RU2338851C1

RU2338851C1 - Prestressed hollow-core reinforced concrete slab for ceiling disks

Info

Publication number: RU2338851C1
Application number: RU2007112520/03A
Authority: RU
Inventors: Марсель Янович Бикбау (RU); Марсель Янович Бикбау
Original assignee: Марсель Янович Бикбау
Priority date: 2007-04-05
Filing date: 2007-04-05
Publication date: 2008-11-20

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: prestressed plate for disks of ceilings includes prestressed and nonprestressed reinforcement, and also relieving hollows that are parallel to the long side of plate. At that hollows are located in the top three quarters of plate thickness, and in bottom quarter of plate thickness channels of round section or grooves of parabolic section are additionally arranged for stressing of reinforcement, which are oriented perpendicular to relieving hollows and installed parallel to the smaller side of plate and each other. Symmetry centers of channels are located in one plane in the middle of plate bottom quarter height, and axes of parabolic grooves - perpendicular to the bottom surface of bottom surface of plate.

EFFECT: arrangement of ceiling disks, large-span layers, different platforms from packets of prestressed multi-hollow plates.

2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к строительству, в частности к предварительно напряженным конструкциям, и может быть использовано при изготовлении преднапряженных конструкций пролетных строений.The present invention relates to the construction, in particular to prestressed structures, and can be used in the manufacture of prestressed structures of superstructures.

Известны технические решения, согласно которым диски перекрытий монтируются сочетанием готовых плит перекрытий, в частности, сопряженных с колоннами (см., например, патент РФ №2112117, кл. E04B 5/43, 1977 г.), или соединением готовых железобетонных плит в жесткие диски перекрытий омоноличиванием скрытых ригелей (см., например, патент РФ №2235952, кл. E04B 1/18). Однако указанные технические решения вызывают необходимость выполнения в построечных условиях значительных объемов монолитных работ, применения опалубки, увеличения доли ручного труда при монтаже перекрытий.Known technical solutions according to which floor disks are mounted by a combination of finished floor slabs, in particular, paired with columns (see, for example, RF patent No. 2112117, class E04B 5/43, 1977), or by joining ready-made reinforced concrete slabs in hard overlapping disks by monopolizing hidden bolts (see, for example, RF patent No. 2235952, class E04B 1/18). However, these technical solutions necessitate the implementation in construction conditions of significant volumes of monolithic work, the use of formwork, an increase in the proportion of manual labor during the installation of ceilings.

Также известны предварительно напряженные железобетонные плиты, применяемые в сборных дорожных покрытиях (см., например, книгу В.Н.Могилевича и др. «Сборные покрытия автомобильных дорог». - М.: Высшая школа, 1972, с.35-49). В известных плитах предварительное напряжение арматуры предусмотрено как в продольном направлении, так и в поперечном. Причем в поперечном направлении плиты напрягают в процессе монтажа с помощью стержневой арматуры, пропускаемой в специально оставленные при изготовлении поперечные каналы. Основными преимуществами покрытий, изготовленных из известных предварительно напряженных плит, по сравнению с покрытиями из обычного железобетона являются: существенное снижение расхода арматуры и бетона благодаря применению материалов высокой прочности; значительное повышение (вплоть до обеспечения полной) трещиностойкости покрытий; увеличение морозостойкости вследствие увеличения плотности бетона при обжатии. Однако применяемые преимущественно в дорожном строительстве, где масса сборного дорожного покрытия не регламентируется, известные плиты изготавливаются сплошными (без пустот) для обеспечения требуемой высокой прочности, что приводит к значительному возрастанию их массы и всего покрытия в целом.Pre-stressed reinforced concrete slabs used in prefabricated pavements are also known (see, for example, the book by V. N. Mogilevich and others. "Prefabricated road surfaces." - M .: Higher School, 1972, p. 35-49). In known plates, prestressing of reinforcement is provided both in the longitudinal and transverse directions. Moreover, in the transverse direction, the plates are strained during the installation process with the help of bar reinforcement, passed into the transverse channels specially left during manufacture. The main advantages of coatings made from known prestressed slabs, compared with coatings of ordinary reinforced concrete are: a significant reduction in the consumption of reinforcement and concrete due to the use of high strength materials; a significant increase (up to ensuring full) crack resistance of coatings; an increase in frost resistance due to an increase in the density of concrete during compression. However, they are used mainly in road construction, where the mass of the precast road surface is not regulated, the known plates are made continuous (without voids) to provide the required high strength, which leads to a significant increase in their mass and the entire coating as a whole.

