RU2243316C1

RU2243316C1 - Cast-in-place two-layered reinforced concrete panel

Info

Publication number: RU2243316C1
Application number: RU2003110855/03A
Authority: RU
Inventors: В.В. Пассек (RU); В.В. Пассек; Ю.В. Постовой (RU); Ю.В. Постовой; И.Г. Прохоров (RU); И.Г. Прохоров; В.П. Величко (RU); В.П. Величко; Е.А. Антонов (RU); Е.А. Антонов; В.В. Заковенко (RU); В.В. Заковенко
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт транспортного строительства"; Федеральное государственное унитарное предприятие "Союздопроект"
Priority date: 2003-04-16
Filing date: 2003-04-16
Publication date: 2004-12-27

Abstract

FIELD: building, particularly for construction and reconstruction of bridge, berth and parking traffic areas, aerodrome and road pavement built on soft grounds and floor structures for civil building.

SUBSTANCE: panel comprises upper and lower slabs and resilient partitioning layer. Upper slab includes three parts, namely peripheral strips located along lower slab perimeter and having widths of perpendicular strips of e₁ and l₁, inner strips forming net inside lower slab perimeter and having widths of perpendicular strips of b₂ and l₂accordingly and main parts located inside net defined by peripheral and inner strips and having dimensions of b₃ and l₃. Main parts contact with lower slab through resilient partitioning layer. Peripheral and inner strips are fixedly connected to lower slab by vertical anchors. Main parts are connected with inner and peripheral strips by horizontal anchors. e₁, l₁, b₂,l₂,b₃ and l₃, are determined from given relations.

EFFECT: increased rigidity and bending strength due to provision of combined action of panel layers.

2 cl, 15 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при сооружении и реконструкции плит проезжей части мостов, причалов, паркингов, аэродромных или дорожных покрытий на слабых грунтах, перекрытий гражданских сооружений и т.п.The invention relates to the field of construction and can be used in the construction and reconstruction of slabs of the carriageway of bridges, moorings, parkings, airfields or pavements on soft soils, ceilings of civil structures, etc.

Известна монолитная двухслойная железобетонная плита, содержащая нижнюю и верхнюю плиты (Г.К.Евграфов. Мосты на железных дорогах. Трансжелдориздат, 1955, стр. 177, фиг.237). Недостатком конструкции является то, что верхняя плита бетонируется на нижней, уже набравшей прочность и имеющей другую температуру в момент твердения бетона верхней плиты, что приводит к растрескиванию верхней плиты после выравнивания температур.Known monolithic two-layer reinforced concrete slab containing the lower and upper slabs (G.K. Evgrafov. Bridges on the railroads. Transzheldorizdat, 1955, p. 177, Fig. 237). The design drawback is that the upper slab is concreted on the lower slab, which has already gained strength and has a different temperature at the time of hardening of the concrete of the upper slab, which leads to cracking of the upper slab after temperature equalization.

Известна монолитная двухслойная железобетонная плита, содержащая верхнюю и нижнюю плиты и разделительный упругий слой (Жесткие покрытия аэродромов и автомобильных дорог. Под ред. Г.И.Глушкова, М.: Транспорт, 1987, стр. 14, рис. 1.6).Known monolithic two-layer reinforced concrete slab containing the upper and lower slabs and a separating elastic layer (Hard coatings of airfields and roads. Edited by G.I. Glushkov, M .: Transport, 1987, p. 14, Fig. 1.6).

