publication date: 2019-07-16

Abstract

Полезная модель относится к области строительства, в частности к монолитным кесонным перекрытиям многоэтажных жилых и общественных зданий, а также промышленных и спортивных сооружений. Технический результат заключается в повышении прочности, жесткости, трещиностойкости перекрытия, увеличении пролета и площади перекрываемых помещений, экономии стали и бетона перекрытия без потери несущей способности, уменьшении прогибов, сокращение расхода стали и бетона до 50%, а, следовательно, и облегчении здания в 2-3 раза, и соответственно увеличение высотности зданий и удешевление стоимости. Кессонное перекрытие арочного типа, выполненное в виде равномерно расположенных и разделенных ребрами жесткости бетонных сводчатых ячеек, каждая из которых включает первый пояс стержней рабочей арматуры, расположенных в нижней части ребер, образуемых между бетонными сводчатыми ячейками, армирующую сетку, растянутую по всей площади перекрытия и повторяющую форму свода бетонных ячеек, поверх которой установлен второй пояс стержней рабочей арматуры, стянутых хомутами с первым слоем рабочей арматуры для обеспечения пространственной жесткости каркаса монолитного кессонного перекрытия с арочными сводами. 2 фиг.The invention relates to the field of construction, in particular to monolithic decompression floors of high-rise residential and public buildings, as well as industrial and sports facilities. The technical result consists in increasing the strength, rigidity, crack resistance of the floor, increasing the span and area of the rooms to be blocked, saving steel and concrete floors without losing bearing capacity, reducing deflections, reducing the consumption of steel and concrete by up to 50%, and, therefore, lightening the building in 2 -3 times, and accordingly, an increase in the height of buildings and a cheaper cost. Caisson overlapping arch type, made in the form of evenly spaced and separated stiffening ribs of concrete vaulted cells, each of which includes the first belt of working reinforcement rods located in the lower part of the ribs formed between concrete vaulted cells, reinforcing the mesh, stretched over the entire area of overlap and repeating the shape of a set of concrete cells, on top of which is installed a second belt of working reinforcement rods, clamped with clamps with the first layer of working reinforcement to ensure spatial machining the framing of the frame of a monolithic caisson floor with arched vaults. 2 of FIG.

Description

Полезная модель относится к области строительства, в частности к монолитным кесонным перекрытиям многоэтажных жилых и общественных зданий, а также промышленных и спортивных сооружений.The invention relates to the field of construction, in particular to monolithic decompression floors of high-rise residential and public buildings, as well as industrial and sports facilities.

Известен способ возведения большепролетных монолитных железобетонных перекрытий (Патент РФ №2637248, Опубликовано: 01.12.2017, Бюл. №34). В данном решении стенку каждой двутавровой балки выполняют гофрированной, а ее полки выполняют разноразмерными, причем верхнюю полку каждой балки выполняют шириной меньше ширины нижней полки, несъемную опалубку выполняют в виде набора отдельных опалубочных элементов, каждый из которых выполняют в сечении в виде незамкнутой трапеции с верхним и нижним основаниями с высотой «Н», равной 0,8-0,9 «Н1» высоты двутавровой балки, но не менее 1/30 пролета перекрытия, и укладывают на нижние полки балок поочередно, соединяя их между собой, причем выполняют их из двух отрезков, которые соединяют внахлест при укладке на нижние полки балок и скрепляют эти отрезки между собой, а концы каждого опалубочного элемента несъемной опалубки, лежащие на нижних полках балок, закрепляют к нижним полкам палок.There is a method of construction of large-span monolithic reinforced concrete floors (Patent RF №2637248, Published: 01.12.2017, Bull. No. 34). In this solution, the wall of each I-beam is corrugated, and its shelves are of different sizes, with the upper shelf of each beam being less than the width of the lower shelf, fixed formwork is performed as a set of separate formwork elements, each of which is performed in the section in the form of an open trapezoid with an upper and the lower bases with a height of "H", equal to 0.8-0.9 "H1" height I-beams, but not less than 1/30 of the span of the ceiling, and placed on the lower flanges of the beams alternately, connecting them together, and made they are of two segments that connect the overlapped when laying on the lower flanges of the beams and fastening these segments to each other, and the ends of each formwork element permanent formwork, the bottom beams lie on the shelves, fixed to the lower shelves sticks.

