ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЙ КАРКАС ЗДАНИЯ

Полезная модель относится к области строительства, а именно, к железобетонным каркасам зданий различной этажности, и может быть использована при возведении жилых, производственных и общественных зданий.
Известен железобетонный каркас здания по патенту RU 2184816. Известный каркас включает сборные железобетонные колонны с отверстиями (пропусками бетона), сборные ригели и многопустотные плиты перекрытия. Отверстия колонн разделяют их тела на отдельные секции с шагом на этаж. Со стороны верхней грани ригелей в телах последних замоноличены выпуски поперечной арматуры петлевидной конфигурации. Ригели снабжены также выпусками продольной рабочей арматуры по торцам и шпонками треугольного сечения. Многопустотные плиты перекрытия в торцовой части имеют выпуски рабочей арматуры и шпонки, образованные за счет вдавливания бетонных вкладышей в пустоты. Сопряжение ригелей с колоннами осуществляется за счет замоноличивания ригелей с опорной рабочей арматурой в верхней зоне с одновременным заполнением бетоном отверстий в колоннах и зазоров между торцами плит, опирающихся нижними поверхностями на верхние грани ригелей.
Недостатком аналога является невозможность создания потолочного диска перекрытия, т.к. многопустотные плиты расположены над ригелями. Это приводит к ухудшению объемно-планировочных показателей здания и снижает количество вариантов использования пространства здания.
Известен железобетонный каркас здания по патенту RU 2453662, выбранный в качестве прототипа. Известный каркас включает сборные колонны с пропусками бетона в уровне перекрытий, сборно-монолитные ригели с опорными консолями, многопустотные плиты перекрытий с опорными шпонками в пустотах на торцах плит и замоноличенными в них анкерными связями. Опорные шпонки снабжены консольной арматурой и заведены в верхние полки плит с образованием в них дополнительных шпонок. Анкерные связи установлены в пустотах торцов каждой плиты. Многопустотные плиты перекрытий и сборно-монолитные ригели равны по высоте и образуют плоский диск перекрытия. Прототип имеет следующие недостатки:
- применение в конструкции каркаса сборных колонн не обеспечивает достаточной точности их установки по вертикали, так как любое угловое отклонение от заданного положения, допущенное на нижней отметке колонны, вызовет более значительное отклонение на ее верхней отметке, которое может превысить допускаемое СНиП отклонение;
- в конструкции колонн не предусмотрены элементы, обеспечивающие при монтаже ригелей точность установки последних по осям каркаса здания;
- в конструкции ригелей также не предусмотрены элементы, обеспечивающие точность их установки по осям каркаса здания;
- отсутствие в конструкции многопустотных плит перекрытий элементов, выполненных в заводской форме, обеспечивающих их непосредственное опирание на консоли ригелей;
- повышенные количество элементов и вес арматурных связей плит с ригелями, устанавливаемых на стыки перекрытий перед их замоноличиванием, что увеличивает объем и трудоемкость строительно-монтажных работ.
Задачей и техническим результатом полезной модели являются:
- повышение точности геометрии и размеров железобетонного каркаса здания;
- снижение металлоемкости каркаса здания;
- снижение трудоемкости строительно-монтажных работ.
Технический результат достигается тем, что в железобетонном каркасе здания, содержащем нижние и верхние колонны, сборно-монолитные ригели, многопустотные плиты перекрытия, согласно полезной модели, высота колонн соответствует высоте этажа здания, в нижних торцах верхних колонн замоноличены арматурные выпуски, входящие в отверстия, выполненные в верхних торцах нижних колонн, в центре верхних торцов нижних колонн замоноличены резьбовые втулки, на торцах сборно-монолитных ригелей выполнены двухсторонние скосы под углом 45° относительно продольных осей симметрии ригелей, торцы многопустотных плит выполнены в виде уступов, опорные части которых усилены арматурными каркасами и сопрягаются с консолями ригелей, стенки ригелей и многопустотные плиты связаны железобетонными шпонками, выпущенными при омоноличивании стыков из тел стенок ригелей в пустоты плит, и арматурными выпусками в виде скоб, одни концы которых замоноличены в дополнительных шпонках плит, а другие - в стенках ригелей, в замоноличенных стыках колонн с ригелями выполнены отверстия, соосные отверстиям в верхних торцах нижних колонн и арматурным выпускам верхних колонн.
Верхние колонны установлены на замоноличенные перекрытия.
Верхние колонны соединены с нижними посредством штепсельного стыка.
Ригели выставлены на верхних торцах нижних колонн с помощью кондукторов.
Высота многопустотных плит равна высоте сборно-монолитных ригелей.
Высота уступов многопустотных плит равна высоте консолей сборно-монолитных ригелей.
Задачу повышения точности геометрии и размеров железобетонного каркаса здания, во-первых, решает применение колонн с высотой, соответствующей высоте этажа здания. Даже максимальные допускаемые угловые отклонения колонн, монтируемых на нижних этажах в соответствии со СНиП, не могут привести к превышению допускаемого углового отклонения колонны полной высоты, т.к. оно будет суммой разнонаправленных угловых отклонений входящих в сборку колонн, которые будут компенсировать друг друга.
Решению обозначенной выше задачи способствует также замоноличивание в нижних торцах верхних колонн арматурных выпусков, входящих в отверстия, выполненные в верхних торцах нижних клон.
Замоноличивание в центре верхних торцов нижних колонн резьбовых втулок позволяет крепить к этим втулкам кондукторы, с помощью которых возможно выставить сборно-монолитные ригели по осям железобетонного каркаса здания, что будет повышать точность геометрии и размеров железобетонного каркаса здания.
