CZ2005111A3 - Stropní konstrukce a způsob její výroby - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká stropní konstrukce z monolitického železobetonu, uspořádání hlavních nosných prvků a způsobu její výroby. Stropní konstrukce je zhotovená monolitickou technologií a je provedená na bednění a sestává se z armování, betonové hmoty a dalšího odlehčovacího materiálu,

Dosavadní stav techniky

Při navrhování a následné výrobě stropních konstrukcí (všeobecně u všech plošných konstrukcí, které jsou zatíženy kolmo na svoji plochu) se potýkáme se skutečností, že při zvětšováním vzdálenosti mezi podpěrami začíná vlastní hmotnost této konstrukce převyšovat velikost zatížení, které má tato konstrukce přenášet. Až potud se dnes bez výjimky používají u železobetonových vodorovných (stropních) konstrukcí desky s plným průřezem. Při dalším zvětšováním vzdálenosti mezi podporami poměrně rychle narůstá nutná tloušťka této vodorovné konstrukce a s ní i vlastní hmotnost konstrukce. Zatímco například vzdálenost podpor se zvětší jen o 25%, vlastní hmotnost naroste až o 50%. Problém s vlastní hmotností je umocněn tzv. dotvarováním železobetonových konstrukcí, kdy u plných stropních desek již od tloušťky desky 200 mm tvoří složka dotvarování nadpoloviční podíl na deformaci celkové. Pro konstrukce tlusté kolem 300 mm je tato složka dotvarování již dominantní. Proto projektanti hledali a hledají způsoby jak tyto konstrukce, při zachování jejich základních požadovaných funkcí, odlehčit. Jednou cestou řešení tohoto problému je různé uspořádání nosných žebírek, v kombinaci s prázdnými prostory nebo materiály s výrazně menší hustotou než beton, v jednom nebo ve dvou na sebe kolmých směrech. Druhou cestou je hledání a nalézání komponentů betonové směsi, které jsou lehčí než přírodní kamenivo.

V oblasti výroby železobetonových stropních konstrukcí, jsou známy postupy, kdy se v první etapě výroby zhotoví bednění, ve druhé etapě se ukládá výztuž a vylehčující prvky a ve třetí etapě probíhá ukládání betonové směsi samotné, takže odlehčování se provádí následovně:

- prázdný prostor mezi nosnými žebry je vytvořen klasickým dřevěným bedněním, nebo • · · 9

- prázdný prostor mezi nosnými žebry je vytvořen různými plastovými prvky, které jsou po odbednění celé stropní konstrukce podobně jako dřevěné bednění vyjmuty a jsou připraveny pro další použití nebo zůstanou součástí stropní konstrukce,

- dále je možné prázdný prostor vytvořit uprostřed tloušťky stropní konstrukce opět plastovými prvky, které zůstávají součástí stropní konstrukce, protože se zespodu podlijí betonem.

První dva popsané způsoby vytváří stropní konstrukci s nerovnou spodní plochou. Rovná spodní plocha stropní konstrukce se vytváří teprve následně, je-li to požadováno charakterem zastropeného prostoru. Třetím popsaným způsobem se vytvoří rovná spodní plocha stropní konstrukce, ale odlehčení je menší.

Ze spisu CZ 184749 je znám postup, kdy se dopředu vyrobí truhlíky z dřevitého materiálu. V tomto případě se však nejedná o klasickou monolitickou železobetonovou technologii, protože se neprovádí bednění spodní plochy budoucí konstrukce, protože zmíněné truhlíky vytváří tzv. ztracené bednění. Z konstrukce truhlíků vyplývá, že se dají pouze omezeně řešit nepravidelnosti tvaru a podepření stropních konstrukcí nebo zatížení stropní konstrukce.

Použití materiálů s velmi malou objemovou hmotností se u popsaných konstrukcí nevyskytuje, protože hrozí vyplavání těchto při betonáži (ukládání betonu).

Ze spisu AT 398 218 je známa odlehčená stropní konstrukce, kdy se mezi stropními žebry uspořádají odlehčené prvky např. ze styrolu. Nicméně tyto odlehčené prvky jsou příčně prostoupeny různými dráty, aby mohly být odlehčené prvky pevně zafixovány na spodní a horní vodorovnou drátěnou plochu. To proto aby neodplavaly nekontrolované při nalévaní betonu. Příprava stropní konstrukce je tedy velmi pracná, stejně tak jako příprava odlehčovacích prvků před montáží. Používají se tvarové šalovací desky, které umožní aby část se beton dostal částečně i pod odlehčený prvek a tak ho zespodu zafixoval, nicméně z toho důvodu potom strop není zespodu rovný, ale v místě kde byla šalovací deska je nálitek.

