Железобетонное пространственное покрытие
Владельцы патента RU 2433226:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)
Изобретение относится к области строительства, в частности к железобетонному пространственному покрытию. Технический результат заключается в повышении несущей способности, жесткости, обеспечении геометрической неизменяемости, а также сокращении расхода бетона и арматуры. Железобетонное пространственное покрытие включает оболочку прямоугольной в плане формы и монолитно связанные с ней по контуру поддерживающие плоские диафрагмы. Оболочка выполнена тонкостенной и положительной гауссовой кривизны. Оболочка выполнена с утолщением ее сечения в угловых и приконтурных зонах. Оболочка усилена поперечными и продольными ребрами, образующими внутренний контур покрытия. Ребра выполнены на внутренней поверхности оболочки и монолитно связаны с оболочкой и диафрагмами. Нижний контур ребер по отношению к верхнему выполнен с большей стрелой выгиба. 4 ил.
Изобретение относиться к области строительства, в частности к железобетонному монолитному пространственному покрытию подземных каркасных сооружений с высокой эксплуатационной нагрузкой.
Известно железобетонное монолитное ребристое перекрытие, содержащее плиту с минимальным сечением, усиленную продольными или поперечными главными балками, опертыми на колонны и наружные стены, и второстепенными балками, опертыми на главные балки, причем все элементы перекрытия монолитно связаны, в балках сконцентрирована растянутая арматура, и, как минимум, одна из второстепенных балок оперта на колонну (Байков В.Н., Сигалов Э.Е. «Железобетонные конструкции. Общий курс», Москва, Стройиздат 1991 г., с.305-307).
Недостатком известного аналога является недостаточная эффективность плитной конструкции перекрытия при высоких эксплуатационных нагрузках, обусловленная работой конструкции преимущественно на изгиб, что приводит к растяжению нижней области элементов, отрицательно сказывается на бетоне и снижает его несущую способность, а в итоге влечет необходимость увеличения площади поперечных сечений конструкции и связанный с этим перерасход бетона и арматуры.
Известно железобетонное пространственное покрытие, прямоугольное в плане, состоящее из тонкостенной оболочки положительной гауссовой кривизны и поддерживающих ее по контуру плоских диафрагм, связанных с оболочкой монолитно и опертых по углам на колонны (Байков В.Н., Сигалов Э.Е. «Железобетонные конструкции. Общий курс», Москва, Стройиздат 1991 г., с.462-463, прототип).
Недостатком прототипа является недостаточная эффективность конструкции пространственного покрытия при значительных эксплуатационных нагрузках в связи с тем, что тонкостенная оболочка обладает малой жесткостью на изгибающие усилия и срез в угловых и приконтурных зонах, а плоские диафрагмы, поддерживающие оболочку, выполнены свободно деформируемыми, требующими усиления для обеспечения их геометрической неизменяемости и пространственного покрытия в целом.
Задачей изобретения является повышение эффективности железобетонного пространственного покрытия путем повышения его несущей способности, жесткости и обеспечения геометрической неизменяемости, а также сокращение расхода бетона и арматуры,
Для решения поставленной задачи в железобетонном пространственном покрытии, включающем тонкостенную оболочку положительной гауссовой кривизны прямоугольной в плане формы и монолитно связанные с ней по контуру поддерживающие плоские диафрагмы, согласно изобретению оболочка выполнена с утолщением ее сечения в угловых и приконтурных зонах и дополнительно усилена поперечными и продольными ребрами, образующими внутренний контур покрытия, при этом ребра выполнены на внутренней поверхности оболочки и монолитно связаны с оболочкой и диафрагмами, причем нижний контур ребер по отношению к верхнему выполнен с большей стрелой выгиба.
На фиг.1 схематично изображено железобетонное пространственное покрытие, вид сверху; на фиг.2 - то же, вид снизу; на фиг.3 изображен разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.1.
Железобетонное пространственное покрытие содержит тонкостенную оболочку 1 положительной гауссовой кривизны прямоугольной в плане формы и монолитно связанные с ней по контуру поддерживающие плоские продольные 2 и поперечные 3 диафрагмы. Оболочка 1 с целью ее усиления и повышения несущей способности выполнена переменного сечения с утолщением его в угловых и приконтурных зонах, как показано на фиг.3, 4. Кроме того, оболочка 1 дополнительно усилена поперечными 4 и продольными 5 ребрами, образующими внутренний контур покрытия. При этом ребра 4, 5 выполнены на внутренней поверхности оболочки и связаны с оболочкой и диафрагмами монолитно. Для обеспечения эффективной работы конструкции и рационального распределения материала нижний контур ребер выполнен по отношению к верхнему контуру с большей стрелой выгиба, как показано на фиг.3, 4, при этом f2>f1. Указанное соотношение способствует усилению конструкции в приконтурных зонах и повышению жесткости диафрагм, положительно влияющих на несущую способность покрытия, а также способствует снижению материалоемкости.
Изготовление железобетонного пространственного покрытия производится непосредственно на строительной площадке из монолитного железобетона. Монтаж осуществляется следующим образом. В прямоугольную опалубку, образующую наружный контур покрытия, размещают опалубочные объемные элементы, которые главным образом формируют внутреннюю поверхность оболочки 1, контурные продольные 2 и поперечные диафрагмы 3, поперечные 4 и продольные 5 ребра на внутренней поверхности оболочки и внутренний контур покрытия. Между опалубочными элементами размещают арматуру продольных 2 и поперечных диафрагм 3, поперечных 4 и продольных 5 ребер. Над опалубочными элементами размещают арматуру оболочки 1. В готовую форму подают бетон и осуществляют бетонирование с использованием глубинных вибраторов.
Преимущество железобетонного пространственного оребренного покрытия с утолщенным сечением в угловых и приконтурных зонах, по сравнению с прототипом, заключается в том, что существенно повышается несущая способность пространственного покрытия, его жесткость и геометрическая неизменяемость, и, кроме того, за счет ребер возможно уменьшение стрелы выгиба оболочки, что влияет на высоту всей конструкции, а также уменьшает материалоемкость.
Железобетонное пространственное покрытие, включающее тонкостенную оболочку положительной гауссовой кривизны прямоугольной в плане формы и монолитно связанные с ней по контуру поддерживающие плоские диафрагмы, отличающееся тем, что оболочка выполнена с утолщением ее сечения в угловых и приконтурных зонах и дополнительно усилена поперечными и продольными ребрами, образующими внутренний контур покрытия, при этом ребра выполнены на внутренней поверхности оболочки и монолитно связаны с оболочкой и диафрагмами, причем нижний контур ребер по отношению к верхнему выполнен с большей стрелой выгиба.
