Железобетонный монолитный каркас многоэтажного здания – преимущества, виды и технология строительства

Сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания "казань-xxiв"

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при строительстве жилых и общественных зданий повышенной этажности. Технический результат изобретения направлен на создание конструктивной каркасной системы для строительства зданий повышенной этажности, обеспечивающей при этом эстетическую привлекательность помещений, повышенную жесткость каркаса на стадии монтажа, высокую технологичность сборки каркаса, снижение трудоемкости при изготовлении плит перекрытий. Сборно-монолитный каркас многоэтажного здания 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 колон. 3 з.п. ф-лы, 23 ил.

 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при строительстве жилых и общественных зданий повышенной этажности.

Известен сборно-монолитный каркас многоэтажного здания (патент Российской федерации №2087633, 20.08.1997, кл. Е 04 В 1/18), включающий сборные железобетонные колонны с отверстиями и плиты перекрытия, опертые двумя противоположными торцами на замоноличенные между ними стыки, образующие заделанные в колонны ригели, верхние стержни многорядной арматуры которых замоноличены в отверстиях колонн. Монолитный ригель, доля бетона которого на единицу площади перекрытия составляет около 33%, 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 каркас многоэтажного здания и способ его возведения (авторское свидетельство А.С. SU 1776734 А1, 23.11.1992, кл. Е 04 В 1/18), включающий колонны со сквозными прямоугольного сечения отверстиями, расположенными по одной из центральных осей колонн в уровне плит перекрытий, установленных с зазорами между их гранями, и предварительно напряженную арматуру длиной на ширину и длину здания, размещенную в зазорах между плитами перекрытий, пропущенную через отверстия колонн, заанкеренную по периметру здания и замоноличенную бетоном с образованием сборно-монолитных ригелей в двух взаимно перпендикулярных направлениях, одни из которых расположены соосно с прямоугольными отверстиями колонн и имеют ширину менее ширины последних. Описанная конструктивная схема предполагает установку арматуры, используемой в качестве предварительно напряженной, но без пояснения, как будет производиться натяжение этой арматуры. Кроме того, монолитные ригели, расположенные в двух взаимно перпендикулярных направлениях и выполненные из монолитного бетона в пределах высоты сборной плиты перекрытия, имеют пониженную жесткость и приводят к работе сборных плит перекрытий, замоноличенных совместно с ригелями, в двух направлениях, в то время как армирование плит предполагает их работу в одном направлении. В предлагаемой конструктивной схеме доля монолитного бетона на единицу площади перекрытия составляет около 15%.

Наиболее близким по назначению и достигаемому эффекту является сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания "КАЗАНЬ-1000" (патент Российской Федерации №2184816, 10.06.2002, 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.

Недостатками сборно-монолитного каркаса многоэтажного здания "КАЗАНЬ-1000", обнаруженными в процессе проектирования и монтажа, являются:

- 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;

- 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;

- пониженная жесткость каркаса на стадии монтажа, что приводит к образованию начальных трещин в узлах сопряжения ригелей с колоннами и, как следствие, к снижению жесткости каркаса здания в целом;

- недопустимая погрешность установки опорной арматуры монолитной части ригеля из-за сложности устройства выпусков арматуры из сборного ригеля на одном уровне, что приводит к несоответствию проектного расположения опорной арматуры и соответственно к возможному снижению несущей способности сборно-монолитного ригеля;

- повышенная трудоемкость при изготовлении круглопустотных плит перекрытий в части устройства наклонной торцевой поверхности плиты на половине ее высоты, что приводит к частичному обрушению бетона после изъятия пустотообразователей и к снижению надежности конструкции в целом.

Изобретение направлено на создание конструктивной каркасной системы для строительства зданий повышенной этажности, обеспечивающей при этом высокую надежность за счет совершенствования узлов сопряжения элементов каркаса, повышенную жесткость каркаса на стадии монтажа, высокую технологичность сборки каркаса, снижение трудоемкости при изготовлении плит перекрытий и эстетическую привлекательность жилых помещений.

Результат достигается тем, что в сборно-монолитном железобетонном каркасе многоэтажного здания "КАЗАНЬ-XXIв", состоящем из сборных железобетонных колонн с отверстиями в уровне перекрытий, сборных предварительно напряженных ригелей с выпусками арматуры на верхней грани и по торцам, имеющих на торцевых гранях горизонтальные углубления треугольного сечения, круглопустотных плит перекрытий с зазором между их торцами, которые вместе с отверстиями в колоннах замоноличены заодно с выпущенными в них арматурными выпусками из сборных элементов каркаса, согласно изобретению железобетонные колонны, выполняемые на несколько этажей, имеют разные формы поперечного сечения - квадратную, прямоугольную и угловую с сохранением базового размера ядра сечения и фиксированного количества арматурных стержней (4 шт.) в пределах базового ядра, ригели перекрытия на верхней грани опорной части имеют прямоугольные штрабы для укладки монтажной опорной арматуры, а торцевые поверхности круглопустотных плит перекрытий выполнены наклонными к плоскости плиты по всей ее высоте с углом наклона 14÷16°.

Результат достигается также тем, что стык колонн по высоте выполнен в виде штепсельного соединения в средней зоне этажной секции колонн, при этом торцы колонн имеют выпуски арматуры и пазы, куда эти выпуски арматуры входят, но для сохранения однотипности стыка колонн различной формы поперечного сечения в пределах базового размера ядра выпуски арматуры и пазы выполнены соответственно на нижнем и верхнем торцах колонны, а за пределами базового ядра наоборот, т.е. выпуски арматуры и пазы выполнены соответственно на верхнем и нижнем торцах стыкуемых колонн.

Результат достигается также тем, что для заполнения зазора, образующегося под нижней плоскостью этажной секции колонн после замоноличивания элементов каркаса, в нижней части каждой этажной секции колонн выполнен криволинейный канал, соединяющий нижнюю горизонтальную плоскость этажной секции колоны с ее боковой плоскостью.

Результат достигается также тем, что петлевые выпуски поперечной арматуры в опорной части сборного ригеля, расположенные по ширине ригеля, необходимо располагать по длине ригеля в два ряда и объединять петлевыми хомутами, расположенными по ширине ригеля.

Изобретение поясняется на чертежах. На фиг.1 и 2 представлены фрагменты схем расположения колонн разной формы поперечного сечения соответственно на нижних и верхних этажах. На фиг.3÷7 приводятся схемы расположения колонн, а на фиг.10÷15 стыки колонн с разными формами поперечного сечения по высоте здания. На фиг.8 и 9 показана схема выполнения канала для заполнения зазора под нижней плоскостью этажной секции колонн после замоноличивания элементов каркаса. На фиг.16÷20 приводятся характеристики опалубочных форм сборных ригелей и плит перекрытия. На фиг.21÷23 показаны узлы сопряжения элементов каркаса.

Колонны 1, 2, 3 имеют отверстия 4, разделяющие тело колонны на отдельные секции с шагом на этаж. Форма поперечного сечения колонн выполнена трех видов: прямоугольная 1 и угловая 2 для нижних этажей, для которых характерен высокий уровень продольных сил, и квадратная 3 для верхних этажей, где уровень продольных сил незначителен. При этом с целью обеспечения однотипности сопряжения ригелей 5 с колоннами 1, 2, 3 и самих колонн по высоте сохраняют постоянным базовый размера "а" ядра сечения 6 колонн (фиг.5, 6, 7), а количество арматурных стержней 7 на грани колонны, к которой примыкает ригель 5 перекрытия, принимается равным двум в пределах базового размера "а". Использование колонн с разными формами поперечного сечения позволяет при одновременном увеличении нагрузки на здание и на колонны соответственно сохранить постоянной по высоте здания минимальную толщину наружной стены и при этом скрыть колонны в толще наружной стены, что приводит к повышению эстетической привлекательности помещений, в особенности в жилых зданиях.

Для заполнения зазора, образующегося под нижней плоскостью этажной секции колонн после замоноличивания элементов каркаса, необходимо выполнить криволинейный канал 8 (фиг.8 и 9), который с нижней горизонтальной плоскости этажной секции колонн должен выходить на боковую плоскость.

Сопряжение колонн разной формы поперечного сечения 1+3 и 2+3 (фиг.3 и 4) по высоте здания производится в пределах ядра сечения 6 колонн 1, 2, 3, где количество арматурных стержней 7 принимается равным четырем. Стык колонн по высоте выполнен в виде штепсельного соединения в средней зоне этажной секции колонн, где значения изгибающих моментов близки к нулю. При этом в нижней торцевой части верхних колонн 1, 2, 3 в пределах ядра сечения 6, независимо от формы поперечного сечения, имеются выпуски арматуры 9, которые при опускании колонн 1, 2, 3 входят в пазы 10, расположенные на верхней торцевой части нижних колонн. В колоннах прямоугольной 1 и угловой 2 формы поперечного сечения, где имеется арматура 7, расположенная за пределами ядра сечения 6, выпуски этой арматуры 11 выполняют на верхней торцевой части нижних колонн 1 и 2, которые при опускании колонн 1 и 2 должны входить в пазы 12, расположенные в нижней торцевой части верхних колонн 1 и 2 (фиг.10÷15). Если на нижние колонны прямоугольной 1 или угловой 2 формы поперечного сечения опирается колонна квадратного сечения 3, то она опускается своими выпусками арматуры 9 в пазы 10 нижней колонны, а выпуски арматуры 11, расположенные за пределами ядра сечения 6 нижних колонн 1 или 2, срезаются.

