SK157097A3 - Joint of concrete building elements - Google Patents

Description

Spoj betónových stavebných prvkov

Oblasť techniky

Vynález sa týka spoja betónových stavebných prvkov, obsahujúcich v oblasti styku betónových prvkov šmykové nosné diely na prenos šmykových síl.

Doterajší stav techniky

Pri osadzovaní vodorovnej stropnej konštrukcie na bodové alebo líniové podpery, tvorené najmä nosnými stĺpmi alebo nosnými stenami stavebnej konštrukcie, je treba v spoji týchto konštrukčných častí predovšetkým zaistiť spoľahlivý prenos šmykových síl z vodorovnej nosnej konštrukcie do zvislej nosnej konštrukcie stĺpu. Najrozšírenejšie riešenie tohto problému predstavujú trámové stropné konštrukcie, u ktorých sa zaťaženie zo stropnej dosky prenášajú do stropných trámov, prípadne prievlakov, majúcich dostatočnú prierezovú plochu na prenos šmykových síl, podporený naviac vhodným usporiadaním šmykovej výstuže vo forme ohybov výstužných prvkov, a ktoré sú potom uložené na zvislé nosné stĺpy najmä uložením stropných trámov priamo na zhlavie delených stĺpov, na konzoly spojené so zhlaviami stĺpov alebo do vybraní vytvorených v nosných stĺpoch. Nevýhody týchto trámových stropných konštrukcií sú bežne známe a spočívajú predovšetkým vo veľkej konštrukčnej výške stropnej konštrukcie, ktorá zmenšuje využiteľnú výšku podlažia stavebnej konštrukcie a vyvoláva ďalšie problémy s vedením technologic.kých rozvodov a podobne.

Nevýhodu vysokej konštrukčnej výšky trámových stropných konštrukcií sa snažia odstrániť hríbové stropné konštrukcie, u ktorých je stropná doska uložená na stropných hlaviciach, ktoré majú tvar ihlanovitých alebo skosených kužeľovitých telies, ktorých menšia základňa je spojená so zhlavím nosných stĺpov a ich väčšia základňa je podpernou plochou na uloženie stropnej dosky, prípadne je súčasťou tejto stropnej dosky.

CZ-PS 144 928 je známy monolitický železobetónový strop, pozostávajúci z monolitickej železobetónovej dosky, uloženej na prefabrikovaných hlaviciach stĺpov, ktoré sú tvorené skosenými kužeľovitými alebo plochými valcovými hlavicami s hrúbkou zodpovedajúcou v podstate hrúbke stropnej dosky. Tieto hlavice sú spojené svojou strednou časťou so zhlavím nosných stĺpov a na zvýšenie svojej šmykovej únosnosti sú predpäté pomocou konštrukčnej úpravy spočívajúc v tom, že obvodová valcová plocha hlavíc je vybavená obvodovou polodrážkou, v ktorej je uložená ovinutá obvodová predpätá výstuž a pod touto ovijačou predpínacou výstužou sú uložené a ovinutím upevnené radiálne prúty na prenos šmykových napätí.

V ďalšom zdokonalení tohto riešenia bezprievlakovej stropnej konštrukcie je monolitická stropná doska okolo stropnej hlavice vystužená špirálovou výstužou, ktorá má zaistiť dokonalé spojenie monolitickej stropnej dosky so stropnou prefabrikovanou a predpätou hlavicou a prenos šmykových síl do stropnej hlavice. Nevýhodou tohto riešenia je náročná výroba predpätých stropných hlavíc, ktoré sú preto drahé a zvyšujú náklady na zhotovenie stropnej konštrukcie.

Úlohou vynálezu je preto vyriešiť spoj železobetónových stavebných konštrukcií a prvkov, najmä vodorovnej stropnej konštrukcie so zvislými nosnými prvkami, u ktorého by bol prenos šmykových síl medzi oboma spojenými stavebnými prvkami a konštrukciami zaistený jednoduchými spojovacími prostriedkami, ktoré nie sú príliš náročné a nákladné.

Podstata vynálezu

Táto úloha je vyriešená spojom betónových stavebných prvkov podľa vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že šmykovými nosnými dielmi je kefová sústava spojovacích kolíkov, tvorená radmi navzájom rovnobežných prútov, pretínajúcich svojimi strednými časťami oblasť styku spojených stavebných prvkov a zabetónovaných svoj imi oboma koncovými úsekmi v navzájom spojených stavebných prvkoch.