Недостатком конструкции является пониженная жесткость и несущая способность на изгиб в связи с тем, что верхняя и нижняя плиты на изгиб работают независимо.The disadvantage of the design is the reduced stiffness and bearing capacity for bending due to the fact that the upper and lower plates for bending work independently.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения жесткости и несущей способности на изгиб монолитной двухслойной железобетонной плиты путем обеспечения совместной работы слоев на изгиб.The present invention solves the problem of increasing stiffness and bending capacity of a monolithic two-layer reinforced concrete slab by ensuring the joint work of the layers in bending.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в монолитной двухслойной железобетонной плите, содержащей верхнюю и нижнюю плиты и разделительный упругий слой, верхняя плита выполнена из трех видов участков - контурных полос, расположенных по контуру нижней плиты и имеющих ширину взаимно перпендикулярных полос соответственно “b₁” и “l₁”, внутренних полос, образующих сетку внутри контура и имеющих ширину взаимно перпендикулярных полос, соответственно “b₂” и “l₂”, и основных участков, расположенных внутри сетки, образованной контурными и внутренними полосами и имеющих размеры в плане “b₃” и “l₃”, при этом основные участки контактируют с нижней плитой через разделительный упругий слой, а контурные и внутренние полосы соединены с нижней плитой жестко с помощью вертикальных анкеров, причем основные участки соединены с внутренними и контурными полосами горизонтальными анкерами, при этом b₁, b₂, l₁, l₂ могут быть не равны друг другу, но для всех выдерживается условиеThe essence of the invention lies in the fact that in a monolithic two-layer reinforced concrete slab containing the upper and lower slabs and a separating elastic layer, the upper slab is made of three types of sections — contour strips located along the contour of the lower slab and having the width of mutually perpendicular strips, respectively, “b ₁ "and" l ₁ ", internal stripes forming the mesh and the inside contour having a width perpendicular bands, respectively" b ₂ "and" l ₂ "and basic sites located within the grid is formed th contour and inner bands and having plan dimensions "b _3" and "l _3", the main portions are in contact with the bottom plate through the spacer elastic layer, and the outline and the inner strip are connected to a bottom plate rigidly via vertical anchors, wherein the basic sections are connected to the inner and contour stripes by horizontal anchors, while b ₁ , b ₂ , l ₁ , l ₂ may not be equal to each other, but the condition is met for all

а l₃ и b₃ также могут быть не равны друг другу, но для всех выдерживается условиеand l ₃ and b ₃ may also not be equal to each other, but for all the condition

при этом отношение ширины контурной или внутренней полосы к ширине основной части должно быть минимально возможным,the ratio of the width of the contour or inner strip to the width of the main part should be as small as possible,

где σ , кг/см² - напряжения на основных участках плиты, возникающие в процессе эксплуатации монолитной двухслойной железобетонной плиты;where σ, kg / cm ² - stresses on the main sections of the slab arising during the operation of a monolithic two-layer reinforced concrete slab;

h₂, см - толщина верхней плиты;h ₂ cm - the thickness of the upper plate;

τ , кг/см² - касательные напряжения, которые может выдерживать контурная или внутренняя полоса на контакте с нижней плитой с учетом вертикальных анкеров;τ, kg / cm ² - shear stresses that the contour or inner strip can withstand at the contact with the bottom plate taking into account vertical anchors;

σ _g, кг/см² - максимальные напряжения в бетоне, при которых не образуются трещины;σ _g , kg / cm ² - maximum stresses in concrete at which no cracks form;

р, кг/см² - нагрузка на квадратный сантиметр от веса верхней плиты и оснастки при бетонировании;p, kg / cm ² - the load per square centimeter of the weight of the top plate and equipment when concreting;

f - коэффициент трения скольжения.f is the coefficient of sliding friction.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид монолитной двухслойной железобетонной плиты в плане;The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of a monolithic two-layer reinforced concrete slab in plan;

на фиг.2 - то же, сечение I-I на фиг.1;figure 2 is the same, section I-I in figure 1;

на фиг.3 - узел А на фиг.2;figure 3 - node a in figure 2;

на фиг.4 - изгиб двухслойной плиты по схеме прототипа;figure 4 - bending of a two-layer plate according to the scheme of the prototype;

на фиг.5 - то же, при плите по предлагаемой схеме;figure 5 is the same when the plate according to the proposed scheme;

на фиг.6 - характер напряженного состояния в сечении II-II на фиг.4;figure 6 - the nature of the stress state in section II-II in figure 4;

на фиг.7 - то же, в сечении III-III на фиг.5;Fig.7 is the same, in section III-III in Fig.5;

на фиг.8 - эпюра деформаций в сечении III-III в случае преднапряжения плиты;on Fig - plot deformations in section III-III in the case of prestressing of the plate;

на фиг.9 - эпюра остаточных напряжений в сечении III-III в плите при эпюре деформаций в соответствии с фиг.8;figure 9 - plot of residual stresses in section III-III in the plate during the plot of deformations in accordance with Fig;

на фиг.10 - то же в случае, когда нижняя плита является частью балки пролетного строения или перекрытия;figure 10 is the same in the case when the bottom plate is part of the beam span or overlap;

на фиг.11 - схема двухслойной плиты предлагаемой конструкции, когда нижняя плита является частью балки пролетного строения;11 is a diagram of a two-layer plate of the proposed design, when the lower plate is part of the beam span;

