Устройство для реконструкции деревянного перекрытия

 

Сущность изобретения: устройство для реконструкции деревянного перекрытия содержит сохраняемые деревянные балки 1 и охватывающие их вновь возводимые железобетонные балки 2 П-образного сечения с горизонтальной полкой толщиной f и вертикальными стенками высотой h, в которых размещена рабочая арматура 3. Железобетонные балки 2 выполнены с увеличением толщины полки f к середине пролета перекрытия и с постоянной высотой вертикальных стенок h, разница между максимальной и минимальной величинами толщины полки f_max-f_min не превышает 0.03 длины пролета, а рабочая арматура 3 балок 2 эквидистантна нижней грани балок 2. 5 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при реконструкции деревянных перекрытий зданий и сооружений.

Известно устройство для усиления перекрытия, включающее сохраняемые деревянные балки и железобетонную ребристую плиту, размещенную в пазах, выполненных в перекрытии [1] Недостатком известного устройства является повышенная трудоемкость, обусловленная необходимостью укрепления пошивного потолка подвесными ребрами жесткости или временными стойками, что может привести к повреждению отделки потолка. Кроме того, не обеспечивается связь между вновь возводимыми перекрытием и конструкцией подшивного потолка.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является устройство для усиления и реконструкции деревянного перекрытия, включающее вновь возводимое железобетонное перекрытие в виде ребристой плиты с продольной и поперечной стержневой арматурой, охватывающей ребрами деревянные балки и соединенной с балками посредством анкеров и накат [2] К недостаткам известного решения можно отнести повышенную трудоемкость, обусловленную нерациональным восприятием эксплуатационных нагрузок постоянным сечением ребер вновь возводимой плиты, так как такое сечение не соответствует распределению внутренних изгибающих усилий по длине балки и требует регулировки горизонтального положения деревянных балок.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эксплуатационной надежности реконструируемого перекрытия при сокращении материалоемкости и трудоемкости его возведения.

Техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является создание устройства для реконструкции деревянного перекрытия, обеспечивающего рациональное восприятие эксплуатационных нагрузок в соответствии с распределением внутренних усилий по длине балки.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для реконструкции деревянного перекрытия, включающем деревянные балки и железобетонную конструкцию, охватывающую последние, согласно изобретению, железобетонная конструкция выполнена в виде балок П-образного сечения с увеличением толщины горизонтальной полки к середине пролета и постоянной высотой вертикальных стенок, в которых размещена рабочая арматура, причем, разница между максимальной и минимальной величинами толщины полки не превышает 0,03 длины пролета, а рабочая арматура балок эквидистантна нижней грани балки.

Такое конструктивное выполнение железобетонной конструкции обеспечивает снижение материалоемкости, а также обеспечивает рациональное восприятие усилий от эксплуатационных нагрузок. При этом плавное изменение толщины полки балки обусловлено необходимостью увеличения площади сжатой зоны бетона в поперечном сечении балки в соответствии с увеличением изгибающего момента к середине пролета балки. Вместе с этим размещение рабочей арматуры балки эквидистантно ее нижней грани, увеличивает плечо внутренней пары сил в соответствии с увеличением изгибающих моментов к середине пролета. Разность между максимальной и минимальной величинами толщины полки железобетонной балки определяется величиной прогиба деревянных балок, служащих несущими элементами при реконструкции. Таким образом, верхний предел изменения толщины полки обусловлен как прочностными характеристиками деревянной балки (так как при большем ее прогибе максимальные напряжения становятся соизмеримыми с расчетным сопротивлением древесины при изгибе), так и рациональным распределением материала по поперечному сечению железобетонной балки, таким образом, чтобы нейтральная ось не проходила по телу полки, т.е. чтобы часть полки не оказывалась в растянутой зоне сечения.

На фиг. 1 изображено устройство для реконструкции перекрытия, фрагмент плана; на фиг.2 то же, разрез; на фиг.3, 4, 5 сечения вновь возводимой железобетонной балки по длине пролета.

Устройство для реконструкции деревянного перекрытия содержит сохраняемые деревянные балки 1 и вновь возводимые железобетонные балки 2 с П-образным поперечным сечением, имеющим горизонтальную полку толщиной f и вертикальные полки высотой h. В последних размещена продольная рабочая арматура 3.

Предлагаемое устройство монтируется следующим образом. После вскрытия и удаления конструкции пола и изоляционных слоев перекрытия в стенках 4 выполняют опорные гнезда для железобетонных балок 2, на нижних гранях балок 1 закрепляют горизонтальные элементы опалубки, а между деревянными балками 1 устанавливают вертикальные элементы опалубки железобетонных балок 2. При этом горизонтальными элементами опалубки может служить подшивной потолок (не показан). Затем производят укладку продольной рабочей арматуры 3 в стенках балок 2 с обеспечением постоянной высоты защитного слоя бетона, например, посредством подкладок. После установки распределительной арматуры железобетонных балок 2 производят укладку бетонной смеси таким образом, чтобы верхняя грань железобетонной балки была горизонтальной.

При воздействии на перекрытие эксплуатационных нагрузок изгибающие моменты в балках увеличиваются от опор к середине пролета, достигая максимальных значений в средних сечениях. Наиболее рациональное восприятие изгибающих моментов обеспечивается увеличением площади сжатой зоны бетона (за счет увеличения толщины полки) и увеличением плеча внутренней пары сил (увеличением общей высоты сечения) к середине пролета балок.

Такое конструктивное выполнение устройства для реконструкции деревянного перекрытия позволяет сократить трудоемкость реконструкции за счет исключения необходимости выравнивания деформированных в процессе эксплуатации балок, а также сократить материалоемкость вновь возводимого железобетонного перекрытия за счет рационального использования материала.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕКОНСТРУКЦИИ ДЕРЕВЯННОГО ПЕРЕКРЫТИЯ, включающее деревянные балки и железобетонную конструкцию, охватывающую последние, отличающееся тем, что железобетонная конструкция выполнена в виде балки П-образного сечения с увеличением толщины горизонтальной полки к середине пролета и постоянной высотой вертикальных стенок, в которых размещена рабочая арматура, причем разница между максимальной и минимальной величинами толщины полки не превышает 0,03 длины пролета, а рабочая арматура балок эквидистантна нижней грани балки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5