Прийом конструктивних рішень будівель. Як визначити каркас ригельний або безригельний

Однією з модифікацій безригельного каркасує збірно-монолітний рамний або рамно-зв'язковий каркас з плоскими плитами перекриттів, що включає багатоповерхові максимальної довжиною 13 м колони квадратного перерізу 40x40 см, надколонні, міжколонні панелі перекриття та панелі-вставки єдиного розміру в плані 2,8x2,8 м і єдиної товщини. та 200 мм, а також діафрагми жорсткості.

Каркасрозрахований на спорудження щодо простих у композиційному відношенні будівель висотою до 9 поверхів при рамній схемі та 16...20 поверхів при рамно-зв'язковій схемі з комірками у плані 6x6; 6x3 м, а при введенні металевих шпренгелів на комірки 6x9; 6×12 м при висоті 3,0; 3,6 і 4,2 м при повному вертикальному навантаженні до 200 кПа та горизонтальному навантаженні від сейсмічних впливів до 9 балів.

Фундаменти монолітні та збірні скляного типу. Зовнішні огороджувальні конструкції самонесучі та навісні з різних матеріалів або типових індустріальних виробів інших конструктивних систем. Сходи переважно з набірних сходів по сталевих косоурах. Стики елементів каркаса замонолічуються, утворюючи рамну систему, ригелями якої є перекриття.

Монтаж конструкцій ведеться в наступному порядку: монтують та замонолічують у склянках колони; монтують надколонні панелі з високою точністю, від якої залежить якість монтажу всього перекриття; на надколонні панелі встановлюють міжколонні панелі. Потім монтують панелі-вставки. Після вивіряння, рихтування та фіксації перекриття встановлюють арматуру в швах замонолічування і проводять замонолічування швів між панелями та стиками панелей з колонами по всьому перекриттю.

Каркасрозраховують на дію вертикального та горизонтального навантажень методом замінних рам у двох напрямках. При цьому як ригель рами приймають плиту шириною, що дорівнює кроку колон перпендикулярного напрямку.

При розрахунку системи на дію горизонтальних сил в обох напрямках приймають повне розрахункове навантаження, згинальні моменти від якого вводять повною величиною розрахункові поєднання. При розрахунку системи на дію вертикальних сил враховують роботу каркаса у двох стадіях: монтажної та експлуатаційної. У стадії монтажу приймають шарнірне опір панелей перекриття в місцях спеціальних монтажних пристроїв, крім надколонних панелей, які жорстко з'єднані з колоною. В експлуатаційній стадії проводять розрахунок рам на повне вертикальне навантаження у двох напрямках. Розрахункові згинальні моменти розподіляють у певному співвідношенні між прольотами та надколонними смугами.

Силові на колони в рівні низу панелі перекриття визначають за формулами, що враховують двостадійну роботу конструкції. Елементи конструктивної системи готують із бетону класу В25 та армують арматурою зі сталі класів А-I; A-II та A-III.

Характерною особливістю системи є вузол сполучення надколонної панелі з колоною. Для ефективної передачі навантаження з панелей на колону в колоні організується підрізування по периметру в рівні перекриття з чотирма кутовими стрижнями. Комір надколонної панелі у вигляді кутової сталі за допомогою монтажних деталей та зварювання з'єднується зі стрижнями.

Вузол з'єднання панелей перекриття типу стику Передерію, в якому в скобоподібні випуски арматури пропускається і замонолічується поздовжня арматура 0 12-А-П. Для ефективної передачі вертикального навантаження в панелях передбачаються поздовжні трикутні пази, що утворюють з бетоном замонолічування шва (шириною 200 мм) свого роду шпонку, що добре працює на зріз.

Зазначена конструктивна система розрахована на застосування в районах із слаборозвиненою індустрією збірного залізобетону для будівель різного призначення за відносно низьких вимог до показника індустріальності (ступеня заводської готовності) системи. Принципові рішення збірно-монолітного каркасу безригельного.

Техніко-економічні показники системи характеризуються дещо нижчою витратою металу, ніж каркасно-панельні системи для тих же параметрів осередків, але вищою витратою бетону та значною будівельною трудомісткістю.

Власники патенту UA 2588229:

Винахід відноситься до галузі будівництва, а саме до залізобетонних безригельних багатоповерхових каркасів для будівництва житлових, промислових та цивільних будівель, як для звичайних умов будівництва, так і для будівництва в сейсмічних районах.

З досягнутого рівня техніки відомий контактний стик збірних залізобетонних колон з обривом стрижнів поздовжньої робочої арматури в стику, з опиранням торців колон по шару високоміцного розчину, при цьому по опорних торцях колон встановлені сталеві пластини, передбачена установка крізь стик арматурних стрижнів. розчином, передбачено облямування торця у вигляді сталевого виступу, а також встановлення сталевих вкладишів у центрі і по контуру стику в зазорі між сталевими торцевими пластинами рівних величині зазору. (1) (див. патент РФ N 2233368, МКП E04B 1/38, 2004).

Недоліком даного технічного рішення є висока трудомісткість виконання даного стику, крім цього застосування в зоні контакту колон різних матеріалів, що деформуються, призведе до концентрації напруг в зонах менш деформованих матеріалів і як результат - місцевому (локальному) тріщиноутворенню, а також наскрізний пропуск стрижнів-коротунів у додаткових каналах. порушує цілісність залізобетонного перерізу колон і як результат - зниження несучої здатності стикового з'єднання.

Відомо також технічне рішення щодо влаштування контактних стиків збірних залізобетонних колон з обривом робочої арматури, з опиранням торців колон на тонкий шар розчину без з'єднання арматури (2) (див. А.П. Васильєв, Н.Г. Матков, М.Ф. Жансеїтов ., Контактні стики колон з обривом поздовжньої арматури., Бетон та залізобетон N 8, 1982 р.)

Дане відоме технічне рішення та його експериментальне дослідження дозволяє зробити висновок про доцільність застосування для багатоповерхових каркасів будівель. Недоліком даного стикового з'єднання є те, що воно непридатне для зусиль, що розтягують.

Відомо влаштування стиків залізобетонних колон з посиленням металевими елементами кінцевих стикуваних ділянок залізобетонних колон. (3) (В.С. Плевков, М.Є. Гончаров, Дослідження роботи стиків залізобетонних колон посилених металевими елементами при статичному та короткочасному динамічному навантаженні, Вісник ТДСУ N 2, 2013 р.)

Дане дослідження зони стиків залізобетонних колон показує, що несуча здатність стику з використанням металевих обойм в зоні колон, що стикуються, збільшується на 30-40%.

Відомо технічне рішення вузла з'єднання збірної залізобетонної колони і збірної надколонної плити перекриття безригельного безкапільного каркаса будівлі, в якому з'єднання здійснюється за допомогою трапецієподібних сполучних пластин, приварених з одного боку до оголеної в зоні перекриття силової арматури колон, з іншого боку до замоноліченої в сталевої обічайки. (4) (див. патент РФ N 2203369, МКП E04B 1/38, 2003 р.)

Недоліком такого технічного рішення є трудомісткість і матеріаломісткість з обічайки в надколонної плиті перекриття, крім того у даного з'єднання до моменту замонолічування стику недостатня жорсткість через високу гнучкість оголеної силової арматури колон. Слід віднести до недоліків даного технічного рішення та обставина, що до оголеної силової арматури колон виконується зварне з'єднання трапецієподібних сполучних елементів для кріплення надколонних плит і в цьому ж рівні здійснюється зварювальне з'єднання з'єднувальних елементів поздовжньої силової арматури колон. Ця обставина призводить до зниження якості зварних з'єднань. До негативних якостей даного технічного рішення відноситься також поверхове коригування положення випусків силової арматури колон при зміні її поверхового діаметра.

Відомо з'єднання плити безбалочного збірно-монолітного перекриття зі збірною колоною, де колона в зоні спирання плити має поглиблення по периметру колони (5) (патент СРСР N 872674, МКИ E04B 1/20, 1981 р.)

Недоліком даного технічного рішення є недостатня здатність даного стику на продавлювання при плоскому перекритті.

Відомо технічне рішення з'єднання стикового монолітного безбалочного залізобетонного перекриття з монолітною колоною в якому на вертикальних арматурних каркасах перекриття жорстко закріплені сталеві пластини в зоні стику, пластини виконані довжиною не менше 2h+2a, де h - товщина плити, a - товщина захисного шару бетону. (6) (див. патент РФ N 2194825, МКП Е04 5/43,2002 р.).

Дане технічне рішення підвищує несучу здатність стикового з'єднання на силу, що перерізує.

Найбільш близьким технічним рішенням, прийнятим за прототип, є конструкція безригельного безкапільного залізобетонного каркаса, який включає одне і більше поверхові безконсольні збірні колони з оголеною силовою арматурою в місцях перетину з перекриттям, збірні надколонні плити перекриття з наскрізними отворами стикового з'єднання з ними, збірні прогонові плити, монолітні ділянки об'єднані між собою в єдиний диск перекриття, при цьому монтаж прогонових плит перекриття здійснюється виступаючими консолями на відповідні опорні столики, надколонні і прогонові плити мають на торцевих ребрах петлеві випуски крізь перехрестя. з наступним бетонуванням порожнини стиків. (7) (див. патент РФ N 2247812, МКП E04B 5/43, 2005 р.)

Технічне рішення межплитных швів у цій конструкції безригельного каркаса є шарнірним, що обмежує величину прольоту збірно-монолітного перекриття. Крім того, дана конструкція збірно-монолітного перекриття є жорсткою для варіантів вирішення об'ємно-планувальних завдань, а також для даного технічного рішення справедливі недоліки викладені до аналога (4).

Завданням винаходу збірно-монолітного безригельного каркаса є збільшення діапазону вирішення об'ємно-планувальних завдань, підвищення несучої здатності конструкцій каркасу та його вузлових сполук, підвищення технологічності робіт зі зведення конструкцій каркасу.

Даний винахід збірно-монолітного безригельного залізобетонного каркаса являє собою ряд технічних рішень з варіантами виконання збірних елементів каркасу та їх можливої компонування в поєднанні з монолітними ділянками в залежності від факторів планувального, технологічного характеру, а також індустріальної бази виробництва збірних залізобетонних виробів.

Представлені варіанти технічних рішень збірно-монолітного залізобетонного безригельного каркасу з шарнірними монолітними міжплитними швами, з жорсткими (нерозрізними) монолітними міжплитними швами, а також варіанти вільного поєднання збірних-залізобетонних елементів з прогоновими монолітними ділянками перекриття, об'єднаними між собою.

На кресленнях зображено:

на фіг. 1 - схематичний фрагмент плану збірно-монолітного безригельного каркасу з варіантами конфігурації збірних елементів каркасу та їх можливого компонування у поєднанні з монолітними ділянками;

на фіг. 2 - укрупнений фрагмент I плану перекриття залізобетонного безригельного каркасу з монолітними шарнірними міжплитними швами між збірними надколонними і прогоновими плитами перекриття;

на фіг. 3 - укрупнений фрагмент ІІ плану перекриття залізобетонного безригельного каркасу з жорсткими (нерозрізними) монолітними міжплитними швами між збірними плитами перекриття;

на фіг. 4 - укрупнений фрагмент ІІІ плану перекриття залізобетонного безригельного каркасу з жорсткими (нерозрізними) монолітними міжплитними швами між збірними плитами перекриття та жорстким (нерозрізним) з'єднанням збірних плит з монолітними прогоновими ділянками перекриття;

на фіг. 5 - поперечний розріз I-I (з розкісними зв'язками);

на фіг. 6 – поперечний розріз I-I (з монолітними діафрагмами);

на фіг. 7 - Вузол 1 (перетин A1-A1) - вузол стикового з'єднання багатоповерхової нерозрізної збірної безконсольної колони зі збірною надколонною плитою перекриття;

на фіг. 8 - вигляд B1-B1 вузла 1 - стикового з'єднання багатоповерхової нерозрізної збірної безконсольної колони зі збірною надколонною плитою перекриття;

на фіг. 9 - Вузол 2 (перетин A2-A2) - вузол стикового з'єднання збірних безконсольних колон між собою та стикового з'єднання колон з надколонною плитою перекриття;

на фіг. 10 - вид B2-B2 вузла 2 - стикового з'єднання збірних безконсольних колон між собою та стикового з'єднання колон з надколонною плитою перекриття;

на фіг. 11 - переріз A4-A4 - переріз по стиковому з'єднанню збірних безконсольних колон між собою та з монолітною ділянкою перекриття;

на фіг 12 - вид B3-B3-по стиковому з'єднанню збірних безконсольних колон між собою та з монолітною ділянкою перекриття;

на фіг. 13 - Вузол 2 (перетин A3-A3) - вузла стикового з'єднання збірних безконсольних колон між собою та стикового з'єднання колон з надколонною плитою перекриття;

на фіг. 14 - переріз A5-A5 - переріз по стиковому з'єднанню збірних безконсольних колон між собою та з монолітною ділянкою перекриття;

на фіг. 15 - переріз A6-A6 по стику монтажного опорного виступу та монтажного опорного майданчика для монтажу надколонних та прогонових плит перекриття для перекриття з шарнірними міжплитними швами;

на фіг. 16 - переріз A7-A7 з пристрою монолітного міжплитного шва для перекриття шарнірними міжплитними швами;

на фіг. 17 - переріз A8-A8 по вузлу монтажної фіксації збірних плит перекриття між собою для перекриття з жорсткими (нерозрізними) швами між плитами;

на фіг. 18 - переріз A9-A9 з влаштування монолітного міжплитного шва з жорстким (нерозрізним) з'єднанням збірних плит перекриття;

на фіг. 19 - переріз A10-A10 по жорсткому (нерозрізному) вузлу з'єднання збірних плит перекриття з монолітним прогоновим ділянкою перекриття для зварювального з'єднання за допомогою п-подібних анкерів і п-подібних анкерних випусків;

на фіг. 20 - переріз A11-A11 по жорсткому (нерозрізному) вузлу з'єднання збірних плит перекриття з монолітним прогоновим ділянкою перекриття шляхом приварювання п-подібних анкерів до закладних деталей збірних плит перекриття;

на фіг. 21 - переріз A12-A12 по жорсткому (нерозрізному) вузлу з'єднання збірних плит перекриття з монолітним прогоновим ділянкою перекриття шляхом приварювання п-подібних анкерів, посилених жорсткими вставками до закладних деталей збірних плит перекриття;

на фіг. 22 - укрупнений фрагмент IV деталізація фрагмента перекриття з балконною ділянкою плити, а також пристроєм навісної зовнішньої стіни з облицювальним шаром з цегли;

на фіг. 23 - вигляд B4-B4 - деталь кріплення опорного контурного куточка для спирання облицювального шару зовнішньої стіни з цегли;

на фіг. 24 - переріз А13-А13 з армування ребра між отворами для розміщення пакетів утеплювача на балконних ділянках збірних плит перекриття;

на фіг. 25 - переріз А14-А14 щодо розміщення пакетів утеплювача на балконних ділянках у тілі збірних плит перекриття;

на фіг. 26 - Вузол 5 (перетин А15-А15) вузол з пристрою поверхової навісної зовнішньої стіни з облицювальним шаром з цегли;

на фіг. 27 - переріз А16-А16 - з влаштування поверхової навісної зовнішньої стіни зі збірних тришарових стінових панелей;

на фіг. 28 - Вузол 6 (перетин А17-А17) вузол з влаштування зовнішнього огородження з навісним вентильованим фасадом;

на фіг. 29 - Вузол 3 - вузол кріплення розкісних зв'язків у верхньому рівні між собою та зі зв'язковою плитою перекриття;

на фіг. 30 - вид В5-В5 вузла 3 - кріплення розкісних зв'язків із зв'язковою плитою перекриття;

на фіг. 31 - переріз А18-А18 по вузлу 4 - кріплення розкосних зв'язків у верхньому рівні між собою;

на фіг. 32 – Вузол 4 – вузол кріплення розкісних зв'язків до колони в нижньому рівні;

на фіг. 33-перетин А19-А19 по вузлу кріплення розкісних зв'язків до колони в нижньому рівні;

на фіг. 34 - Вузол 7 - вузол з'єднання монолітної діафрагми з колоною;

на фіг. 35 - переріз А20-А20 вузлом з'єднання монолітної діафрагм з колоною;

на фіг. 36 - переріз А21-А21 міжповерхового з'єднання монолітних діафрагм.