Vo výhodnom uskutočnení spoja podľa vynálezu sú radiálne spojovacie kolíky v kefovej sústave usporiadané do najmenej jedného vodorovného radu, najmä však do skupiny navzájom rovnobežných radov spojovacích kolíkov, usporiadaných nad sebou. Spojovacie kolíky kefovej sústavy sú zakotvené v spojovacích stavebných prvkoch-v polohe, zvierajúcej ostrý uhol 30° až 60° so zvislou rovinou.

V ešte inom výhodnom uskutočnení spoja podľa vynálezu je sústava spojovacích kolíkov zabetónovaná časťou svojej dĺžky v styčných plochách zhlavia nosného stĺpu, z ktorých vyčnievajúce druhé úseky dĺžky spojovacích kolíkov sú zabetónované v stropnej konštrukcii, najmä v stropnej doske a/alebo v stropných prievlakoch.

Nosný stĺp je v ďalšom výhodnom uskutočnení vynálezu vybavený vo svojej styčnej oblasti obvodovým lemom vo forme obvodového vybrania v nosnom stĺpe s hĺbkou 10 až 40 mm a výške zodpovedajúcej hrúbke napojenej stropnej konštrukcie, pričom sústavy spojovacích kolíkov vyčnievajú z dna obvodového lemu nosného stĺpu.

Na výrobu stĺpu, ktorý je súčasťou spoja podľa vynálezu, je výhodné prefabrikované vytvorenie kefovej sústavy spojovacích kolíkov, tvorenej oceľovými montážnymi doskami, zabetónovanými do dna obvodového lemu nosného stĺpu a vybavenými sústavou otvorov, ktorými prechádzajú spojovacie kolíky, pripojené k oceľovým doskám a zabetónované jednou časťou svojej dĺžky v nosných stĺpoch. Vo výhodnom uskutočnení vynálezu sú spojovacie kolíky tvorené plameňom odrezanými časťami predpínacích oceľových lán.

V alternatívnom výhodnou uskutočnení spoja podlá vynálezu sú spojovacie kolíky usporiadané do radiálnej kefovej sústavy, vyčnievajúcej z nosného stĺpu a sú vložené medzi kefovú sústavu spojovacích kolíkov, vyčnievajúcich z pripojených styčných plôch stropnej konštrukcie.

Spoj betónových stavebných prvkov podľa vynálezu je využiteľný na spájanie ľubovoľných stavebných prvkov, dielcov a konštrukcií, kde je potrebné zaistiť prenos šmykových síl.

Najviac sa jeho prednosti prejavujú u spoja nosného stĺpu so stropnou doskou, kde tento spoj predstavuje výrazne jednoduchšie a ľahšie vyrobiteľné uloženie tenkej stropnej dosky na bodovú podperu, u ktorého je dostatočne zaistená bezpečnosť proti prepichnutiu dosky stĺpom.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude bližšie objasnený pomocou konkrétnych príkladov uskutočnenia spoja dvoch častí stavebnej konštrukcie, zobrazených na výkresoch, kde znázorňujú obr. 1 zvislý rez spojom zvislého prefabrikovaného stĺpu s monolitickou železobetónovou stropnou doskou, obr. 2 vodorovný rez spojom zvislého prefabrikovaného stĺpu s výrezom monolitickej železobetónovej stropnej dosky, obr. 3 zvislý rez spojom zvislého nosného stĺpu s vodorovným stropným prievlakom, obr. 4 vodorovný rez spojom zvislého nosného stĺpu so stropným trámom alebo prievlakom a obr. 5 bočný pohľad na prefabrikovanú sústavu spojovacích kolíkov, upevnenú na spoločnej oceľovej doske.

Príklady uskutočnenia vynálezu

V prvom príkladnom uskutočnení spoja dvoch častí stavebnej konštrukcie podľa vynálezu je jednou z týchto spojovacích častí nosný stĺp 1 a druhou spojovacou časťou je monolitická stropná doska 3, pričom v spoji je potrebné preniesť šmykové sily zo stropnej dosky .3 do nosného stĺpu 1. Na obr. 1 a 2 je zobrazená oblasť spoja nosného stĺpu 1, vytvoreného v tomto príklade vo forme priebežného železobetónového prefabrikátu, s vodorovnou železobetónovou stropnou doskou 3, ktorá má na celej svojej ploche rovnakú hrúbku 10 až 20 cm. Na prenos šmykových síl z monolitickej stropnej dosky 3 je v mieste styku s nosným stĺpom i k dispozícii len malá šmyková plocha, takže na prenos týchto šmykových síl musí byť v oblasti spoja vytvorená špeciálna konštrukčná úprava, ktorá by zamedzovala prepichnutie stropnej dosky 3 nosným stĺpom 1 pri pôsobení vlastnej hmotnosti a použitého zaťaženia zo stropnej konštrukcie.

