Многоэтажное здание каркасно-стеновой конструктивной системы из сборно-монолитного железобетона. Железобетонный монолитный каркас многоэтажного здания
Сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания казань-1000
Изобретение относится к области строительства, в частности к строительству жилых и общественных зданий. Технический результат изобретения заключается в создании новой гибкой несущей конструктивной каркасной системы, обеспечивающей возможность свободной планировки с одновременным снижением материалоемкости и трудозатрат при монтаже и повышением сборности конструкции и жесткости здания. Сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания, включающий сборные железобетонные колонны с отверстиями, сборные предварительно-напряженные ригели и плиты перекрытия с зазором между их торцами, причем плиты перекрытия выполнены многопустотными, опирающиеся на ригели торцевые поверхности плит выполнены наклонными к плоскости плиты с углом наклона 25-30o, а ригели на торцевых гранях имеют горизонтальные углубления треугольного сечения, при этом зазоры между торцами плит и отверстия в колоннах замоноличены заодно с выпущенными в них арматурными выпусками из сборных элементов каркаса. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при строительстве жилых и общественных зданий.
Известен связевый каркас межвидового применения серии 1.020-1/87, выполненный с шарнирными соединениями в узлах с установкой внутренних стеновых панелей-диафрагм для обеспечения пространственной жесткости (см. рабочие чертежи к серии 1.020-1/87 "Конструкции каркаса межвидового применения для многоэтажных общественных зданий", выпуск 0-3). Каркас широко используется, т. к. характеризуется высоким уровнем индустриальности и скорости монтажа. Однако данный каркас ограничивает возможности свободной планировки помещений и компановки здания в целом. Кроме того, каркас не обладает достаточной жесткостью, т.к. соединение в узлах принято шарнирным. Известен каркас "КУБ" с безбалочными бескапительными перекрытиями (Дорфман А. Э., Левонтин Л.Н. Проектирование безбалочных бескапительных перекрытий. М.: Стройиздат, 1975 г.; Казанский ГипроНИИавиапром), выполненный из сплошных железобетонных квадратных плит с последующим замоноличиванием стыков между ними. Данная каркасная система предполагает фиксированную сетку колонн, ее изменение приводит к появлению новых типоразмеров и оснастки, т. е. к удорожанию объекта. Кроме того, небольшая высота несущих элементов перекрытия в зоне сопряжения с колонной приводит к снижению жесткости здания и значительному расходу материалов (приведенная толщина перекрытия - 16,0 см, расход стали - 17,8 кг/м2). Известен сборно-монолитный каркас многоэтажного здания "РАДИУС", включающий сборные железобетонные колонны с отверстиями и плиты перекрытия с замоноличенными стыками (авторское свидетельство 2087633, кл. Е 04 В 1/18). Монолитный ригель выполнен без предварительного напряжения, что ограничивает размеры пролетов, а следовательно, и планировочные возможности. Фиксированное количество отверстий в колоннах и наличие в зависимости от действующих нагрузок трех видов сечений монолитного ригеля приводит к увеличению опалубочных типоразмеров колонн и ограничивает возможность изменения количества стержней рабочей арматуры. Кроме того, небольшая высота несущего ригеля приводит не только к снижению приведенной толщины перекрытия до 13,2 см, но и к перерасходу стали (11,4 кг/м2). Наиболее близким по назначению и достигаемому эффекту является сборный предварительно-напряженный железобетонный каркас (авторское свидетельство, SU 1386711 А1, 07.04.1988, кл. Е 04 В 1/16), включающий колонны со сквозными каналами в двух направлениях для пропуска предварительно-напряженной арматуры сборно-монолитных ригелей, плиты перекрытий и бортовые элементы, установленные по периметру перекрытий каркаса. Недостатками предварительно-напряженного железобетонного каркаса (авторское свидетельство, SU 1386711 А1, 07.04.1988, кл. Е 04 В 1/16) являются следующие моменты. Во-первых, натяжение арматуры, упорами которой являются колонны, производится после набора прочности бетоном замоноличивания стыков между бортовыми элементами и колоннами, для чего требуется определенное время, и только после этого замоноличивают зазоры между плитами перекрытий и бортовыми элементами. Таким образом, бетонирование узлов каркаса производится в два этапа с выдержкой по времени, необходимой для набора прочности бетона, что, наряду с созданием предварительного напряжения на строительной площадке, увеличивает трудоемкость монтажных работ. Во-вторых, рассматриваемый каркас из-за использования ребристых плит перекрытий, форма которых строго прямоугольна, а длина кратна размеру 6,0 м, не дает возможности проектировать здания любой конфигурации в плане с использованием свободной планировки помещений. Изобретение направлено на создание новой гибкой несущей конструктивной каркасной системы, обеспечивающей возможность свободной планировки с одновременным снижением материалоемкости и трудозатрат при монтаже и изготовлении и повышением сборности конструкций и жесткости здания. Результат достигается тем, что в сборно-монолитном каркасе многоэтажного здания, состоящем из сборных железобетонных колонн с отверстиями в уровне перекрытий, сборных предварительно-напряженных ригелей с выпусками арматуры на верхней грани и по торцам, плит перекрытий с выпусками арматуры по торцам и с зазором между ними, плиты перекрытия выполнены многопустотными, опирающиеся на ригели торцевые поверхности плит выполнены наклонными к плоскости плиты с углом наклона 25-30o, а ригели на торцевых гранях имеют горизонтальные углубления треугольного сечения, при этом зазоры между торцами плит, отверстия в колоннах замоноличены заодно с выпущенными в них арматурными выпусками из сборных элементов каркаса. Результат достигается также тем, что ригели перекрытия и колонны имеют простую прямоугольную форму сечения без консолей и могут изготавливаться любой длины, а простота геометрических форм элементов каркаса позволяет освоить выпуск изделий с минимальными затратами. Результат достигается также тем, что ригели перекрытия могут иметь торцы, расположенные под любым углом в горизонтальной плоскости к продольной оси ригеля, что дает возможность проектировать здания любой конфигурации в плане. Результат достигается также тем, что ригели и плиты перекрытия могут иметь одновременно в одном здании разную ориентацию - продольную и поперечную, позволяющую увеличить пролеты и благодаря этому устраивать на нижних этажах торговые залы и подземные гаражи. Сопоставительный анализ изобретения с прототипом показывает, что оно отличается использованием в качестве элементов перекрытия многопустотных плит, а не ребристых. Кроме того, отличие состоит в узлах сопряжения плит друг с другом и ригелей с колоннами. Использование многопустотных плит позволяет выполнить более жесткое соединение за счет затекания монолитного бетона в пустоты торцовой части плит с образованием шпонок. Сопряжение ригеля с колонной осуществляется за счет замоноличивания ригеля в верхней зоне с одновременным заполнением монолитного бетона в отверстия колонн и образованием шпоночного соединения из-за наличия углублений треугольного сечения в торце ригеля. Этот анализ позволяет сделать вывод о наличии новизны в предлагаемом изобретении. Изобретение поясняется на чертежах. На фиг.1 представлен фрагмент монтажного плана с расположением элементов каркаса: колонн 1, ригелей 2 и плит перекрытий 3. На фиг.2 и фиг.3 приводятся сечения по узлам сопряжения элементов каркаса на фиг.1. На фиг.4-9 показаны опалубочные формы и сечения элементов каркаса. Колонны 1 имеют отверстия 4, разделяющие тело колонны 1 на отдельные секции с шагом на этаж. Ригели 2 имеют выпуски поперечной арматуры 5 на верхней грани петлевидного очертания и выпуски продольной рабочей арматуры 6 по торцам, а также шпонки 7 треугольного сечения. Многопустотные плиты перекрытия 3 в торцевой части имеют выпуск рабочей арматуры 8, наклон торцевой поверхности 9 под углом 25-30o и шпонки 10, образованные за счет вдавливания бетонных вкладышей 11 в пустоты на глубину до 150 мм. Сопряжение ригеля 2 с колонной 1 осуществляется за счет заполнения монолитным бетоном отверстия 4 в колонне 1 и образования шпоночного соединения 12. Размеры и количество шпонок 7 определяются расчетом. Кроме того, в этом узле соединяются выпуски арматуры 6 из нижней зоны торцов ригелей 2 и укладывается рабочая опорная арматура 13 в верхней зоне, т.е. имеем двойное армирование в узле. Такое армирование способно выдерживать знакопеременные нагрузки, характерные сейсмическим воздействиям. Для размещения опорной рабочей арматуры 13 в монолитной части ригеля 2 торцевые поверхности плит выполнены наклонными к плоскости плиты с углом наклона 25-30o. Это позволяет увеличить зазор по верху между торцами плит (фиг.3) и разместить арматурные стержни 13 в верхней зоне в один ряд. Ригель 2 и плиты перекрытия 3 могут иметь одновременно в одном здании разную ориентацию - продольную и поперечную, позволяющую увеличить пролеты и благодаря этому устраивать на нижних этажах торговые залы и подземные гаражи. Также ригели 2 имеют торцы, расположенные под любым углом в горизонтальной плоскости к продольной оси ригеля, что дает возможность проектировать здания любой конфигурации в плане. Колонны 1 и ригели 2 имеют простую прямоугольную форму сечения без консолей и могут изготавливаться любой длины, а простота геометрических форм элементов каркаса позволяют освоить выпуск изделий с минимальными затратами. Можно выполнить поэтажную разрезку стен с их опиранием на ригели и использованием для их заполнения любых материалов, отвечающих современным требованиям по теплозащите. Предлагаемый сборно-монолитный железобетонный каркас под названием "Казань-1000" ("Казан-мен") позволил получить хорошие показатели по расходу бетона и стали, приведенная толщина перекрытия - 14,2 см, расход стали на 1 кв. м перекрытия - 8,8 кг/м2, доля монолитного бетона в перекрытии - 7,2%.MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 23.03.2006
Извещение опубликовано: 20.03.2007 БИ: 08/2007
MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 23.03.2011
Дата публикации: 27.01.2012
www.findpatent.ru
Сборный железобетонный каркас многоэтажного промышленного здания. Характеристика, основные элементы и конструктивные особенности.
