Сборно-монолитная конструкция
Изобретение относится к строительству , и может быть использовано в качестве несущих конструкции гражданских промышленных зданий и различных сооружений преимущественно в виде балок антисейсмических поясов поясных ригелей и элементов стенового ограждения Сборномонолитная конструкция содержит лоткообразную оболочку со шпоночными элементами на поверхностях стенок и дни ща, образующих полость и монолитный сер дечник Толщина смежных шпоночных элементов стенок увеличена поочередно кверху и книзу оболочки, а шпоночные уг лубления в днище выполнены сквозными Смежные шпоночные элементы стенок уши рены поочередно кверху и внизу вдоль по лости оболочки В верхних конца шпоночных элементов стенок выполнен анкерные приспособления соединяющие их с монолитным сердечником преимуще ственно через продольную арматуру сердечника Приспособления выполнены с армированными углублениями в верхних торцах уширенных кверху шпоночных элементов со вставленными в них преимущественно продольными арматурными стержнями монолитного сердечника 3 з п ф-лы 9 ил сл с
СВОЗ COBFTCHI1X
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬПИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ у
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4808739/33 (22) 04.04,90 (46) 23.07.92. Вюл. N 27 (71) Дорожно-строительный трест Молдавской железной дороги "Дорстройтрест" (72) А.В.Думитрюк и В.В.Гузовский (56) Авторское свидетельство СССР
Ч. 896214, кл, Е 04 С 3/28, 1980. (54) СБОРНО-МОНОЛИТНАЯ КОНСТРУКЦИЯ (57) Изобретение относится к строительству, и может быть использовано в качестве несущих конструкций гражданских, проMblLU/IeHHblx зданий и различных сооружений, преимущественно в виде балок, антисейсмических поясов. поясных ригелей и элементов стенового ограждения. Сборномонолитная конструкция содержит лоткообразную оболочку со шпоночными .
Изобретение относится к строительству и может быть использовано в качестве несущих конструкций гражданских, промышленных зданий и различных сооружений, преимущественно в виде балок, антисейсмических поясов, поясных ригелей и элементов стенового ограждения.
Известна сборно-монолитная конструкция, содержащая лоткообразную оболочку со шпоночными элементами на поверхности стенок и днища, образующими полость, и монолитный сердечник.
Недостатком известной конструкции является невысокая несущая способность и ограниченная возможность применения, особенно в условиях сейсмичности. В сборном и монолитном элементах сборно-моно„., SUÄÄ 1749413 А1 элементами на поверхностях стенок и днища, образующих полость и монолитный сердечник. Толщина смежныx шпоHî÷íhlх элементов стенок увеличена поочередно кверху и книзу оболочки, а шпоночные углубления в днище выполнейы сквозными.
Смежные шпоночные элементы стенок уширены поочередно кверху и внизу вдоль полости оболочки, В верхних концах шпоночных элементов стенок выполнены. анкерные приспособления, соединяющие их с монолитным сердечником, преимущественно через продольную арматуру сердечника, Приспособления выполнены с армированными углублениями в верхних торцах уширенных кверху LUlloHo÷íûõ элементов со вставленнами в них преимущественно продольными арматурными стержнями монолитного сердечника. 3 з.п, у ф-лы, 9 ил. литной конструкции происходят разные по величине и по направлению усадочйые деформации.
В более молодом по возрасту монолитном бетоне в начальной стадии его твердения внутренние напряжейия. вызванные усадкой, проявляются активно, а в более старом по возрасту бетоне сборного элемента они находятся в стадии затухания.
Разные деформации соединяемых элементов приводят к перенапряжению бетона в контактирующих слоях, Причем свободное прохождение усадки по поверхностям стенок лотка способствует увеличению усадочных деформаций в контактирующих слоях.
При нарастании внутренних и внешних усилий происходит расслоение монолитного и
1149413 сборного элементов сборно-монолитной конструкции. Расслоение начйнэется от краев соединяемых элементов, распростра- . няясь по всей контактирующей поверхности.
В результате действия объемной поперечной деформации, вызванной свободной усадкой монолитного сердечника, происходит его отслоение от поверхности стенок сборной лоткообразной оболочки, которое усугубляется внешними усилиями, особенно сейсмическими. В известной конструкции это приводит к перемещению, выходу монолитного сердечника вверх из лоткооб: разной оболочки, что снижает несущую способность сборно-монолитной конструкции при поперечных деформациях. Кроме того, сплошное дно в лоткообразной оболочке не позволяет обеспечить соприкосновение монолитного элемента со стеной здания в случае применения сборно-монолитной конструкции в качестве антисейсмического пояса. Отсутствие контакта монолитного бетона сборно-монолитной койструкции со стеной здания не обеспечивает их надежну<о совместную работу по шву, не позволяет обеспечить наде>кную его несущую способность на срез и растяжение, в том числе с помощью выпусков из стены в монолитный сердечник. Также в известной конструкции размер шпоночных выступов вдоль сборного лотка больше чем у аналогичных выступов монолитного сердечника, что не учитывает повышенное трещинообрэзование монолитного элемента, приводящее к разрушению монолитных шпонок раньше, чем разрушатся шпоночные выступы в сборном лотке, снижающее несущую способность сборно-монолитной конструкции при продольных деформациях.
