СТЫКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБОБЕТОННОЙ КОЛОННЫ С ПЕРЕКРЫТИЕМ

Полезная модель относится к строительству, в частности, к узлам сопряжения перекрытий с колоннами, и может быть использована при проектировании и строительстве, преимущественно, монолитных жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений.
Из уровня техники известны следующие решения.
Так, из описания к патенту РФ №2121045 (опубликован 27.10.1998) известна колонна, которая содержит металлическую трубу с бетонным ядром внутри, армированным спиральной арматурой таким образом, чтобы спираль либо касалась внутренних стенок трубы, либо отстояла от них не более чем на 2-3 мм.
Также из уровня техники известен строительный элемент в виде стойки, который содержит металлическую предварительно напряженную трубчатую оболочку с торцевыми пластинами, внутри которой коаксиально установлена полая металлическая труба, а пространство между ними заполнено бетоном (патент РФ №49861, опубликованный 10.12.2005).
Недостатком известных решений является недостаточная несущая способность колонны, возникающая из-за ухудшения параметров совместной работы бетонного ядра и стальной оболочки. Нагрузка, действующая на колонну, распределяется на металлическую трубчатую оболочку и бетонное ядро, при этом с течением времени из-за различных коэффициентов поперечного расширения стали и бетона под действием сжимающей нагрузки происходит отслаивание стальной оболочки от ее бетонного ядра. Внешняя трубчатая оболочка стремится оторваться от поверхности бетона, способствуя возникновению в нем радиальных растягивающих напряжений, в результате эффект бокового обжатия и, соответственно, упрочнения бетонного ядра пропадает, из-за чего невозможно использовать ресурс обжатия стальной оболочки полностью в связи с наличием в ней продольных усилий.
За наиболее близкий аналог к патентуемому решению принята конструкция стыкового соединения перекрытия с колонной, включающая трубобетонную колонну, перекрытие и надколонную плиту, при этом на надколонной плите и под надколонной плитой выполнены распределительные подушки в виде цилиндра и установлены в верхней и нижней части колонны, а надколонная плита выполнена сплошной и жестко соединена анкерными стержнями с распределительными подушками, причем зазор между надколонной плитой и верхней и нижней частями колонны составляет 3-5 мм (патент РФ №73682, опубликованный 27.05.2008).
Недостатком наиболее близкого аналога является заполнение зазора между наклонной плитой и верхней и/или нижней частями колонны бетоном при забивании в свежеуложенный бетон жестко закрепленных к распределительной подушке стержней, что приведет к передаче нагрузочного усилия не только на бетон, но и на оболочку колонны, вызывая при этом снижение несущей способности колонны.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является устранение указанных недостатков, исключение возможности передачи нагрузочного усилия на оболочку колонны, упрощение строительства монолитных зданий, создание долговечной и надежной конструкции колонны.
Техническим результатом патентуемого решения является повышение несущей способности трубобетонной колонны, за счет исключения возможности передачи нагрузки на оболочку трубобетонной колонны.
Технический результат достигается за счет использования стыкового соединения трубобетонной колонны с перекрытием, содержащего трубобетонную колонну, представляющую собой оболочку, заполненную бетоном с образованием бетонного ядра, опорную пластину в виде диска, и перекрытие, при этом перекрытие установлено на опорную пластину, а опорная пластина установлена на бетонное ядро с образованием зазора между верхним торцом оболочки и перекрытием, при этом высота зазора меньше толщины опорной пластины, а зазор заполнен податливым материалом.
Благодаря выполнению стыкового соединения трубобетонной колонны с перекрытием, содержащим трубобетонную колонну, представляющей собой оболочку, заполненную бетоном с образованием бетонного ядра, опорную пластину в виде диска и перекрытие, установки перекрытия на опорную пластину, а опорной пластины на бетонное ядро с образованием между верхним торцом оболочки и перекрытием зазора, высотой меньшей толщины опорной пластины, сжимающее усилие через опорную пластину передается только на бетонное ядро трубобетонной колонны, не вызывая при этом возникновения продольных усилий в оболочке, тем самым исключая риск отслаивания оболочки колонны от ее бетонного ядра, сохраняя эффект бокового обжатия оболочкой и, соответственно, упрочнения бетонного ядра, что приводит к повышению несущей способности трубобетонной колонны, а заполнение зазора податливым материалом исключает попадание в него бетона при бетонировании перекрытия, что исключает передачу нагрузки на оболочку трубобетонной колонны, и, также, приводит к повышению несущей способности трубобетонной колонны.
В частном случае реализации полезной модели опорная пластина выполнена из стали. Оболочка может быть выполнена из стали.