Залізобетонний збірно-монолітний безригельний каркас з шарнірними монолітними міжплитними швами включає залізобетонні одне і більше поверхові безконсольні колони 1, збірні надколонні плити перекриття 2 з отворами 3 для пропуску колон 1 і стикового з'єднання з ними, збірні пролітні плити 4, монолітні швів об'єднані в єдиний диск перекриття, при цьому збірні надколонні плити перекриття 2 і прогонові плити 4, для монтажного складання, забезпечені монтажними опорними виступами 5 і опорними майданчиками 6, причому по опорних поверхнях опорних виступів 5 і опорних майданчиків 6 встановлені заставні деталі, наприклад, сталевих куточків 7, до яких приварені - образні ребра жорсткості 8 з вертикальних сталевих пластин, замонолічених в тіло збірних плит 2 і 4 і з'єднаних на зварюванні з поздовжніми верхніми і нижніми стрижнями анкеруючих каркасів 9. У шарнірних монолітних міжплитних швах між збірними плитами на ділянках між монтажними опорами 5, 6, уздовж міжплитних швів, передбачена установка верхнього і нижнього горизонтальних стрижнів 10 по внутрішнім кутах перехльостування п-подібних петлевих анкерних випусків 11, встановлених по торцях збірних плит 2, 4 з подальшим бетонуванням 1 монолітним бетоном.

Залізобетонний збірно-монолітний безригельний каркас з жорсткими монолітними міжплитними швами включає збірні залізобетонні одно і більше поверхові безконсольні колони 1, збірні надколонні плити перекриття 13 з отворами 3 для пропуску колон 1 і стикового з'єднання з ними, збірні пролітні плити перекриття 4 , або монолітні прогонові ділянки 15 об'єднані в єдиний нерозрізний диск перекриття, при цьому монтажна фіксація збірних плит перекриття 13, 14 здійснюється за допомогою сталевих пластин 16 приварюваних до закладних деталей зі швелерних профілів 17 і до вертикальних петлевих анкерних випусків трапець поверхнях стикуваних плит, при цьому з'єднання збірних плит 13 і 14, на ділянках між ділянками монтажної фіксації, виконується по розширених монолітних міжплитних швах шляхом установки, вздовж контуру стику, верхніх і нижніх горизонтальних арматурних стрижнів 10, що розташовуються по внутрішніх кутах перехльостування п- анкерних випусків 19 з торцевих граней суміжних збірних плит перекриття 13 і 14, при цьому довжина перехльостування п-подібних петлевих анкерних випусків 19 з торцевих граней суміжних плит перекриття 13, і 14 повинна бути не менше 15d, де d - діаметр анкерних випусків.

Для варіанта виконання збірно-монолітного залізобетонного безригельного каркаса із заміною однієї або декількох прогонових плит 14 монолітним прогоновим ділянкою 15, з'єднання збірних плит 13 і 14 з монолітним прогоновим ділянкою 15 здійснюється шляхом установки вздовж контуру стику горизонтальних верхніх і нижніх арматурних п-подібних вертикальних петлевих анкерних випусків 19 з торцевих поверхонь збірних плит перекриття 13 і 14, вертикальних п петлевих анкерних випусків 19 з торцевих граней суміжних плит перекриття 13, 14 і вертикальних п-подібних петлевих анкерів 20 повинна бути не менше 15d, де d - максимальний діаметр анкерних випусків 19 або анкерів 20.

З'єднання збірних плит перекриття 13 і 14 з монолітним прогоновим ділянкою 15 можливо також виконувати за допомогою вертикальних п-подібних петлевих анкерів 20 або 21 приварюваних до вертикальних заставних деталей зі швелерних профілів 17, що розташовуються на торцевих поверхнях збірних плит перекриття 13, 1 -подібні петлеві анкера 21, на кінцевих ділянках мають ребра жорсткості 22 із сталевих пластин приварених по вертикальній осі, між верхнім і нижнім стрижнями п-подібних петлевих анкерів 21.

Влаштування балконних ділянок перекриття пропонується виконувати у двох варіантах:

або балконна частина перекриття спирається на колони 1 винесені за зовнішню огорожу будівлі із зовнішніми надколонними балконними плитами 23 і прогоновими балконними плитами 24, або балконна частина перекриття виконується заодно (нерозрізно) з надколонними 2, 13 і прогоновими 4, 14 плит плитах 2, 4, 13, 14 передбачені отвори 25, в площині зовнішнього огородження, для розміщення пакетів утеплювача, при цьому армування ребер між отворами 25 здійснюється вертикальними арматурними каркасами 26, які мають ребра жорсткості 27 зі сталевих пластин приварених у верхньому і нижньому каркасів 26.

Для збірно-монолітного залізобетонного безригельного каркаса з монолітними шарнірними або жорсткими монолітними міжплитними швами, поздовжні міжплитні шви виконані вразбежку зі зміщенням у кожному поперечному ряду стикуваних збірних плит перекриття 2, 4, 13, 14 на величину не менше довжини анкерів. , 4, 13, 14.

Пристрій опорного з'єднання надколонних плит 2, 13 зі збірними безконсольними колонами 1 здійснюється наступним чином: колони 1 виконані з вертикальними закладними деталями 28, 29, 30 встановленими в поглибленні 31 від зовнішніх граней колони 1 по її периметру в межах і не менше товщини перекриття, надколонні плити 2, 13 виконані з вертикально розташованими трапецієподібними випусками 32 із сталевих пластин жорстко пов'язаними з верхніми та нижніми стрижнями анкерних арматурних каркасів 33, встановлених по периметру наскрізних отворів 3.

З'єднання збірних колон 1 і надколонних плит 2, 13 виконується за допомогою сталевих з'єднувальних елементів 34, наприклад з нерівнобоких куточків приварюваних до вертикальних заставних деталей 28, 29 колон 1 і до вертикальних трапецієподібних випусків 32 з надколонних плит перекриття 2, 13 між поглибленою частиною 31 колони 1 і торцевими поверхнями 35 наскрізних отворів 3 надколонних плит перекриття 2, 13, при цьому торцеві поверхні 35 надколонних плит 2, 13 нахилені від вертикалі утворюючи клиноподібну порожнину омоноліченого стику.

При здійсненні з'єднання залізобетонних безконсольних колон 1 з монолітним прогоновим ділянкою перекриття 15 виконується установка вертикальних п-подібних петлевих анкерів 21 приварюваних до вертикальних заставних деталей 28, 29 колон 1, встановлених у поглибленні 31 від зовнішніх граней, по контуру колони 1, образні петлеві анкера 21 на кінцевих ділянках мають ребра жорсткості 22 із сталевих пластин приварених, вертикальної осі, між верхнім і нижнім стрижнями петлевих анкерів 21 з подальшим обетонированием монолітним ділянкою перекриття 15.

Стикове з'єднання безконсольних залізобетонних колон 1 каркаса здійснюється шляхом спирання один на одного плоскими торцями через розчинний шов 36 в межах товщини міжповерхового перекриття, при цьому торці стикуючих колон 1 виконані з непрямим армуванням арматурними сітками 37 і внутрішніми арматурними обоймами 38 колон 1 передбачені вертикальні заставні деталі 29, 30 у поглибленні 31 від зовнішніх граней колони 1.

З'єднання колон, що стикуються, 1 виконується за допомогою зварювання V-подібних арматурних з'єднувальних елементів 39 по площинах вертикальних заставних деталей 29, 30 з подальшим обетонуванням монолітним бетоном перекриття.

Крім технічних рішень, що мають суттєві відмінності від технічних рішень аналогів та прототипу, в ілюстраційному прикладі збірно-монолітного безригельного залізобетонного каркаса застосовані також технічні рішення які не є предметом даного винаходу, але їх застосування в даному прикладі збірно-монолітного залізобетонного безригельного каркаса є доцільним.

У прикладі виконання представлено пристрій розкісних зв'язків 40, які рекомендується влаштовувати при будівництві збірно-монолітного каркасу безригельного в звичайних умовах будівництва, також при сейсмічності не більше 7 балів.

З'єднання розкісних зв'язків 40 здійснюється в нижньому рівні за допомогою сполучних пластин 41, приварених до закладних деталей колон 1 і розкісних зв'язків 40, у верхньому рівні за допомогою зварювання проміжного елемента 42 коробчатого перерізу до закладних деталей розкосів 40 і до анкерних випусків 18 трапець отвори зв'язкової плити перекриття 43 за допомогою сталевих пластин 44, при цьому кінцеві ділянки анкерних випусків 18 забезпечені жорсткими вставками 22 зі сталевих пластин між верхнім і нижнім стрижнями анкерного випуску 18. Порожнину стикового з'єднання розкісних зв'язків 40 зі зв'язковою плитою 2 пере2.

Для умов будівництва з сейсмічності 8 і більше балів рекомендується в збірно-монолітному каркасі безригельном виконувати монолітні діафрагми жорсткості 45.

Монолітні діафрагми жорсткості містять, крім двостороннього армування по полю монолітної діафрагми, вертикальну арматуру 46 та елементи з'єднання з фундаментом, колонами, плитами перекриття із жорстких вставок 46 та арматурних анкерних каркасів 48.

Пристрій поверхового навісного зовнішнього огородження виконується із застосуванням, наприклад, цегляного облицювального шару 49, який укладається по контурному куточку 50 привареному до закладних деталей швелерного перерізу 51 розташовуються по зовнішньому торцю міжповерхового перекриття, причому контурний куточок місці стикування з закладними деталями 51, крім того по опорній поверхні контурного кутка 50. 54. З зовнішнього боку цегляної кладки 49 поверховий горизонтальний шов опирання та герметизації цегляної облицювальної кладки закривають декоративним нащільником 55.

Варіантом поверхового навісного зовнішнього огородження служать, наприклад, збірні зовнішні стінові панелі 56 оперті поверхово по шару цементно-піщаного розчину на міжповерхові перекриття. Для фіксації зовнішніх стінових панелей 56 в площині фасаду будівлі 57, на стикуються торцях зовнішніх стінових панелей 56 передбачені уступ 58 і виступ 59, які при стикуванні «насухо» забезпечують збіг фасадних поверхонь стикуються зовнішніх стінових панелей 56 з площиною. торцеві поверхні стикуються зовнішніх стінових панелей 56 розділені пружними герметизуючими прокладками 54. З зовнішнього боку шви між зовнішніми стіновими панелями 56 закриваються декоративним нащільником 60.

Для зовнішнього огородження із застосуванням вентильованого фасаду 61, поверхово, по контуру плит перекриття виконують огороджувальну конструкцію з цегляної кладки 62, або зі збірних залізобетонних перегородок, до яких кріпиться система конструкцій вентильованого фасаду 61. 63 встановлених вздовж зовнішнього контуру перекриття. Стінові плити 63 спираються на перехресний залізобетонний монолітний пояс 64, що має периметральний уступ 65 для сприйняття горизонтальних зусиль від тиску грунту.

1. Збірно-монолітний залізобетонний безригельний каркас, утворений збірними одно- і більш поверховими безконсольними колонами, збірними надколонними плитами перекриттів з наскрізними отворами для пропуску колон і стикового з'єднання з ними, збірними прогоновими плитами перекриттів, монолітними ділянками, об'єднаними між собою , який відрізняється тим, що стиковані колони спираються один на одного плоскими торцями через розчинний шов в межах товщини перекриття, при цьому торці колон, що стикуються, виконані з непрямим армуванням арматурними сітками і внутрішніми арматурними обоймами, крім цього, по периметру торців стикованих колон передбачені вертикальні поглиблення від зовнішніх граней колони, при цьому з'єднання стикуваних колон здійснюється за допомогою зварювання V-подібних арматурних з'єднувальних елементів по площинах вертикальних заставних деталей з подальшим обетонуванням стику монолітним бетоном перекриття.

2. Збірно-монолітний залізобетонний безригельний каркас, утворений збірними одно- і більш поверховими безконсольними колонами, збірними надколонними плитами перекриттів з наскрізними отворами для пропуску колон і стикового з'єднання з ними, збірними прогоновими плитами перекриттів, монолітними ділянками, об'єднаними між собою , який відрізняється тим, що колони виконані з вертикальними закладними деталями встановленими в поглибленні від зовнішніх граней колони по її периметру в межах товщини перекриття, а надколонні плити перекриттів виконані з вертикально розташованими трапецієподібними випусками зі сталевих пластин жорстко пов'язаними з верхніми і нижніми стрижнями анкерних арматурних встановлених по периметру наскрізних отворів, при цьому з'єднання збірних колон і надколонних плит перекриття здійснюється за допомогою опорних сталевих з'єднувальних елементів у вигляді пластин або нерівнобоких куточків, що приварюються до вертикальних закладних деталей колон і до вертикальних трапецієподібних випусків з надколонних плит перекриття з наступним поглибленою частиною колон і торцевими поверхнями наскрізних отворів надколонних плит перекриття, при цьому торцеві поверхні наскрізних отворів надколонних плит перекриття нахилені від вертикалі, утворюючи клиноподібну порожнину стилю омонолічного.