Для создания более жестких узлов сопряжения элементов каркаса на период монтажа сборный ригель 5 на верхней грани опорной части имеет прямоугольные штрабы 13 для укладки монтажной опорной арматуры 14, которая на первом этапе замоноличивается заодно с ригелем 5 и колоннами 1, 2, 3 в пределах высоты сборного ригеля 5. Помимо основного решения по устройству на верхней грани ригеля 5 петлевидных выпусков поперечной арматуры 15, которые из-за сложности установки имеют разную высоту выпусков, что приводит к несоответствию проектного расположения опорной арматуры 16 и соответственно к возможному снижению несущей способности сборно-монолитного ригеля, предлагается второе решение, суть которого заключается в следующем. Петлевые выпуски поперечной арматуры 17 в опорной части сборного ригеля 5 необходимо располагать по длине ригеля 5 в два ряда, которые после укладки круглопустотных плит перекрытий 18, торцевые поверхности 19 которых выполнены наклонными к плоскости плиты по всей ее высоте с углом наклона 14÷16°, и опорной арматуры 16 объединяются петлевыми хомутами 20, расположенными по ширине сборного ригеля 5.

Предлагаемый сборно-монолитный железобетонный каркас под названием "КАЗАНЬ-XXIв" позволил за счет совершенствования узлов сопряжения элементов каркаса и при незначительных изменениях в опалубочных формах и армировании повысить надежность каркаса и здания в целом, а также благодаря изменению формы поперечного сечения колонн значительно увеличить их несущую способность и повысить этажность здания и за счет повышения сборности каркаса снизить до 7% долю монолитного бетона на единицу площади перекрытия, что играет немаловажную роль при возведении каркаса в условиях продолжительной зимы, характерной для средней полосы России.

Предложенные в данном изобретении технические решения обоснованы проведенными исследованиями, в том числе с использованием программных вычислительных комплексов, и подтверждены расчетами, выполненными в рамках действующих норм на проектирование. Также ряд технических решений, в частности колонны с разной формой поперечного сечения, использованы при строительстве 10-этажного жилого дома по ул.Толбухина г.Казани.

1. Сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания, включающий сборные железобетонные колонны с отверстиями в уровне перекрытий, сборные предварительно напряженные ригели, имеющие на торцевых гранях горизонтальные углубления треугольного сечения, и круглопустотные 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 разные формы поперечного сечения - квадратную, прямоугольную и угловую с сохранением базового размера ядра сечения и фиксированным количеством арматурных стержней в пределах базового ядра, ригели перекрытия на верхней грани опорной части имеют прямоугольные штрабы для укладки монтажной опорной арматуры, а торцевые поверхности круглопустотных плит перекрытий выполнены наклонными к плоскости плиты по всей ее высоте с углом наклона 14-16°.

2. Каркас по п.1, отличающийся тем, что стык колонн по высоте выполнен в виде штепсельного соединения в средней зоне этажной секции колонн, при этом торцы колонн имеют выпуски арматуры и пазы, куда эти выпуски арматуры входят, но для сохранения однотипности стыка колонн различной формы поперечного сечения в пределах базового размера ядра выпуски арматуры и пазы выполнены соответственно на нижнем и верхнем торцах колонны, а за пределами базового ядра наоборот, т.е. выпуски арматуры и пазы выполнены соответственно на верхнем и нижнем торцах стыкуемых колонн.

3. Каркас по п.1, отличающийся тем, что в сборных ригелях перекрытия петлевые выпуски поперечной арматуры в опорной части ригеля расположены по длине ригеля в два ряда и объединены петлевыми хомутами, расположенными по ширине ригеля.

4. Каркас по п.1 или 2, отличающийся тем, что для заполнения зазора, образующегося под нижней плоскостью этажной секции колонн после замоноличивания элементов каркаса, в нижней части каждой этажной секции колонн выполнен криволинейный канал, соединяющий нижнюю горизонтальную плоскость этажной секции колонны с ее боковой плоскостью.

www.findpatent.ru

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%.

Формула изобретения

1. Сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания, включающий сборные железобетонные колонны с отверстиями, сборные предварительно-напряженные ригели и плиты перекрытия с зазором между их торцами, отличающийся тем, что 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. 2. Каркас по п. 1, отличающийся тем, что ригели и колонны имеют прямоугольную форму поперечного сечения без консолей. 3. Каркас по п. 1 или 2, отличающийся тем, что торцы ригелей перекрытия могут быть расположены под любым углом в горизонтальной плоскости к продольной оси ригеля, что позволяет проектировать здания любой конфигурации в плане. 4. Каркас по п. 1, или 2, или 3, отличающийся тем, что ригели и плиты перекрытия могут иметь в одном здании разную ориентацию - продольную и поперечную.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9

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

сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания "казань-xxiв" - патент РФ 2281362

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при строительстве жилых и общественных зданий повышенной этажности. Технический результат изобретения направлен на создание конструктивной каркасной системы для строительства зданий повышенной этажности, обеспечивающей при этом эстетическую привлекательность помещений, повышенную жесткость каркаса на стадии монтажа, высокую технологичность сборки каркаса, снижение трудоемкости при изготовлении плит перекрытий. Сборно-монолитный каркас многоэтажного здания 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 колон. 3 з.п. ф-лы, 23 ил. Железобетонный монолитный каркас многоэтажного здания – преимущества, виды и технология строительства

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при строительстве жилых и общественных зданий повышенной этажности.

Известен сборно-монолитный каркас многоэтажного здания (патент Российской федерации №2087633, 20.08.1997, кл. Е 04 В 1/18), включающий сборные железобетонные колонны с отверстиями и плиты перекрытия, опертые двумя противоположными торцами на замоноличенные между ними стыки, образующие заделанные в колонны ригели, верхние стержни многорядной арматуры которых замоноличены в отверстиях колонн. Монолитный ригель, доля бетона которого на единицу площади перекрытия составляет около 33%, 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 каркас многоэтажного здания и способ его возведения (авторское свидетельство А.С. SU 1776734 А1, 23.11.1992, кл. Е 04 В 1/18), включающий колонны со сквозными прямоугольного сечения отверстиями, расположенными по одной из центральных осей колонн в уровне плит перекрытий, установленных с зазорами между их гранями, и предварительно напряженную арматуру длиной на ширину и длину здания, размещенную в зазорах между плитами перекрытий, пропущенную через отверстия колонн, заанкеренную по периметру здания и замоноличенную бетоном с образованием сборно-монолитных ригелей в двух взаимно перпендикулярных направлениях, одни из которых расположены соосно с прямоугольными отверстиями колонн и имеют ширину менее ширины последних. Описанная конструктивная схема предполагает установку арматуры, используемой в качестве предварительно напряженной, но без пояснения, как будет производиться натяжение этой арматуры. Кроме того, монолитные ригели, расположенные в двух взаимно перпендикулярных направлениях и выполненные из монолитного бетона в пределах высоты сборной плиты перекрытия, имеют пониженную жесткость и приводят к работе сборных плит перекрытий, замоноличенных совместно с ригелями, в двух направлениях, в то время как армирование плит предполагает их работу в одном направлении. В предлагаемой конструктивной схеме доля монолитного бетона на единицу площади перекрытия составляет около 15%.

Наиболее близким по назначению и достигаемому эффекту является сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания "КАЗАНЬ-1000" (патент Российской Федерации №2184816, 10.06.2002, 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.

Недостатками сборно-монолитного каркаса многоэтажного здания "КАЗАНЬ-1000", обнаруженными в процессе проектирования и монтажа, являются:

- 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;

- 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;

- пониженная жесткость каркаса на стадии монтажа, что приводит к образованию начальных трещин в узлах сопряжения ригелей с колоннами и, как следствие, к снижению жесткости каркаса здания в целом;

- недопустимая погрешность установки опорной арматуры монолитной части ригеля из-за сложности устройства выпусков арматуры из сборного ригеля на одном уровне, что приводит к несоответствию проектного расположения опорной арматуры и соответственно к возможному снижению несущей способности сборно-монолитного ригеля;

- повышенная трудоемкость при изготовлении круглопустотных плит перекрытий в части устройства наклонной торцевой поверхности плиты на половине ее высоты, что приводит к частичному обрушению бетона после изъятия пустотообразователей и к снижению надежности конструкции в целом.

Изобретение направлено на создание конструктивной каркасной системы для строительства зданий повышенной этажности, обеспечивающей при этом высокую надежность за счет совершенствования узлов сопряжения элементов каркаса, повышенную жесткость каркаса на стадии монтажа, высокую технологичность сборки каркаса, снижение трудоемкости при изготовлении плит перекрытий и эстетическую привлекательность жилых помещений.

Результат достигается тем, что в сборно-монолитном железобетонном каркасе многоэтажного здания "КАЗАНЬ-XXIв", состоящем из сборных железобетонных колонн с отверстиями в уровне перекрытий, сборных предварительно напряженных ригелей с выпусками арматуры на верхней грани и по торцам, имеющих на торцевых гранях горизонтальные углубления треугольного сечения, круглопустотных плит перекрытий с зазором между их торцами, которые вместе с отверстиями в колоннах замоноличены заодно с выпущенными в них арматурными выпусками из сборных элементов каркаса, согласно изобретению железобетонные колонны, выполняемые на несколько этажей, имеют разные формы поперечного сечения - квадратную, прямоугольную и угловую с сохранением базового размера ядра сечения и фиксированного количества арматурных стержней (4 шт.) в пределах базового ядра, ригели перекрытия на верхней грани опорной части имеют прямоугольные штрабы для укладки монтажной опорной арматуры, а торцевые поверхности круглопустотных плит перекрытий выполнены наклонными к плоскости плиты по всей ее высоте с углом наклона 14÷16°.

