Непрямо попередньо напружена залізобетонна дахово-стельова конструкція з плоскою нижньою поверхнею, спосіб попереднього напруження дахово-стельової конструкції та спосіб надання стійкості дахово-стельовій конст

1. Непрямо попередньо напружена залізобетонна дахово-стельова конструкція з плоскою нижньою поверхнею як збірний будівельний елемент для будування промислових будівель з великими прогонами, яка відрізняється тим, що має виразно широку та тонку бетонну плиту (1), тонкостінну C2 2 (19) 1 3 75959 4 то вони не досягають потрібного ефекту, через ження конструкцій з плоскою нижньою поверхнею, відсутність такого ексцентриситету. Щоб досягти причому подвійне попереднє напруження як висопрогину бетонної плити вгору, напружувані армакоефективний спосіб не заперечується. турні елементи треба було б опустити нижче за Цей винахід ефективніше вирішує проблему центр ваги усієї конструкції, що неприпустимо, стійкості верхньої .балки до подовжнього вигину, оскільки це руйнує ідею плоскої нижньої поверхні. ніж спосіб, розкритий у вищезгаданому патенті. Отже, проблема концентрується на пошуку адекПросторово рознесені з'єднувальні трубчасті ватного способу попереднього напруження, що стрижні, рівномірно розподілені по верхній площизробить можливим ефективне зменшення значних ні стельової плити на певній визначеній відстані, прогинів і усунення або контроль тріщин , що моподіляють робочу довжину верхньої балки на кільжуть виникати в бетоні, у випадку розтягнення ка менших відрізків, і поперечний переріз верхньої стельової плити. Даний винахід пропонує ще один балки має форму зворотної "V", завдяки чому змеефективний спосіб попереднього напруження ншується робоча довжина з'єднувальних трубчасконструкцій з плоскою нижньою поверхнею. Протих стрижнів і змінюються умови на їх кінцях, що понована конструкція також вирішує проблему додатково зменшує вигин їх робочих довжин. стійкості верхньої балки до подовжнього вигину. Фіг.1 представляє собою ізометричний вид Конструкція, що описана [в патенті UA 61869] конструкції, на якому показані складові частини. під назвою "Комбінована дахово-стельова консФіг.2 представляє собою переріз конструкції, трукція з подвійним попереднім напруженням з на якому показані складові частини. плоскою нижньою поверхнею для будівель з велиФіг.3 ілюструє на спрощеній моделі принцип кими прогонами", є найбільш схожою відомою попереднього напруження (випадок 1). конструкцією. У згадай пропонується ефективний Фіг.4 ілюструє зменшення робочої довжини спосіб попереднього напруження таких зворотних з'єднувального трубчастого стрижня (3) і спосіб, у конструкцій з низько розташованим центром ваги який верхня балка (2) набуває стійкості до попоперечного перерізу і розкривається наступне довжнього вигину. рішення: до завершення виготовлення конструкції, Дахово-стельова конструкція з попереднім нашироку плиту попередньо напружують по центру, пруженням представляє собою збірний елемент, вводячи стиснення до стельової плити, завдяки що є несучим в одному напрямі, із просторово чому вирішують проблему тріщин у бетоні; потім рознесеними з'єднувальними трубчастими стрижвиготовлення конструкції завершують, і її ще раз нями для будівництва промислових будівель з попередньо напружують, використовуючи сталевеликими прогонами. Конструкція має виразно вий клин, який забивають у спеціальну деталь, що широку та тонку бетонну плиту розташована всередині прогону верхньої балки, (1) та верхню бетонну балку (2) з поперечним щоб досягти прогину плити догори через обертанперерізом у формі зворотної "V", як показано на ня її кінців. Даний винахід відноситься до конструФіг.2, що з'єднані між собою тонкими сталевими кції яка схожа на конструкцію, що розкрита [в патрубчастими стрижнями (3). Тонку стельову плиту тенті UA 61869] і, яка проте відрізняється