СТЫКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОЛОНН ДЛЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНОВ СТРОИТЕЛЬСТВА

Полезная модель относится к области строительства и предназначена для устройства бессварного стыкового соединения сборных железобетонных колонн «штепсельного» типа.
В нормативной литературе представлен бессварной контактный стык колонн с установкой центрирующего стержня, пересекающего горизонтальный шов. При этом стыковка и взаимное центрирование колонн осуществляется путем установки стального стержня в специальные отверстия в стволе верхней и нижней колонн (Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения» к СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции» М., 1986, с.170).
Недостатком этого устройства является отсутствие связей между стержнями рабочей арматуры колонн и как следствие восприятие стыком только сжимающих и сдвигающих усилий.
Известен клеевой бессварной стык, применяемый в гражданском и промышленном строительстве, в котором продольные стержни колонн соединены с помощью муфт из стальных трубок путем обжатия последних или устройства сварных швов, что обеспечивает включение в работу трубок и восприятие стыком изгибающих моментов, поперечных и осевых сил (Рекомендации по проектированию и выполнению контактных стыков с обрывом арматуры в железобетонных колоннах многоэтажных зданий. НИИЖБ, М., 1985, с.45).
К основным недостаткам этого вида соединения колонн можно отнести высокую металлоемкость, потребность в дополнительном механизированном оборудовании и наличие сварочных работ.
Наибольшее распространение среди контактных стыков колонн получили сварные стыки. Для их устройства необходима ванная сварка выпусков продольной арматуры квалифицированными рабочими и последующее замоноличивание полостей мелкозернистым бетоном. (Сборник научных работ. Под ред. Васильева А.П. Стыки сборных железобетонных конструкций. НИИЖБ, М., 1970, с.75).
К основным недостаткам этого вида стыка можно отнести: местную передачу сжимающих напряжений; наличие мокрого процесса как отдельного вида работ, сложная технологическая цепочка устройства стыка усложняет процесс монтажа и приводит к повышенной вероятности появления дефектов, в том числе из-за температурного удлинения выпусков продольной арматуры; высокую трудоемкость, пооперационный контроль при производстве работ.
Наиболее близким к заявленной модели по технической сущности и достигаемому результату является стыковое соединение, описанное в заявке на изобретение RU №2007133819/03, МПК Е04В 1/36, 20.03.2009 Бюл. №8, включающее концевые участки стыкуемых колонн, содержащие косвенное армирование в виде поперечных сеток, скважин в нижележащей части колонны, заполненных цементными или полимерными растворами, в которых размещены рабочие продольные стержни верхней части колонны. Скважина представляет собой отформованную в процессе бетонирования полость, образуемую с помощью извлекаемого по окончанию формования пустотообразователя, имеющую цилиндрическую, конусообразную или многогранную форму с гладкой или ребристой боковыми поверхностями.
К недостаткам такого конструктивно-технологического решения стыкового соединения можно отнести: трудоемкую технологию производства, не соответствие анкеровки продольной рабочей арматуры в скважине нормативным требованиям при использовании цементно-песчаных растворов; наличие концентраций напряжений в бетоне защитного слоя и раннее его повреждение; завышенная металлоемкость из-за обрыва продольных рабочих стержней колонн и необходимость их альтернативной замены. Такое решение не соответствует нормативным требованиям для сейсмических районов.
Предлагаемая полезная модель направлена на создание стыкового соединения сборных железобетонных колонн, способного воспринимать сжимающие, сдвиговые и изгибные усилия при сейсмических воздействиях. Результат достигается тем, что в стыковом соединении сборных железобетонных колонн для сейсмических районов строительства, включающем концевые участки стыкуемых колонн, имеющие косвенное армирование, их торцы с выпусками стержней продольной рабочей арматуры в одной колонне, вставленные и замоноличенные в скважины смежной колонны, согласно полезной модели, концевые участки стыкуемых колонн снабжены закладными деталями, приваренными к продольной рабочей арматуре и соединительными элементами, приваренными к закладным деталям. Указанный эффект достигается за счет устройства в колоннах закладных деталей и их соединения стальной арматурой круглого сечения или пластин, площадь сечения которых определяется расчетом по прочности и деформативности, что обеспечивает нормативные требования по совместной работе рабочей продольной арматуры и ее анкеровке при сейсмических воздействиях.
Полезная модель показана на чертежах.
На фиг.1 приведены торцевые участки колонн штепсельного стыка с закладными деталями и элементы для их соединения, на фиг.2 - вид стыка после монтажа.
Стыковое соединение сборных железобетонных колонн для сейсмических районов строительства включает концевые участки стыкуемых колонн 1 и 2, имеющие сетки косвенного армирования 3. Торец колонны 1 выполнен с выпусками продольной рабочей арматуры 4. В стволе колонн 2 выполнены скважины 5, имеющие отверстия 6 для инъекции в нее раствора. Внутри скважины 5 находится продольная рабочая арматура 7 колонны 2. Площадь сечения продольной рабочей арматуры 4 и 7 колонн 1; 2 определяется расчетом по прочности и деформативности с условием обеспечения нормативных требований по их совместной работе и анкеровке при сейсмических воздействиях.
К продольной рабочей арматуре 4 и 7 приварены закладные детали 8, например, из стальных уголков.
Стыковое соединение снабжено соединительными элементами 9, выполненные, например, из стальных уголков, приваренными электросваркой к закладным элементам 8. Стык замоноличивают раствором 10 через отверстия 6. Для обеспечения соосности колонн и требуемой толщины горизонтального шва в процессе монтажа стыкового соединения между колоннами 1 и 2 предусмотрена центрирующая прокладка 11.
Монтаж стыкового соединения сборных железобетонных колонн для сейсмических районов строительства производят следующим образом. Последовательно устанавливают колонну 2, затем колонну 1, приваривают элементы 9 к закладным деталям 8, инъецируют раствор в скважины 5 через отверстия 6. Контроль качества заполнения определяется выходом раствора из горизонтальной части стыка.
Приведенная выше конструкция стыкового соединения «штепсельного» типа позволяет создать узел с повышенной сдвиговой и изгибной жесткостью для сопротивления сейсмическим нагрузкам, обеспечить восприятие растягивающих усилий, использовать для инъекции различные растворы, в т.ч. цементно-песчаные, сократить срок приложения эксплуатационных нагрузок, осуществлять производство работ в зимнее время, отложив инъекцию раствора на теплый период строительства.