Вертикальные шпоночные выступы в стенках лоткообразной оболочки не препятствуют своими боковыми гранями перемещению сердечника вверх (и вниз) оболочки после отслоения монолитного сердечника от сборного лотка. Отсутствие в верхних концах шпоночных элементов стенок лоткообразной оболочки анкерных приспособлений, соединяющих их с монолитным сердечником преимущественно через его продольную арматуру, не обеспечивает достаточную жесткость соединения, замедляющую появление первой трещины по шву контакта в его краевых зонах.
Цель изобретения — увеличение несущей способности и повышение сейсмостойкости сборно-моног.итной конструкции за счет обеспечения надежной связи между монолитным сердечником и сборной лоткообразной оболо <кой даже после отслоения монолитного элемента от сборного и за счет повышения несущей способности шва между сборномонолитной конструкцией и нижележащей конструкцией здания путем
5 обеспечения контакта монолитного сердечника с ней, Поставленная цель достигается тем, что в сборно-монолитной конструкции, содержащей лоткообрэзную оболочку, со шпоноч10 ными элементами на внутренней. .поверхности ее стенок и днища, и монолитный сердечник, толщина смежных шпоночных элементов стенок оболочки увеличена поперечно кверху и книзу оболочки, образуя
15 контруклоны, заклинивающие монолитный сердечник в сборной лоткообразной оболочке в поперечном направлении конструкции, повышающие ее несущую способность, а шпоночные углубления в днище лотка вы20 полнены сквозным. обеспечивающими непосредственную связь монолитного сердечника с нижележащей конструкцией через контакт монолита с нижележащим сплошным основанием, стеной здания и с, 25 помощью вертикальных связей стены здания с монолитным сердечником, что увеличивает несущую способность между конструкцией и основанием. Смежные шпоночные элементы стенок лоткообразной
30 оболочки уширены поочередно кверху и книзу вдоль полости. оболочки, образуя контруклоны заклинивающие монолитный сердечник в сборном элементе вдоль конструкции, увеличивая ее несущую способ35 ность и повышая сейсмостойкость, улучшая технологичность образования шпоночных элементов, уменьшая усадочные деформа ции, уширенными книзу шпоночными эле ментамй, препятствующими наклонными
40 гранями свободному прохождению усадки.
B верхних концах шпоночных элементов стенок лоткообразной оболочки выполнены анкерные приспособления, соединяющие их с монолитным сердечником преимущест45 венно через продольную арматуру сердечника, жестко соединеннуЮ с анкерным приспособлением, что снижает дефицит сцепления бетонов в шве контакта монолитного элемента со сборным, повышает несу50 щую способность контактного шва a его краевых зонах. Анкерные приспособления выполнены с армированными углублениями в верхних торцах уширенных кверху шпоночных элементов со вставленными в них
55 преимущественно продольными арматурными стержнями монолитного сердечника, На фиг. 1 показана сборно-монолитйая конструкция со шпоночными элементами увеличенной толщины кверху лоткообразной оболочки, поперечный рэз1749413 рез; на фиг. 2 — то же, со шпоночными эле- выступах 3, выполненные с расположением ментами увеличенной толщины книзу лотко- верхнего торца ниже верха конструкции, сообразной оболочки; на фиг. 3 — единяющие их с мойолитным сердечником лоткообразная оболочка, видсверху; на фиг. с помощью закладных деталей 16 (фиг. 5) с
4 — разрез А-А на фиг. 3; на фиг, 5 — лоткооб- 5 выпусками 17, армирующими шпоночные, разная оболочка со шпоночными элементами, выступы 3, и арматурных стержней l8 карувеличенной толщины кверху полости с ан- каса монолита, жестко соединейных сдетакерными приспособлениями и арматурным лями 16, Как вариант, анкерные каркасом монолитного сердечника, попе- приспособления в верхних шпоночных выречный разрез; на фиг. 6 — разрез Б-Б на 10 ступах 3 (фиг; 7) выполнены в виде углублефиг. 5; на фиг. 7 — лоткообразная оболочка ний 19, армированных выпусками 20 из тела со шпоночными элементами увеличенной стенок 1 в верхних торцах шпоночных вытолщины книзу полости, с анкернымиуглуб- ступов 3 и вставленных в них стержней 18 лениями в верхних торцах u -" очных вы- арматурного каркаса Монолитного сердечступов и арматурны каркасом 15 ника 15, содержащего, кроме того, нижние монолитного сердечника, п еречный раз- стержни 21, обьединенные со стержнями 18 рез; на фиг, 8 — то же, вари,.