Результат достигается также тем, что стык колонн по высоте выполнен в виде штепсельного соединения в средней зоне этажной секции колонн, при этом торцы колонн имеют выпуски арматуры и пазы, куда эти выпуски арматуры входят, но для сохранения однотипности стыка колонн различной формы поперечного сечения в пределах базового размера ядра выпуски арматуры и пазы выполнены соответственно на нижнем и верхнем торцах колонны, а за пределами базового ядра наоборот, т.е. выпуски арматуры и пазы выполнены соответственно на верхнем и нижнем торцах стыкуемых колонн.

Результат достигается также тем, что для заполнения зазора, образующегося под нижней плоскостью этажной секции колонн после замоноличивания элементов каркаса, в нижней части каждой этажной секции колонн выполнен криволинейный канал, соединяющий нижнюю горизонтальную плоскость этажной секции колоны с ее боковой плоскостью.

Результат достигается также тем, что петлевые выпуски поперечной арматуры в опорной части сборного ригеля, расположенные по ширине ригеля, необходимо располагать по длине ригеля в два ряда и объединять петлевыми хомутами, расположенными по ширине ригеля.

Изобретение поясняется на чертежах. На фиг.1 и 2 представлены фрагменты схем расположения колонн разной формы поперечного сечения соответственно на нижних и верхних этажах. На фиг.3÷7 приводятся схемы расположения колонн, а на фиг.10÷15 стыки колонн с разными формами поперечного сечения по высоте здания. На фиг.8 и 9 показана схема выполнения канала для заполнения зазора под нижней плоскостью этажной секции колонн после замоноличивания элементов каркаса. На фиг.16÷20 приводятся характеристики опалубочных форм сборных ригелей и плит перекрытия. На фиг.21÷23 показаны узлы сопряжения элементов каркаса.

Колонны 1, 2, 3 имеют отверстия 4, разделяющие тело колонны на отдельные секции с шагом на этаж. Форма поперечного сечения колонн выполнена трех видов: прямоугольная 1 и угловая 2 для нижних этажей, для которых характерен высокий уровень продольных сил, и квадратная 3 для верхних этажей, где уровень продольных сил незначителен. При этом с целью обеспечения однотипности сопряжения ригелей 5 с колоннами 1, 2, 3 и самих колонн по высоте сохраняют постоянным базовый размера "а" ядра сечения 6 колонн (фиг.5, 6, 7), а количество арматурных стержней 7 на грани колонны, к которой примыкает ригель 5 перекрытия, принимается равным двум в пределах базового размера "а". Использование колонн с разными формами поперечного сечения позволяет при одновременном увеличении нагрузки на здание и на колонны соответственно сохранить постоянной по высоте здания минимальную толщину наружной стены и при этом скрыть колонны в толще наружной стены, что приводит к повышению эстетической привлекательности помещений, в особенности в жилых зданиях.

Для заполнения зазора, образующегося под нижней плоскостью этажной секции колонн после замоноличивания элементов каркаса, необходимо выполнить криволинейный канал 8 (фиг.8 и 9), который с нижней горизонтальной плоскости этажной секции колонн должен выходить на боковую плоскость.

Сопряжение колонн разной формы поперечного сечения 1+3 и 2+3 (фиг.3 и 4) по высоте здания производится в пределах ядра сечения 6 колонн 1, 2, 3, где количество арматурных стержней 7 принимается равным четырем. Стык колонн по высоте выполнен в виде штепсельного соединения в средней зоне этажной секции колонн, где значения изгибающих моментов близки к нулю. При этом в нижней торцевой части верхних колонн 1, 2, 3 в пределах ядра сечения 6, независимо от формы поперечного сечения, имеются выпуски арматуры 9, которые при опускании колонн 1, 2, 3 входят в пазы 10, расположенные на верхней торцевой части нижних колонн. В колоннах прямоугольной 1 и угловой 2 формы поперечного сечения, где имеется арматура 7, расположенная за пределами ядра сечения 6, выпуски этой арматуры 11 выполняют на верхней торцевой части нижних колонн 1 и 2, которые при опускании колонн 1 и 2 должны входить в пазы 12, расположенные в нижней торцевой части верхних колонн 1 и 2 (фиг.10÷15). Если на нижние колонны прямоугольной 1 или угловой 2 формы поперечного сечения опирается колонна квадратного сечения 3, то она опускается своими выпусками арматуры 9 в пазы 10 нижней колонны, а выпуски арматуры 11, расположенные за пределами ядра сечения 6 нижних колонн 1 или 2, срезаются.

Для создания более жестких узлов сопряжения элементов каркаса на период монтажа сборный ригель 5 на верхней грани опорной части имеет прямоугольные штрабы 13 для укладки монтажной опорной арматуры 14, которая на первом этапе замоноличивается заодно с ригелем 5 и колоннами 1, 2, 3 в пределах высоты сборного ригеля 5. Помимо основного решения по устройству на верхней грани ригеля 5 петлевидных выпусков поперечной арматуры 15, которые из-за сложности установки имеют разную высоту выпусков, что приводит к несоответствию проектного расположения опорной арматуры 16 и соответственно к возможному снижению несущей способности сборно-монолитного ригеля, предлагается второе решение, суть которого заключается в следующем. Петлевые выпуски поперечной арматуры 17 в опорной части сборного ригеля 5 необходимо располагать по длине ригеля 5 в два ряда, которые после укладки круглопустотных плит перекрытий 18, торцевые поверхности 19 которых выполнены наклонными к плоскости плиты по всей ее высоте с углом наклона 14÷16°, и опорной арматуры 16 объединяются петлевыми хомутами 20, расположенными по ширине сборного ригеля 5.

Предлагаемый сборно-монолитный железобетонный каркас под названием "КАЗАНЬ-XXIв" позволил за счет совершенствования узлов сопряжения элементов каркаса и при незначительных изменениях в опалубочных формах и армировании повысить надежность каркаса и здания в целом, а также благодаря изменению формы поперечного сечения колонн значительно увеличить их несущую способность и повысить этажность здания и за счет повышения сборности каркаса снизить до 7% долю монолитного бетона на единицу площади перекрытия, что играет немаловажную роль при возведении каркаса в условиях продолжительной зимы, характерной для средней полосы России.

Предложенные в данном изобретении технические решения обоснованы проведенными исследованиями, в том числе с использованием программных вычислительных комплексов, и подтверждены расчетами, выполненными в рамках действующих норм на проектирование. Также ряд технических решений, в частности колонны с разной формой поперечного сечения, использованы при строительстве 10-этажного жилого дома по ул.Толбухина г.Казани.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания, включающий сборные железобетонные колонны с отверстиями в уровне перекрытий, сборные предварительно напряженные ригели, имеющие на торцевых гранях горизонтальные углубления треугольного сечения, и круглопустотные 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 разные формы поперечного сечения - квадратную, прямоугольную и угловую с сохранением базового размера ядра сечения и фиксированным количеством арматурных стержней в пределах базового ядра, ригели перекрытия на верхней грани опорной части имеют прямоугольные штрабы для укладки монтажной опорной арматуры, а торцевые поверхности круглопустотных плит перекрытий выполнены наклонными к плоскости плиты по всей ее высоте с углом наклона 14-16°.

2. Каркас по п.1, отличающийся тем, что стык колонн по высоте выполнен в виде штепсельного соединения в средней зоне этажной секции колонн, при этом торцы колонн имеют выпуски арматуры и пазы, куда эти выпуски арматуры входят, но для сохранения однотипности стыка колонн различной формы поперечного сечения в пределах базового размера ядра выпуски арматуры и пазы выполнены соответственно на нижнем и верхнем торцах колонны, а за пределами базового ядра наоборот, т.е. выпуски арматуры и пазы выполнены соответственно на верхнем и нижнем торцах стыкуемых колонн.

3. Каркас по п.1, отличающийся тем, что в сборных ригелях перекрытия петлевые выпуски поперечной арматуры в опорной части ригеля расположены по длине ригеля в два ряда и объединены петлевыми хомутами, расположенными по ширине ригеля.

4. Каркас по п.1 или 2, отличающийся тем, что для заполнения зазора, образующегося под нижней плоскостью этажной секции колонн после замоноличивания элементов каркаса, в нижней части каждой этажной секции колонн выполнен криволинейный канал, соединяющий нижнюю горизонтальную плоскость этажной секции колонны с ее боковой плоскостью.

www.freepatent.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

Сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания "казань-ххiв"

 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при строительстве жилых и общественных зданий повышенной этажности. Изобретение направлено на создание конструктивной каркасной системы для строительства зданий повышенной этажности, обеспечивающей при этом эстетическую привлекательность помещений, повышенную жесткость каркаса на стадии монтажа, высокую технологичность сборки каркаса, снижение трудоемкости при изготовлении плит перекрытий. Сборно-монолитный каркас многоэтажного здания "КАЗАНЬ-ХХIв" включает сборные железобетонные колонны 1, 2, 3 с отверстиями 4 в уровне перекрытий и криволинейным каналом 8 в нижней части этажной секции колонн, сборные ригели 5 с выпусками арматуры на верхней грани 15, 17 и по торцам, а на верхней грани опорной части прямоугольные штрабы 13 для укладки монтажной опорной арматуры 14, и круглопустотные плиты перекрытия 18, торцевые поверхности 19 которых по всей высоте плиты выполнены наклонными к плоскости плиты без изломов с углом наклона 14÷16°. Железобетонные колонны 1, 2, 3 выполняемые на несколько этажей, имеют разные формы поперечного сечения: квадратную 3, прямоугольную 1 и угловую 2 с сохранением базового размера "а" ядра сечения 6. Стык колонн 1, 2, 3 по высоте выполнен в виде штепсельного соединения при этом торцы колонн имеют выпуски арматуры 9, 11 и пазы 10, 12, куда входят выпуски арматуры 9, 11. Соединение элементов каркаса между собой производится после укладки опорной арматуры 16 и объединения их петлевыми хомутами 20, расположенными по ширине сборного ригеля 5, и обеспечивается за счет замоноличивания сборного ригеля 5 по верхней грани, с одновременным затеканием бетона в отверстия 4 колонн 1, 2, 3. Предлагаемый сборно-монолитный каркас позволил получить хорошие показатели по повышению надежности каркаса в целом и по снижению доли монолитного бетона на единицу площади перекрытия до 7% за счет повышения сборности каркаса, что играет немаловажную роль при возведении каркаса в условиях продолжительной зимы, характерной для средней полосы России.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при строительстве жилых и общественных зданий повышенной этажности.