Аналогично с выше сказанным, выполнение торцов сборно-монолитных ригелей с двухсторонними скосами, расположенными под углом 45° относительно продольных осей симметрии ригелей, позволяет выставить ригели относительно осей симметрии каркаса здания, что повышает точность заданной геометрии и размеров каркаса здания.
Выполнение торцов многопустотных плит в виде уступов, опорные части которых усилены арматурными каркасами и сопрягаются с консолями ригелей, позволяет уменьшить количество элементов и вес арматуры, устанавливаемой на стыках во время монтажа перекрытия, что повышает производительность строительно-монтажных работ.
Сопряжение стенок ригелей и многопустотных плит железобетонными шпонками, выпущенными при омоноличивании стыков из тел стенок ригелей в пустоты плит, способствует после затвердевания бетона сохранению расчетных параметров прочности стыков.
Аналогично вышесказанному, применение при монтаже потолочных стыков арматурных выпусков в виде скоб, одни концы которых замоноличены в дополнительных шпонках плит, а другие в стенках ригелей, также способствует сохранению расчетных параметров прочности стыков. Кроме того, по сравнению с прототипом, за счет уменьшения количества и веса арматурных связей достигается снижение металлоемкости каркаса здания и трудоемкости строительно-монтажных работ.
Выполнение в замоноличенных стыков колонн с ригелями отверстий, соосных отверстиям в торцах нижних колонн и арматурным выпускам верхних колонн, способствует снижению трудоемкости строительно-монтажных работ при установке верхних колонн на стыки нижних колонн с ригелями.
Сущность полезной модели поясняется рисунками.
На рис. 1 изображен железобетонный каркас здания.
На рис. 2 показан стык нижней и верхней колонн с ригелями.
На рис. 3 показан стык нижней колонны с ригелями после бетонирования стыка.
На рис. 4 показана установка монтажного кондуктора на верхней торец нижней колонны.
На рис. 5 представлено соединение нижней колонны с ригелем перед бетонированием.
На рис. 6 изображен вид А на рис. 5.
На рис. 7 показан разрез многопустотной плиты с каркасом усиления уступа.
На рис. 8 изображено поперечное сечение ригеля, совмещенное с разрезом установленных на ригель многопустотных плит перекрытия.
Железобетонный каркас здания состоит из нижних 1 и верхних 2 колонн, сборно-монолитных ригелей 3, многопустотных плит перекрытия 4. Высота колонн 1 и 2 соответствует высоте этажа здания. В нижних торцах верхних колонн 2 замоноличены арматурные выпуски 5, входящие в отверстия 6, выполненные в верхних торцах нижних колонн 1. В центре верхних торцов нижних колонн 1 замоноличены резьбовые втулки 7. На торцах сборно-монолитных ригелей 3 выполнены двухсторонние скосы, под углом 45° относительно продольных осей симметрии ригелей. Торцы многопустотных плит 4 выполнены в виде уступов 8, опорные части которых усилены арматурными каркасами 9 и сопрягаются с консолями 10 ригелей 3. Стенки ригелей 3 и многопустотные плиты 4 связаны железобетонными шпонками 11 и арматурными выпусками в виде скоб 12, одни концы которых замоноличены в дополнительных шпонках 13 плит 4, а другие в стенках ригелей 3. В замоноличенных стыках колонн с ригелями выполнены отверстия 14, соосные отверстиям 6 в верхних торцах нижних колонн 1 и арматурным выпускам 5 верхних колонн 2. Арматура консолей 10 ригелей 3 замоноличена в заводской форме, а арматура стенок ригелей замоноличена на строительной площадке совместно с многопустотными плитами 4 и арматурными скобами 12.
Выполнение строительно-монтажных работ по сборке железобетонного каркаса здания производят в следующем порядке:
- на верхних торцах нижних колонн 1 с помощью тяг 15 закрепляют кондукторы 16, используя резьбу во втулках 7;
- колонки 17 кондукторов 16 устанавливают в отверстия 6 в верхних торцах нижних колон;
- устанавливают нижние колонны 1 с закрепленными на них кондукторами 16 по осям каркаса здания;
- на торцах колонн устанавливают сборно-монолитные ригели 3, размещая их опорные концы в пространстве, образованном между корпусными плоскостями 18 кондукторов 16 и верхними торцами нижних колонн 1, обеспечивая контакт двухсторонних скосов 19 ригелей 3 с установочными колонками 17 кондукторов;
- на консоли 10 ригелей 3 устанавливают многопустотные плиты 4;
- укладывают арматуру 20 для стенок ригелей 3;
- устанавливают скобы 12, размещая одни их концы в отверстия плит 4 под дополнительные шпонки 13, а другие концы прикрепляют к арматуре 20 для стенки ригеля 3;
- замоноличивают стыки нижних колонн 1 со стенками ригелей 3 и зазоры между стенками ригелей и многопустотных плит 4 перекрытия, образуя при этом железобетонные шпонки 11 и дополнительные шпонки 13;
- после формирования начальной структуры бетона снимают кондукторы 16, при этом в стыках нижних колонн 1 с ригелями 3 образуются отверстия 14 для арматурных выпусков 5 верхних колонн 2;
- после набора бетоном проектной прочности на стыковые узлы нижних колонн 1 с ригелями 3 устанавливают верхние колонны 2, соединяя их с нижними колоннами 1 посредством штепсельных стыков.