нт; на фиг. 9 — поперечной арматурой 22 в единый каркас. сечение В-В на фиг. 7 и 8. Стенки 1 лоткообразной оболочки армироСборно-монолитная конструкция со- ваны плоскими каркасами, содержащими держит сборный элемент, изготовленный в 20 верхние 23 и нижние 24 стержни, соединензаводских условиях, и монолитныйэлемент, ные поперечной арматурой 25, К стержням изготовленный в построечных условиях. 23 присоединены выпуски 17 или 20, ПереСборный элемент выполнен в виде лоткооб- мычки 8, соединяющие стенки 1, армироваразной оболочки образованной боковыми ны верхними стержнями 26 и нижними 27. стенками 1 и днищем 2. На внутренней по- 25 заделанными в стенки 1 и объединенными верхности боковых стенок 1 образованы между собой поперечной арматурой 28 и шпоночные элементы так, что толщина косыми стержнями 29. Как дополнительный смежных элементов увеличена поочередно вариант анкерные прйспособления выполкверху оболочки, образуя верхние шпоноч- нены в виде вертикальных отверстий 30 в ные выступы 3 и нижние углубления 4, и 30 верхних шпоночных выступах, охваченнь,х книзу оболочки, образуя нижние шпоноч- по контуру арматурными выпусками 31 и ные выступы 5 и верхние углубления 6, а в вставленных в них анкерных скоб 32 моноднище 2, лоткообразной оболочки шйоноч- литного сердечника 15. В случае устройства ные элементы выполнень(сквозными, абра- сборно-монолитной конструкции над прозуя проемы 7, чередующиеся:с 35 емами в здании сплошное дно 2 сборной перемычечными элементами 8, соединяю-- оболочки создают с помощью щита инвенщими боковые стенки 1 оболочки между со- тарной опалубки и т.п., преимущественно бой, фронтальные грани.9 и 10 Смежных - прикрепленного к лоткообразной оболочке. шпоночных элементов, направленные В случае использования конструкции е качевдоль оболочки, перекрещиваются X-образ- 40 стве стенового ограждения ее сборные лот но под угламиаи/3, определяющими наклон кообразные элементы опираются друг на граней 9 и 10 к вертикали, равными преиму- друга своими стенками, о щественйо 5-30 (й . =P), Верхние профиль- Выполнение лоткообразной оболочки, а ные грани 11 и 12 и ни>кние грани 13 и 14 следовательно и монолитното сердечника расположены соответственно под углами 45 сборно-монолитной конструкции с предлаQèpк вертикали, равными преимуществен- гаемой формой шпоночных элементов, вью но 5 -45 (у =p). Длина а шпоночных углуб- полненных на стенах лотка, в сочетании со лений 4 и 6 по их средней линии вдоль сквозными шпоночными углублениями в полости лотка составляет преимущественНо днище полости не исключает возникнове1,1-2,2 длины b шпоночных выступов 3 и 5. 50. ние напряжений в контактирующих слоях
Монолитный элемент выполнен из монолит- сборного и монолитного элементов, свойстного бетона или железобетона, образующе- венных сборно-монолитным конструкциям, ro сердечник 15, контактирующий со но эти напряжения не могут привести к полстенками 1, перемычечньгми элементами 8 ному расслоению соединяемых элементов, сборного элемента сборно-монолитной кон- 55 к выходу монолитного сердечника из лотко- струкции и основанием, на которое она опи- образной полости при различных сочетанирается, к примеру с нижележащей стеной, ях внутренних и внешних усилий, Под.
Кроме того, конструкция содержит анкер- воздействием усилий, вызывающих переменые приспособления в верхних шпоночных щение монолитного сердечников относительно лотка по вертикали,.после полного
1749413 расслоения контактирующих слоев шпоночные элементы работают как клинья. Углы а и 3, определяющие наклон фронтальных граней шпоночных элементов стенок оболочки, и углы 1 и р наклона их профильных граней обеспечивают технологичность изготовления предлагаемого сборного лоткообразного элемента и надежное взаимодействие сборного и монолитного элементов сборномонолитной конструкции между собой и с нижележащими конструкциями. При углах а и /1; у и р меньше 5 затруднено изготовление изделия и уменьшается несущая способность конструкции, так как возможно полное расслоение по поверхности контакта и взаимное смещение слоев, поскольку за счет смятия поверхности угол практически исчезает, а следовательно исчезает и клин.