Известен сборно-монолитный каркас многоэтажного здания (патент Российской федерации №2087633, 20.08.1997, кл. Е 04 В 1/18), включающий сборные железобетонные колонны с отверстиями и плиты перекрытия, опертые двумя противоположными торцами на замоноличенные между ними стыки, образующие заделанные в колонны ригели, верхние стержни многорядной арматуры которых замоноличены в отверстиях колонн. Монолитный ригель, доля бетона которого на единицу площади перекрытия составляет около 33%, 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 каркас многоэтажного здания и способ его возведения (авторское свидетельство А.С. SU 1776734 А1, 23.11.1992, кл. Е 04 В 1/18), включающий колонны со сквозными прямоугольного сечения отверстиями, расположенными по одной из центральных осей колонн в уровне плит перекрытий, установленных с зазорами между их гранями, и предварительно напряженную арматуру длиной на ширину и длину здания, размещенную в зазорах между плитами перекрытий, пропущенную через отверстия колонн, заанкеренную по периметру здания и замоноличенную бетоном с образованием сборно-монолитных ригелей в двух взаимно перпендикулярных направлениях, одни из которых расположены соосно с прямоугольными отверстиями колонн и имеют ширину менее ширины последних. Описанная конструктивная схема предполагает установку арматуры, используемой в качестве предварительно напряженной, но без пояснения как будет производиться натяжение этой арматуры. Кроме того, монолитные ригели, расположенные в двух взаимно перпендикулярных направлениях и выполненные из монолитного бетона в пределах высоты сборной плиты перекрытия, имеют пониженную жесткость, и приводят к работе сборных плит

перекрытий, замоноличенных совместно с ригелями, в двух направлениях, в то время как армирование плит предполагает их работу в одном направлении. В предлагаемой конструктивной схеме доля монолитного бетона на единицу площади перекрытия составляет около 15%.

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.

Недостатками сборно-монолитного каркаса многоэтажного здания "КАЗАНЬ-1000", обнаруженными в процессе проектирования и монтажа, являются:

- 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;

- 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;

- пониженная жесткость каркаса на стадии монтажа, что приводит к образованию начальных трещин в узлах сопряжения ригелей с колоннами и, как следствие, к снижению жесткости каркаса здания в целом;

- недопустимая погрешность установки опорной арматуры монолитной части ригеля из-за сложности устройства выпусков арматуры из сборного ригеля на одном уровне, что приводит к несоответствию проектного расположения опорной арматуры и, соответственно, к возможному снижению несущей способности сборно-монолитного ригеля;

- повышенная трудоемкость при изготовлении круглопустотных плит перекрытий в части устройства наклонной торцевой поверхности плиты на половине ее

высоты, что приводит к частичному обрушению бетона после изъятия пустотообразователей и к снижению надежности конструкции в целом.

Изобретение направлено на создание конструктивной каркасной системы для строительства зданий повышенной этажности, обеспечивающей при этом эстетическую привлекательность помещений, повышенную жесткость каркаса на стадии монтажа, высокую технологичность сборки каркаса, снижение трудоемкости при изготовлении плит перекрытий.

Результат достигается тем, что в сборно-монолитном железобетонном каркасе многоэтажного здания "КАЗАНЬ-ХХIв", состоящем из сборных железобетонных колонн с отверстиями в уровне перекрытий, сборных предварительно напряженных ригелей с выпусками арматуры на верхней грани и по торцам, имеющих на торцевых гранях горизонтальные углубления треугольного сечения, круглопустотных плит перекрытий с зазором между их торцами, которые вместе с отверстиями в колоннах замоноличены заодно с выпущенными в них арматурными выпусками из сборных элементов каркаса, согласно изобретения, железобетонные колонны, выполняемые на несколько этажей, имеют разные формы поперечного сечения - квадратную, прямоугольную и угловую с сохранением базового размера ядра сечения, ригели перекрытия на верхней грани опорной части имеют прямоугольные штрабы для укладки монтажной опорной арматуры, а торцевые поверхности круглопустотных плит перекрытий по всей высоте плиты выполнены наклонными к плоскости плиты с углом наклона 14÷16°.

Результат достигается также тем, что стык колонн по высоте выполнен в виде штепсельного соединения в средней зоне этажной секции колонн, при этом торцы колонн имеют выпуски арматуры и пазы, куда эти выпуски арматуры входят, но для сохранения однотипности стыка колонн различной формы поперечного сечения в пределах базового размера ядра выпуски арматуры и пазы выполнены соответственно на нижнем и верхнем торцах колонны, а за пределами базового ядра наоборот, т.е. выпуски арматуры и пазы выполнены соответственно на верхнем и нижнем торцах стыкуемых колонн.

Результат достигается также тем, что для заполнения зазора, образующегося под нижней плоскостью этажной секции колонн после замоноличивания элементов каркаса, в нижней части каждой этажной секции колонн выполнен криволинейный канал, соединяющий нижнюю горизонтальную плоскость этажной секции колоны с ее боковой плоскостью.

Результат достигается также тем, что петлевые выпуски поперечной арматуры в опорной части сборного ригеля, расположенные по ширине ригеля, необходимо

располагать по длине ригеля в два ряда и объединять петлевыми хомутами, расположенными по ширине ригеля.

Изобретение поясняется на чертежах. На фиг.1 и фиг.2 представлены фрагменты схем расположения колонн разной формы поперечного сечения соответственно на нижних и верхних этажах. На фиг.3÷7 приводятся схемы расположения колонн, а на фиг.10÷15 стыки колонн с разными формами поперечного сечения по высоте здания. На фиг.8 и фиг.9 показана схема выполнения канала для заполнения зазора под нижней плоскостью этажной секции колонн после замоноличивания элементов каркаса. На фиг.16÷20 приводятся характеристики опалубочных форм сборных ригелей и плит перекрытия. На фиг.21-23 показаны узлы сопряжения элементов каркаса.

Колонны 1, 2, 3 имеют отверстия 4, разделяющие тело колонны на отдельные секции с шагом на этаж. Форма поперечного сечения колонн выполнены трех видов: прямоугольная 1 и угловая 2 для нижних этажей, для которых характерен высокий уровень продольных сил, и квадратная 3 для верхних этажей, где уровень продольных сил незначителен. При этом, с целью обеспечения однотипности сопряжения ригелей 5 с колоннами 1, 2, 3, сохраняют постоянным базовый размера "a " ядра сечения 6 колонн (фиг.5, 6, 7), а количество арматурных стержней 7 на грани колонны, к которой примыкает ригель 5 перекрытия, принимается равным двум в пределах базового размера "а". Использование колонн с разными формами поперечного сечения позволяет при одновременном увеличении нагрузки на здание и на колонны соответственно позволяет сохранить постоянной по высоте здания минимальную толщину наружной стены и при этом скрыть колонны в толще наружной стены, что приводит к повышению эстетической привлекательности помещений, в особенности в жилых зданиях.

Для заполнения зазора, образующегося под нижней плоскостью этажной секции колонн после замоноличивания элементов каркаса, необходимо выполнить криволинейный канал 8 (фиг.8 и 9), который с нижней горизонтальной плоскости этажной секции колонн должен выходить на боковую плоскость.

Сопряжение колонн разной формы поперечного сечения 1+3 и 2+3 (фиг.3 и 4) по высоте здания производится в пределах ядра сечения 6 колонн 1, 2, 3. Стык колонн по высоте выполнен в виде штепсельного соединения в средней зоне этажной секции колонн, где значения изгибающих моментов близки к нулю. При этом в нижней торцевой части верхних колонн 1, 2, 3 в пределах ядра сечения 6, независимо от формы поперечного сечения, имеются выпуски арматуры 9, которые при опускании колонн 1, 2, 3 входят в пазы 10, расположенные на верхней торцевой части нижних колонн. В колоннах прямоугольной 1 и угловой 2 формы поперечного сечения, где имеется

арматура 7, расположенная за пределами ядра сечения 6, выпуски этой арматуры 11 выполняют на верхней торцевой части нижних колонн 1 и 2, которые при опускании колонн 1 и 2 должны входить в пазы 12, расположенные в нижней торцевой части верхних колонн 1 и 2 (фиг.10÷15). Если на нижние колонны прямоугольной 1 или угловой 2 формы поперечного сечения опирается колонна квадратного сечения 3, то она опускается своими выпусками арматуры 9 в пазы 10 нижней колонны, а выпуски арматуры 11, расположенные за пределами ядра сечения 6 нижних колонн 1 или 2, срезаются.