на фиг.12 - схема для обоснования оптимального соотношения размеров отдельных участков;on Fig is a diagram to justify the optimal ratio of the sizes of individual sections;

на фиг.13 - схема распределенной нагрузки р от веса плиты и оснастки при бетонировании;in Fig.13 is a diagram of the distributed load p from the weight of the slab and equipment when concreting;

на фиг.14 - схема бетонируемой основной части 5 верхней плиты;on Fig is a diagram of concreted main part 5 of the upper plate;

на фиг.15 - эпюра распределения внутренних усилий от сил трения при бетонировании основной части 5 верхней плиты.on Fig - plot of the distribution of internal forces from friction when concreting the main part 5 of the upper plate.

Монолитная двухслойная железобетонная плита состоит из нижней плиты 1 высотой h₁ и верхней плиты 2 высотой h₂ (фиг.2). Верхняя плита разделена на три вида участков: контурные полосы 3, внутренние полосы 4 и основные участки 5, расположенные внутри сетки, образованной контурными и внутренними полосами. В плане монолитная двухслойная железобетонная плита может быть строго прямоугольной или несколько иной формы (например, параллелограмма или трапеции). Общие размеры плиты в плане равны L и В, а толщина Н (фиг.1 и 2). Размеры контурных полос во встречных направлениях равны b₁ и l₁, внутренних полос – b₂ и 1₃, а основных участков – b₃ и 1₃. В общем случае величины L, В, Н, l₁, l₂, l₃, b₁, b₂, b₃, h₁, h₂ могут быть переменными. Контурные 3 и внутренние 4 полосы соединены с нижней плитой жестко (фиг.3) с помощью вертикальных анкеров 6, основные участки 5 соединены с внутренними 4 и контурными 3 полосами горизонтальными анкерами 7. В пределах основного участка 5 контакт верхней 2 и нижней 1 плит осуществляется через разделительную прослойку 8. В качестве материала для разделительной прослойки 8 может быть применена битумизированная бумага, полимерная пленка, слой пескобитума толщиной 0,5 - 1,0 см и др. Армирование верхней и нижней плит не показано кроме вышеуказанных горизонтальных и вертикальных анкеров. Для предотвращения выпучивания одной или сразу обеих плит в центре основных участков 5 могут быть устроены стяжки 9. Необходимость устройства стяжек определяется соответствующими расчетами на устойчивость.A monolithic two-layer reinforced concrete slab consists of a lower slab 1 of height h ₁ and an upper slab 2 of height h ₂ (Fig. 2). The upper plate is divided into three types of sections: contour strips 3, inner strips 4 and main sections 5 located inside the grid formed by contour and inner strips. In terms of a monolithic two-layer reinforced concrete slab can be strictly rectangular or slightly different in shape (for example, a parallelogram or trapezoid). The overall dimensions of the plate in terms of equal L and B, and the thickness H (Fig.1 and 2). The dimensions of the contour strips in opposite directions are b ₁ and l ₁ , the inner strips are b ₂ and 1 ₃ , and the main sections are b ₃ and 1 ₃ . In the general case, the quantities L, B, H, l ₁ , l ₂ , l ₃ , b ₁ , b ₂ , b ₃ , h ₁ , h ₂ can be variables. Contour 3 and inner 4 stripes are rigidly connected to the bottom plate (Fig. 3) using vertical anchors 6, the main sections 5 are connected to the inner 4 and contour 3 stripes by horizontal anchors 7. Within the main section 5, the contact of the upper 2 and lower 1 plates through the separating layer 8. As a material for the separating layer 8, bituminized paper, a polymer film, a pescobitum layer 0.5 to 1.0 cm thick, etc. can be used. Reinforcement of the upper and lower plates is not shown except for the above horizontal for Basic and vertical anchors. To prevent the buckling of one or both of the plates at the center of the main sections 5, screeds can be arranged 9. The need for screeds is determined by the corresponding stability calculations.

