АРМОКАМЕННЫЙ КАРКАС С ДИАФРАГМОВЫМИ СТЕНОВЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

Полезная модель относится к области строительства, а в частности к несущим конструкциям каркасно-диафрагмовых зданий, состоящих из армокаменных вертикальных и горизонтальных брусковых элементов с тонкими вертикальными диафрагмовыми стеновыми элементами. Она может быть использована при строительстве, реконструкции, реставрации или ремонте предпочтительно зданий небольшой этажности удаленных от предприятий стройиндустрии или при решении архитектурно-художественных задач по взаимосвязи новой застройки с имеющейся старинной архитектурой городских районов, возможно путем пристроя новых помещений в старинном стиле. Названные здания могут располагаться на слабых, просадочных грунтах или возможно в районах с другими особыми условиями эксплуатации.
Известны здания со стальными каркасами. /Архитектура гражданских и промышленных зданий. Том III. Жилые здания. Под общей редакцией проф. К.К.Шевцова. - М., Стройиздат., 1983. - С.156./ [1]
Недостатком этих конструкций является высокая стоимость, низкая огнестойкость, подверженность коррозии, необходимость специальной защиты и ограниченность области их применения - в высотных гражданских и в некоторых промышленных зданиях.
Гораздо большее распространение в массовом строительстве имеют каркасные здания из сборного или монолитного железобетона. /Архитектура гражданских и промышленных зданий. Том III. Жилые здания. Под общей редакцией проф. К.К.Шевцова. - М., Стройиздат., 1983. - С.157./ [1]. Принят за прототип.
Недостатком этих конструктивных систем является большая стоимость, большие затраты бетона и арматурных сталей, а их возведение нередко оказывается нерациональным из-за высоких трудозатрат, энергозатрат, расходов на спецтранспорт и крановое оборудование, и они не имеют широкого применения в небольших зданиях.
Сущность полезной модели заключается в снижении экономических и материальных затрат при строительстве, реконструкции, реставрации или ремонте зданий небольшой этажности, удаленных от предприятий стройиндустрии, расположенных на слабых, просадочных грунтах или возможно в районах с другими особыми условиями эксплуатации.
Техническим результатом полезной модели является совершенствование конструктивного решения армокаменного каркаса с диафрагмовыми стеновыми элементами, технологии возведения, эффективное использование конструкционных материалов, снижение материалоемкости, повышение устойчивости, жесткости, долговечности и огнестойкости армокаменного каркаса, а также надежная защита его арматурных стержней от коррозии и других неблагоприятных воздействий высококачественным мелкозернистым бетоном и керамическим кирпичом.
Технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном каркасе с диафрагмовыми стеновыми элементами, включающем пространственную конструктивную систему из жестко-сопряженных вертикальных и горизонтальных брусковых элементов с вертикальными тонкими диафрагмами, особенностью является то, что он выполнен из рядового керамического кирпича с отверстиями и усиливающими ее пространственными арматурными каркасами; расположенные у наружных стен, брусковые элементы каркаса и вертикальные диафрагмовые стеновые элементы, образуют совместную конструкцию наружной стены; кладка кирпича выполнена горизонтальными рядами по многорядной системе перевязки швов в половину кирпича с допущением совпадения этих швов не более чем в трех соседних рядах с устройством швов и плотной заделкой стержней арматурных каркасов высококачественным мелкозернистым пластифицированным многокомпонентным бетоном; сопряжения брусковых элементов выложены по системам перевязок и заведением продольных стержней арматурного каркаса каждого из сопрягаемых элементов на всю толщину элемента поперечного направления.
Армокаменный каркас с диафрагмовыми стеновыми элементами представляет собой пространственную конструктивную систему из жесткосопряженных вертикальных и горизонтальных брусковых элементов с тонкими диафрагмовыми стеновыми элементами, выполненными высококачественной кладкой из рядового керамического кирпича пластического прессования с тремя цилиндрическими, вертикальными и симметрично расположенными отверстиями с маркой по прочности не ниже чем М200, с усиливающими устанавливаемыми в процессе кладки пространственными арматурными каркасами, стержни которых размещают и заделывают в отверстиях кирпичей и в швах кладки или для уменьшения толщины последних в прорезанных пазах в краях постелей кирпичей. Кладку ведут с достаточно плотной заделкой всех швов, пазов и отверстий мелкозернистым пластифицированным многокомпонентным бетоном классом по прочности не ниже чем В25. Жесткость стыков горизонтальных и вертикальных брусковых элементов, а также мест примыкания к ним диафрагм, обеспечивают полным заведением их продольных стержней арматурных каркасов на всю толщину элемента поперечного направления. Кладку выполняют с перевязкой вертикальных швов в половину кирпича по многорядной системе, в которой допускается совпадение этих швов не более чем в трех соседних рядах. В случае отсутствия между некоторыми брусковыми элементами диафрагм жесткости, целесообразно эти горизонтальные брусковые элементы (и особенно в случае опирания на них перекрытия) выполнять кладкой кирпичей на ребро с размещением и заделкой продольных стержней пространственных арматурных каркасов в цилиндрических отверстиях кирпичей. Расчет и конструирование армокаменного каркаса с диафрагмовыми стеновыми элементами выполняют как для статически неопределимой, многопролетной рамы из брусковых элементов с учетом возможной осадки основания по нормам проектирования железобетонных, каменных и армокаменных конструкций.
