Бесшарнирное односводчатое перекрытие с затяжкой станции метрополитена из монолитного железобетона

Авторы патента:


 

Полезная модель направлена на повышение несущей способности затяжки перекрытия. Указанный технический результат достигается тем, что перекрытие включает затяжку, расположенную в пролете перекрытия, и подвеску. Конструкция затяжки представляет собой пакет соединенных стержней круглой формы, состоящий из центрального стержня, вокруг которого размещены внешние стержни. Каждая из подвесок выполнена в виде стержня круглой формы, диаметром меньшим диаметра стержней затяжки, и установлена под углом к плоскости расположения затяжки. На концевом участке затяжки центральный стержень затяжки снабжен анкером и связан с арматурным каркасом перекрытия, внешние стержни выполнены под углом к оси центрального стержня и связаны с арматурой перекрытия. Верхние концы наклонных подвесок закреплены в центре верхней части свода перекрытия, а нижние концы выполнены загнутыми и соединены с внешними стержнями затяжки. 6 илл.

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована при возведении сводов зданий и сооружений различного назначения и, в частности, станций метрополитена, сооружаемых в открытых котлованах.

Известно, что в арочных перекрытиях, как в двухшарнирных, так и бесшарнирных, в местах их установки на опоры (стены), возникают значительные вертикальные и горизонтальные силы, которые воздействуют на опоры (стены). Вертикальные силы, направленные вниз, воспринимают опоры (стены) и передают их через основание сооружения на грунт. Горизонтальные силы направлены непосредственно в сторону грунта. Если грунты достаточно прочны, то они воспринимают эти силы и препятствуют деформации опор (стен).

Величина этих сил зависит от размеров сооружения, соотношения высоты свода к пролету и величины расчетных нагрузок на перекрытие.

Известны конструкции станций метрополитена, представляющие собой пологий свод из монолитного железобетона, омоноличенный с вертикальными стенами (Ю.С. Фролов и др. «Метрополитены», Желдориздат, г. Москва, 2001 год, параграф 5.5, рис. 5-54, 5-55, 5-56)

Известны также двухшарнирные арки, которые применяются для сооружений мостов и сводчатых сооружений зданий. (А.И. Дыховичный «Строительная механика», Углетехиздат, Москва, 1959 год, глава 13, параграф 100, стр. 271)

Наиболее близким к заявляемой полезной модели является односводчатое перекрытие (арка с затяжкой) (А.И. Дыховичный «Строительная механика», Углетехиздат, Москва, 1959 год, глава 13, параграф 101, стр. 220, 221)

Изображенная на рис. 220 арка с затяжкой является основным расчетным и монтажным элементом перекрытия. С обеих сторон арки, выше мест установки ее на опоры с внутренней стороны арки, закреплены одиночные металлические стержни-затяжки. Сверху в пролете арки закреплены металлические стержни подвески, нижние концы которых соединены со стержнями затяжек.

Недостатком этого технического решения является то, что при больших пролетах перекрытия и больших нагрузках на перекрытие для обеспечения несущей способности затяжки, необходимо увеличивать количество затяжек вдоль оси перекрытия. Соответственно увеличиваются затраты и время возведения перекрытия.

Кроме того, большое количество затяжек внутри свода станции (сооружения) может плохо сочетаться с ее архитектурным обликом, что является очень важным фактором для станции метрополитена.

Достигаемым при использовании предлагаемой полезной модели техническим результатом является повышение несущей способности затяжки перекрытия, снижение трудоемкости монтажа и ускорение строительного процесса.

Технический результат достигается тем, что в бесшарнирном односводчатом перекрытии с затяжкой станции метрополитена, включающем затяжку, расположенную в пролете перекрытия, свод которого установлен на стены-опоры, и подвеску, конструкция затяжки представляет собой пакет соединенных между собой стержней из прокатной стали круглой формы одинакового диаметра, состоящий из центрального осевого стержня, вокруг которого размещены внешние стержни, соединенные между собой и с поверхностью центрального осевого стержня по длине, каждая из подвесок выполнена в виде стержня круглой формы, диаметром меньшим диаметра стержней затяжки, и установлена под углом к плоскости расположения затяжки, на концевых участках затяжки в зоне бетонирования перекрытия центральный стержень затяжки снабжен анкером и связан с арматурным каркасом перекрытия, внешние стержни выполнены под углом к оси центрального стержня и связаны с арматурой перекрытия, верхние концы наклонных подвесок закреплены в центре верхней части свода перекрытия, а нижние концы подвесок выполнены загнутыми и соединены с внешними стержнями затяжки.

Выполнение конструкции затяжки в виде пакета соединенных между собой стержней, состоящего из центрального осевого стержня, вокруг которого размещены внешние стержни, соединенные между собой и с поверхностью центрального осевого стержня, а именно, повышение несущей способности затяжки перекрытия.

Кроме того, на концевых участках затяжки в зоне бетонирования перекрытия центральный стержень затяжки снабжен анкером и связан с арматурным каркасом перекрытия, внешние стержни выполнены под углом к оси центрального стержня и связаны с арматурой перекрытия, верхние концы наклонных подвесок закреплены в центре верхней части свода перекрытия, а нижние концы подвесок выполнены загнутыми и соединены с внешними стержнями затяжки.