Для создания более жестких узлов сопряжения элементов каркаса на период монтажа, сборный ригель 5 на верхней грани опорной части имеет прямоугольные штрабы 13 для укладки монтажной опорной арматуры 14, которая на первом этапе замоноличивается заодно с ригелем 5 и колоннами 1, 2, 3 в пределах высоты сборного ригеля 5. Помимо основного решения по устройству на верхней грани ригеля 5 петлевидных выпусков поперечной арматуры 15, которые из-за сложности установки имеют разную высоту выпусков, что приводит к несоответствию проектного расположения опорной арматуры 16 и, соответственно, к возможному снижению несущей способности сборно-монолитного ригеля, предлагается второе решение, суть которого заключается в следующем. Петлевые выпуски поперечной арматуры 17 в опорной части сборного ригеля 5 необходимо располагать по длине ригеля 5 в два ряда, которые после укладки круглопустотных плит перекрытий 18, торцевые поверхности 19 которых по всей высоте плиты выполнены наклонными к плоскости плиты с углом наклона 14÷16°, и опорной арматуры 16, объединяются петлевыми хомутами 20, расположенными по ширине сборного ригеля 5.

Предлагаемый сборно-монолитный железобетонный каркас под названием "КАЗАНЬ-ХХIв" позволил, благодаря изменению формы поперечного сечения колонн, значительно повысить их несущую способность и этажность здания, сохранив при этом основные конструктивные особенности сопряжения элементов каркаса, и при незначительных изменениях в опалубочных формах и армировании получить хорошие показатели по повышению надежности каркаса в целом и по снижению доли монолитного бетона на единицу площади перекрытия до 7% за счет повышения сборности каркаса, что играет немаловажную роль при возведении каркаса в условиях продолжительной зимы, характерной для средней полосы России.

1. Сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания, включающий сборные железобетонные колонны с отверстиями в уровне перекрытий, сборные предварительно-напряженные ригели, имеющие на торцевых гранях горизонтальные углубления треугольного сечения, и круглопустотные 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 разные формы поперечного сечения - квадратную, прямоугольную и угловую с сохранением базового размера ядра сечения, ригели перекрытия на верхней грани опорной части имеют прямоугольные штрабы для укладки монтажной опорной арматуры, а торцевые поверхности круглопустотных плит перекрытий по всей высоте плиты выполнены наклонными к плоскости плиты без изломов с углом наклона 14-16°.

2. Каркас по п.1, отличающийся тем, что стык колонн по высоте выполнен в виде штепсельного соединения в средней зоне этажной секции колонн, при этом торцы колонн имеют выпуски арматуры и пазы, куда эти выпуски арматуры входят, но для сохранения однотипности стыка колонн различной формы поперечного сечения в пределах базового размера ядра выпуски арматуры и пазы выполнены соответственно на нижнем и верхнем торцах колонны, а за пределами базового ядра наоборот, т.е. выпуски арматуры и пазы выполнены соответственно на верхнем и нижнем торцах стыкуемых колонн.

3. Каркас по п.1, отличающийся тем, что в сборных ригелях перекрытия петлевые выпуски поперечной арматуры в опорной части ригеля, расположены по длине ригеля в два ряда и объединены петлевыми хомутами, расположенными по ширине ригеля.

4. Каркас по п.1 или 2, отличающийся тем, что для заполнения зазора, образующегося под нижней плоскостью этажной секции колонн после замоноличивания элементов каркаса, в нижней части каждой этажной секции колонн выполнен криволинейный канал, соединяющий нижнюю горизонтальную плоскость этажной секции колоны с ее боковой плоскостью.

poleznayamodel.ru

Сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания

1. Сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания, включающий железобетонные колонны с вырезами и обнажением их продольной арматуры в уровнях перекрытий, сборные плиты перекрытий, снабженные по торцовым сторонам дискретными выпусками рабочей арматуры, а по всем боковым граням выполненные с продольными пазами и наклонными гранями, и монолитные участки, выполненные в виде железобетонных ригелей, соединяющих сборные плиты и образующих вместе с ними в виде ячеек единый диск перекрытия, жестко связанный с колоннами, отличающийся тем, что в каждой ячейке диска перекрытия каркаса, ограниченной со всех сторон монолитными железобетонными ригелями, сборные плиты жестко соединены между собой попарно в единую пластину посредством выпусков их рабочей арматуры, размещенных внахлест в шве омоноличивания между каждой соединяемой парой сборных плит, каждая образованная пластина по наружным боковым сторонам выполнена с подрезкой, снабженной выступающей в стороны верхней полкой, и оперта верхней полкой подрезки на нижние полки окаймляющих монолитных железобетонных ригелей с плотным примыканием их боковых граней, швы омоноличивания сборных плит и монолитные ригели выполнены за одно целое, поверху по периметру каждой ячейки пластины снабжены жесткими связями с монолитными ригелями, а монолитные ригели на всю длину и ширину здания, в свою очередь, жестко связаны по углам ячеек в единую плоскую многопролетную раму, размещенную в плоскости каждого перекрытия.

2. Каркас здания по п.1, отличающийся тем, что жесткие связи образованных сборными плитами пластин с монолитными ригелями поверху по периметру каждой ячейки выполнены в виде дискретных сварных соединений арматурных стержней или стальных накладок, прикрепляемых к закладным деталям сборных плит и монолитных ригелей.

3. Каркас здания по п.1, отличающийся тем, что в каждой ячейке каркаса над сборными плитами размещена монолитная железобетонная плита, выполненная заодно с ригелями и швами омоноличивания, снабженная поверху армированием в виде сетки с рабочей арматурой, заанкеренной по концам в монолитных ригелях, и жестко объединяющая поверху сборные плиты с монолитными ригелями.

4. Каркас здания по пп.1, 3, отличающийся тем, что сборные плиты по верхней поверхности по нормали к шву омоноличивания снабжены чередующимися гребнями и пазами, а верхняя монолитная плита снабжена понизу гребнями, размещенными в пазах сборной плиты.

5. Каркас здания по пп.1, 3, отличающийся тем, что монолитная плита в каждой ячейке выполнена утолщенной относительно нижней сборной плиты и снабжена вдоль шва омоноличивания неизвлекаемыми пустотообразователями с образованием в монолитной плите внутренних пустот.

6. Каркас здания по пп.1, 3, отличающийся тем, что ригели, расположенные вдоль торцов сборных плит, выполнены двухслойными, включающими снизу сборные линейные элементы, объединенные с верхним монолитным слоем посредством выпусков кверху арматурного каркаса ригеля.

