СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ МОНОЛИТНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КАРКАСОВ
METHOD TO ERECT MONOLITHIC REINFORCED CONCRETE FRAMES

Изобретение относится к области строительства, а именно к процессам возведения вертикальных конструкций из монолитного железобетона.
При строительстве зданий и сооружений из монолитного железобетона точечные и линейно-протяженные конструкции (колонны и стены) возводят в соответствующих типах опалубки. По конструктивным и/или архитектурно-планировочным решениям при возведении железобетонных каркасов возникает необходимость в сопряжении колонн со стенами.
Известен способ возведения монолитных каркасных зданий (Пат. РФ №2353735 E04B 1/16), который включает разметку местоположения колонн, внутренних слоев наружных стен и внутренних стен и формирование отдельных строительных конструкций непосредственно на строительной площадке с применением бетона. Сначала вдоль разметки формируют отдельные монолиты внутренних слоев наружных стен и монолиты внутренних стен таким образом, чтобы между ними оставалось пространство для использования в качестве несъемных элементов опалубок при формировании колонн каркаса, равное поперечному сечению колонны. Внутренние слои наружных стен и внутренние стены используют в качестве несъемных элементов опалубок при формировании несущих балок перекрытия.
Недостаток указанного способа заключается в том, что его реализация невозможна без использования несъемных элементов опалубок, в то время, как по различным причинам (архитектурно-планировочное, конструктивное решение каркаса, технология его возведения и др.) применение несъемной опалубки не требуется или исключено.
Известен способ возведения монолитных зданий и сооружений (Пат. РФ №2099482 E04B 1/35, E04B 1/16, E04B 2/84), который заключается в установке на фундамент или предыдущий ярус каркаса, состоящего из стоек, установленных по периметру ячейки, поперечин, расположенных между стойками в верхней их части, и арматуры, смонтированной между стойками и поперечиной. Затем устанавливают наружную и внутреннюю опалубки и заливают межопалубочное пространство легким бетоном, преимущественно арболитом. Затем бетон вибрируют и выдерживают до застывания.
Недостатком данного способа является невозможность его использования при возведении железобетонных каркасов из тяжелого железобетона, состоящих из колонн, устанавливаемых по координатной сетке, и стен, возводимых в отдельных местах координатной сетки.
Известен способ возведения монолитных зданий (Пат. РФ №2079618 E04G 11/20, E04B 1/16), включающий изготовление опорных венцов с разбивкой на захватки, установку опалубки, размещение арматуры стен, бетонирование стен, выдержку бетона в опалубке до затвердения. Перед установкой опалубки монтируют подмости по всему периметру возводимого этажа здания, размещают закладные детали в виде изготовленных отдельно по толщине стены и высоте перекрытия бетонных крестов и монтируют коммуникационные сети, а после установки опалубки в виде полутуннелей размещают арматуру перекрытия и выставляют в проектное положение полутуннели по вертикали и горизонтали. Бетонирование перекрытия осуществляют после бетонирования стен, а после демонтажа опалубки на предыдущей захватке ее перемещают и устанавливают на последующей захватке.
Недостатком указанного способа является невозможность возведения монолитных железобетонных каркасов, состоящих из колонн и стен, так как решается задача возведения монолитных зданий, несущими конструкциями которых являются только железобетонные стены и перекрытия.
Известен способ возведения монолитных стеновых конструкций (Пат. РФ №2052042 E04B 1/16, E04B 2/84, E04G 11/06), включающий одновременное заполнение несущих наружных слоев из конструкционного бетона и срединного слоя из ячеистого бетона с последующим подъемом из незатвердевшего бетона разделительных перегородок. При этом наружные и срединный слои конструкции формуют в вертикальном положении ярусами, высота которых определяется равным гидростатическим давлением массы бетонной смеси, уложенной в наружные и срединный слои на каждом ярусе, а подъем разделительных перегородок на следующий ярус бетонирования осуществляют непосредственно после заполнения каждого яруса бетонной смесью до начала ее схватывания. Кроме того, срединный слой конструкции может быть заполнен газобетонной смесью, а высота каждого яруса срединного слоя меньше высоты соответствующего яруса наружных слоев на высоту вспучивания газобетонной смеси. При этом разделительные перегородки первоначально перемещают на уровень залитого слоя газобетонной смеси первого яруса бетонирования срединного слоя, а дальнейший подъем разделительных перегородок осуществляют со скоростью вспучивания газобетонной смеси срединного слоя.