Каркас многоэтажных промышленных зданий состоит из колонн и балочных или безбалочных междуэтажных перекрытий и покрытия. В зданиях с балочными перекрытиями ригели и колонны связаны между собой в узлах сваркой закладных деталей, т. е. шарнирно, в этом случае каркас в целом воспринимает только вертикальные нагрузки.
Такая конструктивная схема здания называется связевой. Ветровые и другие горизонтальные нагрузки воспринимают перекрытия, которые передают их на торцовые стены и стены лестничных клеток. Иногда устраивают специальные стены или диафрагмы для обеспечения жесткости и устойчивости каркасного здания связевой системы.
Многоэтажные здания могут также иметь каркас рамной конструкции. В этом случае поперечными железобетонными рамами с жесткими узлами обеспечивается пространственная жесткость здания.
Рис. 84. Многоэтажное здание с балочными перекрытиями
Колонны делают высотой на этаж, при этом стыки колонн располагаются не в уровне междуэтажного перекрытия, а на 60 см выше него. Для унификации размеров всех сборных элементов сечения колонн, ригелей и настилов перекрытий всех этажей принимают одинаковыми. Узлы и стыки сборных элементов выполняются сваркой закладных стальных частей с последующим замоноличиванием (рис. 85).
Рис. 85. Сопряжение элементов каркаса. а — ригелей и настилов; б, в — ригелей с колоннами; 1 — колонна; 2 — ригель; 3 — настил.
Стальные планки, заложенные в нижнем поясе ригелей, привариваются к планкам, заложенным в консоли колонн. Планки в консолях шире планок ригелей, благодаря чему сварные швы накладываются в нижнем положении, самом удобном для производства сварочных работ. Поверху ригели соединяются стыковыми накладками, которые обнимают колонну с двух сторон и привариваются к закладным планкам верхнего пояса ригелей. Вертикальные зазоры между торцами ригелей и колонной заполняют бетонной смесью на мелком гравии или цементным раствором. Элементы настила соединяются с ригелями сваркой закладных деталей.
Вместо ригелей могут быть применены парные прогоны, которые опираются на консоли вдоль разбивочных осей колонн. На прогоны укладываются многопустотные настилы. Швы между элементами настила замоноличиваются. Перекрытие получается с гладким потолком, что является большим преимуществом перед перекрытием с ребристым настилом.
Безбалочная схема многоэтажных промышленных зданий в сравнении с балочной обеспечивает большую полезную высоту помещений так как само перекрытие имеет меньшую высоту (рис. 86). Сетка колонн 6 X 6 м.
Рис. 86. Многоэтажное промышленное здание со сборными безбалочными перекрытиями.
Основные несущие элементы безбалочного перекрытия — это колонны с капителями, на которые опираются многопустотные надколонные панели толщиной 30 см. На надколонные панели в свою очередь опираются пролетные панели перекрытия толщиной 16 см. Капители имеют форму усеченной пирамиды с квадратным основанием и с отверстием посередине, через которое проходит колонна. Капитель выполняет роль обоймы стаканного типа, которая охватывает верхушку колонны, опирается на консоли колонны и скрепляется с ними путем приварки закладных деталей.
Поэтажный стык колонн осуществляется в пределах капители. Сборные безбалочные перекрытия сложны в монтаже и неэкономичны по расходу бетона и стали, поэтому применяются редко. Более экономичными являются сборно-монолитные безбалочные перекрытия, которые устроены следующим образом: плоская железобетонная плита с отверстием посередине для пропуска колонны служит капителью; на капители опираются межколонные предварительно напряженные многопустотные панели, на которые в свою очередь опираются пролетные панели (рис. 87).
Рис. 87. Сборно-монолитное безбалочное перекрытие. а — план; б — разрез.
По межколонным панелям укладывается арматурная сетка, которая сваривается с выпусками арматуры пролетных панелей и заполняется бетоном. Такая сборно-монолитная конструкция безбалочного перекрытия благодаря тому, что элементы не разрезаны, отличается большой жесткостью. Достоинство сборно-монолитного перекрытия — значительно меньший расход бетона и стали по сравнению со сборным; недостаток — применение монолитного бетона.
infopedia.su
Многоэтажное здание каркасно-стеновой конструктивной системы из сборно-монолитного железобетона
Изобретение относится к области строительства, в частности к многоэтажному зданию каркасно-стеновой конструктивной системы из сборно-монолитного железобетона. Технический результат заключается в снижении материалоемкости, трудоемкости монтажных работ, повышении несущей способности, надежности и долговечности. Здание включает сборные железобетонные колонны, выполненные на несколько этажей, и монолитные железобетонные диски перекрытий. Колонны стыкуются по высоте здания по типу штепсельного соединения арматуры в отверстиях колонн на клеевом растворе. Торцевые плоскости колонн в пределах ядра сечения выполнены криволинейными полигональными в виде чаши по верхней плоскости обреза колонн и в виде усеченной пирамиды или шара по нижней. В узлах сетки колонн в уровнях монолитных перекрытий установлены ортогонально расположенные линейные жесткие вставки. Вставки оперты на горизонтальные участки колонн с анкеровкой выпусков в плитах за пределами поперечного сечения колонн. Здание снабжено диафрагмами жесткости, выполненными из сборных стеновых панелей высотой на этаж с петлевыми выпусками различной длины. Петлевые выпуски предназначены для анкеровки панелей в уровнях перекрытий, фундаментов и со смежными панелями по высоте здания. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении многоэтажных зданий каркасно-стеновых конструктивных систем из сборно-монолитного железобетона.
Известна конструкция многоэтажного здания каркасно-стеновой конструктивной системы, где все вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимают сборные железобетонные колонны и стеновые панели высотой на этаж. Диски междуэтажных перекрытий выполняются из сборных железобетонных плит с их опиранием на несущие стены (Железобетонные конструкции: Спец. курс. Учеб. пособие для вузов / В.Н.Байков, П.Ф.Дроздов, И.А.Трифонов и др. Подряд В.Н.Байкова. - 3-е изд. перераб. - М.: Стройиздат, 1981, с.319-321).
Недостатком такой конструктивной схемы многоэтажного здания является высокая трудоемкость монтажа конструкций каркаса и перекрытий из сборных железобетонных конструкций и низкая привлекательность помещений за счет сборных конструкций стен и перекрытий, ограниченная жесткость каркаса и этажность здания за счет податливости узлов соединения сборных железобетонных конструкций перекрытий со стенами через растворные швы и применения гибких связей.
Известна конструкция многоэтажного каркасного здания из сборно-монолитного железобетона (патент RU №2107784 С1, кл. Е04В 1/35, 1996), состоящее из сборно-монолитных колонн, ригелей и перекрытий. Конструкция здания включает составные сборные железобетонные колонны с выпусками арматуры на одном торце и каналами под выпуски арматуры смежной секции на другом торце, участками, свободными от бетона на отметках установки сборных элементов ригелей, плит перекрытий с опиранием на ригеля и последующего обетонирования стыков на высоту не менее 15 см при укладке монолитного бетона сборно-монолитного перекрытия.
Сборные железобетонные плиты-скорлупы из предварительного напряженного железобетона служат неизвлекаемой опалубкой при укладке монолитного бетона плиты с последующим его включением в работу на восприятие нагрузок от перекрытия после набора прочности бетона и снятия временных инвентарных стоек.
Такое конструктивное решение здания имеет большую трудоемкость за счет монтажа сборных частей ригелей и плит перекрытий. Конструкция сборно-монолитных колонн не исключает образования воздушных прослоек на нижних торцевых плоскостях при омоноличивании стыка. Конструктивное решение предусматривает применение ортогональной сетки колонн, что ограничивает возможности планировки помещений, особенно в жилых зданиях.
Наиболее близкими к настоящему изобретению по решаемым задачам и достигаемому результату является конструкция многоэтажного сборно-монолитного каркасного здания (патент RU №2281362 С1, кл. Е04В 1/20, 2004), включающая сборные железобетонные колонны высотой до 3-х этажей с отверстиями в уровне перекрытий для омоноличивания узла и пропуска воздуха из пустоты, образующейся под нижней плоскостью этажной секции колонн при омоноличивании стыка, и сборно-монолитные балочные перекрытия, состоящие из сборных железобетонных плит, жестко объединенные в узлах опирания на сборно-монолитные ригеля.
К недостаткам такой конструкции многоэтажного здания следует отнести сложность создания монолитности узла сопряжения колонн с перекрытием за счет усадки бетона омоноличивания узла, что требует дополнительных затрат по инъецированию зазоров высокопрочным связующим раствором под давлением, большая трудоемкость возведения сборно-монолитных перекрытий, недостаточная жесткость.
Технический результат изобретения направлен на создание конструктивной каркасной системы повышенной жесткости, на применение конструкций из сборного железобетона для несущих конструкций колонн, стен и диафрагм жесткости, на снижение трудоемкости возведения здания.
Результат достигается тем, что в многоэтажном здании каркасно-стеновой конструктивной системы из сборно-монолитного железобетона, включающем сборные железобетонные колонны, выполняемые на несколько этажей и стыкуемые по высоте здания по типу штепсельного соединения арматуры в отверстиях колонн на клеевом растворе и железобетонных дисков перекрытий, согласно изобретению торцевые плоскости колонн в пределах ядра сечения выполнены криволинейными полигональными в виде чаши по верхней плоскости обреза колонн и в виде усеченной пирамиды или шара по нижней плоскости обреза колонн, а диски междуэтажных перекрытий выполнены в виде монолитных железобетонных плит, в узлах сетки колонн в уровнях монолитных перекрытий установлены ортогонально расположенные линейные жесткие вставки по типу скрытой капители, опертые на горизонтальные участки колонн с анкеровкой выпусков в плитах за пределами поперечного сечения колонн, здание снабжено диафрагмами жесткости, выполненными из сборных стеновых панелей высотой на этаж с петлевыми выпусками различной длины для анкеровки панелей в уровнях монолитных железобетонных перекрытий, фундаментов и со смежными панелями стен по высоте здания.