3. Збірно-монолітний залізобетонний безригельний каркас, утворений збірними одно- і більше поверховими безконсольними колонами, збірними надколонними плитами перекриттів з наскрізними отворами для пропуску колон і стикового з'єднання з ними, збірними прогоновими плитами перекриттів, монолітними ділянками, об'єднаними між собою , відрізняється тим, що поздовжні монолітні ділянки у вигляді міжплитних швів виконані врозбіг зі зміщенням у кожному поперечному ряду стикуваних збірних плит перекриття на величину не менше довжини анкерування максимального діаметра робочої арматури збірних плит перекриття.

4. Збірно-монолітний залізобетонний безригельний каркас, утворений збірними одно- і більш поверховими безконсольними колонами, збірними надколонними плитами перекриттів з наскрізними отворами для пропуску колон і стикового з'єднання з ними, збірними прогоновими плитами перекриттів, монолітними ділянками, об'єднаними між собою , який відрізняється тим, що збірні надколонні та збірні прогонові плити забезпечені монтажними опорними виступами та опорними майданчиками, причому по опорних поверхнях опорних виступів та опорних майданчиків встановлені заставні деталі зі сталевих пластин або куточків, до яких приварені - образні ребра жорсткості з вертикальних пластин, замонолічених у тіло збірних плит перекриття та з'єднаних на зварюванні з поздовжніми верхніми та нижніми стрижнями вертикальних анкеруючих каркасів.

5. Збірно-монолітний залізобетонний безригельний каркас, утворений збірними одно- і більш поверховими безконсольними колонами, збірними надколонними плитами перекриттів з наскрізними отворами для пропуску колон і стикового з'єднання з ними, збірними прогоновими плитами перекриттів, монолітними ділянками, об'єднаними між собою , який відрізняється тим, що монтажна фіксація збірних плит перекриття між собою здійснюється за допомогою сталевих пластин, приварюваних до закладних деталей зі швелерних профілів і вертикальних петлевих анкерних випусків трапецієподібної форми, що розташовуються на суміжних торцевих поверхнях стикуваних плит, при цьому з'єднання збірних плит на ділянках між ділянками монтажної фіксації виконується шляхом установки вздовж контуру стику верхніх і нижніх горизонтальних арматурних стрижнів, що розташовуються по внутрішніх кутах перехльостування п-подібних петлевих анкерних випусків з торцевих граней суміжних збірних плит перекриття, при цьому довжина перехльостування п-подібних петлевих анкерних плит перекриття має бути не менше 15d, де d - діаметр анкерних випусків, з подальшим обетонюванням порожнини міжплитного шва.

6. Збірно-монолітний залізобетонний безригельний каркас за п. 5, який відрізняється тим, що вертикальні петльові анкерні випуски трапецієподібної форми, що розташовуються на торцевих поверхнях плит, що стикуються на кінцевих ділянках, мають ребра жорсткості зі сталевих пластин, приварених по вертикальній осі анкерних випусків. та нижньому стрижням.

7. Збірно-монолітний залізобетонний безригельний каркас, утворений збірними одно- і більш поверховими безконсольними колонами, збірними надколонними плитами перекриттів з наскрізними отворами для пропуску колон і стикового з'єднання з ними, збірними прогоновими плитами перекриттів, монолітними ділянками, об'єднаними між собою , який відрізняється тим, що з'єднання збірних надколонних і збірних прогонових плит перекриття з монолітними прогоновими ділянками перекриття здійснюється шляхом установки вздовж контуру стику горизонтальних верхніх і нижніх арматурних стрижнів, що розташовуються по внутрішніх кутах перехльостування п-подібних петлевих анкерних випусків з торцевих граней збірних п-подібних петлевих анкерів, встановлених за контуром примикання монолітних прогонових ділянок перекриття зі збірними плитами перекриття, при цьому довжина перехльостування п-подібних петлевих анкерних випусків з торців збірних плит перекриття та п-подібних петлевих анкерів, встановлених за контуром примикання монолітних прогонів плитами перекриття, повинна бути не менше 15d, де d-діаметр анкерів і анкерних випусків.

8. Збірно-монолітний залізобетонний безригельний каркас, утворений збірними одно- і більш поверховими безконсольними колонами, збірними надколонними плитами перекриттів з наскрізними отворами для пропуску колон і стикового з'єднання з ними, збірними прогоновими плитами перекриттів, монолітними ділянками, об'єднаними між собою , відрізняється тим, що з'єднання збірних плит перекриття з монолітними прогоновими ділянками перекриття здійснюється за допомогою вертикальних п-подібних петлевих анкерів, що приварюються до вертикальних закладних деталей зі швелерних профілів, що розташовуються на торцевих поверхнях збірних плит перекриття, при цьому п-подібні петлеві анкери на кінцевих ділянках мають ребра жорсткості зі сталевих пластин, приварених по вертикальній осі петлевих анкерів між верхнім і нижнім стрижнями, з подальшим обетонуванням з'єднання монолітним прогоновим ділянкою перекриття.

9. Збірно-монолітний залізобетонний безригельний каркас, утворений збірними одно- і більше поверховими безконсольними колонами, збірними надколонними плитами перекриттів з наскрізними отворами для пропуску колон і стикового з'єднання з ними, збірними прогоновими плитами перекриттів, монолітними ділянками, об'єднаними між собою , який відрізняється тим, що на балконних ділянках надколонних або прогонових плит перекриття, які мають отвори в площині розташування зовнішніх стін для розміщення пакетів утеплювача, армування ребер між отворами для розміщення пакетів утеплювача здійснюється вертикальними арматурними каркасами, які мають ребра жорсткості зі сталевих пластин, приварених до верхньому та нижньому арматурним стрижням вертикальних каркасів.

10. Збірно-монолітний залізобетонний безригельний каркас, утворений збірними одно- і більш поверховими безконсольними колонами, монолітним перекриттям, який відрізняється тим, що колони виконані з вертикальними заставними деталями, встановленими в поглибленні від зовнішніх граней колони по її периметру в межах товщини перекриття, при цьому з'єднання збірних колон з монолітним перекриттям здійснюється за допомогою вертикальних п-подібних петлевих анкерів, що приварюються до вертикальних закладних деталей колон, причому п-подібні петлеві анкери на кінцевих ділянках мають ребра жорсткості зі сталевих пластин, приварених по вертикальній осі петлевих анкерів між їх верхнім і нижнім стрижнями, з подальшим бетонуванням з'єднання бетоном монолітного перекриття.

Винахід відноситься до галузі будівництва, зокрема до збірно-монолітного залізобетонного каркасу безригельного. Каркас утворений безконсольними збірними колонами, збірними надколонними плитами перекриттів з наскрізними отворами для пропуску колон, прогоновими плитами і монолітними ділянками. Запропоновано варіанти з'єднання колон та плит перекриттів. Технічний результат винаходу полягає у підвищенні несучої здатності конструкцій каркасу та його вузлових сполук. 9 н. та 1 з.п. ф-ли, 36 мул

Однією з модифікацій безригельного каркаса є збірно-монолітний рамний або рамно-зв'язковий каркас з плоскими плитами перекриттів, що включає багатоповерхові максимальної довжиною 13 м колони квадратного перерізу 40x40 см, надколонні, міжколонні панелі перекриття і панелі-2 вставки єдиного розміру м та єдиної товщини 160 та 200 мм, а також діафрагми жорсткості.

Каркас розрахований на спорудження щодо простих у композиційному відношенні будівель висотою до 9 поверхів при рамній схемі та 16.20 поверхів при рамно-зв'язковій схемі з осередками у плані 6x6; 6x3 м, а при введенні металевих шпренгелів на комірки 6x9; 6×12 м при висоті 3,0; 3,6 і 4,2 м при повному вертикальному навантаженні до 200 кПа та горизонтальному навантаженні від сейсмічних впливів до 9 балів.

Каркас розраховують на дію вертикального та горизонтального навантажень методом замінних рам у двох напрямках. При цьому як ригель рами приймають плиту шириною, що дорівнює кроку колон перпендикулярного напрямку.

arbuild.ru

Конструкції безригельного каркасу

КБК - універсальна система, що застосовується для будівництва практично всього спектра міських споруд: будівель житлового, соціально-культурного, адміністративного та побутового призначення, багаторівневих паркувань, складів, деяких виробничих споруд. За основу КБК було обрано вітчизняну розробку – систему безригельного каркасу «КУБ-2.5». Вона протягом багатьох років застосовувалась у нашому військово-будівельному комплексі, була відпрацьована з конструкторської точки зору та адаптована до існуючої російської технологічної культури у будівельній промисловості. Модифікація системи КУБ під абревіатурою УСМБК використовувалися під час будівництва об'єктів Міністерства оборони у різних країнах.

За термінами будівництва безригельні системи можуть конкурувати тільки будівлі з залізобетонних панелей. Але якість панельного житла не відповідає сучасним вимогам. Зокрема, багатьох покупців не влаштовує неможливість перепланувань і неминуча однотипність будівель.

Перевага безригельного каркасу КБК, перш за все, полягає в обмеженому наборі складових елементів, з одного боку, і в багатстві можливостей внутрішніх планувальних рішень, створення неповторного набору квартир з кімнат та об'ємів, використанні місцевих матеріалів для влаштування зовнішніх стін та внутрішніх перегородок, з іншого сторони. Найпростіше вирішується проблема перепланування внутрішніх просторів.

Переваги збірної безригельної системи КБК з економічної точки зору підтверджуються тим фактом, що в Сибіру та на Уралі не поодинокі випадки, коли підрядники, які застосовують конструктивну безригельну систему будівництва, вигравали тендери у компаній, що будують у «моноліті».

Система КБК дає можливість на єдиній промисловій, технологічній основі будувати як комфортне, так і «елітне» та «соціальне» житло. До того ж, «соціальне» чи «елітне» призначення житла реалізується за рахунок обсягу, оздоблення тощо. При цьому система КБК дозволяє (при необхідності) без знесення шляхом перепланування перетворити раніше «соціальний» будинок на «елітний» або навпаки.

Система КБК значно краще пристосована до складних умов будівництва. Вона індустріальніша: застосовується менше монолітного бетону на будівельному майданчику, а значить, виникає менше складностей взимку. Немає необхідності залучати великий штат кваліфікованих співробітників та спецтехніки. Таким чином, переважна більшість проблем переноситься на завод. Забезпечення якості каркасу значною мірою лежить на заводі та залежить від якості металоформ. Така система менш трудомістка і за швидкістю зведення будівлі перевершує практично будь-яку іншу. Так, у день бригада із 5-6 осіб спокійно монтує 200кв. м (за наявності залізобетону).

Якщо говорити про технічний бік технології, то можна відзначити, що система конструкцій передбачає застосування нерозрізних (багатоповерхових) колон перерізом 400 (мм) х 400 (мм) з граничною довжиною 9900 (мм). При стику колон передбачається примусовий монтаж, що полягає у поєднанні фіксуючого стрижня верхньої колони з патрубком верхнього торця нижньої колони. У місцях примикання перекриттів (на висоті поверху) у колонах передбачені шпонкоподібні вирізи, у яких арматура колони оголена.

Система конструкцій безригельного каркасу "КБК" передбачає застосування панелей перекриття заводського виготовлення максимальними розмірами 2980 (мм) х 2980 (мм) х 160 (мм).

Панелі перекриття в залежності від розташування в каркасі можуть бути надколонні (НП), міжколонні (МП) та середні (СП).

Монтаж конструкцій ведеться у такому порядку: монтуються колони та замонолічуються у фундаменті; встановлюються та приварюються до арматури колон надколонні панелі; далі монтуються міжколонні та середні панелі. При встановленні панелей арматурні випуски торців поєднуються таким чином, що утворюється петля, в яку вставляється арматура.

Система конструкцій безригельного каркасу призначена для будівництва широкого спектру міських споруд (житлових, громадських та допоміжних будівель адміністративно-побутового призначення). З використанням збірно-монолітної безригельної системи зводяться не тільки висотні будівлі, а й школи, дитячі садки тощо.

Така універсальність системи «КБК» забезпечується за рахунок поєднання наступних властивостей: а) Несучу основу каркасу будівлі в «КБК» складають колони та плити перекриття, що виконують роль ригелів, для елементів жорсткості використовують зв'язки або діафрагми, що дозволяє забезпечити в будівлях прольоти 3.0, 6. м, висоту поверхів у будинках 2.8, 3.0, 3.3 та 3.6 при основній сітці колон 6 х 6 м. Несуча здатність перекриттів дозволяє використовувати каркас у будинках з інтенсивністю розрахункових навантажень на поверх до 1200 (кг/м2). б) Конструкція стін передбачає виконання ними тільки захисної функції. Стіни можуть розроблятися з поверховою розрізкою, тобто. спиратися на плити перекриття та передавати вертикальне навантаження від власної ваги на плити перекриття кожного поверху; навісними або самонесучими, що дає можливість максимального використання для конструкцій, що огороджують, місцевих не конструкційних матеріалів, у тому числі монолітних стін. в) У будинках висотою до 5 поверхів у звичайних умовах будівництва застосовується рамна конструктивна схема без використання додаткових елементів жорсткості, в решті випадків – рамно-зв'язкова конструктивна схема, в якій використовуються зв'язки чи діафрагми.

Система розрахована на будівництво будівель висотою до 25 поверхів (до 75 метрів) у звичайних умовах будівництва. У районах із сейсмічності до 9 балів включно за 12-бальною шкалою застосування «КБК» обмежене вимогами таблиці 8* СНіП II-7-81* «Будівництво в сейсмічних районах» для каркасних будівель.

Конструктивні елементи КБК виготовляються та монтуються із застосуванням єдиного технологічного обладнання. Каркас монтується повністю з виробів заводського виготовлення з подальшим замонолічуванням вузлів, у кінцевій стадії конструкція є монолітною.

Таким чином, формотворчі можливості каркасу в системі «КБК» мають широкі діапазони кількості поверхів та архітектурно-просторових рішень. Система КБК дозволяє використовувати широкий спектр пластики фасаду, створювати просторово цікаві нетипові планування, що відповідають поставленим завданням.

Розрахунок параметрів безригельного каркасу з плоскими перекриттями здійснюється з використанням розрахункових моделей, що реалізуються програмними комплексами із застосуванням програмних продуктів високого рівня (ПК SKAD; ПК ING+; ПК «ЛІРА» та інших).

Однією з основних відмінностей системи КБК від системи КУБ 2,5 є адаптація системи до вимог чинного законодавства та отримання необхідних сертифікатів.

По-перше, система "КБК" комплектується окремим пакетом документації - "Конструкція безригельного каркасу для багатоповерхових житлових та громадських будівель". Цей комплект документації сертифікований ФГУП «ЦПП» м. Москва на відповідність вимогам нормативних документів у галузі будівництва. Видано сертифікат № POCCRU.CP48.C00047 від 05.04.2007 р.

По-друге, з метою підтвердження вогнестійкості елементів каркасу будівель на основі «КБК» у 2008 році в ЗАТ «ЦСН «Вогнестійкість-ЦНДІБК» м.Москва проведено сертифікаційні випробування надколонної (НП 30-30-8, ТУ 581-9 2007) та середньої (СП 30-30-6, ТУ 5842-001-08911161-2007) залізобетонних плит перекриття (виробник плит ФГУП «ДОКСІ при Спецбуді Росії»).

