RU2785074C1

RU2785074C1 - Hollow core slab

Info

Publication number: RU2785074C1
Application number: RU2022104607A
Authority: RU
Inventors: Валерий Иванович Трофимов
Filing date: 2022-02-21
Publication date: 2022-12-02

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to the field of construction and can be used in the manufacture of lightweight floor slabs. A multi-hollow reinforced concrete floor slab contains a slab body with a lower reinforced belt, over which tubular void formers are laid, made in the form of convex cylinders, formed from a polymer composite panel bent in half with bulges in the form of semi-cylinders facing outwards, and laid in a concrete matrix.

EFFECT: increasing the strength of the board.

3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и может найти применение при изготовлении облегченных плит перекрытия. Известна строительная панель пустотного настила, содержащая арматурный каркас (сетки), пластиковые пустотные шаровые элементы, напряженную арматуру и бетон омоноличивания согласно технологии BubbleDeck [pobetony.ru›bloki-i-perekrytiya/babldek/].The invention relates to the field of construction and can be used in the manufacture of lightweight floor slabs. Known construction panel hollow flooring containing reinforcing cage (mesh), plastic hollow ball elements, stressed reinforcement and concrete monolithic according to BubbleDeck technology [pobetony.ru›bloki-i-perekrytiya/babldek/].

Недостатком данной панели является ограниченность применения за счет необходимости согласования диаметра отверстия (квадрата отверстия) сетки или каркаса с диаметром шарового заполнителя, повышенная трудоемкость распределения шарового заполнителя и металлоемкость каркаса, повышенная материалоемкость за счет нерационального распределения пустот и расхода арматуры за счет укладки второй сетки для фиксации шаров, а также сложность регулирования распределения шарового заполнителя согласно изгибающему моменту от приложенной нагрузки, что снижает прочность, а, в целом, эффективность использования панели.The disadvantage of this panel is the limited use due to the need to match the diameter of the hole (square of the hole) of the mesh or frame with the diameter of the ball filler, the increased labor intensity of the distribution of the ball filler and the metal consumption of the frame, the increased material consumption due to the irrational distribution of voids and the consumption of reinforcement due to the laying of the second mesh for fixing balls, as well as the difficulty of regulating the distribution of the ball filler according to the bending moment from the applied load, which reduces the strength, and, in general, the efficiency of the panel.

Известна многопустотная плита перекрытия, имеющая в своем теле сквозные каналы, поперечное сечение которых уменьшается от края плиты к ее середине (SU, А.с. №773219, Е04В 5/02, 1980).Known multi-hollow slab, having in its body through channels, the cross section of which decreases from the edge of the slab to its middle (SU, AS No. 773219, E04V 5/02, 1980).

Недостатком данной плиты является сложность ее изготовления, повышенная материалоемкость за счет нерационального распределения пустот и расхода арматуры, а также значительный собственный вес.The disadvantage of this plate is the complexity of its manufacture, the increased consumption of materials due to the irrational distribution of voids and the consumption of reinforcement, as well as a significant dead weight.

Известна также многопустотная панель перекрытия, содержащая арматурный каркас (сетки), напряженную арматуру, пластиковые пустотные элементы и бетон омоноличивания, в которой пустотные элементы выполнены в виде дискретных выпуклостей, образованные в полимерном композитном перфорированном полотнище, закрытое снизу пленкой и уложенное в бетонной матрице, причем полотнище может быть выполнено двухслойным, состоящим из двух соединенных между собой полимерных композитных полотнищ с расположенными противоположно дискретными пустотными выпуклостями (Патент №2730275, МПК Е04В 5/328. Многопустотная панель перекрытия. 2020).A multi-hollow floor panel is also known, containing a reinforcing cage (grids), stressed reinforcement, plastic hollow elements and monolithic concrete, in which the hollow elements are made in the form of discrete bulges formed in a polymer composite perforated panel, closed from below with a film and laid in a concrete matrix, moreover the panel can be made two-layer, consisting of two interconnected polymer composite panels with opposite discrete hollow bulges (Patent No. 2730275, IPC E04V 5/328. Multi-hollow floor panel. 2020).

Недостатком данной плиты является сложность ее изготовления, повышенная материалоемкость за счет нерационального распределения пустот.The disadvantage of this plate is the complexity of its manufacture, increased material consumption due to the irrational distribution of voids.