Результат достигается также тем, что стыки колонн с фундаментом здания выполнены по типу штепсельного соединения выпусков арматуры колонн в теле фундамента.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 изображен фрагмент плана несущей системы здания, на котором представлены сборные составные железобетонные колонны 1, выполняемые на несколько этажей, сборные железобетонные стеновые панели 2, выполняемые высотой на этаж, жестко объединенные с монолитной плитой перекрытия 3. Стыковые соединения колонн 1 с плитами перекрытия 3 снабжены жесткими вставками 4, которые по типу капители заанкерованы в пролете плиты перекрытия. На фиг.2 и 3 показана конструкция колонны 1 с выпусками арматуры 5 для штепсельного соединения с конструкциями железобетонных фундаментов 6 и со смежными секциями колонн 1. Торцевые плоскости колонн 1 на участках пустот 7 выполнены в пределах ядра сечения криволинейными полигональными в виде чаши 8 по верхней плоскости обреза колонн 1 и в виде усеченной пирамиды или шара 9 по нижней плоскости обреза колонны 1. На фиг.4, 5, 6 приведена конструкция стыка колонн 1 с монолитной железобетонной плитой перекрытия 3, которая включает ортогонально расположенные линейные жесткие вставки 10 по типу капители, опертые на горизонтальные участки 11 колонн 1. Армирование плиты 3 условно не показано. На фиг.7 и 8 приведена конструкция стеновой панели 12, выполняющей роль диафрагмы жесткости, и узел сопряжения панели 12 с монолитной плитой перекрытия 3 посредством петлевых выпусков меньшей длины 13 и со смежными стеновыми панелями 12 верхнего этажа путем соединения петлевых выпусков большей длины 14 с петлевыми выпусками 15, устраиваемыми в пустотах 16 по нижней грани панели, после чего производится замоноличивание узлов высокопрочным бетоном. В узле опирания стеновой панели 12 на монолитную плиту перекрытия 3 предусмотрено выполнение монтажного слоя 17 из высокопрочного мелкозернистого бетона.
Строительство предложенного многоэтажного здания каркасно-стеновой конструктивной системы включает монтаж сборных железобетонных колонн 1, выполняемых на несколько этажей и стыкуемых по высоте здания по типу штепсельного соединения арматуры 5 в отверстиях колонн 1 и фундаментов 6 на клеевом растворе, монтаж сборных железобетонных стеновых панелей-диафрагм жесткости 12 из высопрочного бетона класса не менее В35 с петлевыми выпусками разной длины, установленные поочередно начиная от торцевых плоскостей. Петлевые выпуски с большой длиной 14 предназначены для соединения смежных по высоте здания стеновых панелей 12. Петлевые выпуски меньшей длины 13 предназначены для жесткого соединения стеновых панелей 12 с монолитной плитой 3 перекрытия. По нижней грани стеновых панелей 12 пустоты 16 имеют петлевые выпуски 15 для соединения с петлевыми выпусками большей длины 14 из стеновых панелей нижнего этажа или из фундамента 6. Монтаж стеновых панелей 12 - диафрагм жесткости, выполняют на фундаменты 6 и монолитные плиты 3 перекрытия через монтажный слой 17 из высокопрочного мелкозернистого бетона. После объединения на сварке верхних 14 и нижних 15 выпусков арматуры смежных по высоте стеновых панелей 12 пустоты 16 омоноличивают высопрочным тиксотропным бетоном. После монтажа колонны 1 и стеновых панелей 12, служащих диафрагмами жесткости, производят установку столовой опалубки монолитной плиты 3 перекрытия, укладку на горизонтальные участки 11 колонн 1 в пределах защитного слоя продольной арматуры жестких вставок 10 по типу скрытой капители, верхней и нижней арматуры сеток армирования монолитной плиты 3 и производят укладку монолитного бетона плиты 3 перекрытия. После выдерживания бетона плиты 3 в опалубке до набора распалубочной прочности производят монтаж стеновых панелей 12 верхнего этажа, и технологический процесс повторяется.
За счет указанных выше совокупностей признаков при решении поставленной задачи достигается технический эффект, который заключается в возможности более полного и рационального использования прочностных свойств материалов и несущей способности сборных и монолитных конструкций в составе сборно-монолитного здания, каркасно-стеновой конструктивной системы при улучшении их совместной работы, что в свою очередь приводит к снижению материалоемкости, трудоемкости монтажных работ при повышении несущей способности, надежности и долговечности с укрупненной сеткой колонн.
1. Многоэтажное здание каркасно-стеновой конструктивной системы из сборно-монолитного железобетона, включающее сборные железобетонные колонны, выполняемые на несколько этажей и стыкуемые по высоте здания по типу штепсельного соединения арматуры в отверстиях колонн на клеевом растворе, и железобетонные диски перекрытий, отличающееся тем, что торцевые плоскости колонн в пределах ядра сечения выполнены криволинейными полигональными в виде чаши по верхней плоскости обреза колонн и в виде усеченной пирамиды или шара по нижней плоскости обреза колонны, а диски междуэтажных перекрытий выполнены в виде монолитных железобетонных плит; в узлах сетки колонн в уровнях монолитных перекрытий установлены ортогонально расположенные линейные жесткие вставки по типу скрытой капители, опертые на горизонтальные участки колонн с анкеровкой выпусков в плитах за пределами поперечного сечения колонн, здание снабжено диафрагмами жесткости, выполненными из сборных стеновых панелей высотой на этаж с петлевыми выпусками различной длины для анкеровки панелей в уровнях монолитных железобетонных перекрытий, фундаментов и со смежными панелями стен по высоте здания.
2. Здание по п.1, отличающееся тем, что стыки колонн с фундаментом здания выполнены по типу штепсельного соединения выпусков арматуры колонн в теле фундамента.
www.findpatent.ru
железобетонный сборно-монолитный каркас многоэтажного здания - патент РФ 2226593
Изобретение относится к строительству, в частности, к железобетонным каркасам зданий различного назначения и этажности, возводимых в различных регионах, включая сейсмические. Технический результат: сокращение удельной металлоемкости каркаса с одновременным существенным расширением его потребительских качеств, обусловленным возможностью увеличения размеров сетки колонн. Железобетонный сборно-монолитный каркас многоэтажного здания включает сборные или монолитные колонны и плоские сборно-монолитные диски перекрытий, образованные монолитными железобетонными несущими и связевыми ригелями, объединенными в плоскости перекрытия в узлах соединения с колоннами в замкнутые рамные ячейки, в пределах которых группами размещены сборные железобетонные плиты, связанные между собой межплитными швами и опирающиеся по концам на несущие ригели. Неразрезные несущие ригели в каждом пролете между колоннами выполнены с поперечными сечениями переменной ширины, изменяющейся от наибольшей у колонн до наименьшей в середине пролета, и соответственно сборные плиты в пределах каждой ячейки выполнены с длиной, наименьшей в крайних плитах у связевых ригелей и наибольшей в плитах, расположенных в середине каждой ячейки, 1 c. и 5 з.п. ф-лы, 13 ил.Рисунки к патенту РФ 2226593
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12 Изобретение относится к строительству, в частности, к железобетонным каркасам зданий различного назначения и этажности, возводимых в различных регионах, включая сейсмические.Известен железобетонный каркас многоэтажных зданий, включающий колонны и диски перекрытий, состоящие из многопустотных плит, объединенных по бокам монолитными швами, а в ячейках перекрытий - монолитными железобетонными ригелями, выполненными со строительным подъемом к середине их пролетов [1].Каркас сравнительно прост в изготовлении. Однако выполнение строительного подъема ригелей требует особой тщательности при производстве работ, создает вспарушенность поверхности потолка в пределах каждой ячейки каркаса. Это вызывает дополнительную потребность в устройстве подвесных потолков, и поэтому конструкция каркаса недостаточно экономична.Известен железобетонный каркас здания, включающий колонны, перекрытия с каналами переменной глубины, выполненными вдоль граней колонн с предварительно напряженной арматурой и монолитным бетоном по периметру ячеек каркаса и с заполнением ячеек каркаса монолитными или сборными железобетонными плитами [2].Конструкция каркаса отличается невысокой металлоемкостью. Однако каркас при возведении является многодельным и многостадийным. Сначала изготавливают плиту с каналами, затем после выдержки во времени для твердения бетона (до 20... 25 суток) на бетон плиты натягивают рабочую арматуру, что требует специального оборудования и технологии. Затем подводят снизу плиты опалубку каналов и производят их бетонирование. Такая конструкция и технология является весьма трудоемкой, снижает темп возведения здания и поэтому неэкономична.Наиболее близким к предлагаемому является железобетонный каркас многоэтажного здания, принятый за прототип и включающий колонны и диски перекрытий, которые состоят из железобетонных неразрезных несущих ригелей, ортогонально сопряженных в стыках с колоннами с неразрезными связевыми ригелями, образуя железобетонные замкнутые рамные ячейки, в которых размещены сборные плиты [3].Каркас прост в изготовлении, не требует предварительного напряжения в построечных условиях.Недостатком каркаса является сложность размещения продольной рабочей арматуры несущих ригелей в зонах действия отрицательных изгибающих моментов у колонн и недостаточно эффективное использование ее прочности. Кроме того, опорные узлы сборных плит у колонн перенапряжены при больших размерах сетки колонн. В целом, эти недостатки приводят к повышенному расходу стали на армирование несущих ригелей и к ограничению размеров сетки колонн.Предлагаемое изобретение решает задачу сокращения удельной металлоемкости каркаса с одновременным существенным расширением его потребительских качеств, обусловленным возможностью увеличения размеров сетки колонн.