006820 Изобретение относится к области строительства, в частности к железобетонным каркасам зданий различного назначения и этажности, возводимых или реконструируемых в различных географических регионах, включая сейсмические, с максимальным использованием продукции предприятий индустриального домостроения. Известен каркас многоэтажных зданий, включающий железобетонные колонны с отверстиями,сборные предварительно напряженные ригели и плиты перекрытия с зазорами между их торцами, опирающиеся на ригели плиты выполнены с наклонными торцовыми поверхностями, а зазоры между торцами плит и отверстия в колоннах замоноличены заодно с выпусками рабочей арматуры из торцов плит [1]. Каркас прост в возведении. Однако его применение создает достаточно жесткую планировочную структуру дома, поскольку шаг колонн в этом каркасе должен выдерживаться одинаковым и регулярным по всему дому из-за наличия сборных элементов ригелей, на которые оперты сборные плиты. Кроме того, выступающие книзу сборные элементы ригелей исключают свободные планировочные решения либо требуют устройства подвесных потолков. По указанной причине конструкция каркаса недостаточно экономна и не позволяет в полной мере реализовать требуемое разнообразие застройки. Известен сборно-монолитный каркас, включающий сборные железобетонные колонны с отверстиями и плиты перекрытия, опертые двумя противоположными торцами, выполненными с отрицательным наклоном, на замоноличенные между ними сборные стыки, образующие заделанные в колонны ригели. Ригели выполнены с верхней сквозной продольной арматурой, пропущенной через отверстия колонн, и с нижней, заведенной в глухие гнезда колонн. Отверстия и гнезда в колоннах замоноличены заодно с ригелями [2]. Известный каркас относительно прост в возведении, в нем предусмотрены сборные плоские плиты традиционного кассетного производства домостроительных комбинатов, и объем монолитного бетона незначителен. Однако известный каркас является недостаточно надежным, поскольку опирание сборных плит на несущие ригели наклонными торцами даже при высокоточном их изготовлении вызывает расклинивающий эффект и вероятность раздвижки рам каркаса с несущими ригелями. В этом случае возникает опасность провала сначала отдельных плит, ничем не связанных с ригелями, а затем и цепного разрушения всего каркаса здания. Даже при реальных небольших и допустимых нормами отклонениях в точности изготовления сборных плит указанная ситуация практически неизбежна. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является каркас многоэтажного здания,принятый за прототип и включающий колонны с вырезами и с обнажением их продольной арматуры в уровне перекрытий, сборные плиты перекрытий, снабженные по торцовым сторонам дискретными выпусками рабочей арматуры, а по боковым граням выполненные с продольными пазами и наклонными гранями, и монолитные участки, выполненные в виде железобетонных ригелей, объединяющих сборные плиты и образующих вместе с ними единый диск перекрытия, жестко связанный с колоннами [3]. В каркасе предусмотрено использование сборных плоских плит традиционного кассетного производства домостроительных комбинатов, он отличается высокой конструкционной надежностью. Недостатком каркаса является усложнение технологии изготовления сборных плит с выпусками рабочей арматуры по обоим торцам в условиях кассетного производства, а также сложный узел объединения выпусков рабочей арматуры плит с рабочей арматурой ригелей. Указанное вызывает увеличение трудозатрат при изготовлении сборных плит и при возведении каркаса, а также повышенное потребление арматурной стали на его возведение. Предлагаемое изобретение решает задачу упрощения конструкции каркаса и сокращения трудозатрат как при изготовлении сборных плит в традиционных кассетных установках домостроительных комбинатов (ДСК), так и при производстве работ на стройплощадке, а также уменьшения металлопотребления. Кроме того, обеспечивая высокую конструкционную надежность каркаса, техническое решение позволяет существенно расширить планировочные возможности здании. Для этого в предлагаемом каркасе диски перекрытий выполняют плоскими с возможностями увеличения размера шага колонн в плане, а сетка колонн может быть нерегулярной, определяемой планировочными потребностями. Решение поставленной задачи достигается тем, что в сборно-монолитном железобетонном каркасе многоэтажного здания, включающем железобетонные колонны с вырезами и обнажением их продольной арматуры в уровнях перекрытий, сборные плиты перекрытий, снабженные по торцовым сторонам дискретными выпусками рабочей арматуры, а по боковым граням выполненные с продольными пазами и наклонными гранями, и монолитные участки, выполненные в виде железобетонных ригелей, соединяющих сборные плиты и образующих вместе с ними в виде ячеек единый диск перекрытия, жестко связанный с колоннами, в каждой ячейке каркаса, ограниченной со всех сторон монолитными железобетонными ригелями, сборные плиты жестко соединены попарно между собой в единую пластину посредством выпусков их рабочей арматуры, размещенных внахлест в шве омоноличивания между соединяемыми парами сборных плит. Каждая образованная пластина по наружным боковым сторонам выполнена с подрезкой, снабженной выступающей в стороны верхней полкой, и оперта этой верхней полкой подрезки на нижние полки окаймляющих монолитных железобетонных ригелей с плотным примыканием боковых граней ригелей и боковых плит. Поверху каждая пластина по контуру каждой ячейки снабжена жесткими-1 006820 связями с монолитными ригелями, а монолитные ригели на всю длину температурной секции и ширину здания, в свою очередь, жестко связаны по углам ячеек в единую плоскую многопролетную раму. Каждая пластина, образованная сборными плитами, поверху может быть жестко связана по контуру ячейки с монолитными ригелями посредством дискретных сварных соединений арматуры или стальных накладок, прикрепляемых к закладным деталям сборных плит и монолитных ригелей. В каждой ячейке каркаса над сборными плитами может быть размещена монолитная железобетонная плита, выполненная заодно с монолитными железобетонными ригелями и швами омоноличивания,снабженная поверху армированием в виде сетки с рабочей арматурой, заанкеренной по концам в монолитных ригелях, и жестко объединяющая поверху сборные плиты с монолитными ригелями. Сборные плиты в каждой ячейке каркаса могут быть снабжены по верхней поверхности по нормали к шву омоноличивания чередующимися гребнями и пазами, верхняя монолитная плита снабжена в этом случае гребнями, размещенными в пазах сборной плиты. В каждой ячейке каркаса верхняя монолитная плита может быть выполнена утолщенной относительно нижней сборной плиты и может быть снабжена вдоль шва омоноличивания неизвлекаемыми пустотообразователями, образовавшими в монолитной плите внутренние пустоты. Ригели, расположенные вдоль торцов сборных плит, могут быть выполнены двухслойными, включающими снизу сборные линейные элементы, объединенные с верхним монолитным слоем посредством выпусков кверху арматурного каркаса ригеля. Выполнение каркаса в предложенном виде с попарным жестким объединением сборных плит в каждой ячейке, ограниченной со всех сторон монолитными железобетонными ригелями, в единую пластину посредством выпусков их рабочей арматуры, размещенных внахлест в шве омоноличивания между объединяемой парой сборных плит, позволяет решить одновременно несколько важных задач. В таком случае выпуски рабочей арматуры требуются только с одной стороны каждой сборной плиты. Их просто выполнить с верхней открытой стороны сборной плиты при ее формовании в традиционной вертикальной кассете. Устройство таких выпусков рабочей арматуры никаких дополнительных затрат не требует. Две плиты в этом случае надежно объединяются по жесткому шву омоноличивания, расположенному между ними, посредством выпусков арматуры, а монолитный бетон шва омоноличивания имеет высокое качество сцепления с шероховатой боковой гранью сборных плит, верхней при их изготовлении, обеспечивая цельность вновь образованной пластины. Выполнение образованной сборными плитами каждой пластины с подрезкой, снабженной выступающей в стороны верхней полкой по всему ее периметру, позволяет равномерно опереть эту пластину по ее контуру на нижние полки окаймляющих пластину монолитных ригелей с плотным контактом к их боковым граням и обеспечить эффективную совместную работу под нагрузкой сборных плит и монолитных ригелей. При этом каждая опертая по контуру пластина при выполнении швов омоноличивания сборных плит за одно целое с монолитными ригелями позволяет дополнительно также обеспечить цельность всего диска перекрытия при любых возможных воздействиях и нагрузках на перекрытие даже без дополнительных мер. Кроме того, плотное примыкание контакта боковых граней контура пластины и монолитных ригелей позволяет реализовать в пластинах разгружающие распорные усилия и благодаря этому сократить расход стали как на армирование пластин, так и монолитных ригелей. Кроме того, наличие разгружающих распорных усилий, создаваемых благодаря указанным условиям, и их учет при расчете каркаса позволяют увеличить размеры ячеек и, соответственно, шаг колонн каркаса в плане без перерасхода арматурной стали. Указанное позволяет расширить планировочные возможности зданий. Устройство по периметру каждой ячейки по верху пластин жестких связей с монолитными ригелями позволяет реализовать дополнительное защемление сборных плит в монолитных ригелях и благодаря этому заметно уменьшить величину изгибаемых и крутящих моментов в средних сечениях каждой ячейки каркаса и создать более равномерное напряженно-деформированное состояние во всех сечениях диска перекрытия, уменьшить прогибы в его сечениях между колоннами. Выполнение монолитных ригелей на всю длину температурных секций и ширину здания жестко связанными по углам ячеек в единую плоскую многопролетную раму, размещенную в плоскости каждого перекрытия, обеспечивает не только неразрезность в работе их под воздействием нагрузки, но и большие возможности по ее перераспределению на смежные менее напряженные пролеты. В таком случае достигается и дополнительный эффект, заключающийся в том, что монолитные ригели образуют перекрестную сеть, полностью исключающую вероятность цепного разрушения каркаса, в том числе при сейсмических и подобного вида динамических воздействиях. Кроме того, созданная в диске перекрытия сеть ригелей позволяет реализовать плоские диски перекрытий и нерегулярную структуру колонн каркаса, поскольку положение колонн может быть смещено вдоль любого ригеля от узла их пересечения. Это также расширяет возможности планировочных решений, поскольку каркас достаточно просто адаптируется к практически любым архитектурно-планировочным решениям зданий. Выполнение объединения каждой образованной сборными плитами пластины поверху с монолитными ригелями посредством дискретных сварных соединений, прикрепляемых к закладным деталям соединительных элементов, обеспечивает высокий темп и простоту производства работ. Это также позво-2 006820 ляет без дополнительных затрат для изготовления сборных плит использовать традиционное кассетное производство. Размещение над сборными плитами в каждой ячейке каркаса монолитной железобетонной плиты,выполненной заодно с монолитными ригелями и швами омоноличивания, существенно расширяет потребительские качества каркаса и позволяет существенно (на 30-50%) увеличить высоту сечения диска перекрытия и соответственно пролеты перекрытия и размеры сетки колонн без перерасхода арматурной стали. Существенное увеличение жесткости сечений перекрытия каркаса позволяет также увеличить длины консолей ригелей за наружные ряды колонн для размещения балконов, лоджий, эркеров и т.