МНОГОЭТАЖНОЕ ЗДАНИЕ С РАМНО-СВЯЗЕВЫМ КАРКАСОМ

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована при возведении многоэтажных зданий с рамно-связевым каркасом из сборно-монолитного железобетона.
Известна конструкция многоэтажного здания каркасной конструктивной системы, ее элементами являются сборные колонны с закладными деталями, вертикальные диафрагмы с закладными деталями и полками для опирания плит перекрытия, плиты перекрытия. Элементы сборных колонн в целях снижения трудоемкости при монтаже выполняют размером на 3-5 этажа. Колонны и вертикальные диафрагмы соединяют сваркой закладных деталей с использованием стыковых стержней и дальнейшим замоноличиванием. Плиты перекрытия опираются на полки панелей диафрагмы. (Железобетонные и каменные конструкции: Учеб. Для строит. Спец. вузов / В.М. Бондаренко, Р.О. Бакиров, и др. Под ред. В.М. Бондаренко. - 4-е изд., доп. - М.: Высш. шк., 2007. - 997 с, с. 500-501).
Недостатком известной конструкции является повышенная трудоемкость и металлоемкость изготовления сборных колонн с закладными деталями по сравнению с колоннами без закладных;
- при производстве сборных диафрагм с закладными деталями усложняется схема их армирования, увеличивается номенклатура арматурных и закладных изделий, существенно возрастает расход стали (до 36%);
- увеличение номенклатуры сборных колонн и диафрагм, трудности унификации конструкций, увеличение трудозатратзатрат и времени на их проектирование;
- сварные соединения закладных деталей обладают большой податливостью, что увеличивает деформативность здания и уменьшает его комфортность, они подвержены коррозии и воздействию высоких температур при пожаре, плохо работают при динамических воздействиях;
- при устройстве сопряжений закладных деталей диафрагм и колонн требуются дополнительные сварочные работы, работы по омоноличиванию выемок диафрагм под закладные детали мелкозернистым бетоном;
- при несоответствии фактического и проектного расположения закладных деталей колонн и диафрагм монтаж этих конструкций существенно усложняется или становится невозможен.
Известно многоэтажное здание каркасно-стеновой конструктивной системы из сборно-монолитного железобетона, описанное в патенте на изобретение Российской Федерации №2441965, опубликованном 10.02.2012. Здание включает сборные железобетонные колонны, выполненные на несколько этажей, и монолитные железобетонные диски перекрытий. Колонны стыкуются по высоте здания по типу штепсельного соединения арматуры в отверстиях колонн на клеевом растворе. Торцевые плоскости колонн в пределах ядра сечения выполнены криволинейными полигональными в виде чаши по верхней плоскости обреза колонн и в виде усеченной пирамиды или шара по нижней. В узлах сетки колонн в уровнях монолитных перекрытий установлены ортогонально расположенные линейные жесткие вставки. Вставки оперты на горизонтальные участки колонн с анкеровкой выпусков в плитах за пределами поперечного сечения колонн. Здание снабжено диафрагмами жесткости, выполненными из сборных стеновых панелей высотой на этаж с петлевыми выпусками различной длины. Петлевые выпуски предназначены для анкеровки панелей в уровнях перекрытий, фундаментов и со смежными панелями по высоте здания.