Наиболее близким техническим решением является многопустотная железобетонная плита перекрытия, содержащая тело плиты с нижним и верхним армированными поясами, между которыми образованы пустоты трубками, выполненными, например, из бумаги или пластика (ПМ, №49853, Многопустотная железобетонная плита перекрытия. МПК 7 Е04В 5/02, публикация 2005).The closest technical solution is a multi-hollow reinforced concrete floor slab containing a slab body with lower and upper reinforced belts, between which voids are formed by tubes made, for example, of paper or plastic (PM, No. 49853, Multi-hollow reinforced concrete floor slab. IPC 7 E04V 5 / 02, publication 2005).

Недостатком данной плиты является сложность ее изготовления, связанная с распределением и фиксацией трубок, повышенная материалоемкость за счет нерационального распределения пустот, а также значительный собственный вес.The disadvantage of this plate is the complexity of its manufacture associated with the distribution and fixation of the tubes, increased material consumption due to the irrational distribution of voids, as well as a significant dead weight.

При создании настоящего изобретения была поставлена задача по разработке более эффективной конструкции многопустотной плиты перекрытия.When creating the present invention, the task was to develop a more efficient design of a multi-hollow slab.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в упрощении конструкции за счет отказа от необходимости использования специального оборудования для образования каналов, снижении материалоемкости и трудоемкости, повышении прочности за счет возможности использования сетки (каркаса) меньшей массы и создания конструкции повышенной прочности за счет более рационального распределения пустот и армирования.The technical result provided by the invention consists in simplifying the design by eliminating the need to use special equipment for forming channels, reducing material consumption and labor intensity, increasing strength due to the possibility of using a grid (frame) of less mass and creating a structure of increased strength due to a more rational distribution of voids and reinforcement.

Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что в многопустотной плите перекрытия, содержащей тело плиты с нижним армированным поясом, над которым уложены трубчатые пустотообразователи, которые выполнены в виде выпуклых цилиндров, образованные из согнутого пополам полимеркомпозитногополотнища с непрерывными выпуклостями в виде полуцилиндров, обращенные наружу, и уложенного в бетонной матрице. При этом, две части согнутого пополам полимеркомпозитного полотнища с выпуклостями в виде полуцилиндров соединены саморезами, концы которых утоплены в бетонной матрице. Кроме того, согнутое пополам полимеркомпозитное полотнище с трубчатыми пустотообразователями в виде выпуклых цилиндров уложено на арматурной сетке, соединено саморезами, концы которых зафиксированы в арматурной сетке.The set task and the specified technical result are achieved by the fact that in a multi-hollow floor slab containing a slab body with a lower reinforced belt, above which tubular void formers are laid, which are made in the form of convex cylinders, formed from a polymer composite panel bent in half with continuous bulges in the form of semi-cylinders, facing outward , and laid in a concrete matrix. At the same time, two parts of a polymer composite panel bent in half with bulges in the form of semi-cylinders are connected by self-tapping screws, the ends of which are sunk into the concrete matrix. In addition, a polymer composite panel bent in half with tubular void formers in the form of convex cylinders is laid on a reinforcing mesh, connected by self-tapping screws, the ends of which are fixed in the reinforcing mesh.

Исполнение пустотных элементов в виде выпуклых цилиндров, образованные из согнутого пополам полимеркомпозитного полотнища с выпуклостями в виде полуцилиндров, обращенные наружу, и уложенное в бетонной матрице, позволяет, во-первых, повысить структурную прочность бетонной матрицы за счет использования полимеркомпозитного полотнища, выступающего дополнительно как прочный армирующий элемент. Соответственно можно снизить массу изделия, используя основную армирующую сетку (каркас), с меньшим диаметром арматурных стержней (проволоки); во-вторых, за счет использования заранее сформированной в готовом полотнище трубчатых пустот с возможностью заданного распределения пустот непосредственно в плите, исключается из технологической цепочки операций по установке и фиксации трубок как в прототипе, что упрощает конструкцию плиты и технологию ее изготовления.The execution of hollow elements in the form of convex cylinders, formed from a polymer composite panel bent in half with bulges in the form of semi-cylinders, facing outward, and laid in a concrete matrix, allows, firstly, to increase the structural strength of the concrete matrix through the use of a polymer composite panel, which additionally acts as a strong reinforcing element. Accordingly, it is possible to reduce the weight of the product using the main reinforcing mesh (frame), with a smaller diameter of reinforcing bars (wires); secondly, due to the use of tubular voids pre-formed in the finished panel with the possibility of a given distribution of voids directly in the plate, it is excluded from the technological chain of operations for installing and fixing tubes as in the prototype, which simplifies the design of the plate and its manufacturing technology.