по суті, вибрано виразно широкою, щоб відразу покрити бо в конструкції за даним винаходом передбачавелику частину будівлі у плані та забезпечити плоють ще одне додаткове попереднє напруження. У ску нижню поверхню зсередини. порівнянні до вищезгаданого винаходу, пропоноЯк видно з Фіг.2 та Фіг.4, обидві тонкі стінки вана конструкція має жорстку верхню балку такої поперечного перерізу верхньої балки (2) прохоконструкції, що є одночасно жорсткою і тонкостіндять близько до плити (1), скорочуючи таким чиною, та призначена для зменшення робочої довном довжину вигину з'єднувальних трубчастих жини з'єднувальних трубчастих стрижнів у порівстрижнів (3). З'єднувальні трубчасті стрижні (3), що нянні до більш жорстких сталевих труб. Заміна закріплені з однієї сторони у верхній балці (2) і жорстких сталевих труб тонкими трубчастими мають такий самий кут нахилу, як і нахилені тонкі стрижнями унеможливлює передачу згинальних стінки поперечного перерізу, з другої сторони замоментів з верхньої балки до плити і навпаки. кріплені у широкій стельовій плиті (1) і у такий споЗ'єднувальні трубчасті стрижні рівномірно розтасіб надають верхній балці (2) стійкості до подовжшовують по площині плити, щоб покращити взаєнього вигину. мозв'язок та рівномірність розподілу власної ваги Тонкі просторово рознесені сталеві трубчасті плити по верхній балці. Отже, з'єднання між трубстрижні (3) використовують також, щоб підтримучастими стрижнями та плитою стають менш жорсвати відстань між стельовою плитою (1) та верхткими, і, таким чином, сила попереднього напруньою балкою (2), запобігаючи переходу згинальження, яку вводять до стельової плити, не них моментів в обох напрямах та зменшуючи спричиняє значного згинання трубчастих стрижнів, теплопровідність між верхньою балкою (2) та стещо дозволяє прикладати більшу величину поперельовою плитою (1). днього напруження без вигинання плити. Однак, Щоб проілюструвати, як працює механізм якщо попереднє напруження по центру стельової конструкції, слід спочатку відзначити наступне: плити здійснюють у незначній мірі, це не справляє Якщо конструкція не була попередньо напрузначного впливу на прогин плити. Якщо, навпроти, жена, то і стельова плита (1), і верхня балка (2) прикладають значну силу попереднього напруматимуть тенденцію до прогинання вниз, причому ження, високий рівень стиснення справляє значстельова плита (1) через її більше відношення ний вплив на прогини стельової плити. Однією власної ваги до вертикальної жорсткості буде проважливою задачею даного винаходу є створити гинатися з більшої швидкістю, ніж верхня балка ще один ефективний спосіб попереднього напру(2), що примусить з'єднувальні трубчасті стрижні 5 75959 6 (3) чинити опір їх розходженню. ву частину стельової плити чи верхньої балки), Якщо конструкція була попередньо напружена жорстко з'єднані з стельовою плитою (1) і здатні та не навантажена, з'єднувальні елементи (3) запередавати згинальні моменти з верхньої балки знають стиснення, чинячи опір наближенню сте(2). Верхню балку (2) спочатку бетонують у її влальової плити (1) та верхньої балки (2) одна до одсній опалубці, а потім поміщають в опалубку для ної. стельової плити (1). Дроти попереднього напруЯкщо конструкція є попередньо напруженою і ження натягують і закріплюють в опалубці для навантажена була лише верхня балка, стиснення стельової плити, і плиту (1) бетонують. Після зау з'єднувальних трубчастих стрижнях (3) підвитвердіння бетону верхня балка (2) та стельова щиться, бо у цьому разі верхня балка (2) через плита (1) стають з'єднаними спеціальною деталлю прикладене навантаження вигинається униз, а у поблизу опор, арматурні елементи попереднього той самий час стельова плита вигинається трохи напруження вивільняють з опалубки, і до бетону вгору, і відтак з'єднувальні елементи (3) чинять стельової