Наиболее близкой к предлагаемой и принятой за прототип является предварительно напряженная многопустотная железобетонная плита, включающая напрягаемую и ненапрягаемую арматуру (см., например, патент РФ №1273475, кл. E04G 21/12, 1985 г.). В известной плите, наряду с ненапрягаемой рабочей арматурой, смонтированы напрягаемые арматурные стержни. Причем расположены стержни как и рабочая арматура параллельно пустотам и, таким образом, обеспечивают работу бетона в известной железобетонной плите по всему ее сечению, значительно повышая при этом эксплуатационные характеристики плиты.Closest to the proposed and adopted for the prototype is a prestressed multi-hollow reinforced concrete slab, including tensile and non-tensile reinforcement (see, for example, RF patent No. 1273475, class E04G 21/12, 1985). In a well-known plate, along with non-tensioned working reinforcement, prestressed reinforcing bars are mounted. Moreover, the rods as well as the working reinforcement are located parallel to the voids and, thus, ensure the operation of concrete in the known reinforced concrete slab over its entire cross section, significantly increasing the operational characteristics of the slab.

Однако известное решение не обеспечивает необходимой жесткости конструкции при монтаже большепролетных дисков перекрытий. При этом применение преднапряженных бетонных плит вызывает необходимость их опирания на ригели или стены из плотного железобетона, делающего невозможным монтаж большепролетных дисков перекрытий и обеспечение свободной планировки помещений. Кроме того, при этом могут возникнуть значительные смещения и осадка отдельных плит в процессе эксплуатации многопролетных перекрытий.However, the known solution does not provide the necessary structural rigidity during the installation of large-span floor disks. In this case, the use of prestressed concrete slabs necessitates their support on the crossbars or walls made of dense reinforced concrete, which makes it impossible to install large-span floor disks and ensure free layout of the premises. In addition, significant displacements and upsetting of individual slabs during the operation of multi-span floors can occur.

Цель предлагаемого изобретения - формирование дисков перекрытий, большепролетных оболочек, различных площадок из пакетов преднапряженных многопустотных плит.The purpose of the invention is the formation of disks of overlappings, large-span shells, various sites from packages of prestressed multi-hollow plates.

Поставленная цель достигается тем, что в предварительно напряженной многопустотной железобетонной плите для дисков перекрытий и большепролетных оболочек, включающей напрягаемую и ненапрягаемую арматуру, облегчающие пустоты, параллельные длинной стороне плиты, и шпунтовые боковые грани, облегчающие плиту пустоты размещены в верхних трех четвертях толщины плиты, а в нижней четверти толщины плиты дополнительно размещены каналы круглого сечения или выемки параболического сечения для натяжения арматуры, ориентированные перпендикулярно облегчающим пустотам, расположенные параллельно меньшей стороне плиты и друг другу, с расстоянием от коротких торцов плиты в пределах от 0,1 до 0,3 ширины плиты, а между каналами и выемками - в пределах от 0,3 до 0,8 ширины плиты, при этом центры симметрии каналов и выемок расположены в одной плоскости на середине высоты нижней четверти плиты, а диаметры цилиндрических, ширина и глубина параболических каналов составляют от 0,1 до 0,2 толщины плиты, при этом оси параболических выемок расположены перпендикулярно нижней поверхности плиты.This goal is achieved by the fact that in a prestressed multi-hollow reinforced concrete slab for floor disks and large-span shells, including tensile and non-tensile reinforcement, facilitating voids parallel to the long side of the slab, and tongue-and-groove side faces facilitating the void slab are placed in the upper three quarters of the slab thickness, and in the lower quarter of the plate thickness there are additionally placed channels of circular cross section or recesses of parabolic section for tensioning the reinforcement, oriented perpendicular facilitating voids located parallel to the smaller side of the plate and to each other, with a distance from the short ends of the plate in the range from 0.1 to 0.3 of the width of the plate, and between the channels and recesses in the range from 0.3 to 0.8 of the width of the plate, the centers of symmetry of the channels and recesses are located in the same plane at the midpoint of the height of the lower quarter of the plate, and the diameters of the cylindrical, width and depth of the parabolic channels are from 0.1 to 0.2 of the thickness of the plate, while the axis of the parabolic recesses are perpendicular to the bottom surface of the plate.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что оно позволяет осуществить быстрый монтаж дисков перекрытий, большепролетных оболочек зданий и сооружений, различных площадок путем сборки пакетов преднапряженных многопустотных плит с напряжением таких пакетов в условиях строительных объектов. Предлагаемое решение включает оптимальное расположение облегчающих пустот, смещенных в верхние три четверти толщины плиты, а также расположение дополнительных каналов или выемок для размещения напрягающих стальных канатов или арматуры в нижней четверти, поперек основному армирующему каркасу железобетонной плиты и облегчающим пустотам ее, при этом защищаемые пределы размещения каналов и выемок обеспечивают необходимую несущую способность дисков перекрытий и большепролетных оболочек.The essence of the proposed technical solution lies in the fact that it allows for the quick installation of floor disks, large-span shells of buildings and structures, various sites by assembling packages of prestressed multi-hollow plates with the voltage of such packages in construction sites. The proposed solution includes the optimal arrangement of lightening voids displaced in the upper three quarters of the slab thickness, as well as the location of additional channels or recesses for accommodating tensioning steel ropes or reinforcing bars in the lower quarter, across the main reinforcing frame of the reinforced concrete slab and facilitating its voids, while protecting the placement limits channels and recesses provide the necessary bearing capacity of the floor disks and large-span shells.