Táto konštrukčná úprava spočíva v tom, že nosný stĺp

1, ktorý je v tomto príkladnom uskutočnení priebežným prefabrikovaným stĺpom, je vybavený v úrovni napojenia na stropnú dosku 3 a v oblasti svojich styčných obvodových plôch skupinou radiálnych kefových spojovacích kolíkov 2, zabetónovaných polovicou svojej dĺžky v nosnom stĺpe Í, vyčnievajúcich zvyšnou časťou svojej dĺžky radiálne a šikmo hore z obvodových styčných plôch nosného stĺpu X a pretínajúcich šmykovú styčnú špáru v mieste napojεηϊει stropnej dosky 3 na nosný stĺp χ. V príkladnom uskutočnení vynálezu je každá sústava kefových spojovacích kolíkov 2, usporiadaná na každej bočnej strane nosného stĺpu 1, tvorená šiestimi nad sebou usporiadanými vodorovnými radmi spojovacích kolíkov

2, pričom každý rad obsahuje päť spojovacích kolíkov 2. Spojovacie kolíky 2 sú tvorené výhodne napríklad plameňom odrezanými časťami predpínacích káblov, prípadne odrezkami výstužných prútov. Každý zo spojovacích kolíkov zviera s pozdĺžnou osou nosného stĺpu X uhol 45° a je uložený v zvislej rovine, ktorá je rovnobežná s príslušnou bočnou plochou nosného stĺpu X s pravouholníkovým prierezom.

Na ďalšie zlepšenie prenosu šmykových síl zo stropnej konštrukcie do nosného stĺpu X je nosný stĺp vybavený v oblasti spoja obvodovým lemom X, tvoreným obvodovým vybraním vyhĺbeným v obvodových plochách nosného stĺpu X a majúcim hĺbku približne 30 mm a výšku zodpovedajúcu hrúbke nosnej stropnej dosky X stropnej konštrukcie.

Pri zhotovovaní tohto spoja podľa vynálezu sa po osadení prefabrikovaných priebežných nosných stĺpov X so zabetónovanými sústavami spojovacích kolíkov 2 vytvorí debnenie spodnej plochy betónovej nosnej dosky stropnej konštrukcie 3 na úrovni spodnej hrany obvodového lemu 5, na toto debnenie sa uloží a vyviaže výstuž stropnej konštrukcie 3, ktorá je v okolí nosného stĺpu X upravená dimenziami výstužných prútov a ich usporiadaním na spoluprácu so sústavami spojovacích kolíkov 2 a na prenos šmykových síl na tieto spojovacie kolíky 2 a do priestoru obvodového lemu 5 nosného stĺpu X, potom sa vybetónuje železobetónová stropná doska 3, v ktorej sú po dokončení betonáže zaliate vyčnievajúce konce sústavy spojovacích kolíkov 2. Spojovacie kolíky 2 sa pri výrobe prefabrikovaného nosného stĺpu 1 veľmi ľahko udržujú v požadovaných polohách, pretože stačí vybaviť debniacu dosku formujúcu dno obvodového lemu 5_ sústavou šikmých otvorov, ktorých rozmiestnenie a sklon ich osí zodpovedá rozmiestneniu a polohám spojovacích kolíkov 2 v kefovej sústave. Alternatívne uskutočnenie debniacej dosky, ktorá zostáva súčasťou spoja, bude podrobnejšie opísané pri objasňovaní príkladu na obr. 5.

Spoj podlá vynálezu je využiteľný pre rôzne druhy nosných spojovacích konštrukcií, najmä zvislých nosných konštrukcií s vodorovnými nosnými konštrukciami, napríklad môže byť aplikovaný na spoj nosného stĺpu 1 so stropným prievlakom 4 alebo trámom v monolitickom alebo prefabrikovanom uskutočnení, ako je znázornené na obr. 3 a 4. V tomto príklade má zvislý prefabrikovaný priebežný nosný stĺp 1 rovnaké uskutočnenie ako nosný stĺp 1 z obr. 1 a 2 a spojom podlá vynálezu je v tomto príklade pripojený prefabrikovaný stropný prievlak 4, z ktorého čela vyčnieva podobná kefová sústava spojovacích kolíkov 2, to znamená sústava obsahuje tridsať spojovacích kolíkov 2, usporiadaných do šiestich radov nad sebou a po piatich spojovacích kolíkov 4 v každom rade, pričom tieto spojovacie kolíky 2 sú usporiadané rovnobežne so spojovacími kolíkmi 2 vystupujúcimi z nósného stĺpu 1, to znamená vystupujú z čela stropného prievlaku 4 šikmo dolu a sú uložené medzi spojovacími kolíkmi 2 vystupujúcimi z bočných plôch nosného stĺpu X. Po namontovaní prefabrikovaného stropného prievlaku 4 k nosnému stĺpu X, ktorý je tiež v tomto príklade vybavený obvodovým lemom 5, sa priestor medzi čelom stropného prievlaku 4 a stenami obvodového lemu 5. vyplní zálievkou 6..