Недостатком указанного способа является невозможность возведения монолитного железобетонного каркаса здания, вертикальные несущие конструкции которого состоят из колонн и стен, так как способом предусмотрена возможность возведения только стен.
Прототипом заявляемого решения является способ возведения монолитных каркасов (Пат. РФ №2206673 E04B 1/16), заключающийся в том, что рабочие стыки колонн и стен устраивают на уровне плит перекрытия, что облегчает установку опалубки. В капительной зоне устанавливают пространственный каркас, поддерживающий верхнюю арматуру. Для применения опалубки в местах сопряжения взаимно перпендикулярных стен без ее дополнительной доработки используют шарнирно закрепленные к закладным изделиям выпуски арматуры из стен.
Недостатком прототипа является невозможность обеспечения равнопрочного стыкового соединения колонны и стены по всей высоте их сопряжения, поскольку рабочие стыки колонн и стен устраивают на уровне плит перекрытий в капительной зоне. Шарнирное закрепление выпусков арматуры к закладным изделиям не позволяет обеспечить жесткое и равнопрочное соединение сопрягаемых конструкций. Это не позволяет обеспечить высокую технологичность возведения соединяемых колонн и стен и выполнить равнопрочное их соединение по всей высоте сопряжения.
Технический результат заключается в повышении технологичности соединения колонн и стен каркасов из монолитного железобетона при обеспечении равнопрочности соединения по всей высоте сопряжения.
Технический результат достигается также за счет того, что способ возведения монолитных железобетонных каркасов включает устройство рабочих стыков колонны и стен, установку пространственных арматурных каркасов, опалубливание, бетонирование и распалубливание, при этом при установке арматурного каркаса колонны на его хомуты устанавливают с закреплением скобы, на ножки которых надевают плотно облегающие антиадгезионные к бетону трубки, а после распалубливания забетонированной колонны ножки скоб отгибают в проектное положение, освобождают от антиадгезионных трубок и соединяют с арматурными каркасами стен.
Технический результат достигаются также за счет того, что скобы выполняют длиной не менее расстояния между наружными сторонами противоположных хомутов и не более размера поперечного сечения колонны, к которой примыкает соединяемая стена.
Технический результат достигаются также за счет того, что скобы выполняют прямоугольными.
Технический результат достигают также за счет того, что ножки скоб выполняют длиной не менее двадцати диаметров прутка, из которого они изготовлены.
Обоснование достижения результата.
Необходимость установки скоб обусловлена тем, что наиболее прочное соединение железобетонных элементов между собой может быть достигнуто посредством соединения и замоноличивания их арматурных каркасов. Перекладину скобы замоноличивают в бетонную колонну, а ножки скобы после распалубливания колонны, расположенные на гранях колонны, отгибают и соединяют с арматурным каркасом возводимой стены. При этом соединение монолитных железобетонных колонн и стен по технологическим и экономическим причинам целесообразно производить без дополнительной доработки опалубки, т.е. с применением опалубки, предназначенной для колонн, и опалубки, предназначенной для стен.
При изготовлении железобетонных конструкций каркасов очень важно, чтобы арматурные стержни перед укладкой бетона не были покрыты ржавчиной, нефтепродуктами, пятнами краски, цементным молочком и др. При выполнении арматурных работ такие арматурные стержни необходимо очищать, так как это приводит к снижению прочности сцепления арматуры с бетоном. Для предотвращения налипания цементного молочка на ножки скобы, их необходимо изолировать трубкой с антиадгезионной способностью по отношению к бетону. При этом трубка должна быть плотно прилегающей к стержню, из которого изготовлена скоба и ее ножки. Трубка должна быть выполнена из антиадгезионного к бетону материала для упрощения отгиба ножек скоб после распалубливания забетонированной колонны. Защитная трубка должна плотно облегать ножку скобы для того, чтобы предотвратить покрытие ножки цементным молочком в процессе бетонирования колонны, которое потом необходимо очистить перед бетонированием.