Так, уменьшение расстояния между каналами или выемками для натяжения арматуры менее 0,3 от ширины плиты вызывает излишний расход арматурных элементов, а увеличение расстояния между каналами или выемками более 0,8 от ширины плиты ослабляет несущую способность пакета перекрытий. Уменьшение расстояния между каналами или выемками от коротких торцов плиты менее 0,1 от ширины плиты нерационально, а увеличение этого расстояния более 0,3 от ширины плиты ослабит напряжение коротких торцов и не обеспечит обжатие всего пакета плит равномерно по всей его площади.Thus, a decrease in the distance between the channels or recesses for tensioning the reinforcement of less than 0.3 from the width of the plate causes an excessive consumption of reinforcing elements, and an increase in the distance between the channels or recesses of more than 0.8 from the width of the plate weakens the bearing capacity of the floor package. Reducing the distance between the channels or recesses from the short ends of the plate less than 0.1 from the width of the plate is irrational, and increasing this distance more than 0.3 from the width of the plate will weaken the voltage of the short ends and will not ensure the compression of the entire package of plates evenly over its entire area.

Дополнительные каналы или выемки для напряжения арматурных пакетов плит в условиях строительных объектов размещаются с осью симметрии в середине нижней четверти предлагаемых плит. Такое их размещение является оптимальным для обеспечения быстрой сборки и необходимой несущей способности пакетов многопустотных плит. Каналы для напряжения плит в пакетах по предлагаемому решению выполнены цилиндрического, а выемки - параболического сечений, при этом диаметр цилиндрических каналов, ширина и глубина параболических выемок составляет от 0,1 до 0,2 толщины плиты. Увеличение этих размеров более 0,2 ослабляют бетонный массив плиты, а уменьшение менее 0,1 толщины плиты затрудняет помещение в эти каналы и выемки канатов для натяжения, особенно с полимерными защитными оболочками.Additional channels or recesses for the voltage of reinforcing packages of plates in the conditions of construction objects are placed with the axis of symmetry in the middle of the lower quarter of the proposed plates. Such their placement is optimal to ensure quick assembly and the necessary bearing capacity of packages of hollow core slabs. The channels for stressing the plates in the packages according to the proposed solution are made cylindrical, and the recesses are made of parabolic sections, while the diameter of the cylindrical channels, the width and depth of the parabolic recesses are from 0.1 to 0.2 of the plate thickness. An increase in these dimensions of more than 0.2 weakens the concrete mass of the slab, and a decrease of less than 0.1 of the thickness of the slab makes it difficult to place in these channels and recesses of ropes for tension, especially with polymer protective shells.

Предлагаемая многопустотная преднапряженная железобетонная плита изображена на фиг.1, на фиг.2 - то же, сечение А-А на фиг.1, вид плиты с торца; вариант А - дополнительные цилиндрические каналы; вариант Б - дополнительные каналы в виде параболических выемок.The proposed multi-hollow prestressed reinforced concrete slab is depicted in figure 1, figure 2 is the same, section aa in figure 1, the end view of the slab; option A - additional cylindrical channels; option B - additional channels in the form of parabolic recesses.

Плита содержит пустоты 1, расположенные в верхних трех четвертях толщины плиты. Пустоты параллельны боковым граням 2, выполненным шпунтовыми, причем шпунты имеют трапециевидную форму, а обращенные к друг другу смежные боковые грани соседних плит снабжены соответственно выступом 3 и пазом 4.The plate contains voids 1 located in the upper three quarters of the thickness of the plate. The voids are parallel to the grooves 2 of the grooves, the grooves being trapezoidal in shape, and the adjacent side faces of adjacent plates facing each other are provided with a protrusion 3 and a groove 4, respectively.