На фиг.4 приведен характер деформаций двухслойной плиты в соответствии с прототипом: плиты 1 и 2, установленные на неподвижной 10 и подвижной 11 опорах, деформируются под действием силы Р независимо, поэтому характер внутренних напряжений приведен на фиг.6. На фиг.5 приведен характер деформаций двухслойной плиты предлагаемой конструкции: контурные 3 и внутренние 4 полосы обеспечивают совместность работы нижней 1 и верхней 2 плит. При этом от той же силы Р возникает совершенно другое напряженное состояние, характер которого приведен на фиг.7. Верхняя плита сжимается и передает усилия N на контурные 3 и внутренние 4 полосы, которые должны на контакте (с учетом вертикальных анкеров 6) передать усилие на нижнюю плиту 1. Характер напряженного состояния, приведенный на фиг.6 и 7, будет иметь место в том случае, когда в момент “замыкания” верхней плиты 2 с нижней 1 будет иметь место нейтральное состояние, т.е. напряжения будут равны нулю. Однако можно искусственно создать некое начальное напряженное состояние, т.е. регулированием температуры верхней плиты в момент замыкания обеспечить определенные деформации после замыкания. Если температура верхней плиты 2 будет выше, чем нижней 1 в момент замыкания, то после выравнивания температур по сечению в верхней плите будут иметь место деформации укорочения (фиг.8). Плита при этом изогнется, как это указано на фиг.5, и возникнут внутренние самоуравновешенные напряжения в соответствии с фиг.9. Практически такое преднапряжение малоэффективно, поскольку все деформации линейные и приводят лишь к искривлению плиты. Если же нижняя плита 1 является частью балки пролетного строения (фиг.11), у которой достаточно высокий момент сопротивления, то деформации укорочения, приведенные на фиг.8, вызовут внутреннее напряженное состояние в соответствии с фиг.10. В этом случае в нижней части ребра балки напряжения ничтожно малы, а растягивающие напряжения в плите 2 достаточно велики. Такую преднапряженную конструкцию можно расположить в зоне положительных моментов. Если при замыкании обеспечить формирование остаточной эпюры деформаций в соответствии с фиг.8, но обратного знака, то в плите 2 возникнут сжимающие напряжения, и такую конструкцию можно располагать в зоне отрицательных моментов.Figure 4 shows the nature of the deformation of the two-layer plate in accordance with the prototype: plates 1 and 2, mounted on a fixed 10 and a movable 11 bearings, are deformed independently by the force P, therefore, the nature of the internal stresses is shown in Fig.6. Figure 5 shows the nature of the deformation of the two-layer plate of the proposed design: contour 3 and inner 4 stripes ensure the compatibility of the lower 1 and upper 2 plates. In this case, a completely different stress state arises from the same force P, the nature of which is shown in Fig. 7. The upper plate is compressed and transfers the forces N to the contour 3 and 4 inner strips, which should, on the contact (taking into account the vertical anchors 6), transfer the force to the lower plate 1. The nature of the stress state shown in Figs. 6 and 7 will take place in the case when at the moment of “closure” of the upper plate 2 with the lower 1 there will be a neutral state, i.e. voltages will be zero. However, it is possible to artificially create some initial stress state, i.e. by controlling the temperature of the top plate at the time of closure, to ensure certain deformations after closure. If the temperature of the upper plate 2 will be higher than the lower 1 at the time of closure, then after equalizing the temperatures along the cross section in the upper plate, shortening deformations will occur (Fig. 8). The plate will bend, as indicated in FIG. 5, and internal self-balanced voltages will occur in accordance with FIG. 9. In practice, such prestressing is ineffective, since all deformations are linear and only lead to plate curvature. If the bottom plate 1 is part of the span beam (Fig. 11), which has a sufficiently high moment of resistance, then the shortening strains shown in Fig. 8 will cause an internal stress state in accordance with Fig. 10. In this case, the stresses in the lower part of the rib edge are negligible, and the tensile stresses in plate 2 are quite large. Such a prestressed structure can be located in the zone of positive moments. If, when closing, to ensure the formation of a residual strain diagram in accordance with Fig. 8, but of the opposite sign, then compressive stresses will appear in plate 2, and such a structure can be placed in the zone of negative moments.

Здесь следует отметить, чем преднапряженная конструкция по предлагаемой схеме отличается от обычного бетонирования без прослойки (см. аналог). Отличие заключается в следующем. Деформации верхней плиты в предлагаемой конструкции определяются средней по длине температурой, задаваемой в момент замыкания. Поэтому в аналоге необходимо регулировать температуру всей плиты равномерно, а в предлагаемой конструкции можно и отдельных участков для достижения того же эффекта. Кроме того, в аналоге регулирование температуры затруднено вообще.It should be noted here how the prestressed structure according to the proposed scheme differs from conventional concreting without a layer (see analogue). The difference is as follows. The deformation of the upper plate in the proposed design is determined by the average temperature along the length, set at the time of closure. Therefore, in the analogue, it is necessary to regulate the temperature of the entire plate evenly, and in the proposed design it is possible to separate sections to achieve the same effect. In addition, in the analogue, temperature control is generally difficult.