д. Выполнение сборных плит в каждой ячейке с чередующимися гребнями и пазами по верхней поверхности, а верхней монолитной плиты с гребнями, размещенными в пазах сборной плиты, позволяет развить площадь контакта между этими плитами и обеспечить их совместную эффективную работу на любом уровне нагрузки, возможном при эксплуатации. При наличии в монолитной плите верхней сетки с рабочей арматурой, заанкеренной в монолитных ригелях, и пазогребневого соединения сборной и монолитной плиты существенно возрастает надежность работы диска перекрытия под нагрузкой, а также его несущая способность, поскольку обеспечена совместность работы верхней монолитной и нижней сборной плиты как единой изгибаемой конструкции и исключена опасность ее расслоения по контакту плит. Размещение в каждой ячейке вдоль швов омоноличивания в верхней монолитной плите пустотообразователей и выполнение ее утолщенной относительно нижних сборных плит позволяет в 1,5-1,6 раза уменьшить массу перекрытия и за счет снижения величины постоянной нагрузки сократить расход стали на армирование перекрытий, а также обеспечить существенное увеличение пролетов перекрытия по направлению обоих рядов колонн. Это повышает экономичность каркаса и позволяет дополнительно расширить его планировочные возможности. Выполнение ригелей, расположенных вдоль торцов сборных плит и являющихся несущими, двухслойными, включающими сборные линейные элементы, объединенные с верхним монолитным слоем посредством выпускаемого кверху арматурного каркаса ригеля, позволяет также дополнительно нарастить величину перекрываемых этим ригелем пролетов или обеспечить сокращение расхода стали на их армирование. Перечисленные преимущества в своей сумме означают, что применение предлагаемого каркаса с изделиями домостроительных комбинатов, по существу, означает перевод их практически без дополнительных затрат со строительства устаревших домов с жесткой конструктивной схемой на строительство домов открытой архитектурно-строительной системы с современными потребительскими качествами по планировке, комфорту при минимальной стоимости строительства и содержания. Сопоставительный анализ с прототипом позволяет заключить, что заявленное техническое решение отличается от прототипа новыми признаками: (1) в каждой ячейке каркаса, ограниченной со всех сторон монолитными железобетонными ригелями, сборные плиты попарно жестко объединены между собой в единую пластину посредством выпусков их рабочей арматуры, размещенных внахлест в шве омоноличивания между объединяемой парой сборных плит; (2) каждая образованная пластина по наружным боковым сторонам выполнена с подрезкой, снабженной выступающей в стороныверхней полкой; (3) пластина оперта верхней полкой подрезки на нижние полки окаймляющих монолитных железобетонных ригелей с плотным примыканием их боковых граней; (4) швы омоноличивания сборных плит и монолитные ригели выполнены за одно целое; (5) поверху по периметру каждой ячейки пластины снабжены жесткими связями с монолитными ригелями; (6) монолитные ригели на всю длину и ширину здания, в свою очередь, жестко связаны по углам ячеек в единую плоскую многопролетную раму, размещенную в плоскости перекрытия; (7) каждая пластина, образованная сборными плитами, поверху жестко связана по контуру ячейки с монолитными железобетонными ригелями посредством дискретных сварных соединений, прикрепляемых к закладным деталям сборных плит и монолитных ригелей; (8) в каждой ячейке каркаса над сборными плитами размещена монолитная железобетонная плита, выполненная заодно с ригелями и швами омоноличивания и жестко объединяющая сборные плиты поверху с монолитными ригелями, а поверху содержит армирование в виде сетки с рабочей арматурой, заанкеренной по концам в монолитных ригелях; (9) сборные плиты по верхней поверхности по нормали к шву омоноличивания снабжены чередующимися гребнями и пазами; (10) верхняя монолитная плита понизу снабжена гребнями, размещенными в пазах сборной плиты; (11) в каждой ячейке верхняя монолитная плита выполнена утолщенной относительно сборной плиты и снабжена вдоль шва омоноличивания неизвлекаемыми пустотообразователями, образовавшими в монолитной плите внутренние пустоты; (12) ригели, расположенные вдоль торцов сборных плит, выполнены двухслойными, включающими снизу сборные линейные элементы, объединенные с верхним монолитным слоем посредством выпусков кверху арматурного каркаса ригеля. В целом, предлагаемое техническое решение, по мнению авторов, соответствует критерию новизны, поскольку перечисленные выше признаки в совокупности не известны, а достигаемые технические результаты этого решения обеспечивают достижение поставленной задачи, превосходят известные и при осуществлении предлагаемого технического решения достигается сверхсуммарный результат. Это по-3 006820 зволяет считать предлагаемое техническое решение соответствующим требованиям изобретательского уровня. Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен предлагаемый каркас, фрагмент, вид в плане; на фиг. 2 - то же, разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же,разрез А-А на фиг. 1 при устройстве верхней монолитной железобетонной плиты с гребневидным соединением со сборной плитой; на фиг. 4 - то же, разрез А-А на фиг. 1 при утолщенной монолитной плите и устройстве в ней внутренних пустот; на фиг. 5 - то же, разрез А-А на фиг. 1, при двухслойном ригеле; на фиг. 6 - то же, разрез Б-Б на фиг. 1 при сопряжении сборных плит по шву омоноличивания; на фиг. 7 - то же, разрез Б-Б на фиг. 1 при устройстве верхней монолитной железобетонной плиты с гребневидным сопряжением со сборной плитой; на фиг. 8 - то же, разрез Б-Б на фиг. 1 при утолщенной верхней монолитной плите с пустотами; на фиг. 9 - предлагаемый каркас, узел А на фиг. 1 - пример сопряжения диска перекрытия с угловой колонной; на фиг. 10 - то же, узел Б на фиг. 1 - пример сопряжения диска перекрытия со средней колонной; на фиг. 11 - сборная плита диска перекрытия; на фиг. 12 - сборная утонченная плита диска перекрытия; на фиг. 13 - сборная плита диска перекрытия с чередующими пазами и гребнями на верхней поверхности; на фиг. 14 - возведение предлагаемого каркаса с устройством диска перекрытия на поддерживающих подмостях; на фиг. 15 - то же, что на фиг. 14, разрез В-В; на фиг. 16 - схема сборных плит в кассетной установке; на фиг. 17 - то же, что на фиг. 16 при изготовлении сборных плит,снабженных по верхней грани чередующимися пазами и гребнями; на фиг. 18 - схема традиционной кассетной установки для изготовления плоских плит сплошного сечения. Предлагаемый каркас (фиг. 1-13) включает колонны 1, сборные плоские плиты 2 сплошного сечения. В створах колонн 1 во взаимно перпендикулярных направлениях размещены неразрезные монолитные железобетонные несущие 3 и связевые 4 ригели, образующие в плоскости диска перекрытия замкнутые ячейки. В каждой ячейке сборные плиты 2 размещены попарно и объединены между собой в единую пластину швом 5 омоноличивания. В швах омоноличивания 5 внахлест расположены выпуски 6 рабочей арматуры 7 жестко объединяемых попарно в единую пластину сборных плит 2. Плиты 2 каждой пластины по контуру выполнены с подрезкой, снабженной выступающей в стороны верхней полкой 8. Пластина оперта этой полкой на нижние полки 9 окаймляющих ригелей 3 и 4. При этом благодаря выполнению ригелей 3 и 4 из монолитного железобетона обеспечен плотный контакт примыкания боковых граней плит 2 пластины с примыкающими к ним ригелями 3 и 4. Поверху на сборных плитах 2 могут быть закреплены закладные детали 10, и такие же закладные детали 11 могут быть размещены на верхней поверхности монолитных ригелей 3 и 4 при их бетонировании. Посредством арматурных коротышей 12, приваренных к закладным деталям 10 и 11, сборные плиты 2 поверху жестко связаны с ригелями 3 и 4 в виде дискретных связей,распределенных по периметру каждой ячейки диска перекрытия. Дополнительная связь сборных плит 2 с ригелями 3 осуществляется тем, что ригели 3 выполнены заодно со швами 5 омоноличивания и жестко связаны друг с другом. Над сборными плитами 2 может быть размещена монолитная железобетонная плита 13, выполненная заодно с ригелями 3 и 4 и швами 5 омоноличивания. Эта плита 13 в пределах каждой ячейки каркаса содержит арматурные сетки 14 с рабочей арматурой, заанкеренной концами в ригелях 3 и 4. Монолитная железобетонная плита 13 обеспечивает жесткое объединение сборных плит 2 поверху с ригелями 3 и 4. Для улучшения сцепления бетона сборной плиты 2 с монолитной плитой 13 сборная плита по верхней поверхности может быть выполнена с чередующимися гребнями 15 и пазами 16. При устройстве монолитной плиты 13 под такой плитой 2, используемой в качестве несъемной опалубки, бетонная смесь плиты 13 заполняет пазы 16 с образованием в них гребней верхней плиты. В этом случае благодаря развитию площади контакта повышается сопротивление составной изгибаемой плиты действию поперечных сил и исключается опасность расслоения плиты при любых возможных нагрузках. Монолитная железобетонная плита 13 может быть выполнена утолщенной относительно расположенной над ней сборной плиты 2 и содержать в себе неизвлекаемые пустотообразователи 17, образующие в плите 13 внутренние пустоты. Пустотообразователи 17 могут быть выполнены цилиндрической,шарообразной или иной обтекаемой формы в виде полых тел из водостойкого материала, например вторичного полиэтилена. Для обеспечения совместной работы сборной плиты 2 и монолитной плиты 13 в этом случае по верхней поверхности плиты 2 размещены закладные детали 18, к которым до установки неизвлекаемых пустотообразователей 17 на сварке прикрепляют легкий арматурный каркас 19. Этот проволочный каркас 19 обеспечивает совместную работу под нагрузкой сборной 