На фигуре 1. приведен пример фрагмента армокаменного каркаса с диафрагмовыми стеновыми элементами небольшого здания, где приняты следующие обозначения: горизонтальные брусковые элементы - 1, вертикальные брусковые элементы - 2, вспомогательный брусковый элемент - 3, подоконные брусковые элементы - 4, диафрагмовый стеновой элемент - 5, оконные проемы - 6, столбчатый фундамент - 7, плиты пустотного настила - 8.
На фигуре 2 приведены сечения горизонтального - а и вертикального - б брусковых элементов, где изображены: раскладка кирпича, продольные стержни горизонтальных брусковых элементов - 9, горизонтальные стержни поперечной арматуры - 11, вертикальные стержни поперечной арматуры - 13, продольные стержни вертикальных брусковых элементов - 10, зигзагообразные сетки - 12.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели. Заявленная полезная модель - армокаменный каркас с диафрагмовыми стеновыми элементами основан на разделении конструкций по назначению: на несущее и ограждающие и сосредоточению внутренних усилий от внешних нагрузок в пространственной системе вертикальных брусковых армокаменных элементов, жесткость которой в основном обеспечивается относительно тонкими армокаменными диафрагмовыми стеновыми элементами, при этом в последних удачно сочетаются несущие и ограждающее назначения по обеспечению наиболее благоприятного температурно-влажностного режима наружного теплоизоляционного слоя стены. Устройство армокаменного каркаса с диафрагмовыми стеновыми элементами осуществляют по разработанным рабочим чертежам и по проекту организации работ. Его возведение целесообразно начинать с одного из углов, являющегося сопряжением горизонтальных брусковых элементов - 1 и вертикального брускового элемента - 2. По заранее возведенным столбчатым фундаментам - 7 и выровненному и уплотненному грунту или, возможно, согласно рабочим чертежам, по бетонной подготовке, по принятой системе перевязки высококачественной кладкой последовательно возводят нижние горизонтальные брусковые элементы - 1, вертикальные брусковые элементы - 2, вертикальные диафрагмовые стеновые элементы - 5, верхние горизонтальные брусковые элементы - 1 с установкой и заделкой в процессе кладки стержней пространственных арматурных каркасов в отверстиях кирпичей, в швах кладки или в прорезанных пазах в краях постелей кирпичей, как это показано на чертежах фиг.1 и фиг.2. Высококачественность кладки достигается плотной заделкой отверстий в кирпиче, устройством тонких плотных швов из высококачественного мелкозернистого пластифицированного бетона с классом по прочности не ниже В 25, с подвижностью 2-4 см и высоким сцеплением материала шва с поверхностью кирпичей, для чего кладку ведут кирпичом в водонасыщенном состоянии, иногда с последующим доувлажнением. Дополнительно применяют шприцы инъекторы для заполнения отверстий в кирпичах, подобно инъецированию каналов с предварительно напряженной арматурой железобетонных конструкций. Применяют специальные шаблоны, кондукторы, направляющие рейки, порядовки, временные крепления рядов кирпича и стержней арматуры, специальные инструменты и другие приспособления улучшающие качество кладки. Если степень насыщения сечений кладки арматурой невелика то рационально, где это возможно, заменять кирпич с отверстиями на равноценный рядовой полнотелый кирпич. Жесткость сопряжений вертикальных и горизонтальных брусковых элементов армокаменного каркаса, а также и с диафрагмовыми стеновыми элементами достигается их выкладкой по системам перевязки сопряжений и заведением или пересечением продольных стержней арматурного каркаса каждого из сопрягаемых элементов через всю толщину элемента поперечного направления. В качестве поперечной арматуры рационально применять в вертикальных элементах зигзагообразные сетки. Их применяют попарно, располагая в двух соседних швах со взаимно перпендикулярным расположением стержней. Заявленный армокаменный каркас с диафрагмовыми стеновыми элементами следует возводить в теплое время года с целью обеспечения достаточных условий роста прочности, плотности, и достаточного сцепления с арматурой мелкозернистого бетона.
Разработанное конструктивное решение армокаменного каркаса с диафрагмовыми стеновыми элементами при его практическом и рациональном использовании в строительстве даст значительный экономический эффект.
Источники информации
1. Архитектура гражданских и промышленных зданий. Том III. Жилые здания. Под общей редакцией проф. К.К.Шевцова. - М., Стройиздат., 1983. - С.156, 157.