плити (1) вводять по центру силу попеопір їх додатковому наближенню одна до одної. реднього напруження. Сила попереднього напруЯкщо конструкція є попередньо напруженою, а ження скорочує стельову плиту (1), спричиняючи навантаженою є лише стельова плита (1), то стисвзаємне переміщення обох кінців (4) верхньої балнення у з'єднувальних трубчастих стрижнях зменки (2) у напрямку один до одного. Обидва кінці шується, бо у цьому разі стельова плита (1) вигиверхньої балки (2) жорстко з'єднані з стельовою нається униз швидше, ніж верхня балка (2), і плитою (1) вздовж довгих ліній з'єднання, тому у відтак відстань між ними збільшується. цих місцях згинальний момент може передаватися У будь-якому випадку верхня балка (2) діє як у стельову плиту (1). Через їх взаємне переміщеннесучий елемент, що несе майже весь згинальний ня-деформацію верхня балка (2) і стельова плита момент, в той час як конструкція елементів (3) є (1) приймають на себе певну частину сили попетакою, що вони здатні передавати лише малу часреднього напруження, що вводиться. Розглядаючи тину згинальних моментів на стельову плиту (1), опірні кінці (4) верхньої балки (2) як короткі консояка дуже легко прогинається навіть від дуже малих лі, які є складовою частиною стельової плити (1), згинальних моментів. очевидно, що скорочення стельової плити (1) Тонкі з'єднувальні трубчасті стрижні як частиспричиняє стягування кінців верхньої балки (2), і на конструкції відіграють взагалі роль на зразок верхня балка (2) вигинається угору, чинячи опір їх "пасивних" з'єднувачів, що значно не напружуютьспільному скороченню. Реагуючи на це, кінці верхся за будь-якого навантаження, хоча вони і з'єдньої балки (2) із значною внесеною частиною сили нують дві масивні деталі конструкції, (1) і (2), попереднього напруження штовхають консолі (4) утримуючи відстань між ними, коли ті намагаються на кінцях стельової плити (1), обертаючи їх кінці й зблизитися одна з одною або віддалитися одна від утворюючи негативні згинальні моменти у стельоодної у випадках різних навантажень. Також можвій плиті (1), що вигинають її вгору. Через це з'єдливо знайти й таке сполучення навантаження та нувальні трубчасті стрижні (3) між стельовою плипопереднього напруження, при якому внутрішні тою (1) і верхньою балкою (2) піддаються сили у деяких з'єднувальних трубчастих стрижнях слабкому стисненню, оскільки вони чинять опір їх дуже малі або практично дорівнюють нулю, що зближенню. Стельова плита зазнає безпосередпідкреслює відмінність пропонованих конструкції нього попереднього напруження, що запобігає від ферм або арок із затяжкою, порівняння з якими появі тріщин у бетоні, спричинених високим рівнем наведене вище. Це стане більш зрозумілим далі, розтягання, але головний ефект полягає у прогині коли ми розглядатимемо попереднє напруження. вгору тонкої та гнучкої, але вагомої стельової плиІснують два способи попереднього напруженти, який досягається через непряму пасивну реакня таких конструкцій, при цьому вибір залежить від цію верхньої балки (2), що діє на обидві свої опотого, чого ми бажаємо: мати більш або менш стисри, що подібна до консолі. Отже, ефект кінців, що нуті і стельову плиту (1) і верхню балку (2), або у тиснуть, досягають у такий самий спосіб, у який бетоні стельової плити (1) припускається певне його досягали [у вищезгаданому патенті UA помірне напруження. Якщо вибраний перший варі61869]. Довга і тонка стельова плита (1) вигинаант, то матимемо випадок способу подвійного поється швидше, ніж верхня балка (2), і через це переднього напруження, розкритого [в патенті UA обмежені різниці між їх прогинами спричиняють 61869], у якому верхню балку (2) треба виготовити стиснення у з'єднувальних трубчастих стрижз двох частин, що роз'єднані по центру прогону. нях (3). Якщо вибраний другий варіант, верхня балка (2) ВИПАДОК 2 виготовлена як одне ціле. Відповідно до опису [у патенті UA61869], верхЩоб краще пояснити відмінність, далі по тексню балку (2) було виготовлено з двох частин і поту випадок цільної балки позначений як випадок 1, передньо напружено у спосіб подвійного попереда випадок верхньої балки з двох частин позначенього напруження, що здійснювали у дві стадії. На ний як випадок 2. (випадок 2 не є предметом данопершій стадії стельову плиту (1) попередньо наго винаходу і згадується у цьому описі лише як пружують посередині між двома відокремленими можливий варіант.) частинами верхньої балки, що з'єднані по центру ВИПАДОК 1 прогону, причому перше попереднє напруження не Цей випадок ілюструється на Фіг.1. Як видно з викликає будь-яких напружень у роз'єднаних поцієї фігури, верхню балку (2) виготовляють як одне ловинах верхньої балки. На другій стадії у місці ціле. її кінці (4) можна розглядати як короткі консопереривання верхньої балки усередині прогону лі (не має значення, розглядаємо ми їх як складосталевий клин, що забивають у спеціальну деталь, 7 75959 8 спричиняє ефект двостороннього розштовхування мічним. опор з прогинанням стельової плити вгору через Звичайно, існує багато можливих комбінацій з обертання її кінців. різною висотою або різними відношеннями розміВ обох способах, що порівнюються, негативрів верхньої балки, різними формами, товщиною ний згинальний момент досягається через оберабо шириною стельової плити, або із застосувантання кінців конструкції, щоб здійснити прогинання нями матеріалів різної густини (приміром, легкого вгору. Але між випадком 1 та випадком 2 існує бетону), зі зміною сили попереднього напруження значна різниця, що дозволяє нам попередньо нав обох елементах (1) і (2), завдяки чому певне оппружувати конструкцію з меншою або більшою тимальне рішення завжди існує. силою, витрачаючи через це більше або менше Як особливий випадок, можна також викориссталі для попереднього напруження. тати комбінацію обох вищезгаданих випадків, і в На практиці у деяких випадках кожний з двох цьому разі клин для додаткового попереднього способів, що розглядаються, може мати певні пенапруження розміщують у з'єднувальній деталі до реваги або недоліки, або з різних причин їх застопопереднього напруження стельової плити, і клин сування може обмежуватися. використовують після першого попереднього наУ випадку 1 взагалі потрібно прикладати більпруження для точного виставлення прогину стешу силу попереднього напруження, ніж у випадку льової плити вгору. 2, тобто силу, що здатна одночасно скоротити Верхню балку (2) спочатку бетонують у її властельову плиту (1) та вигнути вгору верхню балку сній опалубці, а потім поміщають в опалубку для (2). Потім стельову плиту напружують з високим стельової плити (1). Дроти попереднього напрурівнем стиснення. Таким чином, в цьому випадку ження натягують і закріплюють в опалубці для ми маємо підвищені витрати, у порівнянні з випадстельової плити (1), а плиту бетонують. Після заком, коли використовують клин і меншу кількість твердіння бетону стельової плити (1) обидва еленапружуваної арматури. Якщо з певних причин менти - верхня балка (2) та стельова плита (1) стельову плиту (1) не треба попередньо напружуз'єднані спеціальними деталями поблизу опор. вати у значній мірі, доцільно прикладати певну Після розбирання опалубки стельової плити до помірну силу і завдяки цьому витрачати менше бетону стельової плити (1) вводять по центру силу напружуваної арматури. У цьому випадку все одно попереднього напруження. Ступені стиснення і потрібно забезпечити вигинання стельової плити розтягнення, що прикладаються, мають обиратися (1) вгору, тому випадок 2 був би більш економінженером на підставі попередніх розрахунків. Комп’ютерна верстка Т. Чепелева Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601