2 и монолитной 13 плит и, кроме того, совместно с верхней сеткой 14 фиксирует положение пустотообразователей 17, предотвращая их всплытие при укладке монолитного бетона плиты 13. Несущие ригели 3, расположенные вдоль торцов сборных плит 2, могут быть выполнены двухслойными. В этом случае понизу располагают сборный железобетонный элемент, образующий нижнюю полку 20, на которую концами могут быть оперты сборные плиты 2. Кверху из сборного элемента 20 выпущен арматурный каркас 21, объединяющий в одно целое с монолитной частью несущий ригель 3. Такое выполнение ригеля 3 позволяет за счет развития высоты сечения существенно сократить расход стали на его армирование и увеличить размеры перекрываемых пролетов. Ригель 3 такой конструкции может-4 006820 быть успешно применен для общественных зданий с подвесными потолками, а также для крайних рядов колонн жилых зданий, располагая его в поэтажно опертых наружных стенах. Предлагаемый каркас, являясь по статической схеме рамно-связевым, под нагрузкой работает как единая многократно статически неопределимая многоэтажная пространственная конструкция. На каждом этаже вертикальную нагрузку непосредственно воспринимают жестко объединенные попарно швом 5 сборные плиты 2 в виде цельной пластины, опертой в пределах каждой ячейки каркаса по контуру, и перераспределяют ее на ригели 3 и 4, а ригели 3 и 4 передают ее на колонны 1. При этом, при действии вертикальной нагрузки, благодаря реализованным условиям опирания сборных плит 2 на ригели 3 и 4,посредством верхней полки 8 и шва 5 обеспечивается равномерное и однородное напряженное состояние в элементах каркаса, что создает условия для достижения минимальной металлоемкости каркаса. В конструкции перекрытий каркаса, как показали испытания, под действием нагрузки любого уровня вплоть до разрушающей обеспечена совместная работа монолитных ригелей 3 и 4 и сборных плит 2, а также сборных плит 2 и монолитных плит 13. В целом, это позволило также за счет увеличения жесткости сечений перекрытий уменьшить их прогибы. В результате стало возможным не только сократить расход стали на армирование, но и обеспечить увеличение длины перекрываемых пролетов. Так, при сборных плитах 2 сплошного сечения толщиной 16 см наибольший размер сетки колонн достигает 6,20 х 6,20 м,при сплошной двухслойной сборно-монолитной плите эффективный размер сетки колонн может превышать 6,60 х 6,60 м, и при монолитной плите 13 с пустотообразователями эффективный размер сетки колонн может достигать 7,20 х 7,20 м. Таким образом предлагаемый каркас позволяет реализовать практически любое архитектурно-планировочное решение здания. Кроме того, выполнение монолитных ригелей на всю длину и ширину здания при наличии их жесткой связи друг с другом в углах ячеек позволяет реализовать нерегулярную сетку колонн 1. В таком случае положение колонн 1 может быть смещено от угла ячейки вдоль любого из ригелей 3 или 4 (см. фиг. 9 и 10) и занимать положение, наиболее приемлемое для принятых архитектурно-планировочных решений дома. При принятом сопряжении монолитных ригелей 3 и 4 между собой и колоннами 1 наряду с повышением эффективности работы каркаса на действие вертикальной нагрузки, в сочетании с диафрагмами жесткости (не обозначено) возрастает сопротивление закручиванию и сдвигу дисков перекрытий предлагаемого каркаса на воздействие горизонтальной нагрузки, существенно возрастает крутильная жесткость всего каркаса. Таким образом, по сравнению с известным, отличающимся применением только дискретных связей, в предлагаемом каркасе наиболее полно реализовано перераспределение усилий между элементами каркаса, полностью исключена опасность цепного разрушения. По сравнению с прототипом [3] за счет увеличения размеров сетки колонн существенно расширены планировочные возможности. В каркасе в полной мере использована продукция кассетного производства ДСК. Предлагаемый каркас возводят в следующей последовательности. Сначала устанавливают колонны,затем в створах колонн 1 (фиг. 14, 15) монтируют поддерживающие телескопические устройства 22 с опалубкой 23 для монолитных ригелей 3 и 4. На опалубку 23 поддерживающих устройств 22 сначала раскладывают арматуру ригелей 3 и 4, а затем опирают сборные плиты 2. Вдоль швов омоноличивания под выпусками арматуры подвешивают опалубку швов заподлицо с нижней поверхностью плит 2. Затем вдоль швов омоноличивания по арматурным выпускам укладывают и фиксируют отдельные стержни. После укладки всей арматуры производят одновременное бетонирование ригелей 3 и 4, швов омоноличивания 5 и заполнение проемов в колоннах 1 на всю их высоту на уровне перекрытия. После набора монолитным бетоном требуемой прочности производят сварку связей 12 по закладным деталям 10 и 11. Затем поддерживающие устройства 22 и опалубку демонтируют и переставляют на готовое перекрытие для устройства очередного перекрытия. При устройстве монолитной железобетонной плиты 13 над сборными плитами 2 бетонирование плиты 13 выполняют одновременно с бетонированием ригелей 3, 4 шва 5 и сквозных проемов (не обозначено) в колоннах 1. При этом на подмостях 22 и 23 сборные плиты 2 предварительно располагают с чередующимися пазами 16 и гребнями 15 кверху или при их отсутствии плиту 2 располагают кверху закладными деталями 18 и к ним на сварке крепят проволочный арматурный каркас 19, в котором фиксируют неизвлекаемые пустотообразователи 17. После набора требуемой прочности монолитным бетоном элементов 3, 4, 5, 13 поддерживающие устройства 22 и 23 из-под перекрытия убирают, и перекрытие пригодно к его нагружению технологической нагрузкой, возникающей (от поддерживающих устройств 22, 23, материала наружных стен и перегородок и т.д.) при возведении следующего этажа здания. Представленная технология возведения каркаса предельно проста в исполнении, она дополняет преимущества его конструкции, обеспечивает всепогодность и высокий темп строительства. Изготовление сборных плит 2 для каркаса производят в традиционных кассетных установках вертикального формирования (фиг. 16-18). Для образования в плитах 2 подрезки с выступающей полкой 8 в каждой полости 24 кассеты, образуемой опалубочными щитами 25 опалубки, по контуру (днище и вертикальные торцы) закрепляют вкладыш 26. Рабочую арматуру 7 плиты 2 до бетонирования размещают в полостях 24 с выпусками 6 кверху. Для устройства чередующихся пазов 16 и гребней 15 в полости 24 кассеты крепится формирующий вкладыш 27. Для изготовления сборных элементов (плит 2, колонн 1), а также для моно-5 006820 литных элементов каркаса 3, 4, 5, 13 в БелНИИС разработаны специальные композиции самоуплотняющихся гравитационных бетонных смесей. Эти композиции позволяют практически без применения вибрации получать сборные изделия с повышенной точностью геометрических размеров, а также высокопрочные бетоны как для сборных, так и монолитных элементов каркаса. Ускоренный набор прочности этих бетонов позволяет обеспечить всепогодное и скоростное строительство предлагаемого каркаса здания с минимальными энергозатратами. Предлагаемое техническое решение будет реализовано при строительстве многоэтажных зданий с максимальным использованием традиционных изделий домостроительных комбинатов, что, в целом,обеспечит перевод их на строительство современных жилых и общественных зданий открытых архитектурно-строительных систем. Источники информации 1. Патент РФ 2184816, кл. Е 04 В 1/20, БИ 19, 22.03.2001. 2. Патент РФ 2087633, кл. Е 04 В 1/18, БИ 23, 20.08.1997. 3. Патент РФ 2134751, кл. Е 04 В 1/18, Е 04 Н 9/02, БИ 23, 20.08.1999. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания, включающий железобетонные колонны с вырезами и обнажением их продольной арматуры в уровнях перекрытий, сборные плиты перекрытий, снабженные по торцовым сторонам дискретными выпусками рабочей арматуры, а по всем боковым граням выполненные с продольными пазами и наклонными гранями, и монолитные участки,выполненные в виде железобетонных ригелей, соединяющих сборные плиты и образующих вместе с ними в виде ячеек единый диск перекрытия, жестко связанный с колоннами, отличающийся тем, что в каждой ячейке диска перекрытия каркаса, ограниченной со всех сторон монолитными железобетонными ригелями, сборные плиты жестко соединены между собой попарно в единую пластину посредством выпусков их рабочей арматуры, размещенных внахлест в шве омоноличивания между каждой соединяемой парой сборных плит, каждая образованная пластина по наружным боковым сторонам выполнена с подрезкой, снабженной выступающей в стороны верхней полкой, и оперта верхней полкой подрезки на нижние полки окаймляющих монолитных железобетонных ригелей с плотным примыканием их боковых граней, швы омоноличивания сборных плит и монолитные ригели выполнены за одно целое, поверху по периметру каждой ячейки пластины снабжены жесткими связями с монолитными ригелями, а монолитные ригели на всю длину и ширину здания, в свою очередь, жестко связаны по углам ячеек в единую плоскую многопролетную раму, размещенную в плоскости каждого перекрытия. 2. Каркас здания по п.1, отличающийся тем, что жесткие связи образованных сборными плитами пластин с монолитными ригелями поверху по периметру каждой ячейки выполнены в виде дискретных сварных соединений арматурных стержней или стальных накладок, прикрепляемых к закладным деталям сборных плит и монолитных ригелей. 3. Каркас здания по п.1, отличающийся тем, что в каждой ячейке каркаса над сборными плитами размещена монолитная железобетонная плита, выполненная заодно с ригелями и швами омоноличивания, снабженная поверху армированием в виде сетки с рабочей арматурой, заанкеренной по концам в монолитных ригелях, и жестко объединяющая поверху сборные плиты с монолитными ригелями. 4. Каркас здания по пп.1, 3, отличающийся тем, что сборные плиты по верхней поверхности по нормали к шву омоноличивания снабжены чередующимися гребнями и пазами, а верхняя монолитная плита снабжена понизу гребнями, размещенными в пазах сборной плиты. 5. Каркас здания по пп.1, 3, отличающийся тем, что монолитная плита в каждой ячейке выполнена утолщенной относительно нижней сборной плиты и снабжена вдоль шва омоноличивания неизвлекаемыми пустотообразователями с образованием в монолитной плите внутренних пустот. 6. Каркас здания по пп.1, 3, отличающийся тем, что ригели, расположенные вдоль торцов сборных плит, выполнены двухслойными, включающими снизу сборные линейные элементы, объединенные с верхним монолитным слоем посредством выпусков кверху арматурного каркаса ригеля.

<a href="http://easpatents.com/12-6820-sborno-monolitnyjj-zhelezobetonnyjj-karkas-mnogoetazhnogo-zdaniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания</a>

easpatents.com

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