КАРКАС МНОГОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ

Полезная модель относится к строительству, в частности к несущим каркасам зданий, и может быть использована в каркасных зданиях различной этажности и назначения, возводимых в различных районах, включая и сейсмические.
Известен каркас многоэтажного здания, включающий железобетонные колонны, с укрепленными на них железобетонными ригелями, на которые уложены концами железобетонные многопустотные плиты, объединенные между собой в плоские диски перекрытий.
Этот каркас возводится из типовых строительных конструкций, изделий и узлов "Серии 1.020-1/87 Конструкции каркаса межвидового применения для многоэтажных общественных зданий, производственных и вспомогательных зданий промышленных предприятий", разработанных ЦНИИЭП торгово-бытовых зданий и туристских комплексов, утверждены Госстроем СССР, протокол от 12.12.1990 г., МА4-15 (1).
Каркасы многоэтажных зданий по данной серии 1.020-1/87 в настоящее время широко применяются.
Вместе с тем, конструкции каркасов этих зданий и технология их возведения имеют ряд недостатков, а именно:
2
1. выступающие части железобетонных ригелей значительно ухудшают внутренний вид помещений; архитекторы и проектировщики обычно жестко связаны с шагом колонн 6 м или 7,2 м и вынуждены под выступающими вниз (до 300 мм) частями железобетонных ригелей устанавливать перегородки между помещениями. Таким образом, площадь самого большого помещения может составить 6 м ×7,2 м=43,2 м.
2. типовой шаг колонн 6 м и 7,2 м не позволяет строить помещения с возможностью свободной планировки по желанию заказчика; также невозможно размещать из-за этого в подвальной части здания гаражи с возможностью удобного маневрирования (передвижения) в них легковых автомобилей; под определением свободная планировка имеется в виду, что у ригелей отсутствуют выступающие вниз части, а это обеспечивает
возможность свободной планировки и перепланировки помещений, то-есть устанавливать легкие перегородки между офисными или жилыми помещениями по желанию заказчика;
3. достаточно высокая трудоемкость при возведении каркаса здания; имеется в виду металлического каркаса, например, из ригелей, выполненных из металлического прокатного стандартного двутавра; и высокая трудоемкость заключается в том, что для монтажа (установки) многопустотных железобетонных плит перекрытия на нижнюю полку двутаврового ригеля строители вынуждены вырезать некоторую часть верхней полки двутаврового ригеля на участке с минимальным изгибающим моментом, а в этот вырез опускаются и последовательно протаскиваются вдоль ригеля к месту установки многопустотные железобетонные плиты перекрытия; и после установки всех плит - на место выреза на ригеле приваривается стальная полоса для обеспечения необходимой прочности ригеля.
Целью при разработке конструкции предлагаемого каркаса многоэтажного здания является исключение вышеуказанных недостатков, присущих существующим в настоящее время типовым строительным конструкциям, изделиям и узлам.
Указанная цель и технический результат достигаются следующим образом.
В отличие от известного описанного выше каркаса многоэтажного здания в предлагаемой конструкции вместо железобетонных колонн и ригелей - последние выполнены из стального двутавра, и на нижние полки ригелей уложены концами железобетонные многопустотные плиты, при этом, ригели выполнены в двух видах конструктивного исполнения и укреплены они на колоннах чередующимися рядами: ригели по первому виду конструктивного исполнения выполнены из готового двутаврового проката, а ригели по второму виду конструктивного исполнения выполнены сварными двутаврового сечения с уменьшенной шириной верхней полки по отношению к ширине нижней полки.
При этом, чередование прокатного двутаврового ригеля и сварного ригеля с уменьшенной шириной верхней полки обеспечивает возможность свободной укладки железобетонных многопустотных плит перекрытия на нижние полки ригелей.
В качестве ближайшего аналога предлагаемого каркаса многоэтажного здания можно принять конструкцию каркаса здания, возводимого из типовых строительных конструкций, изделий и узлов "Серии 1.020-1/87" по источнику научно-технической информации (1).
Перечень фигур на чертежах.
На фиг.1 изображена часть каркаса многоэтажного здания в плане, М 1:200.
На фиг.2 изображен разрез А-А фиг.1. М 1:10.
На фиг.3 изображен вид в плане выреза Б фиг.1, М 1:10.
На фиг.4 изображен разрез В-В фиг.3, М 1:10.
На фиг.5 изображен разрез Г-Г фиг.4, М 1:10.
Предлагаемый каркас многоэтажного здания включает следующие строительные конструкции, изделия и узлы.
