БЕСКАРКАСНОЕ ЗДАНИЕ

Полезная модель относится к строительству, в частности к высотным общественным зданиям, и может быть использована для сооружения высотного здания с большим пролетом без промежуточных опор.
Известны различные типы перекрытий, диафрагм жесткости и бескаркасных зданий (SU №№619114, 765489, 779525, 812905, 821671, 983239, 1073395, 1747655, 1760059, 1768737, RU №№47936, 2026941, 2045646, 2121049, 2277619, US №№3722168, 4189883, 4285173, 4295310, 4335557, 4894967, 5038541, 5528866, 6415581, 6651393, 6955016, FR №2077206, JP №№5171694, 2000336756, 2003227172, EP №1522647).
Наиболее близким по технической сущности можно считать бескаркасное здание, содержащее технические этажи и функциональные этажи, образованные между междуэтажными перекрытиями, опертыми на наружные ограждающие конструкции на проектных отметках здания, а также сплошные (монолитные) вертикальные и горизонтальные диафрагмы жесткости (RU №2121049,1998).
Недостатками известного технического решения являются ограниченность этажности, узость компоновочных возможностей при проектировании технических и функциональных этажей зданий, недостаточная устойчивость здания, неравнопрочность этажей и не равномерное распределение нагрузки на ограждающие конструкции, большая вероятность брака в связи со сложностью контроля скрытых работ при сборке перекрытия и формирования диафрагм жесткости на его рабочей высоте.
Технической задачей полезной модели является создание эффективной конструкции бескаркасного здания и расширение арсенала бескаркасных зданий.
Технический результат -расширение компоновочных возможностей при проектировании зданий, повышение устойчивости здания благодаря многослойному исполнению из параллельных горизонтальных диафрагм жесткости, обеспечение равнопрочности этажей и равномерного распределения нагрузки на ограждающие конструкции, снижение вероятности брака.
Сущность полезной модели состоит в том, что бескаркасное здание содержит технические этажи и функциональные этажи, образованные между
междуэтажными перекрытиями, опертыми на наружные ограждающие конструкции, а также блоки, панели пола и потолка, и диафрагмы жесткости, каждое междуэтажное перекрытие выполнено в виде опертой на ограждающие конструкции полой горизонтальной диафрагмы жесткости здания, образованной из жестко связанных между собой панелей потолка, блоков и панелей пола, причем панели пола и потолка охватывают указанные блоки с возможностью размещения внутри междуэтажного перекрытия этажа здания, по меньшей мере, один из которых выполнен в виде технического этажа, при этом блоки каждого междуэтажного перекрытия расположены под прямым углом к блокам соседних междуэтажных перекрытий.
Предпочтительно панели пола и потолка выполнены сдвоенными, а блоки междуэтажных перекрытий собраны из балочных ферм, состоящих из стальных трубчатых элементов, по меньшей мере, одно из междуэтажных перекрытий выполнено в виде автономного технического этажа со служебными помещениями, каждое междуэтажное перекрытие выполнено в предварительно собранном на уровне первого этажа виде.
На фиг.1 изображена схема блока междуэтажного перекрытия, на фиг.2 - вид в плане на междуэтажное перекрытие, на фиг.3 - фрагмент здания в разрезе.
Бескаркасное здание содержит технические этажи 4 и функциональные этажи 5, образованные между междуэтажными перекрытиями, опертыми на наружные ограждающие конструкции 2 на проектных отметках здания (на фиг.3 обозначения этажей 4, 5 вынесены на линии, соответствующие высоте этажей, проведенные параллельно зданию, чтобы не перегружать чертеж). Каждое междуэтажное перекрытие выполнено из параллельно установленных сдвоенных (парных) панелей 6 пола и параллельно установленных сдвоенных (парных) панелей 7 потолка, и блоков 1, жестко соединенных между собой (замоноличенных) с образованием горизонтальной диафрагмы жесткости здания, опертой ограждающие конструкции 2 и технологически (т.е. не монолитно) скрепленной с ними. Панели 6, 7 пола и потолка охватывают блоки 1, имеющие соответствующую высоту, с возможностью размещения внутри каждого междуэтажного перекрытия этажа 4 здания, высота которого равна высоте блока 1. Блоки 1 каждого перекрытия расположены под прямым углом к блокам 1 соседних перекрытий. Все или, по меньшей мере, одно из перекрытий выполнено в виде автономного технического этажа 4 со служебными помещениями, расположенными между сдвоенными
панелями 6, 7 пола и потолка.
