СПОСОБ НАРАЩИВАНИЯ ТРУБОБЕТОННЫХ КОЛОНН И ИХ СОПРЯЖЕНИЯ С ПЕРЕКРЫТИЯМИ
METHOD TO BUILD-UP PIPE-CONCRETE COLUMNS AND TO JOIN THEM WITH SLABS

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении несущего остова малоэтажных, многоэтажных и высотных каркасных зданий с вертикальными несущими конструкциями из трубобетонных элементов.
Известен способ соединения трубобетонных колонн по высоте и перекрытиям, включающий соосное сопряжение стальных труб, заполненных бетоном, при помощи болтового соединения через сварные фланцы, которые играют роль капителей, воспринимающих нагрузку от междуэтажных перекрытий [1].
Недостатками данного способа является высокая трудоемкость изготовления узла сопряжения стальных оболочек колонн за счет сварки фланцевых стыков, а также низкая несущая способность из-за концентрации напряжений, возникающих в стенке металлической трубы от междуэтажных перекрытий.
Наиболее близким прототипом к заявленному объекту является заявка на изобретение №2011110440 «Способ соединения трубобетонных колонн по высоте и перекрытиям», который осуществляется с помощью соединительной гильзы, имеющей внутренние отгибы стенки на 1/2 ее высоты, а в плоскости расположения отгибов размещается цилиндрический пояс [2].
Недостатком заявленного решения является высокая трудоемкость работ по изготовлению соединительной гильзы, а при отгибе прорезей внутрь происходит деформация стенки гильзы, что осложняет размещение цилиндрического пояса или опорного «воротника».
Цель изобретения заключается в повышении технологичности узлов наращивания трубобетонных колонн и их сопряжения с перекрытиями за счет совершенствования конструкций стыков и способов обеспечения совместной работы бетонного ядра и стальной оболочки.
Поставленная задача достигается путем устройства отверстий в стенке стальной трубы и заведения в них несущих конструкций балочного или безбалочного перекрытий, а также устройства вертикальных прорезей стенки монтажного оголовка, что снижает трудоемкость работ по его креплению к внутренней части трубы и повышает надежность соединения. Кроме того, незакрепленная часть монтажного оголовка может иметь внутренние отгибы стенки на угол α=90° к образующей.
На фиг.1 представлена общая концепция наращивания трубобетонных колонн при их сопряжении с балочным перекрытием. Где показано омоноличивание стальной трубы (1), установленной в проектное положение, и междуэтажного перекрытия (8) бетонной смесью (7), а также смонтированная вышележащая труба (9). Стальная труба (1) оснащена монтажным оголовком (3), обеспечивающим ее стыковку с вышележащей трубой (9), и опорным «воротником» (2), служащим опорой балок (4), по которым уложена несъемная опалубка (5) (например профилированный настил) и размещена арматура перекрытия (6). Для заведения балок (4) в тело колоны, стальная труба (1) имеет отверстия (10). Поперечный разрез сопряжения трубобетонных колонн с балочной системой перекрытия приведен на фиг.2. На фиг.3 показано соединение нижележащей стальной трубы (1) с вышележащей (9). Монтажный оголовок (3) закреплен на внутренней поверхности стальной трубы (1) при помощи сварного соединения через вертикальные прорези стенки (11). На фиг.4 представлен общий вид монтажного оголовка (3) с имеющимися вертикальными прорезями стенки (11). Общий вид монтажного оголовка (3) с внутренними отгибами стенки (12), служащими для дополнительной передачи напряжений с оболочки колонны на бетонное ядро, показан на фиг.5. На фиг.6 проиллюстрирована общая концепция наращивания трубобетонных колонн при их сопряжении с безбалочным перекрытием. Где показано омоноличивание стальной трубы (1) и междуэтажного перекрытия (8) бетонной смесью (7). Стальная труба (1) оснащена монтажным оголовком (3), обеспечивающим ее стыковку с вышележащей трубой (9), и опорным «воротником» (2), служащим опорной зоной перекрытия (8), а также для размещения арматуры перекрытия (6). Так же, в отдельных случаях, через отверстия (10) в стальной трубе (1) могут пропускаться пересекающие арматурные стержни (14), соединяемые с арматурой перекрытия (6). Для устройства междуэтажных перекрытий, в данном примере, рассмотрена стоечно-балочная опалубочная система (13), на практике возможно применение других систем. Поперечный разрез сопряжения трубобетонной колонны с безбалочной системой перекрытия приведен на фиг.7.
Технологическая последовательность состоит из монтажа стальных труб (1), имеющих отверстия (10) и оснащенных опорными «воротниками» (2), в проектное положение с последующей их выверкой, временным и постоянным закреплением. Производится установка в верхнюю свободную часть стальной трубы (1) монтажного оголовка (3), его выверка и закрепление при помощи сварки через вертикальные прорези стенки (11). Причем, для повышения качества строительно-монтажных работ и темпов возведения каркаса здания, процесс оснащения стальных труб (1) монтажными оголовками (3) и опорными «воротниками» (2), а также устройство отверстий (10) в стальных трубах (1, 9) целесообразно выполнять в заводских условиях, а на строительной площадке использовать монтажные элементы. Далее при балочной системе перекрытий в отверстия (10), выполненные в стальной трубе (1), заводятся металлические балки (4) и размещаются на опорном «воротнике» (2) с последующим закреплением, укладывается несъемная опалубка (5) (например профилированный настил), осуществляется раскладка арматуры перекрытия (6). В случае использования безбалочных перекрытий технологическая последовательность состоит в устройстве опалубочной системы перекрытия (13), укладке арматуры перекрытия (6) и, в отдельных случаях, пропуске через отверстия (10), выполненные в стальной трубе (1), пересекающих арматурных стержней (14). Затем, производится заполнение бетонной смесью (7) конструкций колонн и перекрытия. После выполненных технологических операций осуществляется монтаж вышележащих стальных труб (9) в проектное положение и весь цикл работ повторяется.
Литература
1. Современное высотное строительство. Монография. М.: ГУП «ИТЦ Москомархитектуры», 2007. - 464 с.
2. Способ соединения трубобетонных колонн по высоте и перекрытиям. Афанасьев А.А., Курочкин А.В. Заявка на изобретение №2011110440: БИПМ, 2011, - №17.