Випробування надколонної залізобетонної плити проводилися під рівномірно-розподіленим навантаженням в 700 кг/м2. Обігрівається поверхня надколонної плити - сторона плити з робочою арматурою граничних станів не досягла і відповідає межі вогнестійкості не менше REI 180. Для середньої залізобетонної плити перекриття.

На підставі отриманих результатів випробувань органом сертифікації ЗАТ «ЦСН «Вогнестійкість-ЦНДІБК» м.Москва видано сертифікати пожежної безпеки для всієї номенклатури панелей перекриття безригельного каркасу КБК.

По-третє, з метою підтвердження сейсмостійкості та оцінки придатності системи конструкцій безригельного каркасу для будівництва в сейсмічних районах, з 22 по 29 серпня 2008 року на замовлення ТОВ ПЦ «КУБ-Сибір» у м.Пермі були успішно проведені статичні та динамічні випробування фрагментів будівлі. Випробування зазнали два експериментальних триповерхових фрагменти будівлі з елементів системи «КБК» у натуральну величину з імітацією робочого навантаження з метою її обґрунтованого застосування у будівництві на майданчиках сейсмічності до 7-9 балів за шкалою MSK-64. У конструкції першого фрагмента будівлі як елементи жорсткості використовувалися зв'язки, у конструкції другого – залізобетонні діафрагми.

Випробування проведено Некомерційною організацією «Російська Асоціація з сейсмостійкого будівництва та захисту від природних та техногенних впливів» (АЛЕ РАС) за участю ВАТ "12 Військпроект" (м. Новосибірськ), ТОВ «КБК-Урал» (м.Перм), ФГУП » при Спецбуд Росії (м.Воронеж).

За результатами випробувань підтверджено сейсмостійкість каркасу КБК до 9 балів – при використанні як елементи жорсткості залізобетонних діафрагм, до 7 балів – при використанні зв'язків. Російської Асоціації з Сейсмостійкого Будівництва та захисту від природних та техногенних впливів (РАСС) видано висновок від 06.11.2008:

«Будівельна система КБК на основі конструкцій Безригельного каркасу РЕКОМЕНДУЄТЬСЯ до застосування при будівництві будівель на майданчиках сейсмічності 7-9 балів за шкалою MSK-64 при обмеженнях, встановлених вимогами таблиці 8* СНиП II -7-81* «Будівництво в сейсмічних районах будівель».

Вищесказане дозволяє зробити низку висновків.

1. Відповідність технології КБК чинному законодавству дозволяє застосовувати її без будь-яких обмежень та складнощів у будь-яких регіонах нашої країни, в тому числі і сейсмонебезпечних, при цьому експертиза проектної документації в уповноважених федеральних органах виконавчої влади та органах влади суб'єктів Російської Федерації проходить без особливостей.

2. Технологія КБК надає повну та достовірну прогнозованість термінів будівництва каркасу будівлі. Так, вже на стадії ескізного проекту, після узгодження планувань поверхів, забудовник може укласти договір із заводом ЗБВ на виготовлення конструктивних елементів каркасу будівлі, а вкрай обмежене застосування монолітного бетону на будмайданчику зводить до мінімуму сезонну зміну темпів будівництва або його припинення. Все це дозволяє правильно оцінити забудовнику свої можливості та вкластися у задані контрактом терміни та вартість, що особливо актуально при виконанні робіт за державними замовленнями.

Під час підготовки статті використовувалися матеріали сайтів www.kub-sk.ru, www.12voenproekt.ru

karkas-pro.ru

Опалубний елемент збірно-монолітного перекриття з безригельним каркасом

Розглянуто варіанти незнімних опалубних елементів перекриттів, які у практиці збірно-монолітного каркасного домостроения. Запропоновано тонкостінний залізобетонний опалубний елемент плити з арматурним каркасом, що виступає.

Ключові слова: опалубний незнімний елемент, плоске збірно-монолітне перекриття.

Застосування плоских збірно-монолітних перекриттів у каркасному будівництві має значні переваги порівняно з монолітною та збірною технологією будівництва. Проблеми прискорення термінів будівництва, зниження трудомісткості зведення перекриттів, обмеженої придатності щитів опалубки та її підготовки для повторного використання можуть бути вирішені за допомогою збірно-монолітних перекриттів з бетонними або залізобетонними елементами, що не вилучаються. Опалубні елементи виконують роль несучої основи плити перекриття, що забезпечує її омонолічування за рахунок установки армуючих елементів та укладання шару бетонної суміші. Прагнення збільшення кроку колон несучого каркаса не дозволяє використовувати опалубні елементи розміром на всю комірку з умов транспортування, тому постає питання їх стику і розробки конструкції перекриття, що відповідає вимогам надійності і просторової жорсткості.

В даний час широко відомі конструктивні рішення, прийняті в універсальній відкритій архітектурно-будівельній системі будівель на основі збірно-монолітного каркасу з плоскими перекриттями (АРКОС). Один з варіантів диска перекриттів даної системи включає збірні багатопустотні плити, що оперті кінцями за допомогою бетонних шпонок на несучі монолітні ригелі таврового перерізу з полицею, розміщеною в стяжці підлоги (рис. 1). У ролі своєрідного елемента незнімної опалубки виступає збірна багатопустотна плита, як традиційна типова, що виготовляється за агрегатно-потоковою технологією, так і багатопустотна безопалубного формування. У разі застосування останньої, яка не має випусків робочої арматури, передбачено розміщення арматурних стрижнів-коротунів.

Досить цікавим є рішення збірно-монолітного перекриття з використанням клиноподібних елементів, виконаних з прямокутної несучої плити та пірамідальної частини з бічними гранями, похилими під кутом 5–15º, що мають на стиках розвантажувальні канавки з криволінійною поверхнею (рис. 2). Перекриття збирається з опалубних елементів, що встановлюються великою основою вниз, арматурна сітка фіксується за допомогою заглиблених в елементи анкерів і наноситься стяжка.

Мал. 1. Конструкція збірно-монолітного перекриття системи АРКОС: 1 - монолітний ригель, що несе; 2 – бетонна шпонка ригеля; 3 – випуски робочої арматури багатопустотних плит; 4 – полиці ригеля таврового перерізу; 5 - стяжка підлоги

Мал. 2. Конструкція збірно-монолітного перекриття з незнімними клиноподібними опалубними елементами: а - вид у розрізі; б - опалубний елемент: 1 - опалубний елемент; 2 – анкера; 3 – елементи армування; 4 - двошаровий будівельний розчин з фіброю між шарами

Мал. 3. Конструкція збірно-монолітного перекриття з незнімними тонкостінними плитами: а - схема розташування елементів у плані; б - опалубні елементи: 1 - надколонний опалубний елемент; 2 - те ж, прогоновий; 3 – арматурний просторовий каркас; 4 – арматурні випуски; 5 – елементи армування; 6 - бетон замонолічування; 7 - заставні деталі

Основним недоліком описаних вище конструктивних рішень збірно-монолітних перекриттів є досить висока трудомісткість при монтажі, а у разі перекриття з клиноподібними опалубними елементами – значна товщина перекриття та, як наслідок, матеріаломісткість конструкції.

Пропонується варіант збірно-монолітного перекриття, що складається з елементів незнімної опалубки, що є тонкостінними залізобетонними плитами з арматурними просторовими каркасами, що виступають вгору за межі бетону плит, арматурних сіток, що укладаються по верху збірних елементів і бетону замонолічування. Арматурні каркаси, що виступають, виключають потребу в сталевих фіксаторах, необхідних для проектного положення арматурних виробів і забезпечують надійне зчеплення збірного та монолітного шарів перекриття. Подібні опалубні елементи вже знайшли застосування при будівництві збірно-монолітних каркасів із залізобетонними ригелями, а також у перекриттях, що спираються на будь-які конструкції, що несуть: стіни, балки, будівельні ферми як залізобетонні, так і сталеві. Передбачені опалубні елементи двох типів: надколоні з опиранням безпосередньо на колони і вирізи для пропуску арматури колон, що мають, і прогонові. Пролітні опалубні елементи забезпечені гнутими арматурними випусками для монтажу та стику, що влаштовується на відстані 0,25 довжини прольоту між колонами.

Необхідна мінімальна товщина опалубних елементів, діаметр та крок арматурних каркасів залежать від діючих зусиль на перекриття та розрахункових прольотів та підлягають подальшому дослідженню.

Література:

1. Нікулін А. І. Ефективність застосування плоских збірно-монолітних перекриттів у каркасному домобудівництві / А. І. Нікулін, С. В. Богачова // Технічні науки: проблеми та перспективи: матеріали III міжнар. наук. конф. (м. Санкт-Петербург, липень 2015 р.). – СПб.: Своє видавництво, 2015. – с. 70-74.

2. Мордич А. І. Опис конструкції каркасу будівель серії Б1.020.1–7 (АРКОС) та загальні рекомендації з розрахунку/ А. І. Мордич, В. Н. Білевич. – Мінськ: Інститут БелНДІС, 2005. – 52 с.

3. Шаліс Є. Є., Зубко В. Є., Дудко О. В., Жуков А. Ю., Мандровська М. Б. спосіб зведення збірно-монолітного перекриття в незнімній опалубці та опалубний елемент для його здійснення// Патент Росії № 2109896. 1998.

4. СТО НАБУД 2.6.15–2011 Елементи збірні залізобетонних стін та перекриттів із просторовим арматурним каркасом. Технічні умови. – М.: ТОВ «Науково-дослідний інститут бетону та залізобетону», ТОВ Видавництво «БСТ», 2011. – 49 с.

moluch.ru

безригельний каркас будівлі, споруди - патент РФ 2501915

Так, за авторським свідоцтвом СРСР № 1606629, МПК5 E04B 5/43, дата подачі заявки 1988.06.27, відомо безбалочне перекриття, що включає надколонні плити з центральним отвором для розміщення на колонах, міжколонні та середні плити, що мають на стику майданчики для послідовного спирання плит одна на одну. З метою зниження матеріаломісткості за рахунок зменшення зусиль на надколонну плиту, майданчики спирання надколонних плит виконані у вигляді розміщених у середині бічних граней столиків, довжина яких визначена за умови l<2b+a, где b - толщина надколонной плиты, a - размер отверстия в надколонной плите по нижней грани.

За авторським свідоцтвом СРСР № 1114749, МПК5 E04B 1/18, E04B 1/38, дата подання заявки 1982.05.04, відомий безригельний каркас, що містить колони, плити перекриття та вузли з'єднання колон з плитами перекриттів.

В якості прототипу обраний безригельний безкапільний залізобетонний каркас будівлі за патентом Російської Федерації №2247812, МПК7 E04B 1/18, E04B 5/43, дата подання заявки 2001.04.03. патентовласник ТОВ «Науково-проектне товариство «КУБ», м. Москва.

Пояснюється це так.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

www.freepatent.ru

Проблеми використання конструкцій збірно-монолітного перекриття

В даний час в основному будуються будинки з монолітним перекриттям. Вони більш витратні, наприклад, мінімальна товщина перекриття 220 мм з кроком колон 6 х 6 м, витрата арматури становить 200 кг на 1 м3 бетону . Якщо використовувати збірні плити перекриття, то наведена товщина буде 120 мм (при товщині плити 220 мм) витрата арматури на 1 м3 становить приблизно 30 – 70 кг. Тому будівельники поступово переходять на збірно-монолітне перекриття, яке повністю заводського виготовлення і збирається на будівництві з мінімальним обсягом монолітного бетону.

Один із вдалих прикладів - конструкція безригельного каркасу (КБК), її розробниками є: ФГУП ЦПО при Спецбуд Росії м. Воронеж і ВАТ «12 Військпроект» м. Новосибірськ, сертифікат відповідності № POCC RU.CP48.C00047 від 05.04.2007. Каркас КБК є збірно-монолітною конструкцією. Як стійки каркаса служать колони, роль ригелів виконують плити перекриття. Просторова жорсткість забезпечується жорстким (рамним) з'єднанням нерозрізаних замонолічених плит перекриттів з колонами на рівні кожного поверху. У разі рамно-зв'язкової схеми до роботи додатково включаються елементи жорсткості: зв'язки та діафрагми.

Каркас КБК монтується з елементів системи, які мають 100% заводську готовність, з наступним замонолічуванням вузлів. в експлуатаційній стадії конструкція є монолітною.

Каркас простий у виготовленні. Елементи каркасу мають просту геометричну форму та мінімальну кількість типорозмірів з основними конструктивними елементами КБК можливе використання сходових маршів, вентиляційних блоків, шахт ліфтів, шахт димовидалення з інших систем.

Основні елементи конструкції.

Система КБК передбачає застосування одномодульних плит перекриття заводського виготовлення з максимальними розмірами 2980х2980х160 мм, які в залежності від їхнього розташування в каркасі поділяються на НП – надколонні, МП – міжколонні, СП – середні.

Рис.1. Плити перекриття.

Діафрагми жорсткості встановлюються в створі колон або стиках перекриття. Висота діафрагми відповідає висоті поверху, яка може бути різною.

Система КБК передбачає застосування нерозрізних (багатоповерхових) колон перетином 400х400 мм із граничною довжиною 11 980 мм. Висота поверху може змінюватись від 3 до 11 м.

Зв'язки – залізобетонні елементи жорсткості перетином 200х250 мм встановлюються для висоти поверху (2,8; 3,0; 3,30 м) між колонами.

Конструктивні особливості.

Система КБК є універсальною та призначена для будівництва житлових, суспільно-соціальних, адміністративних та деяких промислових будівель (споруд) у різноманітних кліматичних, рельєфних, сейсмічних умовах.

Можна будувати будинки висотою до 75 м (25 поверхів) в I–V кліматичних районах (зокрема сейсмічно активних до 8–9 балів за шкалою MSK-64). Несуча здатність перекриттів дозволяє використовувати каркас у будинках з інтенсивністю навантажень на поверх не більше 1200 кг/м2. Нормативне тимчасове вертикальне навантаження на плити перекриття становить 200 і 400 кг/м2.

Недолік конструкції: ослаблення відповідальної надколонної ділянки отвором для колони і складність сполучення плити з колоною, що передбачає зварювальні роботи. Обмеженість ширини прольоту (до 6 м) та навантаження.

Пропонована конструкція.

Запропонована модифікація системи дозволяє згладити ці недоліки. Це досягається тим, що надколонна плита виконується монолітною, а колона з просвітами лише на рівні перекриття.

Сутність конструкції розглянутої в цій статті полягатиме в тому, що надколонні ділянки перекриття виконують монолітними, а міжколонні та середні ділянки збирають із збірних елементів, при цьому міжколонні ділянки перекриття жорстко скріплюють з надколонними.

