PL232368B1 - Prefabrykowany element konstrukcyjny - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest prefabrykowany element konstrukcyjny przeznaczony do stosowania w stropach zaprojektowanych z kanałowych płyt sprężonych lub żelbetowych, w których występują ponadwymiarowe otwory pionowe dla przeprowadzenia przez przedmiotowe stropy przewodów instalacyjnych lub w stropach, w których zachodzi potrzeba wykonania dużych otworów wynikających z rozwiązań funkcjonalnych budowli, na przykład schodów lub świetlików.

Dotychczas do wykonywania stropów żelbetowych, w których występują wspomniane wyżej otwory, stosowane są płyty przyotworowe opierane na wymianach stalowych lub żelbetowych monolitycznych.

Wymiany stalowe znane są z opisów wynalazków PL207403, EP2345779. W wymianach stalowych występują poziome blachy stalowe na których opierają się przyotworowe płyty kanałowe, pionowe blachy stalowe, które przejmują obciążenia z wspomnianych blach poziomych i przekazują je na poziome stalowe wsporniki, a te z kolei przekazują je na płyty sąsiednie.

Zasadniczo jako typowe wymiany stalowe produkowane są wymiany dla otworów o długościach 1,20 i 2,40 m, tj. wymiany dla jednej płyty lub wymiany dla dwóch płyt kanałowych sprężonych. Co prawda można zaprojektować wymian o innej długości, ale wymaga to indywidualnej produkcji co wydłuża czas dostarczenia konkretnego wymianu na budowę. Istotnym zagadnieniem przy stosowaniu wymianów stalowych jest uzyskanie przez wymian stalowy takiej samej odporności ogniowej jaka jest wymagana dla stropu. W przypadku stropów o wymaganej odporności ogniowej 60 i więcej minut, zapewnienie takiej odporności ogniowej wymaga dodatkowych zabezpieczeń, które uniemożliwiają uzyskania przez strop gładkiej powierzchni i jednocześnie zwiększają koszty realizacji. Zaletą wymianów stalowych jest brak konieczności podpierania płyt przyotworowych w trakcie montażu.

Drugim znanym i stosowanym typem wymianów są żelbetowe wymiany monolityczne, znane z przykładów podanych w poradnikach dla projektantów różnych producentów kanałowych płyt stropowych sprężonych. Przykład jednego z tych rozwiązań jest przedstawiony na rysunku, na fig. 5. W tym przypadku bezpośrednio przy projektowanym otworze wykonuje się monolityczną belkę żelbetową, która przejmuje obciążenia z płyty przyotworowej i przekazuje je na płyty sąsiednie. Dla przekazania obciążeń z płyty przyotworowej na wymian, w części czołowej płyty przyotworowej wypełnia się kanały płyty betonem i odpowiednio zbroi. Dla przekazania obciążeń z wymianu na sąsiednie płyty stropowe w płytach tych wykonuje się odpowiednie wycięcia, w których umieszcza się zbrojenie wymianów. Wymiany monolityczne nie posiadają wad wymianów stalowych tj. ich ograniczonej elastyczności dotyczących długości oraz problemów związanych z zapewnieniem odpowiedniej odporności ogniowej wymianów. Jednak wymiany monolityczne wymagają podpierania płyt przyotworowych, szalowania wymianu monolitycznego w trakcie jego wykonywania na stropie, zbrojenia wymianu oraz wykonania wycięć w gotowych płytach stropowych.

Ze względu na fakt, że wymiany monolityczne wykonywane są na budowie wydłuża się czas realizacji stropów i jednocześnie występuje trudność uzyskania gładkości dolnej powierzchni wymianu identycznej jaka jest na pozostałej części stropu.

Prefabrykowany element konstrukcyjny wg wynalazku, przeznaczony do wykonywania otworów w stropach z kanałowych płyt sprężonych lub żelbetowych, jest zespolonym prefabrykatem zawierającym przyotworową płytę lub przyotworowe płyty stropowe, poprzeczną lub poprzeczne do nich belki żelbetowe oraz elementy podpierające. Czołowe obrzeże przyotworowej płyty stropowej zespolone jest z poprzeczną belką żelbetową na końcach której nierozłącznie przymocowany jest jeden lub dwa elementy podpierające. Element podpierający wykonany jest korzystnie ze stali. Wyprofilowany jest on w kształcie zbliżonym do litery „Z” i trwale połączony ze stalowym szkieletem zbrojeniowym poprzecznej belki żelbetowej. Poprzeczna belka żelbetowa zespolona jest z prefabrykowaną płytą kanałową za pomocą żelbetowych rdzeni, których zbrojenie wykonane jest korzystnie w postaci stalowych kratowniczek przestrzennych. Element zawierający dwie lub więcej płyt przyotworowych na przeciwległych do otworu czołowych obrzeżach płyt przyotworowych ma również poprzeczną belkę żelbetową, scalającą płyty przyotworowe. W odmianach prefabrykowany element konstrukcyjny jest stosowany w stropach, gdzie po obu stronach mogą występować otwory. Otwory te mogą wymagać większej liczbie płyt niż jedna. Element konstrukcyjny może opierać się na dwóch płytach stropowych lub na płycie i ścianie. W tym przypadku poprzeczna belka żelbetowa z jednej strony zaopatrzona jest w pierwszy stalowy element podpierający, a z drugiej strony w drugi stalowy element podpierający, obrócony do pierwszego elementu o 180° względem osi podłużnej belki żelbetowej.

