КАРКАС ЗДАНИЯ
BUILDING FRAME

Изобретение относятся к строительству и строительным конструкциям общего назначения из высокопрочных фибробетонных облегченных несущих элементов, например, колонн, ригелей, перекрытий и ограждающих элементов, которые могут быть применены при строительстве зданий малой и средней этажности в сейсмических зонах и районах со сложными климатическими условиями на просадочных, пучинистых грунтах и т.п.
Известно изобретение «Конструкция многоэтажного здания» (Патент РФ 2534681 автор Зурабян А.С. публикация 10.12.2014) состоящая из установленных друг на друга через стыки с выпусками арматуры сборных колонн, состоящих из вертикальных ветвей, образующих в плане Г- или Т-образные сечения, сборных ригелей, установленных на этажах между колоннами, из плит перекрытий, опирающихся на ригели, и самонесущих, навесных или несущих наружных стен, отличающаяся тем, что ветви Т- и Г-образных колонн в верхней части имеют выемки с опорой для установки ригеля, снабженного на концах сверху выпусками, соединенными с рабочим армированием ветви верхней колонны.
Конструкция ветви Т- и Г-образных колонн в нижней и верхней частях по краям снабжены соединенными друг над другом петлевыми выпусками арматуры, контур плит в углах повторяет профиль сечений Т- и Г-образных колонн.
К недостаткам данной конструкции следует отнести: большую металлоемкость и сложную конструкцию каркаса; большую трудоемкость арматурных, сварочных и бетонных работ при монтаже каркаса здания.
Известно изобретение «Сборно-монолитный железобетонный каркас здания, сооружения» (Патент РФ 2519082, опубликовано 10.06.2014, авторы Лазарев И.А. и др.) состоящий из колонн, имеющих в плоскости перекрытия пропуски бетона для монолитного узлового соединения, в котором объединяются сборно-монолитные несущие и связевые ригели с колоннами и перекрытием, состоящим из плит перекрытия, опертых непосредственно на несущие ригели, и связевых ригелей. В каркасе применена перевязка загнутых выпусков армирующих канатов в монолитных узлах ригель-колонна, а узел ригель-плита перекрытия выполнен с бетонными шпонками, ограниченными пробками с отверстиями, через которые транзитно проходит арматура, единая для встречных плит, замоноличенная в шпонках и отверстиях пробок, а для контроля заполнения шпонок бетоном предусмотрены отверстия, расположенные над пробками. Монолитная часть ригеля заполняется бетоном. Также снижен нижний защитный слой бетона до допустимого (25-30 мм), а для опирания наружной кладки применены сборные консоли вместо монолитных.
К недостаткам данной конструкции следует отнести: большую материалоемкость и конструктивную сложность каркаса, большую трудоемкость с применением арматурных, сварочных и бетонных работ при монтаже элементов каркаса здания.
Наиболее близким прототипом является известное изобретение «Каркас многоэтажного здания» (US 808607 А1, 1981) каркас здания, содержащий фундамент стаканного типа, вертикальные колонны, ригели и сборные плиты междуэтажных перекрытий
К недостаткам данной конструкции следует отнести: большую материалоемкость и конструктивную сложность каркаса, большую трудоемкость с применением арматурных, сварочных и бетонных работ при монтаже элементов каркаса здания.
Техническим результатом изобретения является: усовершенствование конструкции каркаса с целью повышения его надежности, снижения материалоемкости и трудоемкости при изготовлении и монтаже элементов здания; сокращение арматурных, сварочных и бетонных работ, а также повышение качества и сокращение сроков строительства.
Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются недостатки аналога, который имеет большую металлоемкость и сложную конструкцию каркаса; большую трудоемкость арматурных, сварочных и бетонных работ при монтаже элементов здания.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками изобретения, являются: фундамент стаканного типа, вертикальные колонны, ригели и сборные плиты междуэтажных перекрытий.
Технической задачей изобретения является усовершенствование каркаса здания, которое позволит устранить недостатки аналога.