Завдяки цьому забезпечується монолітність перекриття, що підвищує надійність та забезпечує універсальність перекриття, тобто воно придатне для великих прольотів та підвищених навантажень.

Членування перекриття на надколонні, міжколонні та середні ділянки виконують габаритами (L/2)x(L/2), де L – ширина прольоту комірки перекриття. Членування міжколонних та середніх ділянок на збірні елементи виконують з умови транспортування, тобто завширшки трохи більше 3 м.

На рис. 1 наведена схема членування осередку перекриття прольотом до 6 м (L ≤ 6м) на надколонні 1, міжколонні 2 та середні 3 ділянки. Надколонні ділянки перекриття виконують монолітними, а міжколоні та середні ділянки – збірними. Габарити ділянок у цьому випадку не перевищують 3 м, тому членування міжколонних (МП) та середньої (СП) ділянок на збірні елементи не потрібне. Усі елементи одного розміру.

Перекриття спирається або на монолітні колони поверхового бетонування, або збірні колони з просвітами в рівні кожного перекриття, яке замонолічують разом з надколонними ділянками перекриття. Цим забезпечується цілісність надколонної ділянки по осі колони.

Мал. 1. Плоске збірно-монолітне перекриття прольотом 6м

Мета проведених досліджень знайти максимальні значення зусиль і прогинів у конструкції (Mx, My, Qx, Qy, f), а також з'ясувати, яка з даних схем буде більш зручною щодо цих п'яти параметрів.

Розглядається сім схем плит перекриття. Сюди входять різні варіанти завантаження, а також спирання окремих ділянок конструкції.

Вихідні дані для схеми 1: плита 6 х 6м, оперти на 4 колони по кутах, товщина плити t = 160мм.

Мал. 2. Розрахункова схема 2

Ця схема показує максимальне значення зусиль і прогину в осередку 6 х 6м за її завантаженні постійним навантаженням F=10кН/м. Результати можна побачити у таблиці №1.

Схема 2, 3 та 4: плита перекриття 21 х 21 м з кроком колон 6 м, товщина перекриття t=160мм. Вони варіюються варіанти завантаження. У схемі 5 шарнірне опирання середньої плити. У схемі 6 надколонна плита завтовшки t=180мм, міжколонна – 160 мм, середня – 140 мм.

Остання схема так само, як і шоста із змінним значенням товщин плит, але надколонну плиту підкріплюємо жорсткою вставкою із двотавра I 14 .

Порівнюючи між собою першу та другу схему видно, що максимальний момент та поперечна сила значно збільшилися, але при цьому значення прогину знизилося на 59,9% від початкового. Це наступними чинниками:

інша схема та габарити конструкції, від цього видно різницю значень зусиль у місцях спирання конструкції;

робота одного, що окремо стоїть осередку відрізняється від роботи кількох осередків спільно, тому «комірчасті» конструкції зручні в будівництві.

Схема 3 і 4 показують, як конструкція працює при тому чи іншому завантаженні.

Найуспішнішою схемою є схема 5. Аналіз результатів показує, що згинальні моменти стали значно меншими порівняно зі схемою 2 на 73,2%, а поперечні зусилля на 93%, значення прогину зменшилося на 65,4%.

Якщо брати схему 6, бачимо, що значення моментів і поперечних зусиль не значно відрізняються: Mmax і Qmax зменшилися на 10,5% і 45,5% відповідно, а прогин навпаки збільшився на 3,7%.

У схемі 7 Mmax зменшився на 58,8%, Qmax – на 89,3% та прогин f на 42,8% порівняно зі схемою 2.

Дані розрахунку у САПР «Ліра»

Виходячи з викладеного вище, можна зробити такі висновки:

зміна перерізу перекриття (схема 6) не багато «розвантажує» конструкцію, при цьому середня товщина конструкції становить 160 мм, що відповідає схемі 2. Також створення такого перекриття буде більш трудомістким. Тому ця схема не раціональна.

Найбільш раціональний вибір – це схема 5 із шарнірним опиранням середньої плити. Крім того, спрощується сполучення плит один з одним. У разі конструкція задовольняє цілям завдання.

Мал. 3. Розрахункова схема 1

Мал. 4. Розрахункова схема 3

Мал. 5. Розрахункова схема 4

Мал. 6. Розрахункова схема 5

Мал. 6. Розрахункова схема 6

Мал. 7. Розрахункова схема 7

Література:

Потапов Ю. Б., Васильєв В. П., Васильєв А. В., Федоров І. В. Залізобетонні перекриття з плитою опертою за контуром // Промислове та цивільне будівництво, 2009. – №3. - С. 40 - 41.

ГОСТ 8239-89: Двотаври сталеві гарячекатані. - Введ. 01.07.1990. - Міністерством чорної металургії СРСР, ДЕРЖБУДОМ СРСР, ЦНДІ будівельних конструкцій. - 4 с.

ТОВ «КУБ-БУДКОМПЛЕКС». Збірно-монолітний каркас. Надійна система будівництва для інвестора та забудовника. - URL: http://www.kub-sk.ru/userfiles/File/KUB_Tehnology_nov.PDF. Дата звернення: 16.10.2011р.

moluch.ru

Безригельний каркас будівлі, споруди

Винахід відноситься до галузі будівництва, зокрема до конструкцій збірно-каркасних будівель та споруд. Технічний результат винаходу полягає в підвищенні жорсткості та характеристик міцності каркаса. Безригельний каркас містить колони, надколонні плити перекриття, що спираються на колони, міжколонні плити перекриття, розташовані між надколонними плитами, вузли з'єднання колон з надколонними плитами перекриттів і вузли з'єднання плит перекриттів між собою. Колони, розташовані в кутах будівель і в місцях перетину поздовжніх і поперечних стін, виконані фігурними з кутовим, тавровим або хрестоподібним поперечним перерізом відповідно до їх розташування. Кожен вузол з'єднання колон з надколонними плитами перекриттів виконаний у вигляді заставних деталей, з'єднаних з арматурою колони та встановлених на периферійних ділянках поперечного перерізу фігурної колони, а також вертикальних стрижнів, пропущених через отвори в надколонній плиті перекриття та з'єднаних із заставними деталями колон. 2 з.п. ф-ли, 16 іл.

Винахід відноситься до галузі будівництва, зокрема до конструкцій збірно-каркасних будівель та споруд, і може бути використане при спорудженні житлових, цивільних, промислових будівель та споруд з безригельними каркасами.

Безригельні каркаси в даний час є альтернативою традиційним схемам будівництва збірно-каркасних будівель та споруд. Прикладом застосування безригельних каркасів є будівельна система безригельного повнозбірного каркасу збірно-каркасних будівель серії «КУБ-2,5», що пройшла погодження та схвалила Держбуд РФ. Міністерства будівництва, архітектури та ЖКГ Російської Федерації.

Серію збірно-каркасних будівель «КУБ-2,5» освоєно ТОВ «КУБ Систем», ТОВ «КУБ Строй», ТОВ «ПСК-КУБ» (Москва), ТОВ «КУБ Систем СПб», ТОВ «КУБ Строй СПб» (Санкт -Петербург).

Від традиційних збірно-каркасних систем будівельна система «КУБ-2,5» відрізняється насамперед відсутністю ригелів (роль яких виконують плити перекриття), а також використання колон без виступаючих частин. Плити перекриттів, залежно від розташування, поділяються на надколонні, міжколонні та середні. Просторова жорсткість конструкції забезпечена монолітним зв'язком елементів (плит перекриттів та колон) і, при необхідності, включенням до системи зв'язків та діафрагм. В основу системи безригельного каркасу «КУБ-2,5» покладено конструкцію вузла сполучення двох основних елементів - плити перекриття та колони з використанням заставної деталі - сталевої обічайки, з'єднаної з арматурою плити перекриття. Бетон у даному вузлі працює в умовах всебічного обтиснення, внаслідок чого відбувається його самозміцнення. Це дає можливість виключити ванну зварювання в стику колон. У вузлі є лише монтажні шви.

Монтаж каркаса проводиться в наступному порядку: спочатку встановлюють і вивіряють колони, потім на проектну позначку встановлюють надколонні плити перекриття, після цього міжколонні та середні плити перекриття монтують насухо. Після встановлення арматури у швах між плитами замонолічують бетоном вузли сполучення надколінних плит перекриття та колон, а також шви між плитами перекриття.

Будівельна система безригельного каркасу «КУБ-2,5» може використовуватись для будівництва практично всього спектру споруд: житлових та громадських будівель, промислових споруд, складських комплексів тощо.

Будівельна система безригельного каркасу «КУБ-2,5» у порівнянні з традиційними схемами будівництва збірно-каркасних будівель та споруд має такі основні переваги:

Високий рівень індустріалізації – технологія виготовлення елементів будівель максимально переносить витрати праці будівельників у цехові умови, тим самим значно зменшуючи на будівельному майданчику ризики як природних, так і людських факторів:

Висока продуктивність монтажу - використовуються всього два типи простих і нетрудомістких з'єднань: «колонна-плита» та «плита-плита», тобто мінімально фізично можлива кількість, що сприяє прискоренню монтажу: не потрібна особлива підготовка монтажників, всі процедури з монтажу носять стандартний характер ; бригада з 5 осіб монтує за зміну до 300 м2 перекриттів:

Скорочення кількості зварювальних робіт - зварювальні роботи виконують тільки для приварювання чотирьох сполучних деталей у вузлі «колонна-плита»:

Скорочення кількості бетону в процесі монтажу - кількість бетону мінімальна, тому що бетон потрібний тільки для закладення швів між плитами та замонолічування вузла «колонна-плита»;

Різноманітність і свобода архітектурних рішень - міжповерхові перекриття можуть набувати різноманітних форм, дозволяючи цим вирішувати будь-які архітектурні завдання з проектування житлових, громадських чи промислових будинків.

Конструкції безригельних каркасів будівель та споруд широко описані у патентній інформації.

Так, за авторським свідоцтвом СРСР №1606629, МПК5 E04B 5/43, дата подання заявки 1988.06.27, відомо безбалочне перекриття, що включає надколонні плити з центральним отвором для розміщення на колонах, міжколонні та середні плити, що мають на стикуваних майданчики для послідовного спирання плит одна на одну. З метою зниження матеріаломісткості за рахунок зменшення зусиль на надколонну плиту, майданчики спирання надколонних плит виконані у вигляді розміщених у середині бічних граней столиків, довжина яких визначена за умови l<2b+a, где b - толщина надколонной плиты, a - размер отверстия в надколонной плите по нижней грани.

На колонах, встановлених на відстані 2l один від одного, де l - довжина плити перекриття, змонтовані надколонні плити перекриття, що мають центральній частині отвір. Бічні грані надколонних плит виконані у вигляді сходинки, середня частина якої має більшу висоту, ніж крайні частини, та утворює опорний столик. На надколонні плити спираються двома своїми протилежними краями міжколонні плити. На бічних гранях цих плит на всій їх довжині утворені «чверті», причому на гранях, якими ці плити спираються на надколонні плити, «чверті» вибрані знизу, а на двох інших гранях - зверху, утворюючи тим самим опорні поверхні, на які встановлені середні плити. У цих плит на бічних гранях також по всій довжині вибрано чверті, але ці чверті вибрано тільки з нижньої сторони. Вузол з'єднання колон з надколонними плитами перекриттів включає отвір надколонної плити, в якому розміщується колона. Вказаний отвір має обрамлення у вигляді сталевої обічайки. Після встановлення колони в отвір вузол з'єднання замонолічується.

Монтаж перекриття провадиться в наступному порядку.

На колони згори встановлюються надколонні плити.

Потім на надколонні плити укладаються міжколонні плити таким чином, що «чверті» цих плит, утворені на протилежних гранях, спираються лише на столики, розташовані в середній частині бокових граней надколонних плит. Середні плити, у свою чергу, встановлюються на опорні поверхні міжколонних плит. Таким чином, весь простір виявляється перекритим.

Загальними ознаками аналога і заявляється є: безригельний каркас будівлі, споруди, що містить колони, надколонні плити перекриття, що спираються на колони, міжколонні плити перекриття, розташовані між надколонними плитами перекриття, вузли з'єднання колон з надколінними плитами перекриттів і вузли з'єднання плит перекриттів між собою.

При зазначеній конструкції вузла з'єднання колон з надколонними плитами перекриттів жорсткість каркаса і опірність навантаженням, що продавлюють, обмежені, так як спирання надколонної плити перекриття на колону здійснюється тільки через штучно створений в умовах будівельного майданчика з'єднувальний вузол, локалізований в межах поперечного перерізу колони, геометрія і конструктив. не дозволяють сприймати значні згинальні моменти та осьові навантаження. Необхідність замонолічування вузла з'єднання колон з надколонними плитами перекриттів збільшує трудомісткість монтажу та витрату бетону на будівельному майданчику.

За авторським свідоцтвом СРСР №1114749, МПК5 E04B 1/18, E04B 1/38, дата подання заявки 1982.05.04, відомий безригельний каркас, що містить колони, плити перекриття та вузли з'єднання колон з плитами перекриттів.

Вузол з'єднання колони та плити перекриття містить збірну колону, виконану по висоті з розривом бетону в рівні перекриття, та збірну плиту перекриття, виконану з отвором зі скошеними торцями в нижній її частині (для пропуску колони) та обичайкою, жорстко прикріпленою по периметру отвору до робочої арматури плити перекриття та з додатковими стрижнями (а), розташованими в нижній зоні плити.

Крім того, плита перекриття забезпечена стрижнями (б), що з'єднують робочу арматуру плити з додатковими стрижнями (а) обичайки. Торці отвору плити перекриття виконані зі скосом у верхній частині з утворенням трикутної призми. Вузол має плоскі трапецієподібні елементи, що з'єднують робочу арматуру колони з верхньою частиною обічайки двох суміжних торців отвору плити перекриття.

Порожнина вузла омонолічена бетоном.

Стрижні (б) забезпечують збільшення несучої здатності плити перекриття в опорній зоні продавлювання, а також сприймають згинальний момент в нижній зоні плити перекриття при сейсмічних навантаженнях. Під'єднання додаткових стрижнів (а) обичайки до арматури плити створює комбіноване армування опорної зони на сколювання при мінімальній кількості металу.

Монтаж вузла на будівельному майданчику виробляють наступним чином.

Після встановлення колони в монтажний отвір колони встановлюють Т-подібний пристрій, виконаний у вигляді труби з балкою, на кінцях якої є різьбові втулки під гвинти. Після цього плиту піднімають краном, одягають на колону та встановлюють на гвинти монтажних пристроїв. Переміщаючи гвинти, встановлюють плиту перекриття проектне положення. Далі приварюють трапецієподібні елементи до двох суміжних сторін обичайки у верхній її частині і робочої арматури колони в місці розриву бетону.

Бетонування порожнини вузла роблять, наприклад, бетононасосом. Після замонолічування стику та досягнення необхідної міцності монтажний пристрій знімається.