Исполнение плиты, где две части согнутого пополам полимеркомпозитного полотнища с выпуклостями в виде полуцилиндров соединены саморезами, концы которых утоплены в бетонной матрице, позволяет, тем самым, упростить процесс соединения двух частей полотнища и фиксации в бетонной матрице, при этом повышая армирующий эффект.The design of the slab, where two parts of a polymer composite panel bent in half with bulges in the form of semi-cylinders, are connected by self-tapping screws, the ends of which are sunk into the concrete matrix, thereby simplifies the process of connecting the two parts of the panel and fixing it in the concrete matrix, while increasing the reinforcing effect.

В случае исполнения плиты, где согнутое пополам полимеркомпозитное полотнище с трубчатыми пустотообразователями в виде выпуклых цилиндров уложено на арматурной сетке, соединено саморезами, концы которых зафиксированы в арматурной сетке, это позволяет упростить технологию изготовления, совмещая две операции по установке сетки и пустотообразователей, при этом упрощается операция по фиксации пустотообразователей, совмещая операцию соединения саморезами двух частей согнутого полотнища с операцией их крепления с сеткой теми же саморезами, что, в целом, повышает эффективность использования и работы плиты.In the case of the slab execution, where a polymer composite panel bent in half with tubular void formers in the form of convex cylinders is laid on a reinforcing mesh, connected by self-tapping screws, the ends of which are fixed in the reinforcing mesh, this makes it possible to simplify the manufacturing technology, combining two operations for installing the mesh and void formers, while simplifying the operation of fixing the void formers, combining the operation of connecting two parts of the bent panel with screws with the operation of attaching them to the mesh with the same self-tapping screws, which, in general, increases the efficiency of the use and operation of the plate.

Многопустотная плита перекрытия поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена конструктивная схема многопустотной плиты перекрытия с совмещенными полимеркомпозитным полотнищем с трубчатыми пустотообразователями в виде выпуклых цилиндров и сеткой; на фиг. 2 - вид сбоку многопустотной плиты перекрытия; на фиг. 3 - разрез по А-А; на фиг. 4 - схема получения полимеркомпозитного полотнища с трубчатыми пустотообразователями в виде выпуклых цилиндров.A multi-hollow floor slab is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows a structural diagram of a multi-hollow slab with a combined polymer composite panel with tubular void formers in the form of convex cylinders and a grid; in fig. 2 is a side view of a hollow core floor slab; in fig. 3 - section along A-A; in fig. 4 - scheme for obtaining a polymer composite panel with tubular void formers in the form of convex cylinders.

На фиг. 1 - фиг. 4 обозначено: 1 - бетонная матрица; 2 - арматурная сетка (каркас); 3 - двойное полимерное композитное (перфорированное)полотнище с двусторонними выпуклостями из полуцилиндров: верхними 4 и нижними 5; 6 - саморезы; 7 - отверстия - пазы.In FIG. 1 - fig. 4 marked: 1 - concrete matrix; 2 - reinforcing mesh (framework); 3 - double polymer composite (perforated) panel with double-sided bulges from semi-cylinders: upper 4 and lower 5; 6 - self-tapping screws; 7 - holes - grooves.

Многопустотная плита перекрытия состоит из бетонной матрицы 1, внутри которой уложены арматурная сетка (каркас) 2, на которой установлено двойное полимерное композитное полотнище 3 с выпуклостями из полуцилиндров: верхними 4 и нижними 5, соединенное между собой и зафиксированное на сетке саморезами 6, и отверстиями - пазами 7 (фиг. 1 - фиг. 4).A multi-hollow floor slab consists of a concrete matrix 1, inside which a reinforcing mesh (frame) 2 is laid, on which a double polymer composite panel 3 is installed with bulges from semi-cylinders: upper 4 and lower 5, interconnected and fixed on the grid with self-tapping screws 6, and holes - grooves 7 (Fig. 1 - Fig. 4).