Помимо преимуществ у железобетона есть существенный недостаток - большой собственный вес. Что ограничивает область его применения. В данном патенте рассмотрено одно из решений, позволяющее уменьшить влияние данного недостатка, следовательно, и расширить область применения монолитных железобетонных перекрытий в строительстве зданий и сооружений в целом.In addition to the advantages of reinforced concrete there is a significant drawback - a large own weight. What limits its scope. This patent discusses one of the solutions, which allows to reduce the influence of this disadvantage, therefore, to expand the scope of monolithic reinforced concrete floors in the construction of buildings and structures as a whole.

В данной научной работе приводится описание конструктивного решения по снижению веса железобетонных кессонных перекрытий.This research paper describes a constructive solution to reduce the weight of reinforced concrete caisson floors.

Несмотря на утяжеление конструкций в результате применения сплошных перекрытий строительство зданий со сплошными перекрытиями получило широкое распространение в нашей стране и в мире в связи с технологической простотой возведения таких перекрытий.Despite the weighting of structures as a result of the use of continuous ceilings, the construction of buildings with continuous ceilings has become widespread in our country and in the world due to the technological simplicity of erecting such ceilings.

Основной вес монолитных конструкций приходится на бетон. Следовательно, чтобы облегчить перекрытие нужно удалить из него лишний бетон без потери несущей способности и жесткости при сохранении требуемого армирования.The bulk of monolithic structures falls on concrete. Therefore, in order to facilitate the overlap, it is necessary to remove excess concrete from it without loss of bearing capacity and rigidity while maintaining the required reinforcement.

Рассмотрев распределение нормальных напряжений фрагмента перекрытия в середине пролета можно заключить, что лишний бетон расположен в нейтральной зоне и зоне растягивающих напряжений. Однако для передачи напряжений из сжатой зоны в растянутую, нужен бетон. Так же бетон нужен в растянутой зоне для обеспечения защитного слоя арматуры.Considering the distribution of the normal stresses of the overlap fragment in the middle of the span, we can conclude that the excess concrete is located in the neutral zone and the zone of tensile stresses. However, to transfer stresses from the compressed zone to the stretched one, concrete is needed. Concrete is also needed in the stretched zone to provide a protective layer of reinforcement.

При удалении бетона из растянутой зоны сохраняют лишь ребра шириной, необходимой для размещения арматуры растянутой зоны и обеспечения прочности панелей по наклонному сечению. При этом плиты в пролете между ребрами работают на изгиб как балки таврового сечения. Верхняя полка плиты также работает на местный изгиб между ребрами.When removing concrete from the stretched zone, only the fins with a width necessary to accommodate the reinforcement of the stretched zone and ensure the strength of the panels along the inclined section are retained. In this case, the plates in the span between the ribs work in bending as beams of T-section. The top shelf of the slab also works on local bending between the ribs.

Задачей настоящей полезной модели является создание большепролетного перекрытия, не требующего больших трудовых и материальных затрат, удобного при монтаже и, одновременно, имеющего повышенную несущую способность, в том числе и за счет полного опирания съемной несъемной опалубки на нижние полки двутавровых балок, что очень важно при возведении большепролетных перекрытий.The objective of this utility model is to create a large-span ceiling that does not require large labor and material costs, is convenient for installation and, at the same time, has an increased bearing capacity, including due to the full support of the removable fixed formwork on the lower shelves of I-beams, which is very important when the construction of long-span ceilings.