Решение поставленной задачи достигается тем, что в железобетонном сборно-монолитном каркасе многоэтажного здания, включающем сборные или монолитные колонны и плоские сборно-монолитные диски перекрытий, образованные монолитными железобетонными несущими и связевыми ригелями, связанными в плоскости перекрытия в узлах сопряжения с колоннами в замкнутые рамные ячейки, в пределах которых группами размещены сборные железобетонные плиты, объединенные между собой по боковым сторонам межплитными швами и опирающиеся по концам на несущие ригели, несущие ригели в каждом пролете между колоннами выполнены с поперечными сечениями переменной ширины, изменяющейся от наибольшей у колонн до наименьшей в середине пролета, и соответственно сборные плиты в пределах каждой ячейки выполнены с длиной, наименьшей в крайних плитах у связевых ригелей и наибольшей в плитах, расположенных в середине каждой ячейки.Несущие ригели могут быть выполнены с высотой сечения, выступающей кверху относительно верха сборных плит на толщину стяжки пола и с шириной выступающей кверху части, равной ширине сечения несущего ригеля у колонн.Диски перекрытий за наружными рядами колонн могут быть выполнены на консолях несущих и/или связевых ригелей, выпущенных за наружные колонны, с опиранием на эти консоли сборных плит.Сборные плиты в дисках перекрытий могут быть выполнены методом безопалубочного формования, а в межплитных швах поперек несущих ригелей размещены плоские арматурные каркасы со сквозной верхней и нижней арматурой на длину, достаточную для их анкеровки в бетоне межплитных швов.Сборные плиты могут быть выполнены многопустотными с открытыми по торцам пустотами.Сборные плиты также могут быть выполнены П-образного поперечного сечения и оперты по обоим концам верхней полкой на бетонные шпонки боковых граней несущих ригелей.Выполнение несущих ригелей с шириной сечения, наибольшей у колонн, позволяет оптимально в один слой разместить верхнее рабочее армирование несущих ригелей у колонн в зоне действия наибольшего по абсолютной величине отрицательного изгибающего момента и обеспечить тем самым наиболее эффективное использование прочностных качеств арматурной стали. Вместе с этим, вследствие уширения несущего ригеля у колонн повышается сопротивление диска перекрытия продавливанию колонной и повышается надежность стыкового узла колонны с перекрытием и всего перекрытия в целом. Кроме того, повышается надежность и опорных стыков сборных плит с несущими ригелями, поскольку их опирание на несущие ригели уширенного у колонн сечения уменьшает в этом узле величину не только вертикальной опорной реакции, но и наибольшего крутящего момента. В результате уменьшения величины касательных напряжений в стенках сборных плит практически полностью исключается опасность образования косых трещин и их хрупкого разрушения.Вследствие уменьшения длины крайних плит в ячейках возрастает их относительная жесткость. Благодаря этому уменьшается величина прогибов крайних плит под нагрузкой в составе перекрытия. В свою очередь, крайние плиты вследствие зацепления по межплитным швам сдерживают под нагрузкой вертикальные перемещения и средних плит ячеек, и всего перекрытия. Таким образом, предлагаемое решение позволяет выполнить каркас без предварительного напряжения в построечных условиях и увеличить на 15... 20% размеры пролетов ригелей без перерасхода стали и довести размер шага колонн каркаса до 8,5...9,0 м с применением традиционных сборных изделий.Выполнение несущих ригелей с высотой сечения, выступающей кверху относительно верха сборных плит на толщину стяжки пола, способствует решению той же задачи сокращения удельной металлоемкости каркаса при одновременном увеличении размеров сетки колонн. В этом случае в приопорных сечениях несущих ригелей у колонн увеличивается плечо внутренней пары сил и повышается несущая способность этих сечений без увеличения количества рабочей арматуры. В середине каждого пролета несущего ригеля, кроме того, образуются эффективные тавровые сечения с полкой в сжатой зоне, что также приводит к увеличению их несущей способности.Выполнение дисков перекрытий за наружными рядами колонн каркаса на консолях несущих и/или связевых ригелей, выпущенных за наружные колонны, с опиранием на эти консоли сборных плит позволяет выполнять на этих консолях эркеры, балконы и лоджии, создавать любую требуемую пластику фасадов, используя эти консоли для размещения на них поэтажно опертых стен. Вместе с тем, при воздействии нагрузки на консоли ригелей уменьшаются величины пролетных изгибающих моментов в крайних пролетах ригелей, что приводит к уменьшению расхода стали на рабочее армирование пролетных участков ригелей.Применение в перекрытиях сборных плит безопалубочного формования позволяет дополнительно сократить расход стали на армирование перекрытий и использовать изделия прогрессивных технологий формования. Размещение в межплитных швах поперек несущих ригелей плоских арматурных каркасов со сквозной верхней и нижней арматурой на длину, достаточную для их анкеровки в бетоне швов, позволяет обеспечить непрерывность рабочего армирования перекрытия по всей длине пролета вдоль плит, обеспечить по торцам сборных плит восприятие изгибающих моментов обоих знаков. Таким образом, отдельные сборные плиты объединяются в неразрезные элементы, что позволяет дополнительно снизить расход стали на армирование сборных плит и уменьшить их прогибы.Выполнение сборных плит многопустотными существенно расширяет возможности каркаса, особенно при его применении для жилых и общественных зданий, обеспечивая гладкие потолки, а также надежные сопряжения плит с несущими ригелями посредством бетонных шпонок ригелей, размещаемых в открытых по торцам плит пустотах.Выполнение сборных плит П-образного поперечного сечения с опиранием их верхней полкой на бетонные шпонки несущих ригелей позволяет существенно снизить величину нагрузки от собственной массы перекрытий и благодаря этому увеличить размеры сетки колонн. Это особенно важно для общественных и производственных зданий, перекрытия в которых могут быть выполнены с устройством легких подвесных потолков.Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявленное техническое решение отличается от известного новыми признаками: (1) неразрезные несущие ригели в каждом пролете между колоннами выполнены с поперечными сечениями переменной ширины, изменяющейся от наибольшей у колонн до наименьшей в середине пролета, (2) сборные плиты в пределах каждой ячейки выполнены с длиной, наименьшей в крайних плитах у связевых ригелей и наибольшей в плитах, расположенных в середине каждой ячейки, (3) неразрезные несущие ригели выполнены с высотой сечения, выступающей кверху относительно верха сборных плит на толщину стяжки пола, (4) с шириной выступающей части, равной наибольшей ширине сечения несущего ригеля у колонн, (5) диски перекрытий за наружными рядами колонн выполнены на консолях несущих и/или связевых ригелей, выпущенных за наружные колонны, с опиранием на эти консоли сборных плит, (6) сборные плиты в дисках перекрытий выполнены методом безопалубочного формования, а (7) в межплитных швах поперек несущих ригелей размещены плоские арматурные каркасы со сквозной нижней и верхней арматурой на длину, достаточную для их анкеровки в бетоне межплитных швов, (8) сборные плиты выполнены многопустотными с открытыми по торцам пустотами, (9) сборные плиты выполнены П-образного поперечного сечения и оперты по торцам верхней полкой на бетонные шпонки боковых граней несущих ригелей.В целом предлагаемое техническое решение соответствует критерию новизны, поскольку перечисленные выше признаки предлагаемого технического решения в приведенной сумме не известны, а достигаемые технические результаты по предложенному решению превосходят известные. Это дает возможность считать предлагаемое техническое решение соответствующим требованиям изобретательского уровня.Сущность предлагаемого решения поясняется чертежами. На фиг.1 представлен предлагаемый каркас, вид в плане; на фиг.2 - то же, что на фиг.1, при несущих ригелях, выступающих кверху; на фиг.3 - то же при расположении несущих ригелей вдоль секции дома; на фиг.4 - то же, фрагмент диска перекрытия с размещением рабочего армирования в несущих и связевых ригелях, межплитных швах; на фиг.5 - то же, сечение А-А на фиг.4 при применении сборных многопустотных плит; на фиг.6 - то же, разрез Б-Б на фиг.4, армирование несущих ригелей и сопряжение ригелей с колоннами; на фиг.7 - то же, разрез В-В на фиг.4 в середине пролета несущего ригеля при опирании на него многопустотных плит; на фиг.8 - то же, разрез Г-Г на фиг.4 несущего ригеля у колонн при опирании на него многопустотных плит; на фиг.9 - то же, разрез А-А на фиг.4 при выполнении перекрытия с применением сборных П-образных плит; на фиг.10 - то же, разрез В-В на фиг.4 несущего ригеля в середине пролета при опирании на него П-образных плит; на фиг.11 - то же, разрез Г-Г на фиг.4 несущего ригеля у колонн с опиранием на него сборных П-образных плит; на фиг.12 - то же, разрез В-В на фиг.4 при выполнении несущего ригеля выступающим кверху в середине его пролета; на фиг.13 - то же, разрез Г-Г на фиг.4 несущего ригеля, выступающего кверху у колонн.Предлагаемый каркас (фиг.1-13) включает колонны 1, сборные плиты 2, объединенные между собой по сторонам межплитными швами 3 из монолитного бетона. В створах колонн 1 во взаимно перпендикулярных направлениях пропущены неразрезные монолитные железобетонные несущие 4 и связевые 5 ригели, образующие в плоскости диска перекрытия замкнутые рамные ячейки, охватывающие группу многопустотных плит 2 (фиг.1-4). На продолжении несущих 4 и связевых 5 ригелей за наружные колонны могут быть выпущены консоли 6 ригелей, на которые оперты плиты 2. Несущие ригели 4 выполнены с переменной шириной сечения, увеличивающейся от минимальной в середине пролета к наибольшей у колонн. Плиты 2 в каждой ячейке имеют переменную длину от наименьшей длины плит, расположенных у связевых ригелей 5, до наибольшей в середине ячейки. В несущих ригелях 4 по всей их длине размещена сквозная арматура 7, а в приопорных зонах у колонн размещена локальная арматура 8 (фиг.4). Количество арматуры определяют расчетом. В связевых ригелях 5 выполнена сквозная арматура 9, количество которой также определено расчетом. Сквозная продольная арматура 7 и 9 несущих 4 и связевых 5 ригелей заанкерена на контуре диска перекрытия и ее выполняют без предварительного натяжения. Поперек несущих ригелей 4 в межплитных швах размещены плоские арматурные каркасы 10 со сквозной верхней и нижней арматурой на длину, достаточную для ее анкеровки в бетоне межплитных швов 3. Кроме того, в крайних ячейках каркаса в межплитные швы 3 установлена сквозная арматура 11, заанкеренная одним концом в монолитном бетоне крайнего несущего ригеля, а другим - в ближайшем к нему среднем несущем ригеле (фиг.4). Арматура 11 предназначена сдерживать горизонтальный изгиб и кручение крайнего ригеля 4. Несущие ригели 4 выполнены на высоту плит 2 (фиг.5-11) либо могут быть выполнены в одной плоскости с плитами 2 по нижней поверхности и выступающими кверху (фиг.2, 12, 13) относительно верхней поверхности плит 2 на толщину стяжки пола 12.