Контурная 3 и внутренняя 4 полосы работают на сдвиг по поверхности касания с нижней 1 плитой и на горизонтальную силу N (фиг.5), что требует расчета и установки вертикальных 6 и горизонтальных 7 анкеров.Contour 3 and inner 4 strips work on a shift along the contact surface with the bottom 1 plate and on the horizontal force N (Fig. 5), which requires the calculation and installation of vertical 6 and horizontal 7 anchors.

Сооружение плиты осуществляется следующим образом. Вначале в нижнюю плиту 1 заделывают вертикальные анкеры 6 в месте сооружения контурных 3 и внутренних 4 полос. При необходимости устанавливают стяжки 9. Далее в месте расположения основных участков 5 укладывают разделительную прослойку 8.The construction of the slab is as follows. First, in the bottom plate 1, vertical anchors 6 are closed up at the construction site of the contour 3 and inner 4 strips. If necessary, install screed 9. Next, at the location of the main sections 5 lay the separation layer 8.

Порядок бетонирования отдельных участков зависит от того, нейтральную мы создаем конструкцию или преднапряженную.The concreting order of individual sections depends on whether we create a neutral structure or a prestressed one.

При нейтральной конструкции вначале бетонируют основные участки 5. После выравнивания температур по сечению и проявления, по крайней мере, частичной усадки бетонируют контурные 3 и внутренние 4 полосы.With a neutral design, the main sections 5 are first concreted. After the temperatures are aligned over the cross section and at least partial shrinkage is manifested, the contour 3 and 4 inner strips are concreted.

При преднапряженной конструкции вначале бетонируют полосы, которые являются упорными после преднапряжения. Затем бетонируют основную часть (части) 5, регулируя при этом их температуру. После выравнивания температур бетонируют боковые полосы по отношению к направлению преднапряжения.With a prestressed structure, strips that are resistant after prestressing are first concreted. Then concreted the main part (parts) 5, while regulating their temperature. After temperature equalization, the side strips are concreted with respect to the direction of prestressing.

Рассмотрим два технических противоречия, которые возникали при использовании конструкции плиты, принятой нами за прототип, и в результате решения которых появилось предлагаемое техническое решение.Consider two technical contradictions that arose when using the design of the slab adopted by us as a prototype, and as a result of the solution of which the proposed technical solution appeared.

Противоречие первое. Укладкой второго слоя можно добиться увеличения жесткости плиты в 4 раза. Действительно момент сопротивления “W” плиты высотой h равен

, а при b=1

. Момент сопротивления W₂ плиты высотой 2h равен

Однако при бетонировании верхнего слоя плиты на жесткой нижней плите верхняя плита может растрескаться. Если бетонировать верхнюю плиту через разделительную прослойку, то суммарная жесткость увеличится только в 2 раза, т.е. возможности плиты при работе на изгиб ухудшатся в 2 раза. Выход: включение верхней плиты в совместную работу с помощью упоров, т.е. контурных и внутренних полос.The contradiction is the first. By laying the second layer, it is possible to increase the rigidity of the plate by 4 times. Indeed, the resistance moment “W” of a plate of height h is

, and for b = 1

. The moment of resistance W _{2 of a} plate with a height of 2h is

However, when concreting the top layer of the slab on a rigid bottom slab, the top slab may crack. If the upper slab is concreted through the separation layer, the total stiffness will increase only 2 times, i.e. the capabilities of the plate during bending will deteriorate by 2 times. Output: inclusion of the top plate in joint work with the help of stops, i.e. contour and inner stripes.

Противоречие второе. При применении вышеуказанных упоров возникают новые трудности. Металлические упоры практически неприемлемы, поскольку нельзя регулировать деформации в основной части плиты. Если применить железобетонные, то они сами могут растрескаться. Выход:The second contradiction. When applying the above stops, new difficulties arise. Metal stops are practically unacceptable, since it is impossible to regulate deformations in the main part of the plate. If reinforced concrete is used, then they themselves may crack. Exit:

1) обоснование определенных размеров упоров и конструкции закрепления их в нижней плите;1) the rationale for the specific dimensions of the stops and the design of their fastening in the bottom plate;

2) обоснование порядка бетонирования отдельных частей плиты.2) substantiation of the concreting order of individual parts of the slab.