Технический результат заключается в повышении прочности, жесткости, трещиностойкости перекрытия, увеличении пролета и значительном сокращении расхода стали и бетона, а, следовательно, и облегчении здания, и соответственно увеличение высотности зданий или сооружений и удешевление стоимости, а так же необычный архитектурный дизайн перекрытия, гармонично смотрящийся на фоне внутреннего помещения применяемой конструкции. Эти характеристики достигаются за счет жесткого скрепления элементов верхней и нижней арматуры хомутами (повышение прочности, жесткости, трещиностойкости), за счет данной формы кессона 3×3 м и уменьшения количества ребер жесткости мы получим (экономию стали и бетона перекрытия без потери несущей способности, уменьшении прогибов, значительное сокращение расхода стали и бетона, а, следовательно, и облегчении здания), увеличение пролета площади перекрываемых помещений достигается за счет облегчения конструкции перекрытия, причинно следственная связь этого описана выше.The technical result is to increase the strength, rigidity, crack resistance of floors, increase the span and significantly reduce the consumption of steel and concrete, and, consequently, ease the building, and accordingly increase the height of buildings or structures and reduce the cost, as well as an unusual architectural design of the ceiling, harmoniously looking against the background of the interior of the applied design. These characteristics are achieved by rigidly fastening the elements of the upper and lower reinforcement with clamps (increasing strength, stiffness, crack resistance), due to this form of the caisson 3 × 3 m and reducing the number of stiffeners we will get (saving steel and concrete floor without loss of bearing capacity, reducing deflection, a significant reduction in the consumption of steel and concrete, and, consequently, the facilitation of the building), an increase in the span of the area of the overlapping premises is achieved by facilitating the construction of the floor, causing the ennaya this connection described above.

Поставленная задача решается тем, что кессонное перекрытие арочного типа, выполнено в виде равномерно расположенных бетонных сводчатых ячеек, каждая из которых включает первый пояс стержней рабочей арматуры, расположенных в нижней части ребер, образуемых между бетонными сводчатыми ячейками, армирующую сетку, растянутую по всей площади перекрытия и повторяющую форму свода бетонных ячеек, поверх которой установлен второй пояс стержней рабочей арматуры, стянутых хомутами с первым слоем рабочей арматуры для обеспечения пространственной жесткости каркаса монолитного кессонного перекрытия с арочными сводами.The task is solved by the fact that the caisson overlapping arch type, made in the form of evenly spaced concrete vaulted cells, each of which includes the first belt of rods of working reinforcement located in the lower part of the ribs formed between the concrete vaulted cells, reinforcing mesh, stretched over the entire area of the ceiling and repeating the shape of the vault of concrete cells, on top of which is installed the second belt of working reinforcement rods tightened with clamps with the first layer of working reinforcement to ensure spatial stiffness of the frame monolithic caisson overlap with arched vaults.

Полезная модель поясняется чертежами: фиг. 1 - кессонное перекрытие с арочной конструкцией до стяжки хомутами, фиг. 2 - вид сверху, план, чертеж. На фиг. 1 и 2 показан внешний вид облегченного перекрытия с арочной конструкцией свода полуокружности эллипсоидальной формы. Такие плиты называются кессонными или кассетнымиThe utility model is illustrated by drawings: FIG. 1 - a caisson overlap with an arched structure to tie the clamps, FIG. 2 - plan view, plan, drawing. FIG. Figures 1 and 2 show the appearance of lightweight overlap with the arched design of the arch of an ellipsoidal semicircle. Such plates are called caisson or cassette.