Zabetónovanie spojovacích kolíkov 2 do prefabrikovaných nosných stĺpov 1 alebo stropných prievlakov 4 sa podstatne uľahčí pomocou montážnej dosky 7, zobrazenej na obr. 5 a tvorenej pravouholníkovou oceľovou doskou, vybavenou sústavou šikmých otvorov 8, ktorých osí sú sklonené k rovine montážnej dosky 7 v rovnakom uhle, v akom majú byť osadzované spojovacie kolíky 2. Do týchto šikmých otvorov 8. sú vsunuté spojovacie kolíky 2 tak, aby prechádzali otvormi 2 svojou strednou časťou a aby každá polovica ich dĺžky smerovala od montážnej dosky 7 na opačnú stranu. Spojovacie kolíky 2 môžu byť vo svojej strednej časti upevnené v otvoroch 8. napríklad pomocou zvarov a potom už môže byť montážna doska 2 osadená do debnenia nosného stĺpu 1 tak, aby vytvorila dno obvodového lemu 5. nosného stĺpu 1, potom sa môže debnenie zaliať betónovou zmesou vrátane potrebného počtu montážnych dosiek 7, ktoré udržujú pri betonáži spojovacie kolíky 4 v požadovaných polohách.

Spoj podľa vynálezu môže byť aplikovaný v rade ďalších konkrétnych prípadov, kde sa jedná o spojenie najmä prefabrikovaných dielcov s monolitickou konštrukciou alebo prefabrikovaných dielcov alebo monolitických konštrukcií navzájom, pokiaľ je v mieste spoja potrebné zaistiť spoľahlivý prenos šmykových síl. Pomocou spojovacích kolíkov usporiadaných do kefových sústav je možné napríklad vytvárať spojenie betónovej steny so stropnou doskou alebo inou stropnou konštrukciou, kde spojovacie kolíky vyčnievajú zo steny pozdĺž celého jej horného napojovacieho úseku, alebo môžu byť využité na šmykové spojenie dvoch rovnobežných stenových prvkov a podobne.

Claims (7)

1. Spoj betónových stavebných prvkov na prenos najmä šmykových síl, vyznačujúci sa tým, že stykovými plochami spájaných betónových stavebných prvkov prechádza množstvo spojovacích kolíkov (2), situovaných šikmo k týmto stykovým plochám, pričom kolíky (2) zvierajú so stykovými plochami ostré uhly, orientované proti smeru výslednej šmykovej zložky síl, pre ktoré je spoj betónových stavebných prvkov navrhnutý.

2. Spoj podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že spojovacie kolíky (2) sú navzájom rovnobežné.

3. Spoj podlá nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že hodnota ostrého uhla je 30° až 60°.

4. Spoj podlá niektorého z nárokov 1, 2 alebo 3, vyznačujúci sa tým, že spojovacie kolíky (2) sú usporiadané aspoň do jedného vodorovného radu a/alebo aspoň do jedného radu zvislého.

5. Spoj podľa niektorého z nárokov 1, 2, 3 alebo 4, vyznačujúci sa tým, že spojovacie kolíky (2) sú zabetónované časťou svoj ich dĺžok v stykových plochách zhlavia nosného stĺpu (1), pričom vyčnievajúce druhé úseky dĺžky spojovacích kolíkov (2) sú zabetónované v stropnej konštrukcii, najmä v stropnej doske (3) a/alebo v stropných prievlakoch (4).

6. Spoj podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že nosný stĺp (1) je opatrený vo svojej stykovej ploche obvodovým lemom (5) vo forme obvodového vybrania v nosnom stĺpe (1) s hrúbkou 10 až 40 mm a výškou zodpovedajúcou hrúbke napojenej stropnej konštrukcie, pričom množina spojovacích kolíkov (2) vyčnieva z dna obvodového lemu (5) nosného stĺpu (1).

7. Spoj podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že dno obvodového lemu (5) je tvorené oceľovými montážnymi doskami (7), zabetónovanými do zahĺbeného úseku obvodového nosného stĺpu (1) a opatrenými množstvom šikmých otvorov (8), ktorými prechádzajú spojovacie kolíky (2) pripojené k oceľovým montážnym doskám (7) a zabetónované časťou svojej dĺžky v nosnom stĺpe (1).