При значениях углов а и P больших 30 шпоночные элементы перестают работать как клинья на трение и смятие (местное сжатие).
Не реализуется преимущество бетона работать на сжатие. Шпоночные элементы начинают работать на срез.по телу бетона, уменьшается ширина полости ло ка, из-за чего усложняется устройство монолитного сердечника, При значениях углов ) и <р больших 45 значительно увеличивается рассто яние между выступами шпоночных элементов. в том числе между перемычками, соединяющими стенки лоткообразной оболочки, что приводит к увеличению и усложнению армирования сборно-монолитной конструкции.
Наличие сквозных шпоночных углублений в днище полости лотка позволяет обеспечить соприкосновение около 80% опорной поверхности сборно-монолитной конструкции монолитным бетоном к нижележащей конструкции здания, сооружения, Это увеличивает несущую способность контактирующих швов между сборно-монолитной и соприкасающей конструкциями.
Размеры а и b, определяющие соответственно длину шпоночных углублений и шпоночных выступов, обеспечивают оптимальные условия взаимодействия обоих элементов сборно-монолитной конструкции. При а меньшем 1,1 Ь происходит опережающее разрушение шпонок монолитного элемента, выполненного из бетона, из-за его повышенной трещиностойкости. При а большем 2Ь происходит опережающее разрушение шпонок сборного элемента. Кроме того, в случае выполнения монолитного сердечника преимущественно высотой с более чем две его ширины d по их средним линиям, целесообразно в краевых зонах контактных поверхностей монолитного сердечника 15 и стенок 1 лоткообразной оболочки выполнять анкерные приспособления, соединяющие сборный элемент с монолитным, 5 ликвидирующие дефицит сцепления в контактных слоях элементов и в первую очередь в их краевых зонах, При этом наиболее эффективными являются анкерные приспособления, соединяющие стенки сборного
10 лоткообразного элемента с монолитным сердечником 15 через его верхнюю продольную арматуру 18, преимущественно жестко соединенную с анкерными деталями
16. 8 случае выполнения монолитного сер15 дечника высотой с, равной 1,1-2 его ширины
4, с целью упрощения технологйи монтажа, сокращения трудозатрат целесообразно анкера выполнять в виде армированных углублений 19 в верхних торцах шпоночных
20 выступов 3 со вставленными в них преимущественно продольными арматурными стержнями 18 монолитного сердечника. 8 случае выполнения сборно-монолитной конструк гии без стержней 18 или в случае ы25 полнения арматурного карка э монолитного сердечника прямоугольной формы в поперечном сечении (рис. 8) целесообразно в верхних торцах шпоночных выступов 3 выполнить отверстия 30„
30 армированные f1o контуру арматурными выпусками 31 и анкерные скобы 32 монолитного сердечника 15, вставленные в отверстия
30, соединяющие стенки 1 лоткообразной оболочки. Учет этих обстоятельств приводит
35 к повышению несущей способности сборномонолитной конструкции.
Таким образом предлагаемая сборномонолитная конструкция обеспечивает увеличение несущей способности и повышение
40 сейсмостойкости.
Формула изобретения
1. Сборно-монолитная конструкция, содержащая лоткообразную оболочку со шпо45 ночными элементами на поверхностях стен и днища, образующих полость, и монолитный сердечник иэ бетона, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью увеличения несущей способности и повышения сейсмостойко50 сти, толщина смежных шпоночных элементов стен увеличена поочередно кверху и книзу, а шпоночные углубления в днище выполнены сквозными.
2. Конструкция пои. 1, от лича ю щ а55 я с я тем, что смежные шпоночные элементы стен уширены поочередно кверху и книзу вдоль плоскости оболочки, 3, Конструкция по пп. 1 и 2, о т л и ч а юща я с я тем, что в верхних концах шпоночных элемвнтов стенок выполнены анкерные
17 М1З
10 приспособления, соединяющие их с монолитным сердечником, преимущественно через продольную арматуру сердечника.
4. Конструкция по и, 3, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что приспособления выполнены с. армированными углублениями в верхних торцах уширенных кверху шпоночных алиментов со вставленными в них, преимуще ственно продольными, арматурными
5 стержнями монолитного сердечника.
1749413
1749413
31
1 г5
Гб27,2У
Составитель А.Думитрюк
Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Н.Ревская
Редактор Н,Яцола
Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 2573 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5