Многопустотная плита перекрытия изготавливается и работает следующим образом.Hollow core slab is manufactured and works as follows.

Сначала изготавливают полимеркомпозитное полотнище 3 с трубчатыми пустотообразователями в виде выпуклых цилиндров. Для этого сгибают полимеркомпозитное полотнище с выпуклостями в виде полуцилиндров наружу и выполняют между ними технологические отверстия- пазы 7, например, вырезают, после чего их скрепляют саморезами 6 (фиг. 3, фиг. 4).First, a polymer composite panel 3 is made with tubular void formers in the form of convex cylinders. To do this, a polymer-composite panel with bulges in the form of semi-cylinders is bent outward and technological holes-slots 7 are made between them, for example, they are cut out, after which they are fastened with self-tapping screws 6 (Fig. 3, Fig. 4).

Для восприятия повышенных нагрузок и упрощения технологии изготовления предлагается совместить сетку (каркас) 2 с полимеркомпозитным полотнищем 3 с трубчатыми пустотообразователями в виде выпуклых цилиндров. Для этого предварительно на сетке (каркасе) 2 закрепляют с помощью саморезов 6 заготовленное полимеркомпозитное полотнище 3 с трубчатыми пустотообразователями в виде выпуклых цилиндров (фиг. 1 - фиг. 3).To absorb increased loads and simplify the manufacturing technology, it is proposed to combine the mesh (frame) 2 with a polymer composite panel 3 with tubular void formers in the form of convex cylinders. To do this, the prepared polymer composite panel 3 with tubular void formers in the form of convex cylinders is preliminarily fixed on the grid (frame) 2 using self-tapping screws 6 (Fig. 1 - Fig. 3).

После этого укладывают слой бетонной смеси, на котором раскладывают сетку 2 с закрепленным на нейполимеркомпозитное полотнище 3 с трубчатыми пустотообразователями в виде выпуклых цилиндров. При этом винтовая нарезка саморезов 6 притапливается в бетонной матрице 1, после чего укладывают следующий слой бетонной смеси, часть которой проходит через технологические отверстия - пазы 7 в полимеркомпозитном полотнище 3, соединяясь с предыдущим слоем бетонной смеси (фиг. 1). Далее изделие формуют, например, на виброплощадке и выполняют тепловую обработку до достижения изделием распалубочной прочности. Готовая многопустотная плита монтируется на стройплощадке согласно техническим нормам.After that, a layer of concrete mixture is laid, on which a grid 2 is laid out with a polymer composite panel 3 fixed on it with tubular void formers in the form of convex cylinders. At the same time, the screw thread of the self-tapping screws 6 is sunk into the concrete matrix 1, after which the next layer of the concrete mixture is laid, part of which passes through technological holes - grooves 7 in the polymer composite panel 3, connecting with the previous layer of the concrete mixture (Fig. 1). Next, the product is molded, for example, on a vibrating platform and heat treatment is performed until the product reaches stripping strength. The finished hollow-core slab is mounted on the construction site in accordance with technical standards.

Размеры полуцилиндров и отверстий - пазов в полимерном композитном полотнище, шаг их расположения задают из условий работы плиты и величины воспринимаемой нагрузки и из условия достижения необходимой пустотности плиты.The dimensions of the semi-cylinders and holes - grooves in the polymer composite panel, the step of their location is set from the operating conditions of the plate and the magnitude of the perceived load and from the condition of achieving the necessary voidness of the plate.