PL 232 368 B1

Proponowane rozwiązanie wykonywania otworów w stropach wg wynalazku zawiera zalety zarówno wymianów stalowych jak i wymianów monolitycznych. Prefabrykowany element konstrukcyjny wg wynalazku jest tańszy od rozwiązań z wymianem stalowym, a równocześnie nie wymaga wykonywania uciążliwych prac przygotowawczych, podparcia i czasu przy wykonaniu monolitycznego wymianu w miejscu zabudowy. Przy tym zapewnia spełnienie wymagań korozyjnych i ogniowych w sposób nie wymagający dodatkowych zabezpieczeń na budowie, na etapie wykonywania stropu. Rozwiązanie konstrukcyjne prefabrykowanego elementu pozwala na uzyskanie gładkiej powierzchni stropu od dołu. Prefabrykowany element konstrukcyjny może zostać wygodnie przygotowany dla różnych aplikacji, na przykład, w stropach, gdzie po obu stronach mogą występować otwory, otwory te mogą wymagać większej ilości płyt niż jedna. Element konstrukcyjny może opierać się na płycie stropowej lub na ścianie, wówczas odpowiednio dostosowuje się położenie elementów podpierających.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest na rysunku, na którym fig. 1a przedstawia w widoku aksonometrycznym element prefabrykowany z obustronnie zamocowanymi stalowymi elementami podpierającymi, fig. 1b z odwrotnie zamocowanymi elementami, fig. 1c z elementem z jednej strony i oparciem żelbetowym z drugiej strony, fig. 2a przedstawia widok prefabrykowanego elementu w widoku z góry, fig. 2b z boku w przekroju podłużnym, fig. 2c w widoku czołowym i w przekroju poprzecznym, fig. 3a i 3b ukazują widok prefabrykowanego elementu przy wykorzystaniu dwóch płyt przyotworowych, fig. 4a, 4b, 4c ukazują widok wykonania otworu zlokalizowanego na skraju pasm zewnętrznych pól stropowych, natomiast fig. 5 przedstawia znany stan techniki.

Prefabrykowany element konstrukcyjny standardowo składa się z jednej stropowej, kanałowej płyty przyotworowej 1 i usytuowanej na przylegającym do projektowanego w stropie otworu, obrzeżu czołowym tej płyty, belki żelbetowej 2. Belka ta z kolei, na obu czołowych płaszczyznach, przylegających do sąsiednich płyt stropowych zakończona jest stalowymi elementami podpierającymi o kształcie zbliżonym litery „Z” 3. Element ten wykonany jest z wycinka stalowej płyty i posiada dwa ramiona równoległe do płaszczyzny płyty. Jedno z ramion wprowadzone jest do płyty a drugie wystaje na zewnątrz płyty. T o właśnie ramię, może być usytuowane w płaszczyźnie zbliżonej do górnej lub dolnej płaszczyzny płyty. Może więc wspierać się, zahaczać na sąsiedniej płycie lub w odwróconej pozycji opierać na ścianie.

Przyotworowe płyty stropowe 1 stosowane w prefabrykowanych elementach konstrukcyjnych są pod względem konstrukcji identycznymi płytami, z których projektowany i wykonywany jest dany strop. Natomiast wymiary tych płyt wynikają z wymiarów otworów i są one każdorazowo dostosowywane do wymiarów otworów. Dostosowanie to polega na wykonaniu tych płyt, do zaprojektowanych wymiarów otworów korzystnie w wytwórni płyt. Przedmiotowe płyty przyotworowe 1 opierają się na żelbetowych belkach 2. Oparcia te realizowane są za pomocą żelbetowych rdzeni 4 wypełniających kanały płyt na długości, zapewniającej pełne zakotwienie zbrojenia rdzeni w płytach przyotworowych w około 80 cm. Dla umożliwienia wykonania rdzeni w skrajnych częściach płyt przyotworowych 1 w ich górnych półkach wykonuje się otwory o średnicy około 10 cm. Otwory te wykonuje się w miejscach umożliwiających wypełnienie kanałów betonem, korzystnie w odległości 60 cm od krawędzi płyty w osiach kanałów. Zbrojenie rdzeni zaprojektowano w postaci kratowniczek przestrzennych 5, w ilości minimum dwie kratowniczki na płytę (średnice prętów podłużnych oraz ich liczba, a także średnice i liczba krzyżulcy są każdorazowo projektowane stosownie do działających obciążeń). Zbrojenie to jest wkładane do kanałów płyt przed przystąpieniem do zbrojenia belki żelbetowej 2.