Cílem vynálezu je představit stropní konstrukci, která by byla odlehčená, přitom dostatečně pevná a únosná a současně měla hladkou spodní plochu. To vše vyrobeno současně.

• 9 ·

99 9

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky železobetonových monolitických konstrukcí, jak byly popsány výše, do značné míry odstraňuje stropní konstrukce vyrobená podle předkládaného vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na spodní ploše stropní konstrukce je síťovina, na které jsou přes vrstvu lepidla uspořádány odlehčovací tělesa, kolem odlehčovacích těles je uspořádáno armování tak, že vytváří žebírka pro armaturu v jednom nebo ve více, na sebe různoběžných, směrech a tyto armovací prvky přitom neprostupují celou tloušťkou stropní konstrukce, přičemž v prostoru mezi a nad odlehčovacími tělesy je betonová hmota, taktéž prostupující síťovinou na jejích volných úsecích.

Ve výhodném provedení jsou odlehčovací prvky provedeny z materiálu s menší objemovou hmotností než má betonová hmota nebo to jsou duté prvky.

V dalším výhodném provedení odlehčovací prvky jsou provedeny z pěnového polystyrénu a jsou provedeny jako hranoly, a to s ostrými nebo jinak upravenými hranami a s rovnými nebo i jinak tvarovanými stěnami.

V jiném výhodném provedení je síťovina uložena u spodního povrchu konstrukce provedena ze skelných vláken nebo vláken z plastických hmot a je dobře protlačitelná a smáčitelná lepící hmotou pro přilepení odlehčovacích prvků.

V dalším výhodném provedení je membrána uložená u spodního povrchu konstrukce provedena pouze jako přídržná vrstva pro fixaci polohy odlehčovacích těles. Membrána nemá nosnou funkci pro vytvoření podhledu a slouží pouze ke stabilnímu ustavení odlehčovacích těles v požadovaných polohách, přičemž může plnit i další funkci.

Podstata způsobu výroby stropní konstrukce spočívá v tom, že na stropní bednění se nanese separátor, poté se na bednění rozloží síťovina nebo jiná membrána, spodní plochy odlehčovacích těles, které jsou v kontaktu se síťovinou nebo jinou membránou, se spojí se síťovinou protlačením lepící hmoty přes síťovinu nebo se přilepí na jinou membránu a mezi odlehčovací tělesa se uloží armovací prvky, načež po pevném spojení odlehčených těles a síťoviny nebo jiné membrány se kolem odlehčených těles a nad ně nanese betonová hmota.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude přiblížen pomocí výkresů, na kterých obr.1 představuje čelní schematický řez stropní konstrukcí po jejím zhotovení, obr.2 představuje boční • « • · · · · · schematický řez stropní konstrukcí a obr.3 znázorňuje kosoúhlý pohled shora na stropní konstrukci podle vynálezu při její výrobě.

Příklad provedení vynálezu

Z obr.1 a 2 je zřejmé, že stropní konstrukce podle vynálezu sestává z nosné síťoviny 2, která se pokládá na bednění 1, dále z odlehčovacích polystyrénových těles 3, různého armování a betonové hmoty 14. Poloha spodního armování je zajištěna distančními prvky 5. Na ně se pokládá hlavní spodní podélná nosná výztuž 6. Potom se položí prostorová výztuž 7. Spodní dva pruty prostorové výztuže 7 posilují a doplňují hlavní podélnou nosnou výztuž 6. Obě výztuže 6 i 7 se nalézají v betonových žebrech. Pak příčná nosná výztuž 9, horní distanční prvky 8 horní nosné sítě 10, přídavná horní výztuž 12. Mezi prostorovou výztuž 7 se podle potřeby doplní přídavná konstrukční výztuž 13. Horní prut prostorové výztuže 7 a horní síť 10 se musí spojit, např. svazy 11.

Mezi stropní nosnou síťovinou 2 a polystyrénovými odlehčovacími tělesy 3 je tenká vrstva lepicí hmoty 4. Takto vytvořená stropní konstrukce je dostatečně pevná, přitom vhodně odlehčená a obsahuje i stropní plochu. Ta je tvořená síťovinou 2, která je rovná a na kterou je možno nanést finální vrstvu, tedy konečnou povrchovou úpravu, např. omítku.