Такая конструкция обеспечивает надежное соединение (закрепление) элементов конструкции затяжки с опорными элементами конструкции (с перекрытием свода) станции метрополитена и способствует достижению заданного технического результата - повышение несущей способности затяжки перекрытия и, как следствие, снижение трудоемкости монтажа и ускорение строительного процесса, что в настоящее время строительства метрополитенов является актуальным.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен поперечный разрез станции метрополитена с односводчатым перекрытием, на фиг. 2 - продольный разрез станции, на фиг. 3 - разрез А-А, на фиг. 4 - затяжка, разрез В-В, на фиг. 5 - соединение нижнего конца подвески с затяжкой, разрез Г-Г, на фиг. 6 - анкерное соединение конца затяжки с арматурой, разрез Д-Д.

Бесшарнирное односводчатое перекрытие с затяжкой станции метрополитена из монолитного железобетона представляет собой пологий свод 1 переменной толщины, омоноличенный с вертикальными стенами-опорами 2 станции метрополитена. Противоположные опорные участки 3 свода 1 перекрытия выше места установки свода 1 на стены 2 соединены между собой затяжкой 4. В центральной верхней части 5 свода 1 перекрытия закреплены верхние концы 6 (фиг. 2) подвесок 7, установленных под углом к плоскости расположения затяжек 4.

В пролете перекрытия конструкция затяжки 4 представляет собой пакет соединенных между собой стержней из прокатной стали круглой формы одинакового диаметра. Пакет стержней (фиг. 4) состоит из расположенного в центре пакета центрального осевого стержня 8 и расположенных вокруг него внешних стержней 9. Внешние стержни 9 соединены последовательно между собой и с поверхностью центрального осевого стержня 8 прерывистами сварными швами по всей длине затяжки в пролете станции.

На концевых участках затяжки 4, в зоне бетонирования 10 (фиг. 3) все внешние стержни 9 выполнены под углом к оси центрального стержня 8 и связаны с арматурой опорных участков 3 перекрытия. Центральный осевой стержень 8 снабжен на конце анкером 11 и связан арматурным каркасом 12 перекрытия.

Каждая из подвесок 7 выполнена из стержней круглой формы, диаметром, меньшим диаметра стержней затяжки 4.

Нижние концы 13 стержней каждой подвески 7 выполнены загнутыми и соединены со стержнями затяжки 4 в пролете перекрытия.

Бесшарнирное односводчатое перекрытие с затяжкой станции метрополитена из монолитного железобетона функционирует следующим образом.

При снятии опалубки перекрытия нагрузка от свода 1 перекрытия передается на стены-опоры 2 сооружаемой станции. В местах опорных участков 3 свода 1 перекрытия на стены-опоры 2 возникают вертикальные и горизонтальные силы, которые воздействуют на стены-опоры 2. При этом вертикальные силы, направленные вниз, воспринимают стены-опоры 2 и передают их через основание 14 станции на грунт. Горизонтальные силы направлены от оси сооружения в противоположные стороны и воздействуют на стены-опоры 2 изнутри. Так как внешние стержни 9 затяжки 4 на концевых участках выполнены под углом к оси центрального стержня 8, связаны с арматурой перекрытия и омоноличены, то в местах опорных участков 3 свода 1 перекрытия они воспринимают эти силы. Поскольку эти силы равны по величине и соединены между собой в пролете свода затяжкой 4, то они уравновешивают друг друга, а затяжка 4 работает на растяжение.

При этом участок перекрытия в месте установки его на стену-опору 2 по всей длине станции представляет собой неразрезную плиту (балку), на которую воздействует равномерно распределенная нагрузка (горизонтальные силы), затяжки 4 воспринимают эту нагрузку, выполняя роль опор (реакций), и тем самым препятствуют деформации стены-опоры 2. Величина усилия в затяжке 4 зависит от расстояния между затяжками.

Соответственно, чем больше несущая способность затяжки 4, тем больше может быть расстояние между ними.

Использование предлагаемого технического решения позволит:

- повысить несущую способность затяжки и соответственно значительно уменьшить их количество;

- сооружать в открытых котлованах односводчатые станции метрополитенов в слабых мало связных грунтах и одновременно отказаться от мероприятий по укреплению слабых грунтов;

- сократить сроки строительства станции, так как после набора требуемой прочности бетона перекрытия и снятия опалубки вся нагрузка от перекрытия передается на стены. Поскольку вертикальную силу воспринимают стены и через основание станции передают на грунт, а горизонтальные силы (усилие распора) воспринимает затяжка, то последующие строительные работы по гидроизоляции свода и места упора его на стену, а также обратная засыпка пазух котлована может быть осуществлена независимо от возведения свода;

сооружать на поверхности земли односводчатые станции метрополитена и другие сооружения различного назначения (склады, цеха и тд).

Бесшарнирное односводчатое перекрытие с затяжкой станции метрополитена из монолитного железобетона, включающее затяжку, расположенную в пролете перекрытия, свод которого установлен на стены-опоры, и подвеску, отличающееся тем, что конструкция затяжки представляет собой пакет соединенных между собой стержней из прокатной стали круглой формы одинакового диаметра, состоящий из центрального осевого стержня, вокруг которого размещены внешние стержни, последовательно соединенные между собой и с поверхностью центрального осевого стержня по длине, каждая из подвесок выполнена в виде стержня круглой формы, диаметром меньшим диаметра стержней затяжки, и установлена под углом к плоскости расположения затяжки, при этом на концевом участке затяжки в зоне бетонирования перекрытия центральный стержень затяжки снабжен анкером и связан с арматурным каркасом перекрытия, внешние стержни выполнены под углом к оси центрального стержня и связаны с арматурой перекрытия, причем верхние концы наклонных подвесок закреплены в центре верхней части свода перекрытия, а нижние концы подвесок выполнены загнутыми и соединены с внешними стержнями затяжки.



 

Похожие патенты:
Наверх