Нижний предел размера длины скобы обусловлен тем, что при изготовлении скобы меньшей длины ее невозможно будет установить на данный каркас, так как ее закрепляют одновременно на два противоположных хомута одного и того же каркаса.
Верхнее значение длины скобы обусловлено необходимостью ее размещения в пределах опалубки бетонируемой колонны. Если длина скобы будет превышать размер поперечного сечения колонны, то ее невозможно разместить в пределах опалубки, в которой выполняют данную колонну.
Необходимость применения прямоугольных скоб обусловлена тем, что в рабочем положении ножки скоб отогнуты и являются арматурным стержнем, соединяющим колонну и стену, выполненных из монолитного железобетона. Для этого установку и закрепление скоб на хомутах арматурного каркаса колонны предусмотрено производить у основания ножек, т.е. в местах их отгиба. Если скобы будут треугольные или круглые, то их установка в проектное положение на хомуты арматурного каркаса будет или невозможной, или технологически затруднительной и нецелесообразной.
Длина ножек скобы обусловлена тем, что в проектном положении ножки скоб работают на выдергивание. Из теории и практики железобетона известно, что несущая способность арматуры на выдергивание обеспечена, если длина выдергиваемой части составляет не менее двадцати диаметров арматурного стержня.
Схема реализации способа представлена на фиг.1, 2, 3, 4, 5, где 1 хомуты, 2 арматурный каркас колонны, 3 скобы, 4 ножки скоб, 5 защитные трубки. На фиг.1 представлена схема установки скоб на хомуты арматурного каркаса колонны. На фиг.2 (вид А) представлена схема ножки 4 скобы 3 с надетой и плотно облегающей защитной трубкой 5. На фиг.3 представлена схема отгиба ножек скоб в рабочее положение. На фиг.4 представлена железобетонная колонна с выступающими ножками скоб. На фиг.5 представлена схема соединения ножек скоб, выступающих из железобетонной колонны, с арматурными каркасами стен.
Способ возведения монолитных железобетонных каркасов осуществляют следующим образом. На хомуты 1 арматурного каркаса колонны 2 устанавливают прямоугольные скобы 3, на ножки 4 которых надевают плотно облегающие защитные трубки 5. Защитные трубки 5 устанавливают с плотным облеганием ножек 4 скоб 3, для чего используют, например, трубки из термоусадочного материала, например из полиолефина. Плотное облегание ножек 4 защитными трубками 5 из указанного материала обеспечивают посредством их нагревания, например, воздухом из термофена, до температуры от 70 до 120°C. При этом нагревание защитных трубок 5 производят в направлении от оснований ножек 4 к их концам.
Длину скобы 3 принимают не менее расстояния между наружными сторонами противоположных хомутов 1 и не более размера поперечного сечения колонны 2, к которой примыкает сопрягаемая стена.
Длину ножек 4 скоб 3 принимают не менее двадцати диаметров прутка, из которого выполнены скобы 3.
Скобы 3 закрепляют к хомутам 1, например, вязальной проволокой. После установки и закрепления скоб 3, ножки 4 которых снабжены защитными трубками 5, устанавливают опалубку колонны и производят бетонирование по известному (проектному) технологическому регламенту. После набора бетоном необходимой прочности производят распалубку колонны 2. Ножки 4 скоб 3 отгибают в проектное, как правило, горизонтальное, положение и освобождают от защитных трубок 5, например, срезанием.
Арматурные каркасы стен устанавливают в проектное положение в соответствии с известными (проектными) технологическими регламентами. Горизонтальные стержни арматурных каркасов стен соединяют, например, вязальной проволокой, с отогнутыми ножками 4 скоб 3, выступающими из колонны 2. После выполнения указанных работ устанавливают опалубку стен и производят бетонирование в соответствии с известными (проектными) технологическими регламентами.
Совокупность новых элементов позволяет получать технический результат, заключающийся в повышении технологичности возведения монолитных железобетонных каркасов за счет соединения колонн и стен при обеспечении равнопрочности соединения по всей высоте.