В качестве податливого материала использован гидро- или пароизоляционный материал в виде мастики, или герметика, или паронитовой ленты.
Толщина опорной пластины может быть от 8 до 10 мм.
На верхней поверхности опорная пластина может быть выполнена с приваренными арматурными стержнями, благодаря которым осуществляется ее анкеровка к перекрытию и вышестоящей колонне.
Сущность предложенного технического решения поясняется фигурой, на которой приведен продольный разрез стыкового соединения трубобетонной колонны с перекрытием.
Стыковое соединение трубобетонной колонны с перекрытием содержит трубобетонную колонну, опорный элемент 4 и перекрытие 3.
Трубобетонная колонна содержит, преимущественно, металлическую оболочку 1 в виде трубы, заполненную бетоном с образованием бетонного ядра 2, при этом бетон залит несколько ниже торца оболочки 1, преимущественно, от 3 до 5 мм для обеспечения возможности установки в образованную полость (заглубление) опорной пластины 4. Опорная пластина 4 выполнена в виде диска (уплощенного цилиндра), при этом опорная пластина 4 выполнена такой толщины, чтобы она выступала над верхним торцом оболочки 1, причем величина выступа определяется исходя из высоты колонны, допустимой величины сжатия и технологической возможностей производства и составляет, преимущественно, 3-7 мм, и диаметром меньшим, преимущественно, на 1-3 мм внутреннего диаметра оболочки 1 колонны для возможности быть установленной в незаполненную бетоном полость оболочки 1. Опорная пластина 4 выполнена из металла, в частности, из стали. Опорная пластина 4 установлена и опирается на бетонное ядро 2 трубобетонной колонны, передавая сжимающую нагрузку только на бетонное ядро 2, на опорной пластине 4 расположено перекрытие в виде железобетонной плиты 3. Образующийся зазор между верхним торцом оболочки 1 и нижней поверхностью перекрытия 3 заполнен податливым гидро- или пароизоляционным материалом 5, что исключает попадание бетона в указанный зазор при монтаже перекрытия 3, и следовательно, исключает передачу сжимающей нагрузки на оболочку 1 трубобетонной колонны, тем самым повышая ее несущую способность.
В качестве податливого гидро- или пароизоляционного материала (уплотнителя) 5 могут быть использованы мастика, или герметик, или паронитования лента, при этом используемый герметик не должен быть на эпоксидной основе. Гидро- или пароизоляционый податливый материал препятствует проникновению влаги при бетонировании перекрытия, что исключает риск возникновения коррозии элементов конструкции. Благодаря высокой пластичности податливого материала, его легкой сжимаемости под минимальным воздействием он не передает нагрузку на оболочку.
К верхней поверхности опорной пластины 4 могут быть приварены арматурные стержни (на фигуре не показаны), для анкеровки перекрытия 3 и колонны последующего этажа. Стержни расположены с учетом шага арматуры перекрытия.
В частном случае реализации сборку стыкового соединения трубобетонной колонны с перекрытием осуществляют следующим образом.
Устанавливают оболочку трубобетонной колоны 1 и заполняют ее бетоном при помощи бетононасоса или приспособлениями для приема-подачи бетона на 3-5 мм ниже верхнего торца оболочки для последующей фиксации опорной пластины 4. После начала схватывания бетонной смеси поверхность разравнивают при помощи кельмы. Устанавливают опалубку перекрытия 6. Для этого заранее изготовленные щиты с вырезами по профилю трубы и присоединяют к оболочке 1 трубобетонной колонны. Опалубку 6 устанавливают таким образом, чтобы поле опалубки 6 было на одном уровне с верхней плоскостью опорной пластины 4. Опорную пластину 4 толщиной, преимущественно, 8-10 мм устанавливают и фиксируют на бетонном ядре 2 после монтажа опалубки 6, но не ранее чем бетон наберет 50% проектной прочности. После устройства опалубки 6 и установки опорной пластины 4 между ними остается зазор по ширине, примерно, на 1-3 мм больше толщины стенки стальной трубы. Перед осуществлением армирования перекрытия зазор заполняют податливым гидро- или пароизоляционным материалом 5. Затем производят армирование, бетонирование и разопалубливание перекрытия 3.
Таким образом, в результате использования стыкового соединения трубобетонной колонны с перекрытием повышается несущая способность трубобетонной колонны, за счет исключения риска передачи нагрузки на оболочку трубобетонной колонны, происходит улучшение параметров совместной работы бетонного ядра и оболочки, а именно, исключение отслаивания оболочки колонны от ее бетонного ядра из-за различных коэффициентов поперечного расширения стали и бетона под действием сжимающей нагрузки.