Alternativně lze použít místo síťoviny jinou membránu, např. vhodnou kompaktní textilii která nemusí být síťovaná, kdy tato nebude mít nosnou funkci pro vytvoření podhledu, ale poslouží ke stabilnímu ustavení odlehčovacích těles 3 v požadovaných polohách a může mít i jinou funkci, např. protipožární.

Na obr.3 je vidět jak jsou polystyrénová odlehčovací tělesa 3 tvarována, tedy do tvaru hranolů, a jak jsou rozmístěna na bednění 1 respektive na síťovině 2. Polystyrénová odlehčovací tělesa 3 mohou mít libovolný tvar, nicméně hranoly se jeví jako optimální řešení. Podstatné je, aby byla plocha, kterou jsou polystyrénová odlehčovací tělesa 3 pokládána na síťovinu 2, rovná, tak aby případné podtečení betonem nebylo velké.

Z tohoto obrázku je také dobře zřejmé, jakým způsobem se stropní konstrukce podle vynálezu vyrábí. Na rovnou zabedněnou plochu (budoucí spodní plochu stropní konstrukce) se nanese separátor a je rozprostřena síťovina 2, na kterou jsou vhodnou lepící hmotou 4 připevněny odlehčovací prvky 3 ve formě hranolů. Tyto hranoly mohou mít různé tvary, avšak musí zůstat mezi těmito hranoly dostatek ·· ·♦· · prostoru pro uložení nosné výztuže, která je nutná pro zajištění celkové nosnosti a pevnosti stropní konstrukce. Uspořádání těchto vylehčovacích hranolů může být různé ale výhodné je aby toto uspořádání vytvářelo na sebe kolmou síť nosných žebírek. Toto uspořádání je nejvýhodnější pro statický výpočet, výrobu, dopravu i skladování vylehčovacích hranolů, pro pokládku nosné ale i další výztuže nutné pro správnou a spolehlivou funkci takto provedené stropní konstrukce. Mezi takto nalepené hranoly je uložena výztuž a nakonec provedena betonáž celé konstrukce, při které je prostor mezi odlehčovacími tělesy 3 a tenká, asi 8cm silná, vrstva nad horním povrchem hranolů vyplněna betonovou směsí vhodné konzistence. Po zatvrdnutí betonové směsi a po odstranění bednění vznikne stropní konstrukce s rovným spodním povrchem, který je připraven pro provádění tenkovrstvých omítek, dostatečně tuhá a únosná i pro velké vzdálenosti nosných svislých podpěr.

Pro kruhové stropní konstrukce je pak výhodné provést odlehčovací hranoly jako výseč mezikruží.

Pro hromadné použití je výhodné jako výztuž vhodně kombinovat průmyslově vyráběnou prostorovou výztuž, rovné tyče a kari sítě.

Jako spodní síťovina je použita síťovina běžně používána při provádění zateplených fasád a k nalepení odlehčovacích hranolů použito stavebních lepidel, která jsou určena právě pro přilepení této síťoviny na polystyrén.

Vynález dále obsahuje i způsob výroby výhodný pro hromadné použití jehož podstata spočívá v tom, že na stropní bednění je aplikován jakýkoli separátor používaný pro separaci betonu od bednění, potom se na takto ošetřené bednění rozprostře běžně používaná armovací fasádní síťovina. Na takto připravenou plochu se příslušnou fasádní lepící hmotou nalepí odlehčovací hranoly v uspořádání podle statického projektu. Při nalepování těchto odlehčovacích hranolů je třeba dbát na to, aby lepící hmota prostoupila rozprostřenou armovací síťovinou až k bednění. Zanedbání toho může v krajním případě vést až k vyplavání odlehčovacích hranolů při betonáži! Do vytvořených žebírek je pak uložena hlavní nosná výztuž, příslušná spodnímu líci stropní konstrukce, v jednom směru a smyková výztuž takto vyztužených žebírek. Využitím prostorové výztuže je vše výrazně zjednodušeno. Takto uložená výztuž je podložena distančními prvky podle norem. Do žebírek ve druhém (kolmém) směru se pak uloží jen výztuž spodní tyčová, je-li předepsáno statikem, tak i výztuž smyková.