Обичайка, що примикає до колони, виконана у вигляді трикутної призми, що створює ефект шпонки, збільшуючи жорсткість вузла і його міцність на продавлювання. Прикріплення обічайки до арматури колони за допомогою трапецієподібних елементів дозволить передавати згинальний момент з перекриття на колону, що також підвищує жорсткість та надійність вузла.

Загальними ознаками аналога і заявляється є: безригельний каркас будівлі, споруди, що містить колони, надколонні плити перекриття, що спираються на колони, вузли з'єднання колон з надколінними плитами перекриттів.

Як і в попередньому аналогі, конструкція вузла з'єднання колон з надколонними плитами перекриттів обмежує жорсткість каркаса і опір навантаженням, що продавлюють, із зазначених вище причин, а необхідність замонолічування вузла збільшує трудомісткість монтажу і витрата бетону на будівельному майданчику.

В якості прототипу обраний безригельний безкапільний залізобетонний каркас будівлі за патентом Російської Федерації №2247812, МПК7 E04B 1/18 E04B 5/43, дата подачі заявки 2001.04.03. патентовласник ТОВ «Науково-проектне товариство «КУБ», м. Москва.

Безригельний безкапільний залізобетонний каркас будівлі містить надколонні та міжколонні плити, що мають на ребрах петлевих випуски і симетрично розташовані відносно один одного пази, вздовж яких крізь перехльости петлевих випусків суміжних плит встановлена арматура, і проходять крізь отвори в надколонних плитах. місцях монтажу надколонних плит оголена подовжня арматура. Каркас має такі особливості, що визначають його новизну на дату пріоритету:

На ребрах надколонних плит у нижній частині утворені полички і дискретно розташовані опорні столики, а у верхній частині поздовжніх ребер суміжних міжколонних плит виконані відповідні консолі, при цьому довжина опорних столиків і консолей дорівнює ширині полички, а петльові випуски мають довжину, що не перевищує ширину полички. :

Надколона плита забезпечена вмонтованою в її отвір обічайкою, прикріпленою до робочої арматури колони;

У місцях перетину надколонних плит перекриття та колон та у місцях стику двох роздільних ділянок колон з надколонними плитами оголена арматура замонолічена з оголеною арматурою надколонної плити перекриття;

У місцях стику двох роздільних ділянок колон з надколонними плитами оголена арматура верхньої колони виконана у вигляді петльового випуску, а нижньої - як арматурних стрижнів.

Безригельний безкапільний залізобетонний каркас будівлі складається з колон, безпосередньо на які надягнуті і спираються надколонні плити. На ці надколонні плити у процесі монтажу перекриття спирають міжколонні плити. Обидва типи плит виконані плоскими, позбавленими ребер, капітелей і будь-яких інших потовщень у зоні спирання колони чи друг на друга. Колони виконані постійного перерізу по висоті, позбавлені будь-яких капітелей або хомутів, що виступають за їх габарити, в зоні спирання плит перекриття.

У місцях монтажу надколінних плит у колоні оголена поздовжня арматура, а отвір у надколонній плиті забезпечений вмонтованою в неї при виготовленні обічайкою, виконаною зі сталі. У тому випадку, коли в рівні надколонної плити організується стик колони по висоті, з верхньої частини колони робиться петльовий випуск арматури, а з нижньої частини колони - арматурних стрижнів. При об'єднанні надколонної плити з колоною і частин колони один з одним їх стик монолітний бетоном.

Плити перекриттів по периферії у нижній частині мають полички. Ці полички розміщені таким чином, що при стикуванні з суміжною плитою перекриття поличка виявляється лише у однієї із суміжних плит. У ребрах плит перекриття зроблено арматурні петльові випуски, довжина яких не перевищує ширину полички. При монтажі плит між петлевими випусками, що розташовуються внахлест один з одним, пропущені горизонтальні стрижні, що розташовуються по вертикалі в одній площині та замонолічені бетоном. Крім того, на ребрах надколонних плит у нижній їх частині утворені дискретно розташовані по довжині ребра опорні столики, а у верхній частині поздовжніх ребер суміжних міжколонних плит виконані консолі у відповідь, причому опорні столики і консолі розташовані в площині плит і довжина опорних столиків і консолей дорівнює ширині полички. При монтажі плит столики та консолі замонолічуються бетоном.

Під час монтажу плит перекриття використовуються монтажні стійки. Плити виконані у варіанті одномодульних та двомодульних панелей. У двомодульних плитах довжина більшої сторони дорівнює відстані "по осях" між сусідніми колонами, а в одномодульних плитах довжина більшої сторони дорівнює половині відстані "по осях" між сусідніми колонами.

Монтаж каркаса здійснюється у такому порядку: спочатку виставляються у проектне положення колони. Потім монтують надколінні плити, після чого встановлюють двухмодульные міжколонні плити. Двомодульні плити можуть мати комбіноване виконання, коли одна частина плити має отвор для пропуску колони і виконувати роль надколонної плити, а інша частина цієї плити такого отвору позбавлена. При рядовому виконанні двомодульної плити отвір пропуску колони взагалі відсутній. Для кращого сприйняття колонами монтажних навантажень першою встановлюють одномодульну надколінну плиту, а вже на неї спирають двомодульні плити, комбінованого або рядового виконання. При несиметричному опиранні плит або односторонньому додатку до них навантаження, що буває, як правило, на крайніх осях будівлі, застосовують монтажні стійки. Стійки знімають тільки після того, як перекриття наступного поверху змонтовано, замонолічено бетоном і бетон набрав не менше 70% проектної міцності.

Установку надколонної плити на колону проводять за допомогою монтажного кондуктора, що попередньо встановлюється в отворі, виконаному в колоні на рівні позначки низу плити перекриття. Встановлена на проектну позначку надколона плита прикріплюється до колони за допомогою зварювання обічайки з робочою арматурою колони, використовуючи сталеві посередники. Якщо рівні установки надколонної плити виробляється стикування верхньої і нижньої частин колони, то петлева арматура верхньої колони зварюється зі стрижнями нижньої колони. Потім вузол стику замонолічується бетоном із ретельним ущільненням.

Установка міжколонних плит у проектне положення провадиться на опорні столики. При монтажі міжколонних плит арматурні петлеві випуски, що виступають з їх ребер, перехльостують один одного, утворюючи на просвіт замкнуте овальне кільце, крізь яке пропускають горизонтальні стрижні, розташовані один над одним у вертикальній площині. Потім стик замонолічується бетоном. При монтажі плит, що виступає в нижній частині ребер, поличка перекриває зазор між плитами, утворюючи канал, що заповнюється бетоном.

У малоповерхових будинках висотою до 4 поверхів поперечний переріз залізобетонної колони може співвідноситися як 1:2 і таким чином колона може бути "захована" в товщину стіни, не виступаючи з її площини.

Загальними ознаками прототипу і заявляється є безригельний каркас будівлі, споруди, що містить колони, надколінні плити перекриття, що спираються на колони, міжколонні плити перекриття, розташовані між надколонними плитами перекриття, вузли з'єднання колон з надколінними плитами перекриттів і вузли з'єднання плит перекриттів між собою.

Конструкція безригельного каркасу за прототипом не дозволяє повною мірою реалізувати зазначені вище потенційні переваги будівельних систем безригельних каркасів з наступних причин:

При зазначеній конструкції вузла з'єднання колон з надколінними плитами перекриттів жорсткість каркаса і опірність навантаженням, що продавлюють, обмежені, так як спирання надколонної плити перекриття на колону здійснюється тільки через штучно створений в умовах будівельного майданчика з'єднувальний вузол, локалізований в межах поперечного перерізу колони, геометрія і конструктивні. не дозволяють сприймати значні згинальні моменти та осьові навантаження; зазначається, що поверховість за рамною схемою обмежена 5 поверхами, при висотності будівлі понад 5 поверхів необхідні зв'язкові та діафрагмові схеми;

Необхідність замонолічування вузла з'єднання колон з надколінними плитами перекриттів збільшує трудомісткість монтажу та витрату бетону на будівельному майданчику; крім того, замонолічування зазначеного вузла як найбільш відповідального вузла каркасу вимагає високої культури виробництва та суворого контролю, що обмежено в умовах будівельного майданчика;

Можливість виконання монтажних робіт при мінусових температурах є проблематичною, оскільки необхідний прогрів бетону в процесі замонолічування вузлів з'єднання колон із надколонними плитами є проблемою.

В основу винаходу поставлена задача вдосконалення безригельного каркасу будівлі, споруди, в якому за рахунок конструктивних особливостей виконання забезпечується підвищення жорсткості та характеристик міцності каркаса, а також зниження трудомісткості монтажних робіт при збереженні всіх переваг будівельних систем безригельних каркасів.

Поставлене завдання вирішується тим, що в безригельному каркасі будівлі, споруди, що містить колони, надколонні плити перекриття, що спираються на колони, міжколонні плити перекриття, розташовані між надколонними плитами перекриття, вузли з'єднання колон з надколонними плитами перекриттів і вузли з'єднання плит перекриттів між собою, згідно винаходу колони, розташовані в кутах будівель і в місцях перетину поздовжніх і поперечних стін виконані фігурними з кутовим, тавровим або хрестоподібним поперечним перерізом, відповідно до їх розташування, а кожен вузол з'єднання колон з надколонними плитами перекриттів виконаний у вигляді заставних деталей, з'єднаних з арматурою колони і встановлених на периферійних ділянках поперечного перерізу фігурної колони, а також вертикальних стрижнів, пропущених через отвори надколонної плити перекриття і з'єднаних із заставними деталями колон.

Зазначені ознаки є суттєвими ознаками винаходу.

Технологічно закладні деталі виконувати у вигляді рівнобоких куточків, встановлених на кінцевих ділянках колони та втоплених своєю вершиною в тіло колони, а між надколонною плитою перекриття та торцями колон нанести шар будівельного розчину для усунення монтажних зазорів.

Істотні ознаки винаходу знаходяться у причинно-наслідковому зв'язку з досягнутим технічним результатом.

Так, відмітні ознаки винаходу (колони, розташовані в кутах будівель і в місцях перетину поздовжніх і поперечних стін, виконані фігурними з кутовим, тавровим або хрестоподібним поперечним перерізом, відповідно до їх розташування, а кожен вузол з'єднання колон з надколонними плитами перекриттів виконаний у вигляді заставних, деталей, з'єднаних з арматурою колони і встановлених на периферійних ділянках поперечного перерізу фігурної колони, а також вертикальних стрижнів, пропущених через отворах в надколонній плиті перекриття і з'єднаних із заставними деталями колон) спільно з суттєвими ознаками, загальними з прототипом забезпечують підвищення жорсткості і міцності. , а також зниження трудомісткості монтажних робіт за збереження всіх переваг будівельних систем безригельних каркасів.

Пояснюється це так.

Застосування в каркасі в кутах будівель і в місцях перетину поздовжніх і поперечних стін фігурних у поперечному перерізі колон реалізує можливість спирання плит перекриття на торці колон зі збільшеною площею спирання без застосування консольних елементів, що виступають, як на колонах, так і на плитах перекриття.

Виконання вузла з'єднання колони з надколонною плитою перекриття у вигляді заставних деталей, з'єднаних з арматурою колони і встановлених на периферійних ділянках поперечного перерізу фігурної колони, а також вертикальних стрижнів, пропущених через отвори в надколонній плиті перекриття та з'єднаних із заставними деталями колони, забезпечує надійне з'єднання колони та надколонної плити без замонолічування вузла з'єднання, що підвищує продуктивність монтажу та знижує витрату бетону в процесі монтажу.

Опирання надколонною плитою перекриття на фігурний поперечний переріз колони, що характеризується значним моментом інерції перерізу, а також з'єднання колон за допомогою зазначених закладних елементів і стрижнів, пропущених через отвори в надколонній плиті, значно підвищує опір вузла з'єднання колони з надколонною плитою перекриття. , що підвищує характеристики міцності і жорсткість каркаса.

Виготовлення елементів каркасу максимально переноситься у цехові умови, тим самим значно зменшуються ризики як природних, так і людських факторів на будівельному майданчику.

Все, що зазначено вище, забезпечує можливості підвищення характеристик міцності і жорсткості каркасі, підвищення продуктивності монтажних робіт і зниження витрати матеріалів на будівельному майданчику.

Нижче наводиться докладний опис безригельного каркасу будівлі, що заявляється, споруди з посиланнями на креслення, на яких показано:

Фіг.1 - Безригельний каркас будівлі, споруди, фігурна колона з хрестоподібним поперечним перерізом.

Фіг.2 - Безригельний каркас будівлі, споруди, фігурна колона з поперечним тавровим перетином.

Фіг.3 - Безригельний каркас будівлі, споруди, фігурна колона з поперечним кутовим перерізом.

Фіг.4 - безригельний каркас будівлі, споруди, принципова схема.

Фіг.5-7 - Безригельний каркас будівлі, споруди, приклади монтажних схем із різним поєднанням фігурних колон.

Фіг.8 - Безригельний каркас будівлі, споруди, поздовжній розріз вузла з'єднання надколонної плити з фігурною колоною з поперечним хрестоподібним перерізом.

Фіг.9 - Безригельний каркас будівлі, споруди, переріз А-А на фіг.8.

Фіг.10 - Безригельний каркас будівлі, споруди, поздовжній розріз вузла з'єднання надколонної плити з фігурною колоною з поперечним тавровим перетином.

Фіг.11 - Безригельний каркас будівлі, споруди, переріз Б-Б на фіг.10.

Фіг.12 - Безригельний каркас будівлі, споруди, поздовжній розріз вузла з'єднання надколонної плити з фігурною колоною з поперечним кутовим перерізом.

Фіг.13 - Безригельний каркас будівлі, споруди, переріз-В на фіг.12.

Фіг.14 - Безригельний каркас будівлі, споруди, вигляд Р на фіг.8, 10, 12.

Фіг.15 - Безригельний каркас будівлі, споруди, переріз Д-Д на фіг.8, 10, 12.

Фіг.16 - Безригельний каркас будівлі, споруди, приклад з'єднання плит перекриття між собою.

Безригельний каркас будівлі, споруди, що містить фігурні колони, виконані з хрестоподібним 1, тавровим 2, кутовим поперечним перерізом 3 (фіг.1, 2, 3), надколонні плити перекриття 4, що спираються на колони 1, 2, 3, міжколонні плити перекриття 5 розташовані між надколонними плитами перекриття 4, вузли 6 з'єднання колон 1, 2, 3 з надколонними плитами перекриттів 4 і вузли 7 з'єднання плит перекриттів 4, 5 між собою. Фігурні колони 1, 2, 3 розташовані в кутах будівель і в місцях перетину поздовжніх та поперечних стін, як показано на принциповій схемі на фіг.4. На фіг.5, 6, 7 показані приклади монтажних схем каркасів з різним поєднанням фігурних колон 1, 2, 3. Так, на фіг.5 показана монтажна схема із застосуванням фігурних колон 3 з кутовим перерізом, на фіг.5 - фігурних колон 3 з кутовим перерізом і фігурних колон 2 з тавровим перерізом, на фіг.5 - фігурних колон 3 з кутовим перерізом, фігурних колон 2 з тавровим перерізом і фігурних колон 1 з хрестоподібним перерізом.