Вначале выявим рациональное соотношение размеров основной части 5 и полосы 4. Для этого выделим на фиг.1 между осями симметрии 0₁ и 0₂ полосу шириной 1 м. Статическую схему этой полосы можно представить на фиг.12: с достаточной степенью условности можно представить, что концы элемента при температурных изменениях элемента остаются неизменными по положению, а внутри элемента возникают температурные напряжения σ _t.First, we identify the rational ratio of the sizes of the main part 5 and strip 4. To do this, in Fig. 1, between the symmetry axes 0 ₁ and 0 _{2, a} strip 1 m wide. The static diagram of this strip can be represented in Fig. 12: with a sufficient degree of conditionality, we can imagine that the ends of the element during temperature changes of the element remain unchanged in position, and thermal stresses σ _t occur inside the element.

σ _t=α t_срE, кг/см²,σ _t = α t _cf E, kg / cm ² ,

где α , 1/град - коэффициент линейного расширения;where α, 1 / deg - coefficient of linear expansion;

Δ t_cp, град - изменение средней температуры элемента по сравнению с температурой, при которой напряжения равны нулю;Δ t _cp , deg - a change in the average temperature of the element compared to the temperature at which the stresses are zero;

Е, кг/см - модуль упругости бетона.E, kg / cm - modulus of elasticity of concrete.

Таким образом, первый вывод заключается в том, что соотношение ширины полосы к ширине основной части 5 плиты 2 должно быть минимальным. В этом случае температурные остаточные напряжения минимальны.Thus, the first conclusion is that the ratio of the strip width to the width of the main part 5 of the plate 2 should be minimal. In this case, the temperature residual stresses are minimal.

Теперь выявим требования к полосе. Полосы (как контурная 3, так и внутренняя 4) жестко соединены с нижней плитой 1. Следовательно, имеется опасность растрескивания после ее бетонирования. Используем принцип Сен-Венана, который гласит о том, что концевой эффект (в данном случае нулевые напряжения на боковых сторонах плиты) сказывается на длине элемента, равной одному-двум минимальным размерам поперечного сечения, в данном случае h₂. Таким образом, мы можем сформулировать условие l₂≤ 3h₂.Now we identify the requirements for the strip. The strips (both contour 3 and inner 4) are rigidly connected to the bottom plate 1. Therefore, there is a danger of cracking after it is concreted. We use the Saint-Venant principle, which states that the end effect (in this case, zero stresses on the sides of the plate) affects the element length equal to one or two minimum cross-sectional dimensions, in this case h ₂ . Thus, we can state the condition l ₂ ≤ 3h ₂ .

Аналогичные рассуждения справедливы для l₁, b₂, b₁. Другими словами, при ширине полосы, при которой с каждой ее боковой стороны до центра расстояние не превысит 1,5h₂ в этой полосе будут иметь место свободные деформации. Следует при этом иметь в виду, что будет выдержано первое условие.Similar considerations hold true for l ₁ , b ₂ , b ₁ . In other words, with a strip width at which from each of its lateral sides to the center the distance does not exceed 1.5h _2, free deformations will take place in this strip. It should be borne in mind that the first condition will be met.

В данном техническом решении к полосе предъявляется также другое требование. Полоса должна воспринимать усилие N (фиг.5) и передавать его на нижнюю плиту через контактирующую с ней поверхность.In this technical solution, another requirement is also imposed on the strip. The strip should absorb the force N (Fig. 5) and transmit it to the lower plate through the surface in contact with it.

Поскольку N=σ · h₂ (на ширине 1 м), сила сцепления на контакте T=τ · l, N=T, то

где σ , кг/см² - среднее нормальное напряжение в поперечном сечении верхней 2 плиты; τ , кг/см² - среднее напряжение (с учетом действия вертикальных анкеров 6).Since N = σ · h ₂ (at a width of 1 m), the adhesion force at the contact T = τ · l, N = T, then

where σ, kg / cm ² is the average normal stress in the cross section of the upper 2 plates; τ, kg / cm ² - average stress (taking into account the action of vertical anchors 6).