Кессонное перекрытие арочного типа выполнено в виде равномерно расположенных и разделенных ребрами жесткости бетонных сводчатых ячеек 1, каждая из которых включает первый пояс стержней рабочей арматуры 2 расположенных в нижней части ребер, образуемых между бетонными сводчатыми ячейками 1, армирующую сетку 3 по всей площади перекрытия, растянутую по всей площади перекрытия и повторяющую форму свода бетонных ячеек, поверх которой установлен второй пояс стержней рабочей арматуры 4, стянутых хомутами 5 с первым слоем рабочей арматуры 2 для обеспечения пространственной жесткости каркаса монолитного кессонного перекрытия с арочными сводами.The caisson overlap of the arched type is made in the form of concrete vaulted cells 1 evenly spaced and separated by stiffeners, each of which includes the first belt of working reinforcement bars 2 located in the lower part of the ribs formed between concrete vaulted cells 1, reinforcing mesh 3 over the entire floor area, stretched over the whole area of overlap and repeating the shape of the vault of concrete cells, over which the second belt of rods of the working reinforcement 4 is installed, tightened with clamps 5 with the first layer of working reinforcement 2 for ensuring the spatial rigidity of the frame monolithic caisson overlap with arched vaults.

При монтаже кессонных перекрытий с арочными сводами используют пластиковые сводчатые вкладыши 6 в форме полуокружности с высотой от 0.4 - 0.5 м. Вкладыши 6 в форме полуокружности устанавливают на профильный лист 7, который располагают поверх двутавровых балок опалубки 8. Двутавровые балки опалубки 8 поддерживаются в свою очередь телескопическими стойками (на чертеже не показаны), установленными на фундамент или же на нижележащее перекрытие равномерно по всей площади монтируемого перекрытия.When installing caisson ceilings with arched vaults, plastic vaulted liners 6 in the shape of a semicircle with a height of 0.4 - 0.5 m are used. Inserts 6 in the shape of a semicircle are mounted on a profile sheet 7, which is placed on top of the I-beam formwork 8. The I-beam formwork beams 8 are supported in turn telescopic racks (not shown in the drawing), installed on the foundation or on the underlying overlap evenly over the entire area of the installed overlap.

Предлагаемая конструкция обладает особенностью статичной передачи нагрузки на ребра жесткости путем передачи напряжения конструкции полуокружности кессона на продольные и поперечные ребра жесткости, вследствие чего происходит разгрузка площадки перекрытия над кессонами. Обычные, стандартные кессонные перекрытия имеют длину и ширину кессон 750 мм - 1500 мм, кессон арочного типа имеет конструкцию полуокружности радиусом 3000 мм (3×3 м), следовательно при применении кессона арочного типа уменьшается количество ребер в 2 раза, что позволяет облегчить монолитное кессонное перекрытие в 1.5-2 раза и сократить количество рабочей арматуры в 1.5 раза без потери несущей способности перекрытий здания.The proposed design has the peculiarity of static load transfer to stiffening ribs by transferring the voltage of the caisson semicircle to the longitudinal and transverse stiffening ribs, as a result of which the overlap area over the caissons is unloaded. Conventional, standard caisson ceilings have a caisson length of 750 mm - 1500 mm, an arched caisson has a semicircle construction with a radius of 3000 mm (3 × 3 m), therefore when using an arched caisson, the number of ribs is reduced by 2 times, which makes it possible to ease monolithic caisson overlapping by 1.5-2 times and reducing the number of working reinforcement by 1.5 times without losing the bearing capacity of the floors of the building.

Т.е. достигается значительная экономия в весе по сравнению с перекрытиями сплошного сечения и существенное увеличение перекрываемых пролетов.Those. significant savings in weight compared with solid sections and a significant increase in overlapping spans.

Кессонное перекрытие с арочным сводом монтируют следующим образом.The caisson overlap with the arched vault is mounted as follows.

