Сборный элемент для неразъемного соединения с монолитным бетоном

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СБОРНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ НЕРАЗЪЕМНОГО СОЕДИНЕНИЯ С МОНОЛИТНЫМ БЕТОНОМ(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие по инженерным изысканиям, проектированию автомобильных дорог, аэродромов и искусственных сооружений на них БЕЛГИПРОДОР(72) Авторы Шкляр Владимир Хаимович Пастушков Валерий Геннадьевич(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие по инженерным изысканиям, проектированию автомобильных дорог, аэродромов и искусственных сооружений на них БЕЛГИПРОДОР(57) 1. Сборный элемент для неразъемного соединения с монолитным бетоном, выполненный в виде железобетонного или бетонного изделия, имеющего стыкуемую поверхность,выполненную хотя бы с одной шпонкой, отличающийся тем, что каждая шпонка выполнена с трапецеидальным поперечным сечением, причем ширина каждой указанной шпонки увеличивается с глубиной. 2. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что шпонки выполнены прямолинейными,или зигзагообразными, или криволинейными, сплошными или прерывистыми и/или разнонаправленными в виде сетки.(56) 1. Железобетонные сборно-монолитные конструкции. Правила проектирования. Минск, 2009. - С. 2. 2. Рекомендации по конструированию и расчету несъемной опалубки для конструкций мостовых сооружений. ДМД 02191.2.048-2011. Дорожный методический документ. Минск, 2011 (прототип). Фиг. 2 Полезная модель относится к области строительства, в частности к соединению заранее изготовленных бетонных и железобетонных (далее - железобетонных) изделий и монолитного бетона. 93882013.08.30 Известна конструкция соединения в составной сборно-монолитной конструкции заранее изготовленного сборного железобетонного элемента (далее - сборный элемент согласно 1) и монолитного бетона, прочность которой обеспечивается выпусками стальной арматуры из сборного элемента конструкции в монолитную и искусственной шероховатостью, например, шпонками (бороздами) на их стыкуемой поверхности 1. Наиболее близким к заявляемому сборному элементу является элемент для неразъемного соединения сборной железобетонной конструкции, изготовленный в виде железобетонного изделия, имеющего стыкуемую поверхность, выполненную хотя бы с одной шпонкой с поперечным сечением в виде прямоугольника, трапеции, сужающейся ко дну шпонки, или треугольника 2. Недостатком описанной конструкции соединения является отсутствие достаточной прочности на отрыв сцепления между ее сборным элементом и монолитной частью в случае отсутствия арматуры. Такой стык является разъемным, т.к. шпонки имеют поперечное сечение в форме прямоугольника, трапеции, сужающейся ко дну шпонки, или треугольника, не способное препятствовать их разъединению. Задачей полезной модели является создание сборного элемента для гарантированного неразъемного соединения сборного элемента конструкции с монолитным бетоном без использования арматуры. Поставленная задача в сборном элементе для неразъемного соединения с монолитным бетоном, выполненном в виде железобетонного или бетонного изделия, имеющего стыкуемую поверхность, выполненную хотя бы с одной шпонкой, решена за счет того, что каждая шпонка выполнена с трапецеидальным поперечным сечением, причем ширина каждой указанной шпонки увеличивается с глубиной. В заявленных устройствах шпонки выполнены прямолинейными, или зигзагообразными, или криволинейными, сплошными или прерывистыми. На фиг. 1 показан неразъемный стык сборного элемента с монолитной частью составной сборно-монолитной конструкции. На фиг. 2 показан заявленный элемент для неразъемного соединения сборной железобетонной конструкции в разрезе. На фиг. 3 представлен пример реализации эластичного вкладыша, образующего шпонки, а на фиг. 4 - этап отделения эластичного вкладыша от поверхности заявленного сборного элемента. На фиг. 1 показан неразъемный стык сборного элемента 1 с монолитной частью 2 составной сборно-монолитной конструкции. Сборный элемент 1 (железобетонный заводского изготовления) (фиг. 2) имеет на стыкуемой поверхности углубления в виде шпонок 3 с поперечным сечением в виде трапеции, у которой размер , где а - размер поперечного сечения шпонки у ее дна, а в - размер поперечного сечения шпонки у стыкуемой поверхности сборного элемента. Монолитная часть 2 входит в тело сборного элемента 1 при заполнении шпонок 3. При этом заявленный сборный элемент 1 и монолитная часть 2 образуют соединение типа ласточкин хвост, обеспечивающее их неразъемность. При изготовлении составной сборно-монолитной конструкции укладывают бетон монолитной части 2 конструкции с дополнительной вибрацией, при этом происходит заполнение каждой шпонки 3 монолитным бетоном с образованием неразъемного соединения за счет сужения ширины шпонок 3 по направлению возможного перемещения отрываемой части сборно-монолитной конструкции. Описанная конструкция заявленного неразъемного соединения обладает свойствами известных конструкций - способностью воспринимать сдвиговые напряжения и, кроме того, усилия на отрыв, исключающие разъединение элементов конструкции без использования стальной арматуры. Шпонки 3 могут быть выполнены прямолинейными, зигзагообразными, или криволинейными и/или разнонаправленными в виде сетки, сплошными или прерывистыми. 93882013.08.30 Если в составной конструкции сборный элемент 1 и монолитная часть 2 рассчитываются на прочность как единое сечение, в стыке, воспринимающем касательные напряжения преимущественно одного направления, шпонки 3 могут быть прямолинейными и должны располагаться перпендикулярно направлению касательных напряжений. В стыке, воспринимающем расчетные касательные напряжения в разных направлениях, шпонки 3 для эффективной их работы должны быть зигзагообразными или криволинейными. Шпонки 3 могут быть выполнены на всей стыковой поверхности элемента 1 или на ее части, в зависимости от величины касательных напряжения в плоскости стыка и их направления. Изготовление сборных бетонных и железобетонных элементов 1 со шпонками 3 осуществляют методом отпечатка в опалубке, в которой, в частности на дне, в заданных местах размещают заданное количество эластичных вкладышей 4 (фиг. 3, 4), рабочая поверхность которых имеет выступы 5, размеры и расположение которых обеспечивают получение шпонок 3 с заявленным поперечным сечением на поверхности бетона. Для этого выступы 5 выполнены с размерами ав, где а - размер поперечного сечения выступа у рабочей поверхности, а в - размер поперечного сечения выступа у его основания. После набора прочности и извлечения железобетонного изделия из опалубки каждый эластичный вкладыш 4 вручную отделяют от бетона (фиг. 4). При отделении каждого вкладыша 4 от поверхности бетона извлечение выступов из образованных шпонок происходит за счет упругой деформации материала вкладыша. Вкладыши 4 располагают на боковой поверхности опалубки в тех случаях, когда применяют кассетный метод изготовления сборных элементов 1, или при изготовлении сборных элементов 1 со стыкуемой поверхностью сбоку. При необходимости получить шпонки 3 на открытой поверхности бетона вкладыши 4 утапливают в эту поверхность после завершения бетонирования конструкции. На практике неразъемное соединение может быть использовано в сборно-монолитных конструкциях, например плоских перекрытиях, возводимых с использованием несъемной опалубки, плитно-ребристых конструкциях со сборными балками и монолитной или сборно-монолитной плитой, в опорах мостовых сооружений из спаренных или двухъярусных свай, во всех случаях использования несъемной опалубки при бетонировании любых конструкций. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4