На колоннах 1 (фиг.1, 3, 4, 5), выполненных из стального проката двутаврового сечения, закреплены ригели 2 и 3, выполненные в двух видах конструктивного исполнения в профиле и расположены они чередующимися рядами. Размеры колонн 1 принимаются по расчету и могут быть выполнены из двутавра 40К или 30К с шириной полок 400 мм и 300 мм соответственно.
Ригели 2 выполнены в предлагаемой конструкции из стандартного двутавра 30К с шириной полок 300 мм. Ригели 3 выполнены сварными и ширина нижней полки равна 300 мм, а ширина верхней полки выполнена уменьшенной и равна 120 мм. При этом, все размеры ее - толщины верхней и нижней полок и стенки принимаются по расчету.
В данной конструкции каркаса здания колонны 1 выполнены как и ригели 2 из двутавра 30К.
На нижние полки ригелей 2 и 3 уложены концами железобетонные многопустотные плиты 4. Колонны 1 вдоль оси здания скреплены между собой распорками 5, выполненными, например, из двутавра 25 (фиг.1, 3, 4, 5). Расстояние между осями ригелей 2 и 3 (фиг.2) принимается равным от 3000 мм до 7200 мм с допуском только плюс 50 мм с таким расчетом, чтобы при монтаже железобетонную многопустотную плиту 4 длиной от 3000 до 7200 мм можно было свободно и удобно установить на нижние полки ригелей 2 и 3 с гарантированным зазором 6 между плитой 4 и верхней полкой уменьшенной по ширине ригеля 3.
А монтаж проводят, например, на двух парах строп, имеющих попарно разную длину, обеспечивающую небольшой наклон плиты 4 по ее длине. При этом, учитывается, что длина плиты 4 выполняется с допуском, как правило, минус 20 мм. А фактическое значение зазора колеблется от 45 до 65 мм, что обеспечивает удобную укладку плит на ригели.
Между многопустотными плитами 4 и распорками 5, а также вдоль наружных стен здания между ригелями 2 и плитами 4 выполнены монолитные участки 6 (фиг.1).
Крепление ригелей 2 и 3 на колоннах 1 производится сваркой (фиг.3, 5). К колонне 1 приварены столики 1а, на которые установлены нижними полками ригели 2 и 3. Сверху на верхнюю полку ригеля 2 установлена силовая пластина 16 и приварена сплошным швом и к колонне 1 и к верхней полке ригеля 2. Нижняя полка ригеля 2 приварена к столику 1а.
К верхней полке ригеля 3 приварены две силовые пластины 1в, которыми ригель 3 приварен к колонне 1. А нижняя полка ригеля 3 приварена к столику 1а (фиг.3, 4).
К колонне 1 прикреплены также распорки 5 посредством пластин 1 г и 1д. Между верхней и нижней полками колонны 1 в местах крепления к ней столиков 1а приварены ребра жесткости 1е.
Ригели 2 и 3 приварены своими стенками к колонне 1 также и силовыми пластинами 1ж (фиг.5).
Таким образом, ригели 2 и 3, скрепленные жестко с колоннами 1 и распорками 5, представляют собой поперечную раму и вместе с продольными распорками и связями обеспечивают необходимую пространственную жесткость и устойчивость всего каркаса многоэтажного здания.
Предлагаемая конструкция каркаса многоэтажного здания имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с существующими конструкциями, они заключаются в использовании стальных колонн и ригелей и обеспечивают:
1. удобство монтажа здания и сокращение трудозатрат при возведении каркаса здания и в этой конструкции исключены выступающие части ранее применявшихся железобетонных ригелей;
2. возможность свободной планировки помещений по желанию заказчика, то-есть, например, в предлагаемой конструкции каркаса здания на потолке нет выступающих частей ригелей, как по ширине, так и по всей длине здания (за исключением небольших выступающих частей, равных толщине нижней полки двутаврового ригеля 2 и 3 примерно 14-20 мм); следовательно планировка помещений как малых так и больших по площади и установка легких перегородок между помещениями могут производиться по желанию заказчика.
3. возможность изменения шага колонн в сторону увеличения позволяет размещать в подвальной части здания гаражи, так как длина ригелей не ограничена 6 м или 7,2 м и может быть выполнена, например, длиной 8 м и более, то заметно увеличиваются и расстояния
между колоннами и соответственно и площади помещений, что обеспечивает свободное маневрирование между колоннами легковых автомобилей.
Литература:
1. "Серия 1.020-1/87 Конструкции каркаса межвидового применения для многоэтажных общественных зданий, производственных и вспомогательных зданий промышленных предприятий", разработанная ЦНИИЭП торгово-бытовых зданий и туристских комплексов, утверждена Госстроем СССР, протокол от 12.12.1990 г., МА4-15.