Сборные плиты 2 могут быть выполнены многопустотными 13 или П-образного поперечного сечения 14 безопалубочного формования с опиранием по концам на бетонные шпонки, выполненные на боковых поверхностях заодно с несущими ригелями 4. При этом до установки в перекрытие плит 2, 13 их пустоты выполнены открытыми по торцам на длину до 100 мм. По торцам из плит 2, 13, 14 могут быть выполнены выпуски рабочей арматуры (не показаны), заанкериваемые в монолитном бетоне несущих ригелей 4.При больших пролетах предварительно напряженных плит 2, когда возможна разбежка в величине их выгиба от обжатия усилием предварительного напряжения, под перекрытием может быть подшит подвесной потолок 16, выполняемый из листовых изделий. При предложенных тонкостенных П-образных изделиях в перекрытии может быть размещен слой звукоизоляции 17.Предлагаемый каркас работает под нагрузкой как единая статически неопределимая многоэтажная пространственная конструкция с плоскими дисками перекрытий. На каждом этаже вертикальную нагрузку непосредственно воспринимают сборные плиты 2, работающие с распором, и перераспределяют на несущие ригели 4, а последние передают нагрузку на колонны 1. При этом при действии вертикальной нагрузки крайние плиты 2, расположенные у связевых ригелей 5, прогибаются в меньшей мере и оказывают сдерживающее влияние на вертикальные перемещения плит, расположенных ближе к середине ячейки. Несущие ригели 4 в местах примыкания к колоннам 1 наряду со значительной величиной изгибающего момента отрицательного знака испытывают воздействия поперечной силы от опорной реакции, а также возможно их закручивание от неравномерного изгиба сборных плит при разновеликой нагрузке в смежных ячейках, при разных длинах пролетов связевых ригелей 5 смежных ячеек. Закручивание особенно заметно в крайних и угловых ячейках каркаса. Поэтому выполнение несущих ригелей 4 уширенными у колонн 1 позволяет более полно и равномерно перераспределить усилия между элементами каркаса и обеспечить более однородное напряженное состояние в их сечениях. Наряду с повышением эффективности работы каркаса при действии вертикальной нагрузки возрастает сопротивление закручиванию и сдвигу дисков перекрытий предлагаемого каркаса при воздействии горизонтальной нагрузки, существенно возрастает крутильная жесткость каркаса. Благодаря предложенной конструкции дисков перекрытий более эффективно включаются в работу вертикальные диафрагмы жесткости.Таким образом, по сравнению с аналогами [1, 2] и прототипом [3] в предлагаемом каркасе при наличии приведенных признаков в еще большей мере удается снизить и наиболее полно перераспределить усилия между элементами каркаса. Действительно, если в прототипе без предварительного напряжения монолитных элементов перекрытий наибольший эффективный шаг колонн равен 7,2 м, то предлагаемое решение позволяет практически при тех же условиях обеспечить перекрытие пролетов до 8,6...9,0 м. Это существенно расширяет возможности обеспечения свободных объемно-планировочных решений зданий, что решает задачу получения универсального каркаса для многоэтажных зданий различного назначения (жилье, общественные здания, многоэтажные гаражи-стоянки и т.д.).Предлагаемый каркас возводят в следующей последовательности.Сначала в фундаменты устанавливают сборные колонны 1 высотой на 1-2 этажа, затем в створе колонн монтируют поддерживающие устройства с опалубкой поверху для монолитных несущих ригелей 4. На поддерживающие устройства опирают концами сборные плиты 2, 13, 14 различной длины. При этом более длинные плиты размещают в середине пролетов, а наиболее короткие - у колонн. Вдоль крайних плит в створах колонн к установленным плитам подвешивают опалубку связевых ригелей 5. После этого в образовавшихся объемах устанавливают в створах колонн пролетные арматурные каркасы 7 и 9 ригелей, устанавливают арматуру ригелей 8 в сопряжениях с колоннами. Под межплитными швами 3 подвешивают инвентарную полосовую опалубку. В межплитные швы 3 поперек несущих ригелей размещают плоские арматурные каркасы 10, а в крайних ячейках перекрытия - также арматуру 11. Бетонную смесь укладывают одновременно в несущие 4 и связевые 5 ригели и в межплитные швы 3 с непрерывной подачей бетононасосом или циклической подачей бадьями. После набора бетоном монолитных конструкций требуемой прочности из-под готового перекрытия извлекают поддерживающие устройства и опалубку и устанавливают их на него для возведения перекрытия следующего этажа, и цикл повторяется.В случае применения монолитных колонн сначала устанавливают арматуру и опалубку колонн 1 на высоту этажа. Затем бетонируют колонны, содержащие вверху выпуски их продольной арматуры на вышележащий этаж. После этого порядок устройства перекрытия каждого этажа аналогичен описанному выше.Поэтажно опертые наружные стены здания устраивают одновременно с возведением каркаса и используют их в качестве опалубки наружных ригелей дисков перекрытий.Представленная технология возведения каркаса дополняет преимущества его конструкции и обеспечивает всепогодность и высокий темп строительства многоэтажного здания.Предлагаемое техническое решение будет реализовано при строительстве многоэтажных зданий различного назначения как в Беларуси и России, так и в других странах СНГ. Оно будет способствовать распространению и освоению технологического оборудования безопалубочного формования, повышению эффективности строительной отрасли. Такое переоснащение предприятий строительной индустрии производится в рамках реализации государственной научно-технической политики по обеспечению конкурентоспособности строительной продукции в этих странах.Источники информации1. Патент РФ № 2052591, Е 04 В 1/18, Е 04 Н 9/02, БИ № 2, 20.01.1996.2. Патент РФ № 2166032, Е 04 В 1/18, БИ № 12, 27.04.2001.3. Патент РФ № 2118430, Е 04 В 1/18, Е 04 Н 9/02, БИ № 24, 05.03.1996.ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Железобетонный сборно-монолитный каркас многоэтажного здания, включающий сборные или монолитные колонны и плоские сборно-монолитные диски перекрытий, образованные монолитными железобетонными несущими и связевыми ригелями, объединенными в плоскости перекрытия в узлах соединения с колоннами в замкнутые рамные ячейки, в пределах которых группами размещены сборные железобетонные плиты, связанные между собой межплитными швами и опирающиеся по концам на несущие ригели, отличающийся тем, что неразрезные несущие ригели в каждом пролете между колоннами выполнены с поперечными сечениями переменной ширины, изменяющейся от наибольшей у колонн до наименьшей в середине пролета, и соответственно сборные плиты в пределах каждой ячейки выполнены длиной, наименьшей в крайних плитах у связевых ригелей и наибольшей в плитах, расположенных в середине каждой ячейки.2. Железобетонный каркас многоэтажного здания по п.1, отличающийся тем, что неразрезные несущие ригели выполнены с высотой сечения, выступающей кверху относительно верха сборных плит на толщину стяжки пола и с шириной выступающей части, равной наибольшей ширине сечения несущего ригеля у колонн.3. Железобетонный каркас многоэтажного здания по п.1 или 2, отличающийся тем, что диски перекрытий за наружными рядами колонн выполнены на консолях несущих и/или связевых ригелей, выпущенных за наружные колонны, с опиранием на эти консоли сборных плит.4. Железобетонный каркас многоэтажного здания по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что сборные плиты в дисках перекрытий выполнены методом безопалубочного формования, а в межплитных швах поперек несущих ригелей размещены плоские арматурные каркасы со сквозной нижней и верхней арматурой на длину, достаточную для их анкеровки в бетоне межплитных швов.5. Железобетонный каркас многоэтажного здания по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что сборные плиты выполнены многопустотными с открытыми по торцам пустотами.6. Железобетонный каркас многоэтажного здания по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что сборные плиты выполнены П-образного поперечного сечения и оперты по торцам верхней полкой на бетонные шпонки боковых граней несущих ригелей.www.freepatent.ru
Сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания "московия"
Изобретение относится к области строительства, в частности к строительству жилых и общественных зданий. Сборно-монолитный каркас многоэтажного здания включает сборные железобетонные колонны с отверстиями в уровне перекрытий, сборные предварительно напряженные ригели, имеющие на торцевых гранях горизонтальные углубления треугольного сечения, и плиты перекрытия с зазором между их торцами, которые вместе с отверстиями в колоннах замоноличены заодно с выпущенными в них арматурными выпусками из сборных элементов каркаса. Железобетонные колонны, выполняемые на несколько этажей, имеют непрерывное продольное армирование предварительно-напряженной арматурой, в том числе в пределах отверстий в уровне перекрытий, где арматура пропущена через толстостенные трубы, имеющие стальные опорные пластины и запущенные в тело колонны на длину анкеровки. Изобретение обеспечивает повышенную несущую способность железобетонных колонн и здания в целом на действие сейсмических нагрузок. 2 з.п. ф-лы, 11 ил.
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при строительстве жилых и общественных зданий в сейсмических районах.