Армирование плиты осуществляется ненапрягаемой арматурой 5, а также напрягаемой арматурой, размещенной в каналах 6 или выемках 7, расположенных в нижней четверти заявляемой преднапряженной плиты параллельно ее торцам и друг другу с расстоянием от торцов, выбранным в пределах от 0,1 до 0,3 ширины плиты, и расстоянием между каналами или выемками, составляющим 0,3-0,8 ширины плиты. Оси симметрии каналов расположены в одной плоскости и на середине высоты нижней четверти плиты.Plate reinforcement is carried out by non-tensioning reinforcement 5, as well as tensile reinforcement placed in channels 6 or recesses 7 located in the lower quarter of the claimed prestressed plate parallel to its ends and to each other with a distance from the ends selected in the range from 0.1 to 0.3 width plate, and the distance between channels or recesses, comprising 0.3-0.8 of the width of the plate. The axis of symmetry of the channels are located in one plane and in the middle of the height of the lower quarter of the plate.

Каналы имеют цилиндрическое, а выемки - параболическое сечение, причем диаметры цилиндрических каналов, а также высота и ширина параболических выемок составляют 0,1-0,2 толщины плиты.The channels have a cylindrical, and the recesses have a parabolic section, and the diameters of the cylindrical channels, as well as the height and width of the parabolic recesses are 0.1-0.2 plate thickness.

Изготовление дисков перекрытий, большепролетных оболочек, площадок и т.п. с использованием заявляемой преднапряженной плиты осуществляют в построечных условиях, для чего плиты соединяют между собой боковыми гранями 2, причем шпунтовая поверхность этих граней существенно облегчает укладку перекрытий, строго фиксируя плиты по отношению друг к другу. Затем сквозь дополнительные каналы 6 или параболические выемки 7 протягивают арматуру, осуществляют ее натяжение на пакет бетонных плит с одновременным максимально плотным соединением плит друг с другом и последующим омоноличиванием каналов (или выемок) высокопрочным цементным раствором, освобождением натянутой арматуры с концевых натяжных анкеров и передачей напряжения на бетон конструкции смонтированного перекрытия, большепролетной оболочки, площадок и других преднапряженных строительных конструкций.Production of floor disks, wide-span shells, platforms, etc. using the inventive prestressed slab is carried out in building conditions, for which the slabs are interconnected by side faces 2, and the tongue-and-groove surface of these faces greatly facilitates the laying of floors, strictly fixing the slabs with respect to each other. Then, through the additional channels 6 or parabolic recesses 7, the reinforcement is pulled, it is tensioned on the package of concrete slabs with the maximum tight connection of the slabs with each other and subsequent monolithing of the channels (or recesses) with high-strength cement mortar, releasing the tensioned reinforcement from the end tension anchors and transferring tension on concrete, structures of mounted ceilings, large-span shells, sites and other prestressed building structures.

Для изготовления предлагаемых плит могут использоваться тяжелые и легкие плотные силикатные бетоны. Предварительно напряженные многопустотные железобетонные плиты по предлагаемому техническому решению предназначены для производства быстро монтируемых плит перекрытий, большепролетных оболочек с применением натяжения стальных канатов, несущих пакеты плит преднапряженных в условиях строительной площадки.For the manufacture of the proposed slabs, heavy and lightweight dense silicate concrete can be used. According to the proposed technical solution, prestressed multi-hollow reinforced concrete slabs are intended for the production of quickly mounted floor slabs, large-span shells using tensioning steel ropes carrying packages of prestressed slabs in a construction site.

Предлагаемые плиты могут эффективно использоваться для изготовления однослойных перекрытий жилых, а также общественных зданий и сооружений с требуемой несущей способностью и звукоизоляцией, а также большепролетных сборных конструкций межэтажных перекрытий высотных и общественных зданий, спортивных, торговых и культурных комплексов, быстрого строительства площадок многоэтажных гаражей и т.п.The offered plates can be effectively used for the manufacture of single-layer floors of residential as well as public buildings and structures with the required load-bearing capacity and sound insulation, as well as large-span prefabricated structures of floor floors of high-rise and public buildings, sports, shopping and cultural complexes, the rapid construction of multi-storey garages, etc. .P.

Claims

Pre-stressed multi-hollow reinforced concrete slab for floor disks and large-span shells, including prestressed and non-tensile reinforcement, lightening voids parallel to the long side of the plate, tongue-and-groove side faces, characterized in that the lightening plate is empty in the upper three quarters of the thickness of the plate, and in the lower quarter of the thickness slabs are additionally placed channels of circular cross section or recesses of parabolic cross section for tensioning reinforcement, oriented perpendicular to facilitating voids m located parallel to the smaller side of the plate and to each other, with a distance from the short ends of the plate in the range from 0.1 to 0.3 of the width of the plate, and between the channels and recesses in the range from 0.3 to 0.8 of the width of the plate, the centers of symmetry of the channels are located in the same plane at the midpoint of the height of the lower quarter of the plate, and the diameters of the cylindrical, width and depth of the parabolic channels are from 0.1 to 0.2 of the thickness of the plate, while the axis of the parabolic recesses are perpendicular to the bottom surface of the plate.