При приложении нагрузки на плиту она работает по общей принятой схеме - как балка на двух опорах. Однако, в отличие от обычной многопустотной плиты перекрытия, где имеются просто сквозные каналы - на всю длину плиты, ослабляя в этих местах сечение от действия растягивающих напряжений, в предлагаемой плите за счет использования полимерных композитных полотнищ с трубчатыми пустотообразователями в виде выпуклых цилиндров, воспринимающих часть растягивающих напряжений, повышается прочность плиты. При этом часть нагрузки воспринимается дополнительными армирующими элементами - полимеркомпозитной сеткой, работающей совместно с полимеркомпозитным полотнищем, и выпусками винтовой нарезки саморезов в бетонной матрице, за счет чего, в целом, существенно повышается несущая способность плиты.When a load is applied to the slab, it works according to the generally accepted scheme - like a beam on two supports. However, unlike a conventional multi-hollow slab, where there are simply through channels - for the entire length of the slab, weakening the cross section in these places from the action of tensile stresses, in the proposed slab due to the use of polymer composite panels with tubular void formers in the form of convex cylinders that perceive part tensile stress, increases the strength of the plate. At the same time, part of the load is perceived by additional reinforcing elements - a polymer-composite mesh working together with a polymer-composite panel, and screw threading of self-tapping screws in a concrete matrix, due to which, in general, the bearing capacity of the slab is significantly increased.

Эффективность работы многопустотной плиты во многом зависит от рационального размещения его основных элементов, оптимального количества этих элементов с учетом характера действия нагрузки.The efficiency of a multi-hollow slab largely depends on the rational placement of its main elements, the optimal number of these elements, taking into account the nature of the load.

На общей конструктивной схеме многопустотной панели (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4) видно, что основные конструктивные элементы многопустотной плиты связаны между собой с учетом действия нагрузки и технологичности ее изготовления за счет возможности использования готовых полимеркомпозитных полотнищ с трубчатыми пустотообразователями в виде выпуклых цилиндров в комплексе с арматурной сеткой (каркасом). Поэтому предлагаемая многопустотная плита может работать более эффективно, чем известная многопустотная плита со сквозными каналами или панель пустотного настила со сферами, так как вся конструкция обеспечивает возможность регулирования степени распределения пустотных элементов в независимо от их формы и размера при использовании готовых полимеркомпозитных полотнищ с трубчатыми пустотообразователями в виде выпуклых цилиндров. При этом повышается технологичность выполнения основных операций по изготовлению многопустотной плиты, сокращаются потери времени при выполнении отдельных операций за счет применения готовых полимеркомпозитных полотнищ с пустотообразователями, а также в комплексе с арматурной сеткой (каркасом).On the general structural diagram of a multi-hollow panel (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4) it can be seen that the main structural elements of a multi-hollow slab are interconnected, taking into account the effect of the load and the manufacturability of its manufacture due to the possibility of using ready-made polymer composite panels with tubular void formers in the form of convex cylinders in combination with a reinforcing mesh (framework). Therefore, the proposed hollow core slab can work more efficiently than the known hollow core slab with through channels or a hollow core decking panel with spheres, since the whole structure provides the ability to control the degree of distribution of hollow core elements regardless of their shape and size when using ready-made polymer composite panels with tubular void formers in the form of convex cylinders. At the same time, the manufacturability of performing the main operations for the manufacture of a multi-hollow slab is increased, time losses are reduced when performing individual operations due to the use of ready-made polymer composite panels with void formers, as well as in combination with a reinforcing mesh (framework).

Особенно эффективно использовать предлагаемое техническое решение при устройстве нестандартных перекрытий зданий и сооружений.It is especially effective to use the proposed technical solution when constructing non-standard floors of buildings and structures.

Многопустотная плита перекрытия была изготовлена в виде модели в строительной лаборатории кафедры ПСК ТвГТУ и показала возможность ее производства как в заводских условиях, так и в реальных условиях строительства.A multi-hollow floor slab was made in the form of a model in the construction laboratory of the PSK department of TvSTU and showed the possibility of its production both in the factory and in real construction conditions.

Claims

1. A multi-hollow reinforced concrete floor slab containing a slab body with a lower reinforced belt, over which tubular void formers are laid, characterized in that the tubular void formers are made in the form of convex cylinders formed from a polymer composite panel bent in half with bulges in the form of semi-cylinders facing outward, and laid in a concrete matrix.

2. A multi-hollow floor slab according to claim 1, characterized in that two parts of a polymer composite panel bent in half with bulges in the form of semi-cylinders are connected by self-tapping screws, the ends of which are sunk into the concrete matrix.

3. A multi-hollow floor slab according to claim 1, characterized in that a polymer composite panel bent in half with tubular void formers in the form of convex cylinders is laid on a reinforcing mesh, connected by self-tapping screws, the ends of which are fixed in the reinforcing mesh.