При монтаже кессонного перекрытия на перекрытие нижележащего этажа или фундамента устанавливают телескопические стойки, на которые горизонтально устанавливают двутавровые балки опалубки 8, затем в пространство между балками 8 укладывают профильный лист 7 по всей длине каждой балки 8 до стены и закрепляют ее к стене и нижней полке каждой балки 8, затем равномерно устанавливают опалубочные элементы кессонные полуокружности в виде пластиковых сводчатых вкладышей 6. Опалубочные элементы 6 скрепляют между собой крепежными элементами, причем шаг расположения опалубочных элементов задают от двух до трех высот опалубочного элемента 1=2Н-3Н. Далее вокруг каждого пластикового сводчатого вкладыша 6 устанавливают первый пояс рабочей арматуры 2, затем по всей площади формируемого перекрытия укладывают армирующую сетку 3 и второй пояс рабочей арматуры над ребрами жесткости 4, скрепленный хомутами 5 с первым поясом рабочей арматуры 2. Затем осуществляют заливку бетона в два этапа, далее после набора 70% прочности перекрытия, демонтируют опалубочные элементы для дальнейшего использования. Затем аналогично возводиться следующий этаж, если такой есть в зависимости от проекта конструкции здания или сооружения.When installing the caisson floor, the telescopic pillars are installed on the overlapping of the underlying floor or foundation, on which I-beams of the formwork 8 are installed horizontally, then the profile sheet 7 along the entire length of each beam 8 is laid up to the wall and fixed to the wall and the bottom shelf of each beams 8, then uniformly install the formwork elements of the coffered semi-circles in the form of plastic vaulted liners 6. The formwork elements 6 are fastened together with fasteners, and the step of the location of the formwork elements is given from two to three heights of the formwork element 1 = 2H-3H. Next, around each plastic vaulted liner 6, the first belt of the working reinforcement 2 is installed, then the reinforcing mesh 3 and the second belt of the working reinforcement are laid over the stiffening ribs 4 fastened with clamps 5 with the first belt of the working reinforcement 2 over the entire area of the overlap being formed. Then concrete is filled in two stage, then after a set of 70% strength of overlap, dismantle the formwork elements for further use. Then, the next floor is constructed in the same way, if there is one depending on the design of the building or structure.

Монтаж кессонного перекрытия на установленные ранее колонны осуществляется аналогично.Installation of caisson overlap on previously installed columns is carried out similarly.

Применение и съемной опалубки существенно сократит затраты на производстве, способ монтажа у несъемной опалубки отличающийся лишь тем что после набора бетона перекрытия проектной прочности или же 70% прочности демонтируют опалубку убирая подпоры перекрытия и снимая двутавровые балки, затем вынимают пластиковые ячейки кессон, промывают их, затем их можно использовать повторно.The use of removable formwork will significantly reduce production costs, the method of installation for fixed formwork is different only in that after a set of concrete slabs of design strength or 70% strength they dismantle the formwork by removing the sub-floor supports and removing I-beams, then remove the plastic cells of the caisson, wash them, then they can be reused.

Особенность данной модели воспринимать более высокую нагрузку на перекрытие способствует увеличению пролета и облегчения массы всего перекрытия. И в значительной степени сократить количество бетона в перекрытии за счет исключения лишних ребер. Следовательно и уменьшится количество арматуры в конструкции перекрытия так же за счет уменьшения ребер. А арочный свод полуокружности обеспечит более эффективную несущую способность элементов перекрытия во всем здании, обеспечив при этом передачу нагрузки с кессона на крайние ребра жесткости.The peculiarity of this model to perceive a higher load on the overlap contributes to an increase in the span and facilitates the mass of the entire overlap. And greatly reduce the amount of concrete in the ceiling by eliminating unnecessary edges. Consequently, the number of reinforcement in the floor structure will also be reduced by reducing the edges. And the arched vault of the semicircle will provide a more efficient bearing capacity of the floor elements throughout the building, while ensuring the transfer of load from the caisson to the extreme stiffeners.

Claims

Caisson overlapping arch type, made in the form of evenly spaced and separated stiffening ribs of concrete vaulted cells, each of which includes the first belt of working reinforcement rods located in the lower part of the ribs formed between the concrete vaulted cells, reinforcing the mesh, stretched over the entire area of overlap and repeating the shape of the arch of concrete cells, on top of which the second belt of working reinforcement rods is installed, tightened with collars with the first layer of working reinforcement of stiffeners to ensure simple ranstvennoy stiffness frame monolithic caisson ceilings with arched vaults.