Поставленная задача решена тем, что каркас здания содержащий фундамент стаканного типа, вертикальные колонны, ригели и сборные плиты междуэтажных перекрытий и, согласно изобретению, имеет венцы с отверстиями квадратного сечения, для соединения с фундаментом посредством вставки, установленной в стакан фундамента и в отверстие венца с одного его торца и с колоннами, установленными в отверстие венца с другого его торца или соединенными с нижними и верхними концами смежных по высоте колонн, установленных в отверстие венца, по внешнему контуру на венцах выполнены фигурные выступы, обеспечивающие сопряжения с выступами ригелей и вырезами ограждающих конструкций, в сопрягаемых плоскостях венцов и ригелей выполнены пазы для шпонок фиксирующие сопрягаемые элементы от смещения; нижняя и верхняя части колонн выполнены квадратного сечения для сопряжения с отверстиями венцов соответствующей формы; плиты перекрытия по контуру имеют полки шириной 120 мм для опирания на несущие ригели; ограждающие конструкции фигурными вырезами навешены на фигурные выступы венцов; перегородки установлены в проемы каркаса и закреплены к колоннам и плитам перекрытия.
Между совокупностью существенных признаков изобретения и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь, каркас здания содержит: фундамент стаканного типа, вертикальные колонны, ригели и сборные плиты междуэтажных перекрытий и дополнительно венцы имеют фигурные выступы по внешнему контуру, обеспечивающие сопряжение с выступами ригелей и вырезами ограждающих конструкций и пазы, для шпонок фиксирующие сопрягаемые элементы от смещения; колонны выполнены квадратного сечения для сопряжения с отверстиями венцов, соответствующей формы; ригели выполнены квадратного или прямоугольного сечения с фигурными выступами на торцах, обеспечивающие сопряжения с венцами и пазы, для шпонок фиксирующие сопрягаемые элементы от смещения; плиты перекрытия по контуру имеют полки шириной 120 мм для опирания на несущие ригели.
Предлагаемая конструкция каркаса здания позволит: отказаться от арматурных, сварочных и бетонных работ на стройплощадке и резко сократить сроки строительства; обеспечить надежность сопрягаемых элементов каркаса и повысить качество монтажа здания; организовать изготовление строительных конструкций высокого качества в заводских условиях и сократить номенклатуру монтажных элементов.
Использование всех существенных признаков позволит получить описываемый технический результат.
Изобретение проиллюстрировано графическими материалами, которые не охватывают весь объем данного технического решения, а являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения:
На фиг. 1 - Каркас здания.
На фиг. 2 - Каркас здания - фрагмент.
Каркас здания содержит: фундаменты 1, соединенные с венцами 2 через вставки 4, венцы 2 выступами 5 сопряжены с выступами 6 ригелей 7 и закреплены шпонками 8 через пазы 9 сопрягаемых плоскостей; нижняя и верхняя части колонн 3 выполнены квадратного сечения и сопряжены с отверстиями венцов 2, а ригели 7 с выступами 6 и пазами 9 для сопряжения с выступами венцов 2 и закреплены шпонками 8; плиты перекрытия 10 по контуру имеют полки 11 шириной 120 мм для опирания на несущие ригели 7; стеновые панели 12 и пилоны угловые 14 навешены на выступы 5 венцов 2 и закреплены к колоннам 3 и ригелям 7; перегородки 13 установлены в проемы и закреплены к плите перекрытия 10 и колоннам 3.
Монтаж каркаса выполняют поэтажно по шаблону или кондуктору, с фиксацией колонн, ригелей и венцов, на высокопрочной пластичной бетонной смеси или мастике, и после достижения требуемой прочности сопряжения, переходят к монтажу следующего этажа.
Монтаж каркаса на нулевой отметке выполняют в следующем порядке: на подготовленное основание, после разметки, устанавливают фундаменты 1 в стакан которых устанавливают вставку 4, на вставку 4 монтируют венец 2. На выступы 5 венцов 2 опирают ригели 7, фиксируя их шпонками 8 от вертикальных и поперечных перемещений, на ригели 7 монтируют плиты перекрытия 10.
Типовой этаж монтируют в следующем порядке: колонны 3 устанавливают в отверстия 5 венцов 2 и временно закрепляют их в проектном положении; в верхней части колонн 3 монтируют венцы 2, а затем ригели 7 фиксируя их шпонками 8 от вертикальных и горизонтальных перемещений; на ригели 7 укладывают плиты перекрытия 10, а стеновые панели 12 и пилоны угловые 14 фигурными вырезами навешивают на выступы 5 венцов 2 и закрепляют к колоннам 3 и ригелям 7; перегородки 13 монтируют и закрепляют к плите перекрытия 10 и колоннам 3.
Такой способ монтажа элементов каркаса создает оптимальные условия быстрого и качественного возведения каркаса и гарантирует надежность при эксплуатации здания в сейсмических зонах и районах со сложными климатическими условиями на просадочных, пучинистых грунтах и т.п.