Известен сборно-монолитный каркас многоэтажного здания, включающий сборные железобетонные колонны с отверстиями и плиты перекрытия с замоноличенными стыками (патент Российской федерации №2087633, кл. Е 04 В 1/18). Монолитный ригель выполнен без предварительного напряжения, что ограничивает размеры пролетов, а следовательно, и планировочные возможности. Фиксированное количество отверстий в колоннах и наличие в зависимости от действующих нагрузок трех видов сечений монолитного ригеля приводит к увеличению опалубочных типоразмеров колонн и ограничивает возможность изменения количества стержней рабочей арматуры.
Известен сборный предварительно напряженный железобетонный каркас (авторское свидетельство SU 1386711 А1, 07.04.1988, кл. Е 04 В 1/16), включающий колонны со сквозными каналами в двух направлениях для пропуска предварительно напряженной арматуры сборно-монолитных ригелей, плиты перекрытий и бортовые элементы, установленные по периметру перекрытий каркаса. Недостатками каркаса являются следующие моменты. Во-первых, натяжение арматуры, упорами которой являются колонны, производится после набора прочности бетоном замоноличивания стыков между бортовыми элементами и колоннами, для чего требуется определенное время, и только после этого замоноличивают зазоры между плитами перекрытий и бортовыми элементами. Таким образом, бетонирование узлов каркаса производится в два этапа с выдержкой по времени, необходимой для набора прочности бетона, что, наряду с созданием предварительного напряжения на строительной площадке, увеличивает трудоемкость монтажных работ. Во-вторых, рассматриваемый каркас, из-за использования ребристых плит перекрытий, форма которых строго прямоугольна, а длина кратна размеру 6,0 м, не дает возможности проектировать здания любой конфигурации в плане с использованием свободной планировки помещений.
Наиболее близким по назначению и достигаемому эффекту является сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания “КАЗАНЬ-1000” (патент Российской Федерации №2184816, кл. Е 04 В 1/20), включающий сборные железобетонные колонны с отверстиями, сборные предварительно напряженные ригели с горизонтальными углублениями треугольного сечения на торцевых гранях и круглопустотные плиты перекрытия с зазором между их торцами, выполненными наклонными к плоскости плиты с углом наклона 25-30°, при этом зазоры между торцами плит и отверстия в колоннах замоноличены заодно с выпущенными в них арматурными выпусками из сборных элементов каркаса.
Недостатком сборно-монолитного каркаса “КАЗАНЬ-1000” является низкая сейсмостойкость из-за использования в качестве расчетной рабочей арматуры железобетонных колонн обычной арматуры класса А-III без предварительного напряжения.
Изобретение направлено на создание новой несущей конструктивной каркасной системы для применения в сейсмических районах, обеспечивающей повышенную несущую способность железобетонных колонн и здания в целом на действие сейсмических нагрузок.
Результат достигается тем, что сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания "МОСКОВИЯ", включающий сборные железобетонные колонны с отверстиями, сборные предварительно напряженные ригели, имеющие на торцевых гранях горизонтальные углубления треугольного сечения, и пустотные плиты перекрытия с зазором между их торцами, которые вместе с отверстиями в колоннах замоноличены заодно с выпущенными в них арматурными выпусками из сборных элементов каркаса, отличающийся тем, что железобетонные колонны с отверстиями в уровне перекрытий, выполняемые на несколько этажей, имеют непрерывное продольное армирование предварительно напряженной арматурой, в том числе в пределах отверстий в уровне перекрытий, где арматура пропущена через толстостенные трубы, имеющие стальные опорные пластины и запущенные в тело колонны на длину анкеровки.
Результат достигается также тем, что стык колонн по высоте выполнен в монолитном бетоне в уровне перекрытий, при этом торцы стыкуемых колонн имеют клиновидную форму в двух направлениях, а напрягаемая арматура стыкуемых колонн, пропущенная через толстостенные трубы и имеющая нахлест, забетонирована в уровне стыка.
Результат достигается также тем, что сборные ригели перекрытия выполнены с дополнительной предварительно напряженной арматурой в верхней зоне.
Изобретение поясняется на чертежах, где на фиг.1 и 2 показаны опалубочные формы колонн с членением его по этажам, с отверстием в уровне перекрытий и с узлом стыковки колонн нижнего и верхнего ярусов в уровне перекрытия, а на фиг.3 и 4 - опалубочные формы сборных ригелей перекрытия с выпусками арматуры. На фиг.5-7 показан способ пропуска напрягаемой арматуры через отверстия в колоннах, а на фиг.8-11 - стык колонн по высоте.
Колонны 1 имеют отверстия 2, разделяющие тело колонны 1 на отдельные секции с шагом на этаж. Стык 3 колонн 1 по высоте производится в отверстии в уровне перекрытия. Ригели 4 имеют выпуски поперечной арматуры 5 на верхней грани петлевидного очертания и по торцам выпуски продольной предварительно напряженной рабочей арматуры 6 в нижней зоне и продольной предварительно напряженной рабочей арматуры 7 в верхней зоне.
Создание непрерывного предварительного напряжения обеспечивают пропуском напрягаемой арматуры 8 в пределах отверстий 2 через толстостенные трубы 9, которые совместно с опорными пластинами 10 создают жесткую раму в пределах отверстий 2. Для этого толстостенные трубы 9 по ГОСТ 8734-75, толщину стенок которых подбирают из условия восприятия сжимающих нагрузок от усилия предварительного напряжения, приваривают к стальным опорным пластинам 10 и запускают в тело колонны 1 на длину анкеровки.
Стык 3 колонн 1 по высоте осуществляют за счет посадки нижней части колонны верхнего яруса, имеющего клиновидное окончание в форме квадратной пирамиды, в клиновидное углубление закладной детали в верхней части колонны 1 нижнего яруса. При этом напрягаемую арматуру 8 колонны 1 нижнего яруса анкеруют в толстостенной трубе 9, не доводя ее до окна 11, выполненного в толстостенной трубе 9, а напрягаемую арматуру 8 колонны 1 верхнего яруса вводят сверху в толстостенную трубу 9 колонны нижнего яруса и выводят сбоку через окно 11 той же трубы в отверстии 2 колонны 1 так, чтобы длина нахлеста напрягаемых стержней колонн 1 нижнего и верхнего ярусов соответствовала расчетной длине анкеровки.
Для создания более жестких узлов, способных воспринимать сейсмические нагрузки, сборный ригель 4 помимо основной предварительно напряженной арматуры 6 в нижней зоне имеет дополнительную предварительно напряженную арматуру 7 в верхней зоне, выпуски которых по торцам ригеля 4 заводят в отверстия 2 колонн 1 и бетонируют заодно с монолитным ригелем, расположенным между торцами плит перекрытий.
Предварительно напряженная арматура 8, расположенная по углам сечения колоны 1, гасит амплитуду колебаний самих колонн 1, а предварительно напряженные колонны 1 гасят амплитуду колебаний каркаса, тем самым, обеспечивая устойчивость всего здания в целом от действия сейсмических нагрузок, направленных в горизонтальной плоскости. Предварительно напряженные ригели 4 с арматурными выпусками в нижней 6 и верхней 7 зонах, которые замоноличены заодно с отверстиями 2 в колоннах 1, способны воспринимать усилия знакопеременных изгибающих моментов, возникающих в результате колебаний каркаса с амплитудой в горизонтальной плоскости.
Предлагаемый сборно-монолитный железобетонный каркас под названием “МОСКОВИЯ” позволил при незначительном увеличении расхода стали за счет использования высокопрочной арматурной стали получить хорошие показатели по сейсмостойкости зданий.
1. Сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания, включающий сборные железобетонные колонны с отверстиями в уровне перекрытий, сборные предварительно-напряжённые ригели, имеющие на торцевых гранях горизонтальные углубления треугольного сечения, и плиты перекрытия с зазором между их торцами, которые вместе с отверстиями в колоннах замоноличены заодно с выпущенными в них арматурными выпусками из сборных элементов каркаса, отличающийся тем, что железобетонные колонны, выполняемые на несколько этажей, имеют непрерывное продольное армирование предварительно-напряжённой арматурой, в том числе в пределах отверстий в уровне перекрытий, где арматура пропущена через толстостенные трубы, имеющие стальные опорные пластины и запущенные в тело колонны на длину анкеровки.
2. Каркас по п.1, отличающийся тем, что стык колонн по высоте выполнен в монолитном бетоне в уровне перекрытий, при этом торцы стыкуемых колонн имеют клиновидную форму в двух направлениях, а напрягаемая арматура стыкуемых колонн, пропущенная через толстостенные трубы и имеющая нахлёст, забетонирована в уровне стыка.
3. Каркас по п.1 или 2, отличающийся тем, что сборные ригели перекрытия выполнены с дополнительной предварительно-напряжённой арматурой в верхней зоне.
www.findpatent.ru
Железобетонный каркас многоэтажного здания
Изобретение относится к железобетонным каркасам многоэтажного здания. Цель изобретения - снижение материалоемкости при одновременном увеличении этажности здания. Стенки жесткости по продольным осям колонн установлены на всю высоту здания и жестко прикреплены к колоннам. Стенки жесткости по поперечным осям колонн выполнены в виде единого элемента с вышерасположенным ригелем, дискретно прикреплены к нижележащему ригелю и размещены со смешением их по высоте на смежных поперечных осях колонн. Ригели в верхней части каркаса и примыкающие к стенкам жесткости шарнирно соединены с колоннами, а остальные ригели - жестко. 12 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
» Я0 1И0707 А! (5l) 4 04 В
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ВСЕСОИЫЬЯ
11Ц(.ар- т
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
2 (54) ЖЕЛЕЗОБЕТОННЪ|Й КАРКАС М!1ОГОЭТАЖH0ГО ЗДАНИЯ (21) 4386200/23-33 (22) 03.03.88 (46) 23.12.89. Бюл. N - 47 (71) Центральный научно-исследовательский и проектный институт типового и экспериментального проектирования зданий торговли, общественного питания, бытового обслуживания и туристских комплексов (72) Б.В.Карабанов (53) 624.016.5 (088.8) (56) Дроздов П.Ф. Конструирование и расчет несущих систем многоэтажных зданий и их элементов. — M.: Стройиздат, 1977, с.1 4-165.