Недостатками такой конструктивной схемы многоэтажного здания являются:
- установка в узлах сетки колонн в уровнях монолитных перекрытий ортогонально расположенных линейных жестких вставок по типу скрытой капители не исключает необходимость установки поперечной арматуры плиты перекрытия при ее работе на продавливание и поперечную силу, но усложняет схему армирования таких узлов, повышает трудоемкость и материалоемкость при их устройстве;
- предлагаемый узел сопряжения сборных диафрагм жесткости по высоте здания при помощи сваривания петлевых выпусков не обеспечивает жесткое взаимное закрепление диафрагм между собой, необходимое для надежной пространственной работы здания;
- сварные соединения петель обладают большой податливостью, что увеличивает деформативность здания и уменьшает его комфортность, они подвержены коррозии и воздействию высоких температур при пожаре, плохо работают при динамических воздействиях;
- при устройстве узлов сопряжений диафрагм требуются дополнительные сварочные работы при взаимном закреплении петель, работы по омоноличиванию пустот диафрагм высокопрочным тиксотропным бетоном:
- при производстве сборных диафрагм предлагаемой конструкции требуется усложнение опалубочной системы для устройства пустот на нижнем торце диафрагмы для доступа к петлевым выпускам;
- при установке сборных диафрагм на поверхность монолитного перекрытия требуется устройство монтажного слоя из высокопрочного мелкозернистого бетона, что повышает трудоемкость и материалоемкость, время производства работ;
- монтаж сборных диафрагм на монолитное перекрытие возможен только после набора прочности бетоном перекрытия, что снижает вариативность процесса производства работ;
- применение стенок жесткости из диафрагм при отсутствии диафрагмовых колонн не обеспечивает эксплуатационную надежность работы монолитного перекрытия при продавливании по контуру диафрагмы:
- даже при незначительном несоответствии фактического и проектного расположения петель смежных диафрагм их монтаж будет существенно затруднен;
- при монтаже для совмещения и последующей сварки петель смежных по высоте здания диафрагм требуется очень высокая точность.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является снижение трудоемкости и материалоемкости работ по возведению здания, сокращение времени монтажа конструкций и повышение эксплуатационной надежности каркаса.
Технический результат достигается за счет того, что многоэтажное здание с рамно-связевым каркасом из сборно-монолитного железобетона, включает сборные железобетонные колонны, выполняемые на несколько этажей, железобетонные диски перекрытий, выполненные в виде монолитных железобетонных плит; здание снабжено диафрагмами жесткости, выполненными высотой на этаж с петлевыми выпусками для анкеровки панелей в уровнях монолитных железобетонных перекрытий, фундаментов и со смежными панелями стен по высоте здания, отличается тем, что диафрагмы жесткости по верхним и нижним граням имеют петлевые выпуски одинаковой длины, причем петлевые выпуски на верхней грани диафрагмы смещены относительно петлевых выпусков на нижней грани диафрагмы, верхняя грань диафрагмы имеет не менее двух опорных выступов, петлевые выпуски на нижней и верхней гранях диафрагмы могут быть образованны за счет применения гнутых арматурных сеток, между петлевыми выпусками двух смежных по высоте здания диафрагм может быть пропущен арматурный стержень.
Таким образом, совокупность заявляемых признаков позволяет снизить трудоемкость и материалоемкость работ по возведению здания, сократить время монтажа конструкций и повысить эксплуатационную надежность каркаса.
Заявляемый техническое решение обладает новизной, отличаясь от прототипа перечисленными выше признаками, и обеспечивает достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Заявляемое многоэтажное здание с рамно-связевым каркасом может получить широкое применение при строительстве многоэтажных зданий. Сущность предлагаемого многоэтажного здания с рамно-связевым каркасом поясняется чертежами:
на фиг. 1 - изометрическая проекция;
на фиг. 2 - вид спереди;
на фиг. 3 - вид/разрез справа;
на фиг. 4 - изометрическая проекция;
на фиг. 5 - диафрагма.