Belka żelbetowa 2 zaprojektowana jest o wymiarach wynikających z wymiarów otworu, wymiarów stropu w którym występuje dany otwór oraz wartości obciążeń działających na dany strop, przy czym wysokość belki jest najczęściej taka sama jak wysokość stropu. Długość belki jest równa szerokości otworu a szerokość belki wynika z wartości obciążeń działających na strop. Zbrojenie belki stanowi stalowy szkielet zbrojeniowy 6 wykonany z podłużnych prętów zbrojeniowych i krzyżulcy. Średnice prętów podłużnych oraz ich liczba, a także średnice i liczba strzemion są każdorazowo projektowane w belce stosownie do działających na belkę obciążeń. Podłużne zbrojenie belki jest zespolone przykładowo przez spawanie do stalowych elementów podpierających o kształcie litery „Z” 3, poprzez które realizowane jest oparcie belki żelbetowej 2 na sąsiednich płytach stropowych 7.

W zależności od wymiarów otworu w stropie i maksymalnych wymiarów szerokości płyt stropowych zastosowanych w stropie, w którym ma być wykonany otwór, mogą wystąpić następujące możliwości zaprojektowania prefabrykowanego elementu konstrukcyjnego wg wynalazku. Dla otworów o wymiarze prostopadłym do rozpiętości płyt stropowych mniejszych od szerokość płyt stropowych, prefabrykowany element konstrukcyjny składa się z jednej płyty stropowej o szerokości równej szerokości otworu. Natomiast dla otworów o wymiarze prostopadłym do rozpiętości płyt stropowych, większym od

PL 232 368 B1 szerokości płyt stropowych, prefabrykowany element konstrukcyjny składa się z dwóch lub trzech płyt stropowych o sumarycznej szerokości równej szerokości otworu.

W zależności od usytuowania otworu na rzucie stropu mogą wystąpić następujące sposoby zastosowania rozwiązania prefabrykowanego elementu konstrukcyjnego. Dla otworów zlokalizowanych na skraju pasm zewnętrznych pól stropowych stosowany jest prefabrykowany element konstrukcyjny, w którym belka żelbetowa 2 posiada dwa różne rozwiązania oparć. Od strony wewnętrznej stropu belka żelbetowa 2 opiera się na płycie stropowej za pomocą stalowego elementu podpierającego w kształcie litery „Z” 3, a od strony zewnętrznej belka opiera się na ścianie. Przy czym może opierać się z pomocą elementu podpierającego 3, odwróconego o 180° tak, że jego wystające poza płytę ramie usytuowane jest w płaszczyźnie zbliżonej do dolnej powierzchni płyty. Prefabrykowany element konstrukcyjny może także opierać się na ścianie w postaci oparcia żelbetowego 10, które polega na wydłużeniu poza krawędź płyty belki żelbetowej 2. Dla otworów występujących w wewnętrznej części stropu stosuje się dwa prefabrykowane elementy konstrukcyjne.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Prefabrykowany element konstrukcyjny przeznaczony do wykonywania otworów w stropach z kanałowych płyt sprężonych lub żelbetowych, znamienny tym, że jest on zespolonym prefabrykatem zawierającym przyotworową płytę lub przyotworowe płyty stropowe (1), poprzeczną lub poprzeczne do nich belki żelbetowe (2) oraz elementy podpierające (3), w którym czołowe obrzeże przyotworowej płyty stropowej (1 ) zespolone jest z poprzeczną belką żelbetową (2), na końcach której nierozłącznie przymocowany jest jeden lub dwa elementy podpierające (3).
2. 2. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy podpierające (3) wyprofilowane są w kształcie zbliżonym do litery „Z”, wykonane korzystnie ze stali, i są trwale połączone ze stalowym szkieletem zbrojeniowym poprzecznej belki żelbetowej (2).
3. 3. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że poprzeczna belka żelbetowa (2) zespolona jest z prefabrykowaną płytą kanałową (1) za pomocą żelbetowych rdzeni (4), których zbrojenie wykonane jest korzystnie w postaci stalowych kratowniczek przestrzennych (5).
4. 4. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że element zawierający dwie lub więcej płyt przyotworowych (1) na przeciwległych do otworu czołowych obrzeżach płyt przyotworowych (1) ma poprzeczną belkę żelbetową (8), scalającą płyty przyotworowe (1).
5. 5. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że poprzeczna belka żelbetowa (2) z jednej strony zaopatrzona jest w pierwszy stalowy element podpierający (3), a z drugiej strony w drugi stalowy element podpierający (3) obrócony do pierwszego elementu o 180° względem osi podłużnej belki żelbetowej (2).