Можно сформулировать первое требование к размерам основной части 5 верхней плиты 2. В соответствии с требованием №1 длина l₁ или ширина b₁ основной части 5 верхней плиты должны назначаться как можно большими. Тогда после протекания температурно-усадочных процессов в контурных 3 или внутренних 4 полосах средние остаточные температурные напряжения будут минимальными. Однако не всякая длина или ширина возможны. В процессе строительства при температурно-усадочном сокращении основной части 5 верхней плиты (фиг.14) в результате трения на контактном слое 8 от веса плиты р (фиг.13) возникает сила трения R, которая от края к центру возрастает пропорционально длине и в центре плиты достигает максимума (фиг.15).You can formulate the first requirement for the dimensions of the main part 5 of the upper plate 2. In accordance with requirement No. 1, the length l ₁ or width b _{1 of the} main part 5 of the upper plate should be assigned as large as possible. Then, after the occurrence of temperature-shrink processes in the contour 3 or 4 inner bands, the average residual temperature stresses will be minimal. However, not every length or width is possible. During the construction process, with temperature-shrinkage reduction of the main part 5 of the upper plate (Fig. 14) as a result of friction on the contact layer 8 from the weight of the plate p (Fig. 13), a friction force R arises, which from the edge to the center increases in proportion to the length and in the center plate reaches a maximum (Fig.15).

Чтобы не образовалось трещины в центре основной части 5, должно выдерживаться условие R≤ σ _g· h₂. Тогда l₃ определяется из следующего выражения:In order not to form cracks in the center of the main part 5, the condition R≤ σ _g · h ₂ must be met. Then l ₃ is determined from the following expression:

Второе требование к размерам основной части 5 верхней плиты 2 вытекает из возможности верхней плиты при изгибе в результате сжимающих напряжений потерять устойчивость. Поэтому при назначении l₃ должна быть произведена проверка устойчивости. Для увеличения длины l₃ в случае возможности потери устойчивости целесообразно применение стяжек 9.The second requirement for the dimensions of the main part 5 of the upper plate 2 follows from the ability of the upper plate to bend due to compressive stresses to lose stability. Therefore, when assigning l ₃ , a stability check should be made. To increase the length l ₃ in the case of the possibility of loss of stability, it is advisable to use ties 9.

Соблюдение этих двух требований обеспечит надежную работу конструкции.Compliance with these two requirements will ensure reliable operation of the structure.

Двухслойная плита предлагаемой конструкции предназначена для использования в изгибаемых элементах. Например, такая конструкция формируется при реконструкции плиты проезжей части моста, причалов, аэродромного или дорожного покрытия на слабых грунтах и т.п.The two-layer plate of the proposed design is intended for use in flexible elements. For example, such a structure is formed during the reconstruction of the slab of the carriageway of the bridge, moorings, airfield or road surface on soft soils, etc.

Claims

1. A monolithic two-layer reinforced concrete slab containing the upper and lower slabs and a separating elastic layer, characterized in that the upper slab is made of three types of sections: contour strips located along the contour of the lower slab and having a width of mutually perpendicular strips e ₁ and l ₁ , respectively inner strips forming a grid inside the contour and having a width of mutually perpendicular strips b ₂ and l ₂ , respectively, and the main sections located inside the grid formed by contour and inner strips and having times measures in terms of b ₃ and 1 ₃ , while the main sections are in contact with the bottom plate through a separating elastic layer, and the contour and inner stripes are rigidly connected to the bottom plate using vertical anchors, and the main sections are connected to the inner and contour stripes with horizontal anchors, this e ₁ , l ₁ , b ₂ , l ₂ , b ₃ , 1 _{3 are} determined by the dependencies:

where σ are the stresses on the main sections of the plate arising during the operation of the monolithic two-layer reinforced concrete slab, kg / cm ² ;

h ₂ is the thickness of the upper plate, cm;

τ - tangential stresses that the contour or internal strip can withstand on contact with the bottom plate, taking into account vertical anchors, kg / cm ² ;

σ _g - maximum stresses in concrete at which no cracks form, kg / cm ² ;

ρ - load per square centimeter of the weight of the top plate and equipment during concreting, kg / cm ² ;

ƒ - coefficient of sliding friction.

2. The monolithic two-layer reinforced concrete slab according to claim 1, characterized in that b ₁ , b ₂ , l ₁ , l _{2 are} not equal to each other and b ₃ and l _{3 are} also not equal.