• · · · · · • · • · · · · · · • · · 9 · · *9 ···· 9«

Prostorová výztuž, případně smyková výztuž, musí mít, po uložení do žebírek mezi odlehčovacími hranoly, svoji horní horizontální hranu výše než je horní plocha odlehčovacích hranolů, a to asi 25-30 mm. Je-li uložena všechna výztuž příslušná spodnímu líci a všechna výztuž smyková, jsou na horní plochu každého odlehčovacího hranolu rozloženy vhodné distanční prvky vymezující 35mm a na tyto distance se rozloží a k prostorové výztuži připevní výztužná síť o průměru 5 nebo 6 mm s oky 100/100 mm nebo 150/150 mm. Jako poslední se ukládá na tuto síťovinu výztuž příslušná hornímu líci stropní konstrukce. Betonáž takto připravené stropní konstrukce se provede kvalitní betonovou směsí (beton B30 a výše), která má čerpatelnou konzistenci v jednom technologickém taktu. Je výhodné smírným předstihem betonovou směsí vyplňovat žebírka asi do 2/3 jejich výšky při současném zhutnění vibrační jehlou, a potom teprve doplnit betonovou směs do požadované tloušťky nad horní plochou odlehčovacích hranolů, provést zhutnění vibrační jehlou nebo lištou a konečné srovnání horního povrchu. Při ošetřování tuhnoucí a tvrdnoucí betonové směsi je potřeba přiměřeně zohlednit fyzikálně-mechanické případně i chemické vlastnosti materiálu, ze kterých jsou zhotoveny odlehčovací hranoly.

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Stropní konstrukce zhotovená monolitickou technologií a provedená na bednění, sestávající z armování, betonové hmoty a dalšího odlehčovacího materiálu, vyznačující se tím, že na spodní ploše stropní konstrukce je síťovina (2) nebo jiná membrána, na které jsou přes vrstvu lepicí hmoty (4) uspořádána odlehčovací tělesa (3), kolem těles (3) je uspořádáno armování tak, že vytváří žebírka pro armaturu v jednom nebo ve více, na sebe různoběžných, směrech a odlehčovací tělesa (3) přitom prostupují jen částí tloušťky stropní konstrukce, přičemž v prostoru mezi a nad odlehčovacími tělesy (3) je betonová hmota (14), taktéž prostupující síťovinou (2) na jejích volných úsecích.
2. 2. Stropní konstrukce podle nároku 1, vyznačující se tím, že odlehčovací tělesa (3) jsou provedena z materiálu s menší objemovou hmotností než má betonová hmota nebo to jsou duté prvky.
3. 3. Stropní konstrukce podle nároku 1 a 2, vyznačující se tím, že odlehčovací tělesa (3) jsou provedena z pěnového polystyrénu nebo pěnového skla.
4. 4. Stropní konstrukce podle nároku 1 až 3, vyznačující se tím, že odlehčovací tělesa (3) jsou provedena jako hranoly, a to s ostrými nebo jinak upravenými hranami a s rovnými nebo i jinak tvarovanými stěnami.
5. 5. Stropní konstrukce podle nároku 1, vyznačující se tím, že síťovina (2) uložena u spodního povrchu konstrukce je provedena ze skelných vláken nebo vláken z plastických hmot a je dobře protlačitelná lepicí hmotou (4) pro přilepení odlehčovacích těles.
6. 6. Stropní konstrukce podle nároku 1, vyznačující se tím, že membrána uložená u spodního povrchu konstrukce je provedena pouze jako přídržná vrstva pro fixaci polohy odlehčovacích těles (3) a případně jako protipožární vrstva.

   ·· *«·« • · • · · · « · • · · • · ···· tt ·· • · · · • · ·
7. 7. Způsob výroby stropní konstrukce podle nároků 1 až 6, kdy se sestaví stropní bednění, vyznačující se tím, že na stropní bednění se nanese separátor, poté se na bednění rozloží síťovina nebo jiná membrána, spodní plochy odlehčovacích těles, které jsou v kontaktu se síťovinou nebo jinou membránou, se spojí se síťovinou protlačením lepící hmoty přes síťovinu nebo se prostě přilepí na jinou membránu a mezi odlehčovací tělesa se uloží armovací prvky, načež po pevném spojení odlehčených těles a síťoviny nebo jiné membrány se kolem odlehčených těles a nad ně nanese betonová hmota.