Авторское свидетельство СССР
N 1087626, кл. F. 04 В 1/18, 1981. (57) Изобретение относится к железобетонным каркасам многоэтажного здания. Целью изобретения является снижение материалоемкости при одновременном увеличении этажности здания.
Стенки жесткости по продольным осям колонн установлены на всю высоту здания и жестко прикреплены к колоннам.
Стенки жесткости по поперечным осям колонн выполнены в виде единого элемента с вышерасположенным ригелем, дискретно прикреплены к нижележащему ригелю и размещены сî смещением их по высоте на смежных поперечных осях колонн. Ригели в верхней части каркаса и примыкающие к стенкам жесткости шарнирно соединены с колоннами, а остальные ригели - жестко.
12 ил. фиг.7; на фиг.10 — узел II на фиг.3, на фиг.11 — сечение И-И на фиг.10, на фиг.12 — сечение К-К на фиг.10.
Каркас здания включает колонны 1, жестко закрепленные в фундаментах 2 и образующие с поперечными ригелями
3 вертикальные ячейки 4, в которых
Изобретение относится к области строительства, а именно к железобетонным каркасам многоэтажных общественных и производственных зданий.
Цель изобретения — снижение материалоемкости при одновременном увеличении этажности каркаса.
На фиг.1 показан план каркаса здания, на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг,1, на фиг.4 — разрез В-В на фиг. 1; на фиг.5разрез Г-Г на фиг.1, Hd фиг.6 — разрез Д-Д на фиг.1 на фиг.7 — узел I, на фиг.4-6; на фиг.8 — сечение Е-Е на фиг ° 7, иа фиг.9 — сечение Ж-Ж на размещены на части этажей в попере».ном и продольном направлении стенки
5 и 6 жесткости.
Колонны 1 соединены с ригелями 3 в верхней части каркаса шарнирно, а в нижней — жестко.
Стенки 5 и 6 жесткости располсж — ны по осям колонн 1. Стенки 5 жес.гОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1530707
l5
25
40
50
55 кости, размещенные произвольно по поперечным осям колонн 1, выполнены в виде единого элемента с верхним ригелем 3 ячейки 4 и дискретно прикреплены к нижнему ригелю 3 последней, Стенки 6 жесткости, расположенные по продольным осям колонн 1, установлены одна над другой на всю высоту каркаса и жестко соединены с колоннами 1 °
Верхние и нижние ригели 3 ячеек 4 со стенками 5 жесткости шарнирно соединены с колоннами 1. При этом стенки
5 жесткости, расположенные по одной из поперечных осей колонн 1, установлены со смещением относительно стенок
5 жесткости, размещенных по другой поперечной оси колонн 1.
Плиты 7 перекрытий 8 с ригелями 3 образуют диски перекрытий.
Крепление стенок 5 жесткости к нижним ригелям 3 ячеек 4 и к ленточным фундаментам 9 осуществлено сваркой закладных деталей 10 и 11 и горизонтальным растворным швом 12.
Стенки 6 жесткости прикреплены к колоннам 1 сваркой закладных деталей, а нижняя из них оперта на ленточный фундамент 13 °
Ригели 3 прикреплены к консолям 14 колонны 1. Жесткость несущей системы по высоте многоэтажного здания последовательно увеличивается в соответствии с эпюрой изгибающих моментов от горизонтальных ветровых нагрузок.
Так, в верхней зоне каркас работает по свяэевой схеме, в нижней зоне по рамкой ° Стенки 5 жесткости, устанавливаемые с пропусками на некоторых этажах, скрепляют смежные диски перекрытий 8 и в последних возникают усилия, равные по величине и противоположные по направлению, потому что податливостью стенок 5 жесткости по сравнению с податливостью связевых колонн 1 и поперечных можно пренебречь
Эти усилия существенно (в несколько десятков раз) увеличивают жесткость всех свяэевых колонн 1 в верхней зоне каркаса и всех поперечных рам 15 в нижней зоне. Диски перекрытий 8, практически нелеформируемые в своей плоскости, передают эти усилия на все связевые колонны 1 и все поперечные рамы 15 каркаса. В результате жесткость каркаса существенно возрастает. Конструкция каркаса здания является принципиально новой, поскольку стенки 5 и 6 жесткости работают и подбираются на усилия, действующие во всем каркасе, поэтому их число существенно уменьшается. Эффективно в предлагаемом каркасе работают и диски перекрытий 8, поскольку они передают усилия на связевые колонны 1 и поперечные рамы 15 также в направлении, противоположном действию ветровой нагрузки, что приводит к снижению расхода бетона стали.
Распределение горизонтальной нагрузки на все колонны 1 поперечных рам также существенно уменьшает расход бетона на ленточные фундаменты 9, установленные под стенками 5 жесткости первого этажа, чисЛо которых умечьшается не менее, чем в два раза по сравнению с известной конструкцией. В верхней зоне каркаса ригели
3 прикреплены к колоннам 1 шарнирно, а не жестко, как в известном случае, что приводит к снижению расхода стали, так же, как и шарнирное крепление к колоннам 1 ригельной части стенок 5 жесткости и отдельных ригелей 3.
Каркас может применяться в зданиях высотой до 16 этажей.
Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я
Железобетонный каркас многоэтажного здания, включающий колонны, жестко защемленные в фундаментах, образующие вертикальные ячейки с ригелями и соединенные с последними в верхней части здания шарнирно, стенки жесткости, расположенные на части этажей в поперечном и продольном направлениях, и плиты перекрытий, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью снижения материалоемкости при одновременном увеличении этажности здания, стенки жесткости установлены по осям колонн, причем стенки жесткости, расположенные по поперечным осям колонн, выполнены в виде единого элемента с верхним ригелем ячейки и дискретно прикреплены к нижнему ригелю последней, а стенки жесткости, установленные по продольным осям колонн, размещены одна над другой на всю высоту каркаса и жестко соединены с колоннами, при этом соединение колонн с верхними и нижними ригелями ячеек со стенками жесткости выполнено шарнирным, а с рцгелями нижней части каркаса— жестким, причем стенки жесткости, расположенны» по одной из поперечных
5 1530707 6 осей колонн, размещены со смещением новленных по другим понеречньпч осям относительно стенок жесткости, уста- .колонн.
1530707
E-Е фиг. 8
1 i 1()7() 7
Г-Г
1530707
И-И фиЕ. 10
Фи.ff
Составитель Г.Иванова
Техред Л.Сердюкова
Корректор О.Кравцова
Редактор Е.Папп
Заказ 7870/31 Тираж 644 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5
Произвадс гвенно-издательскии комбинат "Патент™, т . Ужгород, ул. Гагарина, 101
www.findpatent.ru
Сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания
Полезная модель относится к строительству, а именно к строительству сборно-монолитных каркасных зданий различного назначения. Технический результат - создание конструктивной каркасной системы для строительства зданий повышенной этажности, обеспечивающей снижение материалоемкости (уменьшение расхода бетона на 10-30%) за счет применения пустотелых элементов, высокую технологичность сборки каркаса за счет совершенствования узлов сопряжения колонн каркаса по высоте и эстетическую привлекательность жилых помещений. Сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания включает сборные железобетонные колонны в зазоре между плитами перекрытия из сборных ригелей каркаса. Согласно полезной модели колонны сплошного сечения выполнены на несколько нижних этажей, колонны верхних этажей выполнены пустотелыми с продольным отверстием цилиндрической формы с открытым и монолитным торцами, открытые торцы имеют выпуски арматуры, колонны сплошного сечения с одного торца и монолитные торцы пустотелых колонн имеют выступ в виде усеченного конуса, причем, диаметр основания усеченного конуса меньше диаметра отверстия колонны, также эти торцы имеют пазы для входа выпусков арматуры при стыке колонн по высоте, сборные ригели перекрытия изготовлены пустотелыми.
Полезная модель относится к строительству, а именно к строительству сборно-монолитных каркасных зданий различного назначения.
Из существующего уровня техники известен сборно-монолитный каркас многоэтажного здания «Сочи», состоящий из железобетонных колонн и сборно-монолитного перекрытия. Перекрытие состоит из стандартных многопустотных железобетонных панелей между торцами, которых в пределах толщины панелей бетонируются монолитные ригели (главные балки). По длинным сторонам панелей оставляются зазоры, в которых образуются монолитные второстепенные балки. Колонны каркаса выполняются сплошного квадратного или прямоугольного сечения. (Рекомендации по проектированию конструкций плоского сборно-монолитного перекрытия «Сочи»: изд. 3-е. - М: Стройиздат, 1975. - с. 3-4). Недостатком каркаса является необходимость дополнительных расходов на устройство опалубки для главных и второстепенных балок.
Известен также сборно-монолитный каркас многоэтажного здания «РАДИУСС», перекрытие которого также состоит из многопустотных плит между торцами, которых в пределах толщины панелей бетонируются монолитные ригели. В перпендикулярном направлении плиты уложены без зазоров. Колонны каркаса выполняются сплошного квадратного или прямоугольного сечения. (А.С. Семченков. Обоснование регионально-адаптируемой универсальной индустриальной строительной системы «РАДИУСС» - Бетон и железобетон, 2008, 
4. - с. 2-6.). Недостатком каркаса также является необходимость дополнительных расходов на устройство опалубки для монолитных ригелей.
Известен также сборно-монолитный каркас здания, перекрытие которого также состоит из многопустотных плит между торцами, которых в пределах толщины панелей бетонируются монолитные ригели переменной по длине ширины. Колонны каркаса выполняются сплошного квадратного или прямоугольного сечения (патент Российской федерации 2226593, 10.04.2004, кл. E04B 1/18). Недостатком каркаса также является необходимость дополнительных расходов на устройство опалубки для монолитных ригелей.