Блоки 1 перекрытий собраны из балочных ферм, состоящих из стальных трубчатых элементов 3. Технические этажи 4 и функциональные этажи 5 выполняются с соотношением высоты не более 1:2 (т.е. высота этажа 5 не превышает удвоенной высоты этажа 4). Расчетная схема ферм учитывает нагрузку 2-х этажей 4, 5 и предусматривает устройство "проходов" (в архитектурном смысле) предназначенных для эксплуатационных нужд. Перекрытие выполнено в предварительно собранном на уровне первого этажа виде.
Бескаркасное здание монтируется следующим образом.
Очередное перекрытие собирается в виде законченного этажа 4 и оснащается всеми проектными коммуникациями и отделочными элементами на "земле", т.е в основании высотного здания. Монтаж готовых этажей 4 осуществляется лебедками по системе сверху-вниз (иначе называемый "метод подращивания", который предусмотрен СНиП 12-01-2004 Организация строительства, и СНиП 3.01.01-85* Организация строительного производства, фигурирует также в разделе "Классификация методов и технологических схем монтажа строительных конструкций", "Строительные работы. Монтаж промышленных и гражданских сооружений"). При этом готовые перекрытия (этажи 4) начинают монтироваться с верхней проектной отметки. Междуэтажное перекрытие (этаж 4) опирается на ограждающие конструкции 2 здания и скрепляется с ним технологическим соединением.
Междуэтажные перекрытия (этажи 4) устанавливаются на проектных отметках здания, образуя между собой пространство этажей 5. Каждое следующее перекрытие поворачивается на угол 90°, т.е. блоки 1 каждой пары соседних перекрытий (этажей 4) взаимно перпендикулярны, в результате чего этажные нагрузки равномерно распределяются на ограждающие конструкции 2 здания. (Угол 90° выдерживается с точностью, принятой в строительстве). Образуемое пространство этажей 5 ограничивается потолком 7 верхнего перекрытия и полом 6 ниже лежащего перекрытия (этажа 4). Это позволяет создавать необходимый объем помещений этажей 5 внутри высотного здания.
Здание эксплуатируется следующим образом.
Внутренний объем этажа 4 используется под вспомогательные помещения высотного здания - служебные офисы, технические помещения, туалеты, склады, кухни, бары и прочее. Выполнение блоков 1 из ферм и сдвоенных панелей 6, 7 создает жесткую конструкцию перекрытий (этажей 4), не требующих
промежуточных опор (конструкций). В результате каждый этаж 5, создаваемый между соседними междуэтажными перекрытиями (этажами 4), не содержит внутренних несущих конструкций и имеет максимально возможный для конкретного здания полезный объем этажей 5, который может быть использован по замыслу архитектора. Этаж 5 может быть использован под кинотеатр, конференц-зал, ресторан, спорт-зал, торговый зал, т.е. любое помещение общественного назначения. Полученный конструктивный эффект, условно называемый "сэндвич", с конструктивно развязанными между собой междуэтажными перекрытиями, позволяет архитектору свободно решать проблемы функционального использования этажных объемов высотного здания.
Межэтажные перекрытия данного бескаркасного здания выполнены в виде законченных этажей 4 здания, между которыми создается пространство, полезный объем которого используется как помещение функционального этажа 5. Для многофункциональных высотных зданий данная конструкция просто незаменима.
В результате полезной модели создана эффективная конструкция бескаркасного здания и расширен арсенал бескаркасных зданий.
При этом расширены компоновочные возможности при проектировании зданий, так как каждое перекрытие нагружено весом только одного технического этажи и одного функционального этажа, повышена устойчивость здания благодаря многослойному исполнению из кинематически не связанных горизонтальных диафрагм жесткости, обеспечены равнопрочность этажей и равномерность распределения нагрузки на ограждающие конструкции за счет взаимно перпендикулярного расположения блоков соседних диафрагм жесткости, может быть повышена допустимая этажность, сокращены сроки и снижена трудоемкости строительства, сокращен расход строительных материалов, снижена вероятность брака благодаря контролю скрытых работ при сборке перекрытия на земле.