Разработанное конструктивное решение многоэтажного здания с рамно-связевым каркасом из сборно-монолитного железобетона включает сборные железобетонные колонны 1, железобетонные диски перекрытий 2 и диафрагмы 3 жесткости. Колонны 1 выполнены сборными железобетонными высотой на один или несколько этажей. Диафрагмы 3 жесткости, выполнены высотой на этаж с петлевыми выпусками 4, 5 для анкеровки в уровнях монолитных железобетонных дисков перекрытий 2, фундаментов и со смежными диафрагмами 3 по высоте здания. Диафрагмы 3 жесткости по верхним 6 и нижним 7 граням имеют петлевые выпуски 4, 5 одинаковой длины, причем петлевые выпуски 4 на верхней грани 6 диафрагмы 3 смещены относительно петлевых выпусков 5 на нижней грани 7 диафрагмы 3. Рабочее армирование диафрагмы 3 выполнено двумя гнутыми сетками 8, 9, смещенными одна относительно другой вдоль диафрагмы 3 на некоторое расстояние, одна такая сетка 8 выступает за верхнюю грань 6 диафрагмы 3, другая 9 за нижнюю грань 7 диафрагмы 3, образуя соответственно петлевые выпуски 4, 5 одинаковой длины. Верхняя грань 6 диафрагмы 3 имеет не менее двух опорных выступов 10 из бетона, высотой не более толщины перекрытия 2, для опоры вышестоящей диафрагмы 3. Железобетонные диски перекрытия 2 формируются в процессе монтажа, выполняются плоскими с возможностью устройства железобетонных капителей.
При монтаже в первую очередь любым способом устанавливаются сборные железобетонные колонны 1 высотой на несколько этажей, с обеспечением проектного закрепления с фундаментными конструкциями. Колонны 1 имеют разрывы 11 на уровне перекрытий 2, величиной не более толщины перекрытия 2. Далее устанавливаются диафрагмы 3. После выверки каждой диафрагмы 3, обеспечивается ее временное закрепление с колоннами 1 при помощи сборно-разборных кондукторов 13 или других приспособлений. Следующим этапом выполняется укладка на горизонтальные поверхности опорных выступов 10 слоя подготовки из раствора, поле чего выполняется установка и временное закрепление диафрагм 3 следующего этажа аналогичным способом. Можно отметить, что диафрагмы 3 последующего этажа устанавливаются практически сразу, после монтажа нижних диафрагм 3, нет необходимости выжидать время набора прочности для перекрытия 2. Петлевые выпуски 4 на верхней грани 6 диафрагмы 3 смещены относительно петлевых выпусков 5 на нижней грани 7 диафрагмы 3, следовательно, облегчается монтаж диафрагм 3 и обеспечивается усиление конструкции за счет частичного перекрытия петлевых выпусков 4 на верхней грани 6 нижней диафрагмы 3 и нижней грани 7 верхней диафрагмы 3. После монтажа диафрагм 3 обоих этажей, между их торцами образуется зазор, по величине равный разрыву 11 колонны 1 и толщине перекрытия 2. В соответствии с отметкой низа перекрытия устанавливается опалубка, удерживаемая системой инвентарных стоек и распределительных балочных клеток. В опалубку укладывается проектная арматура, которая может быть пропущена через разрывы 11 колонн 1, зазоры между диафрагмами 3 вместе с петлевыми выпусками 4, 5 диафрагм 3, так же арматурный стержень 12 может быть пропущен между петлевыми выпусками вдоль горизонтальных граней 6, 7 диафрагм. При бетонировании перекрытия 2 одновременно заполняются разрывы 11 колонн 1, зазоры между диафрагмами 3 вместе с петлевыми выпусками 4, 5 диафрагм 3 и арматурой, образуя диск перекрытия 2.
После набора прочности бетона диска перекрытия 2 формируются сборно-монолитные узлы сопряжения сборных колонн 1, диафрагм 3 и монолитного перекрытия 2. обеспечивающие работу каркаса на восприятие вертикальных и горизонтальных нагрузок.
Далее сборно-разборные кондукторы 13 демонтируются и диафрагмы 3 соединяются с колоннами 1 только в уровнях перекрытий 2. Образуемые сборно-монолитные узлы сопряжения вертикальных конструкций и плоских перекрытий включаются в пространственную работу каркаса здания и позволяют отказаться от соединения колонн и диафрагм с помощью закладных деталей.