Плити перекриття 4, 5 виконані плоскими, без ребер, капітелей і будь-яких інших потовщень в зоні спирання на колони 1, 2, 3 або один на одного. Колони 1, 2, 3 виконані також постійного перерізу по висоті, позбавлені будь-яких капітелей або хомутів, що виступають за їх габарити, в зоні спирання надколонних плит перекриття 4.

Кожен вузол 6 з'єднання колон 1, 2, 3 з надколонними плитами перекриттів 4 виконаний у вигляді заставних деталей 8, з'єднаних з арматурою колони 9 1, 2, 3 і встановлених на периферійних ділянках 10 поперечного перерізу фігурної колони 1, 2, 3, а також вертикальних стрижнів 11, розташованих в отворах 12 надколонної плити перекриття 4 і з'єднаних із заставними деталями 8 колон 1. 2, 3. Всі зазначені з'єднання виконані у вигляді зварювання 13. Закладні деталі 8 виконані у вигляді рівнобоких куточків 14, встановлених на кінцевих ділянках колони 1 , 2, 3 і втоплені своєю вершиною в тіло колони 1, 2, 3 і з'єднаних зварюванням 13 з арматурою 9 колони 1, 2, 3. У вузлі 6 з'єднання колон 1, 2, 3 з надколонними плитами перекриттів 4 між надколонною плитою перекриття 4 та торцями колон 1, 2, 3 нанесений шар 15 будівельного розчину. Конструктивні особливості сполучного вузла 6 показані на фіг.8-13, в тому числі на фіг.8-9 - для колони 1. на фіг.10-11 - для колони 2, на фіг.12-13 - для колони 3. фиг.14-15 показані перерізи та види сполучного вузла 6.

Вузли з'єднання 7 плит перекриттів 4, 5 між собою виконані з використанням відомих конструкторських і технологічних рішень. Так, на фіг.16 показаний приклад виконання вузла 7 з'єднання плит перекриттів 4, 5. Плити перекриттів 4, 5 мають у нижній частині своїх ребер полички 16, розташовані на всю довжину ребра. У ребрах плит перекриття 4, 5 виконані арматурні петльові випуски 17, довжина яких не перевищує ширину полички 16. При монтажі плит між петлевими випусками 17, що розташовуються внахлест один з одним, пропущені горизонтальні стрижні 18, інші монолітні бетони 19. 7.

Монтаж каркаса виконують в такий спосіб.

Виставляються у проектне положення колони 1, 2, 3. Потім на них монтують надколонні плити 4. При цьому у вузлі 6 з'єднання колон 1, 2, 3 з надколонними плитами перекриттів 4 між надколонною плитою перекриття 4 і торцями колон 1, 2, 3 наносять 15 шари будівельного розчину для виключення монтажних зазорів. Через отвори 12 в надколонній плиті 4 пропускають вертикальні стрижні 11, які приварюють зварюванням 13 до закладних деталей 8, встановленим на периферійних ділянках поперечного перерізу 10 фігурних колон 1, 2, 3. Кількості зварювальних робіт мінімальне - зварювальні роботи виконують тільки для приварювання до закладних деталей 8 (чотири, шість, вісім зварювань 13 для кутових 3, таврових 2. хрестоподібних 1 колон відповідно). Замонолічування сполучного вузла 6 не потрібно, чим скорочується витрата бетону в процесі монтажу.

Після монтажу надколонних плит 4 монтують міжколонні плити перекриття 5. Плити перекриття 4, 5 стикують між собою, як показано на фіг.16. При цьому петлеві випуски 17 розташовуються внахлест один з одним. Між петлевими випусками 17 пропускають горизонтальні стрижні 18. Шов замонолічують бетоном 19.

При монтажі плит перекриття використовують будь-які тимчасові монтажні стійки (для спрощення малюнків не показано).

Усі процедури з монтажу мають стандартний характер, спеціальної підготовки монтажників не потрібно.

1. Безригельний каркас будівлі, споруди, що містить колони, надколонні плити перекриття, що спираються на колони, міжколонні плити перекриття, розташовані між надколонними плитами перекриття, вузли з'єднання колон з надколонними плитами перекриття та вузли з'єднання плит перекриттів між собою, що відрізняється тим, що колони, розташовані в кутах будівель і в місцях перетину поздовжніх і поперечних стін, виконані фігурними з кутовим, тавровим або хрестоподібним поперечним перерізом відповідно до їх розташування, а кожен вузол з'єднання колон з надколонними плитами перекриття виконаний у вигляді заставних деталей, з'єднаних з арматурою колони і встановлених на периферійних ділянках поперечного перерізу фігурної колони, а також вертикальних стрижнів, пропущених через отвори в надколонній плиті перекриття та з'єднаних із заставними деталями колон.

2. Безригельний каркас за п. 1, який відрізняється тим, що закладні деталі виконані у вигляді рівнобоких куточків, встановлених на кінцевих ділянках колони і втоплені своєю вершиною в тіло колони.

3. Безригельний каркас по п.1, який відрізняється тим, що у вузлі з'єднання колон з надколонними плитами перекриттів між надколонною плитою перекриття та торцями колон нанесений шар будівельного розчину.

www.findpatent.ru

Спосіб зведення безригельного каркасу

Винахід відноситься до галузі будівництва, зокрема способу зведення безригельного каркасу будівлі. Технічний результат винаходу полягає у скороченні термінів будівництва будівлі. У способі зведення каркаса будівлі з'єднання суміжних колон з плитами перекриттів виробляють за допомогою арматури, що напружується в процесі монтажу. Перед натягом кожного нижнього диска плит перекриттів встановлюють колони разом із технологічним оснащенням. Потім під плити перекриття монтують стійки, виробляють їх нівелювання спільно з монтажними столиками на колонах, укладають на ці столики та стійки смуги фанери та монтують плити перекриття, бортові балки, балконні плити. Далі роблять укладання цементно-піщаного розчину в шви між пазами плит перекриттів та гранями колон. Після набору розчином 75% проектної міцності роблять попередній натяг нижнього диска плит перекриттів, виключаючи зсув колон від проектного положення. 4 іл.

Винахід відноситься до галузі будівництва та призначене для зведення будівель з натягом арматури в будівельних умовах.

Відомий спосіб зведення каркасу будівлі [АС № 1386716, заявл. 17.01.1986], що включає встановлення колон, укладання плит перекриття і ригелів, об'єднання елементів каркасу попередньо напруженою арматурою і подальше замонолічування стиків між елементами каркаса, причому після укладання плит перекриття в створі між колонами з зовнішнього боку каркаса встановлюють враспор металічні арматури простір між плитами перекриття та щитами бетонують з одночасним утворенням монолітних ригелів та закладенням стиків з плитами перекриття.

Недоліком відомого способу є велика матеріаломісткість та трудомісткість, пов'язана з установкою металевих щитів, а також наявність спеціального обладнання та пристроїв, при цьому такий спосіб вимагає технологічних перерв, необхідних для набору міцності бетонної суміші під час монтажу наступного поверху будівлі.

Відомим винаходом є спосіб, що реалізується збірною каркасною конструкцією з попередньо напруженого бетону [Патент СФРЮ №25452, виданий 31.03.1996], в якому передача зусиль попередньої напруги проводиться на бетон, де до натягу арматури необхідно забезпечити монолітність диска перекриття шляхом заповнення розчином швів між колонами та збірними плитами перекриття до досягнення необхідної не менше 70% проектної міцності розчину у швах.

Недоліком відомого способу є наявність технологічної перерви безпосередньо перед натягом арматури необхідного для твердіння розчину в контактних швах при монтажі наступного диска плит перекриттів.

Найбільш близьким до заявленого способу відноситься спосіб зведення безригельного каркасу з попередньою напругою перекриттів [Патент UA №2147328, заявл. 09.04.1998], що включає колони і плити перекриття, що спираються на них, об'єднання яких виробляють напруженої в процесі монтажу арматурою, при цьому між суміжними колонами вище, або нижче рівня перекриття встановлюють монтажні розпірки регульованої довжини, на які передають зусилля напруженої арматури. Ці монтажні (інвентарні) розпірки мають уздовж осей будівлі, спираючи на них опалубку монолітного перекриття. Це дозволяє виключити технологічні перерви, необхідні для заповнення розчином швів між збірними плитами та колонами та часу для твердіння цього розчину. Передача зусилля натягу з розпірок на перекриття може проводитися з відставанням на 1-2 поверхи від монтажних робіт зі зведення каркасу.

Недолік відомого способу напруги перекриттів каркаса полягає в послідовному поверховому використанні спеціальних монтажних розпірок, що робить будівництво матеріаломістким, а також вельми трудомістким, оскільки він вимагає як монтажу, так і демонтажу зазначених розпірок поверхів будівлі, що зводиться.

Завданням способу зведення безригельного каркаса з попередньою напругою перекриття є вдосконалення технології будівництва шляхом монтажу верхніх дисків плит перекриттів спільно з укладанням цементно-піщаного розчину в шви між пазами плит перекриттів і гранями колон і шви між плитами перекриттів до попереднього натягу кожного нижнього.

Технічні результати, які можуть бути отримані при використанні способу, що заявляється:

Зведення будівель з випередженням на 3 поверхи порівняно з кладкою стін та внутрішніх перегородок;

Скорочення термінів зведення будівель;

Виключення технологічних перерв у будівництві;

Одночасне виконання кількох монтажних робіт;

Фіксація колон у проектному положенні без використання додаткових пристроїв;

Виключення зсуву колон від проектного положення при натягу нижнього диска плит перекриттів;

Виключення ефекту «зворотного клину» між пазами плит перекриттів та гранями колон;

Підвищення міцності конструкції будівлі та відповідно до безпеки її експлуатації.

Вирішення зазначеної задачі та досягнення вищеперелічених результатів стало можливим для способу зведення безригельного каркаса, що включає послідовну попередню напругу перекриття кожного поверху шляхом з'єднання суміжних колон з плитами перекриттів за допомогою напруженої в процесі монтажу арматури, яке здійснюють за рахунок того, що перед натягом кожного нижнього диска плит перекриттів встановлюють колони спільно з технологічним оснащенням для монтажу на цих колонах верхнього диска плит перекриттів, при цьому під плити перекриття монтують стійки, виробляють їх нівелювання спільно з монтажними столиками на колонах, потім укладають на ці столики та стійки смуги фанери і монтують плити перекриття, бортові балки , балконні плити, далі роблять укладку цементно-піщаного розчину в шви між пазами плит перекриттів і гранями колон і шви між плитами перекриттів, після набору розчином 75% проектної міцності роблять попереднє натяг нижнього диска плит перекриттів, виключаючи зсув колон від проектного. При цьому монтаж плит перекриттів, бортових балок, балконних плит роблять так, щоб зазор між пазами плит перекриттів, балконних плит, бортових балок і гранями колон складав 2÷3 см, і одночасно з цим проводять заготовку арматури по довжині для натягу нижнього диска плит перекриттів шляхом вимірювання відстані до осей колон після монтажу верхнього диска плит перекриттів.

Винахідницьким кроком є створення високотехнологічного способу зведення будівель і споруд з безригельним каркасом, що забезпечує виключення технологічних перерв і дозволяє послідовно зводити диски плит перекриттів з випередженням їх на 3 поверхи в порівнянні зі зведенням стін і перегородок будівлі за рахунок фіксації колон з пазами плит перекриттів , балконних плит верхніх дисків плит перекриттів цементно-піщаним розчином до натягу кожного нижнього диска плит перекриттів. Це дає можливість попередньої доставки будівельних матеріалів для будівництва стін та перегородок на зведений диск до монтажу наступного диска плит перекриттів.

Фіксація колон у проектному положенні з укладанням цементно-піщаного розчину в контактні шви між пазами плит перекриттів та гранями колон і шви між плитами перекриттів з набором 75% проектної міцності шляхом послідовного зведення дисків плит перекриттів до натягу попереднього дозволяє забезпечити чітку рівність зазорів. пазами плит перекриттів, балконних плит, бортових балок, причому для цього не потрібно спеціального оснащення та пристроїв.

Заявляється спосіб зведення безригельного каркаса дозволяє виключити появу залишкових деформацій внаслідок мікропереміщень при передачі напруги арматури на бетон у разі застосування інвентарних (монтажних) розпірок, що особливо важливо у відповідальній зоні стику граней колон з пазами плит перекриттів. Фіксація колон заявляється способом перешкоджає їх зсуву від проектного положення при натягу нижнього диска плит перекриттів, що дозволяє уникнути ефекту "зворотного клина", оскільки на колони діють зусилля ззовні, і вони сприймають ще вагу плит перекриттів з урахуванням їх проектного позиціонування.

Винахід, що заявляється, ілюструють наступні фігури:

Фіг.1. Фасад будівлі, що включає колони, зафіксовані за допомогою монтажних стяжок, плити перекриття, балконні плити, покладені на монтажні столики, монтажні стійки та канатну арматуру (вид збоку).

Фіг.2. Каркас будівлі, що включає колони, плити перекриття, балконні плити, бортові балки (вид зверху).

Фіг.3. Фрагмент з'єднання плити перекриття та колони з технологічним зазором між ними та канатною арматурою (розріз).

Фіг.4. Фрагмент з'єднання плит перекриттів та бортових балок із колоною за допомогою канатної арматури (вид зверху).

Каркас будівлі формують з'єднанням колон 1 з плитами перекриттів 2 за допомогою напруги канатної арматури 3 (фіг.1), який монтують з установки колон 1 з попередньо закріпленими на них монтажними столиками 4 фундаментні склянки (не показані) і позиціонують ці колони в проектне положення за допомогою монтажних стяжок 5, потім здійснюють установку монтажних стійок 6 проектне положення. Виконують нівелювання монтажних стійок 6 та монтажних столиків 4 на проектну позначку, потім на зазначені стійки 6 та столики 4 укладають смуги фанери (не показані). Після цього здійснюють розкладку плит перекриття 2 балконних плит 7 бортових балок 8 в проектне положення (фіг.1-2). Потім проводять замонолічування контактних швів 9 між пазами (не показані) плит перекриттів 2, балконних плит 7, бортових балок 8 і гранями (не показані) колон 1 і одночасно контактних швів 10 між плитами перекриттів 2. Після досягнення розчином 75% проектної міцності в замоно контактних швах 9 і 10 (фіг.3) роблять попереднє натяг канатної арматури 3 з подальшою передачею зусилля напруги на бетон, формуючи таким чином диск (не показаний) плит перекриттів 2. Змонтувавши кілька дисків плит перекриттів 2 на колонах 1 в рівні пропуску крізь них канатної арматури 3 (фіг.1-4), приступають до монтажу наступних суміжних колон на встановлені раніше, аналогічно до описаного способу, здійснюючи зведення будівлі. Причому попереднє натяг канатної арматури 3 диска плит перекриттів 2 виробляють після установки наступного над ним диска плит перекриттів 2 на монтажні столики 4 і монтажні стійки 6 з замоноліченими і набравши 75% проектної міцності контактними швами 9 і 10. При цьому послідовно слідом за перекриттів 2 проводять монтаж наступного до двох натягу попередніх. Це дозволяє зафіксувати колони 1, набравши проектну міцність, цементно-піщаним розчином і уникнути їх зсуву від проектного положення при натягу кожного нижнього диска плит перекриттів, здійснюючи тим самим стабілізацію технологічного зазору між пазами (не показані) плит перекриттів 2, балконних плит 7, бортових балок 8 та гранями (не показані) колон 1.