Известен также сборно-монолитный каркас многоэтажного здания (патент Российской федерации 2182624, 20.05.2002, кл. E04B 1/20). Каркас здания, сооружения выполнен из колонн, ригелей и перекрытий, которые образованы с использованием пустотных плит, а ригели выполнены сборно-монолитными в виде пространственных тел со сборной нижней уширенной частью и примоноличенной зауженной относительно нижней верхней частью в виде протяженного многогранника с поперечным сечением, преимущественно в форме прямоугольника или трапеции с образованием в совокупности со сборной частью единого несущего профиля с локальными уширениями в виде выступов, расположенных по длине ригеля с шагом, соответствующим шагу пустот опертых на ригель плит перекрытия, причем выступы выполнены протяженными в направлениях осей пустот, имеют длину, составляющую не менее 1/3 толщины соответствующих плит, и размещены в приопорных и опорных зонах пустот плит. Колонны выполняя.тся сплошного сечения. На верхних этажах сечение колонн может уменьшаться.
Недостатком известного решения является выполнение ригелей и колонн сплошного сечения, что повышает материалоемкость каркаса.
Так же известен сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания "КАЗАНЬ-ХХIв" (патент Российской Федерации 2281362, МПК E04B 1/20 (2006.01)), включает сборные железобетонные колонны с отверстиями в уровне перекрытий и криволинейным каналом в нижней части этажной секции колонн, сборные ригели с выпусками арматуры на верхней грани и по торцам, а на верхней грани опорной части прямоугольные штрабы для укладки монтажной опорной арматуры и круглопустотные плиты перекрытия, торцевые поверхности которых выполнены наклонными к плоскости плиты по всей ее высоте с углом наклона 14-16°. Железобетонные колонны, выполняемые на несколько этажей, имеют разные формы поперечного сечения: квадратную, прямоугольную и угловую с сохранением базового размера ядра сечения и фиксированным количеством арматурных стержней в пределах базового ядра. Стык колонн по высоте выполнен в виде штепсельного соединения, при этом торцы колонн имеют выпуски арматуры и пазы, куда входят выпуски арматуры. Соединение элементов каркаса между собой производится после укладки опорной арматуры и объединения их петлевыми хомутами, расположенными по ширине сборного ригеля, и обеспечивается за счет замоноличивания сборного ригеля по верхней грани с одновременным затеканием бетона в отверстия колонн.
Недостатком известного каркаса является изменение площади помещений, в связи с изменением формы поперечного сечения колонн, а так же, так как стыки колонн выполняют обычно на высоте 600-800 мм от верха ригеля, неэстетичный вид стыка колонн разного сечения.
Известен также сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания "КАЗАНЬ-1000 м (патент Российской Федерации 2184816, 10.06.2002, кл. 
04В 1/20), включающий сборные железобетонные колонны с отверстиями, сборные предварительно напряженные ригели с горизонтальными углублениями треугольного сечения на торцевых гранях и круглопустотные плиты перекрытия с зазором между их торцами, выполненными наклонными к плоскости плиты с углом наклона 25-30°, при этом зазоры между торцами плит и отверстия в колоннах замоноличены заодно с выпущенными в них арматурными выпусками из сборных элементов каркаса. Стык колонн по высоте выполнен в виде штепсельного соединения в средней зоне этажей.
Недостатком конструкции является невозможность из-за постоянного размера поперечного сечения колонн по высоте здания значительного увеличения их несущей способности установкой дополнительных арматурных стержней, количество которых по особенностям каркаса должно быть равно четырем, а так же невозможность простого увеличения сечения колонн, так как это повлечет увеличение толщины стены и, как следствие, нагрузки на здание в целом, а при применении меньшей толщины наружной стены колонны будут выходить из плоскости наружной стены внутрь здания, что приводит к снижению эстетической привлекательности помещений, в особенности в жилых многоэтажных каркасных зданиях, где колонны должны быть скрыты в толще наружной стены.
Наиболее близким по назначению и достигаемому эффекту является сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания «Московия». Каркас включает в себя сборные железобетонные колонны с отверстиями в уровне перекрытий, сборные предварительно-напряженные ригели и плиты перекрытия с зазорами между их торцами, которые вместе с отверстиями в колоннах замоноличены заодно с выпущенными в них арматурными выпусками из сборных ригелей каркаса. Железобетонные колонны, выполняемые на несколько этажей, имеют предварительно напряженную арматуру, в том числе и в пределах отверстий в уровне перекрытий, где арматура пропущена через толстостенные трубы. Стык колонн по высоте осуществляется за счет посадки нижней части колонны верхнего яруса, имеющего клиновидное окончание в форме квадратной пирамиды, в клиновидное углубление закладной детали в верхней части колонны нижнего яруса.
Недостатком известного решения является значительное увеличение металлоемкости колонн в связи с введением труб-каналов для пропуска арматуры в зонах отверстий в уровнях перекрытий и устройством дополнительных металлических закладных деталей в местах стыка колонн по высоте.
Технический результат - создание конструктивной каркасной системы для строительства зданий повышенной этажности, обеспечивающей снижение материалоемкости (уменьшение расхода бетона на 10-30%) за счет применения пустотелых элементов, высокую технологичность сборки каркаса за счет совершенствования узлов сопряжения колонн каркаса по высоте и эстетическую привлекательность жилых помещений.
Сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания включает сборные железобетонные колонны, сборные ригели и круглопустотные плиты перекрытия с зазорами между их торцами, которые замоноличены заодно с выпущенными в них арматурными выпусками на верхней грани петлевидного очертания, расположенные в зазоре между плитами перекрытия из сборных ригелей каркаса. Согласно полезной модели колонны сплошного сечения выполнены на несколько нижних этажей, колонны верхних этажей выполнены пустотелыми с продольным отверстием цилиндрической формы с открытым и монолитным торцами, открытые торцы имеют выпуски арматуры, колонны сплошного сечения с одного торца и монолитные торцы пустотелых колонн имеют выступ в виде усеченного конуса, причем, диаметр основания усеченного конуса меньше диаметра отверстия колонны, также эти торцы имеют пазы для входа выпусков арматуры при стыке колонн по высоте, сборные ригели перекрытия изготовлены пустотелыми.
Расход бетона в колоннах верхних этажей уменьшается на 10-30%.
Торцы колонн верхних ярусов имеют выпуски арматуры, а оголовки колонн нижних ярусов имеют пазы, куда выпуски арматуры входят Результат достигается так же тем, что ригели перекрытия являются пустотелыми, что позволит уменьшить расход бетона на 10-30%).
Техническое решение поясняется чертежами, на которых изображено:
- на фиг. 1 - фрагмент монтажного плана ячейки каркаса
- на фиг. 2 - поперечный разрез по А-А.
- на фиг. 3 -сечение сплошной колонны 2-2
- на фиг. 4 - сечение пустотелой колонны 1-1
- на фиг. 5 - сечение по ригелю 3-3
- на фиг. 6 - узел сопряжения колонн «А» до монтажа
- на фиг. 7 - узел сопряжения колонн «А» в собранном виде
- на фиг. 8 - сечение 5-5
- фиг. 9 - стык пустотелых колонн по высоте
Сборно-монолитный железобетонный каркас включает колонны сплошного сечения 1, выполненные на несколько нижних этажей, пустотелые колонны 2 верхних этажей выполнены пустотелыми с продольным отверстием с открытым и монолитным торцами, сборные ригели 3, круглопустотные плиты перекрытия 4 с зазорами между их торцами, которые замоноличены заодно с выпущенными в них арматурными выпусками из сборных ригелей. Колонны 1 нижних и пустотелые колонны 2 верхних этажей имеют продольную арматуру 5. У пустотелых колонн 2 верхних этажей каркаса продольное отверстие 6 имеет цилиндрическую форму. Сборные ригели 3 имеют пустоту 7 и выпуски поперечной арматуры 8 на верхней грани петлевидного очертания, расположенные в зазоре между плитами перекрытия 4, которые замоноличены заодно с выпущенными в них арматурными выпусками из сборных ригелей 3 каркаса Открытые торцы колонн имеют выпуски арматуры 9, колонны сплошного сечения с одного торца и монолитные торцы пустотелых колонн имеют пазы 10 для входа выпусков арматуры при стыке колонн по высоте (штепсельный стык).
Колонны 1 сплошного сечения с одного торца и монолитные торцы пустотелых колонн 2 имеют выступ в виде усеченного конуса 11, причем, диаметр основания усеченного конуса меньше диаметра отверстия 6 колонны.
Стык колонны 1 сплошного сечения нижних этажей с пустотелыми колоннами 2 верхних этажей по высоте осуществляется за счет посадки пустотелых колонн 2 верхнего этажа открытым торцом на колонну сплошного сечения 1 нижних этажей, торец которой имеет выступ в виде усеченного конуса 11, причем, диаметр основания усеченного конуса 11 должен быть меньше диаметра отверстия 6 колонны 2 на 5-10 мм, а высота усеченного конуса составляет 200-300 мм. Аналогично выполняется стык пустотелых колонн 2 между собой: нижняя колонна имеет сплошной торец с выступом в виде усеченного конуса, на который насаживается верхняя колонна, открытым торцом.
Сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания, включающий сборные железобетонные колонны, сборные ригели и круглопустотные плиты перекрытия с зазорами между их торцами, которые замоноличены заодно с выпущенными в них арматурными выпусками на верхней грани петлевидного очертания, расположенные в зазоре между плитами перекрытия из сборных ригелей каркаса, отличающийся тем, что колонны сплошного сечения выполнены на несколько нижних этажей, колонны верхних этажей выполнены пустотелыми с продольным отверстием цилиндрической формы с открытым и монолитным торцами, открытые торцы имеют выпуски арматуры, колонны сплошного сечения с одного торца и монолитные торцы пустотелых колонн имеют выступ в виде усеченного конуса, причем диаметр основания усеченного конуса меньше диаметра отверстия колонны, также эти торцы имеют пазы для входа выпусков арматуры при стыке колонн по высоте, сборные ригели перекрытия изготовлены пустотелыми.
РИСУНКИ
poleznayamodel.ru
.jpg)