При такому способі монтажу будівельні роботи проводять з випередженням на 3 поверхи в порівнянні зі зведенням стін та перегородок будівлі (не показано), це дає можливість виключити технологічні перерви при зведенні будівлі та забезпечити одночасне безперервне виконання кількох будівельно-монтажних робіт. При цьому до монтажу чергового диска плит перекриттів на попередній диск плит перекриттів здійснюють доставку будівельних матеріалів для зведення стін та внутрішніх перегородок (не показано).

Такий спосіб стабілізує технологічний зазор між гранями колон 1 і пазами плит перекриттів 2, балконних плит 7, бортових балок 8, який знаходиться в межах від 2 до 3 см, а фіксація колон 1 при натягу попередніх дисків плит перекриттів 2 не вимагає спеціальних пристроїв і матеріалів , а також додаткові операції для її здійснення.

Практична застосовність винаходу показана на прикладі конкретного використання.

Зведення безригельного каркасу будівлі виконують з установки колон спільно з технологічним оснащенням у вигляді монтажних столиків у фундаментні склянки, потім виконують розміщення монтажних стійок у проектне положення під плити перекриття. Безпосередньо після цього проводять нівелювання монтажних стійок і столиків та подальше укладання фанерних смуг, після завершення яких виконують розкладку плит перекриттів, балконних плит та бортових елементів на проектні позначки, при цьому монтаж ведуть так, щоб зазор між пазами плит перекриттів та гранями колон складав 2- 3 см. Потім проводять замонолічування контактних швів цементно-піщаним розчином між гранями колон і пазами плит перекриттів, балконних плит, бортових балок та між плитами перекриттів. Попередньо проводять заготівлю арматури по довжині, вимірюючи відстань по осях колон. Після набору розчином 75% проектної міцності роблять попереднє натяг канатної арматури у двох взаємно перпендикулярних площинах. Після чого виконують ін'єкція каналів колон цементно-піщаним розчином спільно з канатною арматурою, після набору 75% проектної міцності якого виробляють відтяжку цієї арматури вниз. Потім проводять замонолічування контактних швів з канатною арматурою. Таким чином роблять монтаж одного диска плит перекриттів. Аналогічно послідовно монтують наступні диски плит перекриттів один над іншим, але перед натягом кожного нижнього диска плит перекриттів, монтують верхній диск і здійснюють замонолічування в ньому контактних швів між пазами плит перекриттів і гранями колон і між плитами перекриттів, після набору 75% проектної міцності розчину у цих швах виробляють попереднє натяг арматури нижнього диска плит перекриттів з подальшою відтяжкою арматури вниз і подальшим замонолічуванням контактних швів. Одночасно з цим проводять підготовчі роботи з монтажу наступного диска плит перекриттів, здійснюючи розкладку ще одного комплекту монтажних пристроїв та здійснюючи одночасну доставку будівельних матеріалів для зведення стін та внутрішніх перегородок будівлі. Таким чином проводять монтаж дисків плит перекриттів з випередженням на 3 поверхи в порівнянні з кладкою стін.

Характеристики:

Зміщення колон від проектного положення при натягу нижнього диска плит перекриттів не більше ±5%;

Випередження зведення каркасного осередку порівняно з кладкою стін та внутрішніх перегородок, кількостей поверхів 3;

Наявність додаткових пристроїв для фіксації колон, що запобігають їх зсуву від проектного положення, відсутні.

Заявляється спосіб зведення будівель та споруд з безригельним каркасом високотехнологічний, скорочує терміни зведення будівель, забезпечує виключення технологічних перерв та дозволяє зводити диски плит перекриттів з випередженням їх на 3 поверхи в порівнянні з зведенням стін та внутрішніх перегородок будівлі з можливістю попередньої доставки будівельних матеріалів на зведений диск плит перекриттів до монтажу наступного шляхом послідовного монтажу наступних верхніх дисків плит перекриттів спільно з укладанням цементно-піщаного розчину контактні шви між пазами плит перекриттів і гранями колон і шви між плитами перекриттів до попереднього натягу кожного нижнього диска плит перекриттів.

Фіксація колон заявляється способом дозволяє забезпечити рівність зазорів між гранями колон і пазами плит перекриттів, балконних плит, бортових балок з відхиленням не більше ±5% без використання спеціального оснащення та пристосувань, що підвищує міцність конструкції будівлі та безпеку її експлуатації, все це зрештою значною мірою знижує собівартість будівництва.

Спосіб зведення безригельного каркаса, що включає послідовну попередню напругу перекриття кожного поверху шляхом з'єднання суміжних колон з плитами перекриттів за допомогою напруженої в процесі монтажу арматури, який відрізняється тим, що перед натягом кожного нижнього диска плит перекриттів встановлюють колони спільно з технологічною оснасткою для монтажу на цих колонах. плит перекриттів, при цьому під плити перекриття монтують стійки, виробляють їх нівелювання спільно з монтажними столиками на колонах, потім укладають на ці столики і стійки смуги фанери і монтують плити перекриття, бортові балки, балконні плити, далі укладання цементно-піщаного розчину в шви між пазами плит перекриттів і гранями колон і шви між плитами перекриттів, після набору розчином 75% проектної міцності проводять попереднє натяг нижнього диска плит перекриттів, виключаючи зсув колон від проектного положення, при цьому монтаж плит перекриттів, бортових балок, балконних плит виробляють так, щоб зазор між пазами плит перекриттів, балконних плит, бортових балок та гранями колон становив 2-3 см, і одночасно проводять заготовку арматури по довжині для натягу нижнього диска плит перекриттів шляхом вимірювання відстані по осях колон після монтажу верхнього диска плит перекриттів.

ОПИС СИСТЕМИ З ІНФОРМАЦІЇ НВО "КУБ"

Конструкції КУБ-2,5 розроблені для будівництва будівель до 25 поверхів та вище в І-ІV кліматичних районах як у звичайних умовах, так і в умовах підвищеної сейсмічної активності до 8 балів. Можливо, так само будівництво будівель заввишки до 16 поверхів та в районах із сейсмічності до 9 балів.
Каркас простий у виготовленні та монтажі. Вироби каркасу простої геометричної форми і мають обмежену кількість типорозмірів, що суттєво полегшує його освоєння. Парк форм мінімальний, самі форми відрізняються простотою та технологічністю.
Елементи безригельного каркасу можуть бути легко виготовлені в районах, що знову освоюються, в умовах відсутності індустріальної бази, а так само в місцях, де ще не налагоджено виробництво каркасів діючих серій. Безригельний каркас має архітектурно-планувальні та конструктивні переваги перед традиційними блоковими.
Гладка стеля перекриття в ряді випадків дозволяє відмовитися від дорогих підшивних стель, необхідних за гігієнічними, естетичними або технічними вимогами.
Зменшений будівельний габарит перекриття дозволяє на 5-8% знизити кубатуру будівлі. Наявність консольної частини по периметру перекриття дозволяє зручно вирішувати температурно-осадові шви, примикання до інших будівель, влаштування галерей та сонцезахисних елементів для південних районів.

Однією з переваг каркасу є знижений показник витрати сталі і цементу на 1 кв.м перекриття проти каркасними системами, застосовуваними як у країні і там.
Наступною перевагою є така ж простота монтажу.
Формоутворюючі можливості каркаса мають широкий діапазон від одноповерхових до багатоповерхових будівель із складним архітектурно-просторовим рішенням.
Експериментальні та теоретичні дослідження, проведені в інституті ЦНДІЕП житла, підтвердили жорсткісні та міцнісні якості конструкції, а також достовірність розрахункових передумов.

Безригельний каркас складається з колон квадратного перерізу та плоских панелей перекриття. Панелі перекриттів мають розміри в плані 2,98x2,98 м, таким чином, зазор між ними всього 20 мм і це дає можливість замонолічувати шви без установки опалубки.
Товщина панелей 160 мм.
У системі передбачені двомодульні панелі, що отримуються шляхом об'єднання двох сусідніх панелей:
1. Надколонна та міжколонна.
2. Міжколонна та середня.

Це дозволяє вдвоє прискорити монтаж і заощадити на замонолічуванні стиків.
Панелі перекриттів, залежно від розташування їх у плані, поділяються на надколонні, міжколонні та вставки. Членування перекриття запроектовано з таким розрахунком, щоб стики панелей розташовувалися в зонах, де величина згинальних моментів дорівнює нулю. Просторова жорсткість конструкції забезпечена монолітним зв'язком елементів (перекриттів і колон) і, при необхідності, включенням до системи зв'язків і діафрагм.

Після встановлення арматури у швах між панелями шви замонолічуються, одночасно замонолічуються стики надколонних плит з колонами по всьому перекриттю на даній позначці.

Шви між плитами використовують для пропуску інженерних комунікацій.

Конструкції каркасу розраховані для будівництва будівель за рамною або рамно-зв'язковою схемою.

Поверховість за рамною схемою обмежена 5 поверхами, за рамно-зв'язковою схемою практично не обмежена за умови забезпечення якостей міцності колон шляхом збільшення відсотка армування для введення жорсткої арматури.

Стики елементів каркаса замонолічуються, утворюючи рамну конструктивну систему, ригелями якої є перекриття.

Монтаж багатоповерхових рамних каркасів провадиться за допомогою простих пристроїв. Як вантажопідйомні засоби використовуються мобільні або баштові крани вантажопідйомністю від 5 т і вище.

Монтаж конструкцій ведеться в наступному порядку: монтуються колони та замонолічуються в склянках фундаментів, встановлюються та приварюються до арматури колон надколонні панелі, потім монтуються міжколонні панелі та панелі-вставки.

Номенклатура виробів, передбачена у випусках КУБ-2.5, дозволяє проектувати будівлі прольотами 6 та 3 м із кроком колон 6 та 3 м, висотами поверхів 2,8; 3,0; 3,3 м. Конструкції каркасу припускають застосування зовнішніх внутрішніх стін як із штучного матеріалу, так і у вигляді великорозмірних елементів – панелей.

Панелі зовнішніх стін запроектовані одношаровими керамзитобетонними вертикальними розрізками.
Будівельники відзначають зручність монтажу каркасу, легкість його освоєння на будпощадці, можливість досягнення високої продуктивності праці.

Основний архітектурний недолік каркасних систем для застосування їх у цивільному будівництві є виступаючі в інтер'єр із площини перекриттів балки-ригелі. Існують конструктивні схеми каркасів, що дозволяють виключити цей недолік:

Система, що формується із збірних плит суцільного перерізу, що спираються на колони у кутових точках сітки колон (система КУБ);
Каркасна система із попередньо-напруженою арматурою в прихованих ригелях, що утворюються в будівельних умовах (система КПНС).

Система безригельного каркасу КУБ (рис. 16. 6) - збірний каркас без накопичення, що складається з колон квадратного перерізу і плоских плит перекриттів.

Сітки колон 6x3 і 6x6 метрів за потреби можуть збільшуватися до розмірів 6х9 і 9х12 метрів. Перетин колон 30x30 см і 40x40 см заввишки один або кілька поверхів з максимальною висотою до 15,3 м.

Плити перекриття в плані розміром 2,8x2,8 м завтовшки від 16 до 20 см. Залежно від розташування, поділяються на: - надколонні, міжколонні та плити - вставки. Членування перекриття на збірні елементи зроблено з таким розрахунком, щоб стики плит розташовувалися в зонах з найменшою величиною (наближається до нуля) моментів, що згинають від вертикальних навантажень.

Послідовність монтажу перекриття на колони, що змонтовуються, ведеться в наступному порядку: - встановлюються і приварюються до арматури колон надколонні плити, потім міжколонні і, нарешті, плити-вставки. Міжколонні та плити-вставки мають шпонки, що дозволяють легко здійснити їх з'єднання на зварюванні. Після замонолічування стиків створюється просторова жорстка конструкція.

Перевага системи у відсутності виступаючих елементів у стельовій площині та простоті монтажу, за допомогою легких мобільних кранів.

Безригельна рамна або рамно-зв'язкова каркасна система цивільних будівель висотою до 16 поверхів розрахована на вертикальні навантаження на перекриття 1250 кг/м 2 . При великих навантаженнях (2000 кг/м 2 ) обмежують поверховість будівлі -9-ма поверхами.

Система має архітектурно-планувальні та конструктивні переваги. Гладка стеля дає можливість гнучко вирішувати планування внутрішнього простору створювати приміщення, що трансформуються. Консольні вильоти перекриттів забезпечують варіантність пластичних розв'язків фасадів.

Безригельний каркас універсальний - він з успіхом застосуємо, як у житлових будинках, так і громадських (дитсадках, школах, торгових підприємствах, спортивних та видовищних) спорудах та ін.

Система із прихованими ригелями у площині перекриття (КПНС) проектується за зв'язковою схемою зі збірних елементів; колон, плит, перекриттів та стін діафрагм жорсткості. Зв'язок між збірними елементами перекриття здійснюється в результаті пристрою в умовах будівництва монолітного ригеля з канатною напруженою арматурою, пропущеної через наскрізні отвори в колоні в ортогональних напрямках. Попередня напруга арматури здійснюється на рівні поверхових перекриттів, створюючи двовісне обтискання плит перекриття (рис. 16.7).

Плити перекриття мають висоту 30 см і складаються з верхньої плити, товщиною 6 см, і нижньої - 3 см і перехрещених бортових ребер. При монтажі плити перекриття укладають на тимчасові капітелі колон і опори, які встановлюють вже на нижній змонтований рівень. Плити перекриття можуть бути виконані на комірку з опиранням на колони по 4 кутах або розбиті на дві плити, з'єднані армованим монолітним швом. Конструкція, зібрана із збірних елементів колон і плит перекриттів - працює як єдина статична система, що сприймає всі силові впливи, за рахунок сил зчеплення, що виникають між окремими збірними елементами, і сталевих напруг канатів.