КАРКАС ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована при возведении зданий, в том числе в сейсмически активных районах.
Известен аналог - железобетонный каркас - патент РФ №115793, 10.05.2012, образованный колоннами, ригелями и панелями перекрытий, в пролете между ригелями для совместной работы панелей перекрытия с соседними по диску панелями перекрытий замоноличены швы между панелями перекрытий, имеющих на продольных торцевых поверхностях рельефные пазы и углубления с образованием в них при замоноличивании шпонок из цементно-песчаного раствора, мелкозернистого бетона, препятствующих взаимному смещению панелей перекрытия.
Недостатком аналога является недостаточная стойкость к сейсмической активности, обусловленная малой прочностью ригеля и отсутствием надежной связи между ригелями и колоннами.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому техническому решению является каркас зданий и сооружений, патент РФ №122676, 07.06.2012, выбранный в качестве прототипа, содержащий железобетонные колонны с проемами в уровне перекрытий, железобетонные ригели, жестко сопряженные между собой, и плиты перекрытия, при этом ригели выполнены сборно-монолитными в виде пространственных тел со сборной предварительно напряженной нижней частью, имеющей лоткообразную форму, на внутренней поверхности которой выполнен по меньшей мере один клиновидный выступ, и примоноличенной верхней частью в виде монолитного железобетонного пояса, нижняя часть которого размещена в лотке, а верхняя - между торцами плит, в примоноличенной верхней части ригеля и в по меньшей мере одной внутренней полости по меньшей мере одной плиты перекрытия размещена арматура.
Недостатком прототипа является недостаточная стойкость к повышенной сейсмической активности, достигающей 9 балллов.
Технической задачей полезной модели является увеличение стойкости каркаса зданий и сооружений к сейсмической активности.
Решение технической задачи в каркасе зданий и сооружений, содержащем железобетонные колонны с проемами в уровне перекрытий, железобетонные ригели, жестко сопряженные между собой в проемах колонн, и плиты перекрытия, в котором ригели выполнены сборно-монолитными в виде пространственных тел со сборной предварительно напряженной нижней частью, имеющей лоткообразную форму, на внутренней поверхности которой выполнен по меньшей мере один клиновидный выступ, и примоноличенную верхнюю часть в виде монолитного железобетонного пояса, нижняя часть которого размещена в лотке, а верхняя - между торцами плит, а в примоноличенной верхней части ригеля и в по меньшей мере одной плите размещена арматура, обеспечивается тем, что боковые поверхности плит имеют углубления для шпонок, плиты установлены с зазором одна относительно другой, зазор между плитами заполнен бетоном с образованием шпонок, внутренние поверхности нижней лоткообразной части ригеля имеют углубления для шпонок, арматура колонны в узле стыка колонны и ригелей фиксируется хомутом, соединение арматуры колонн осуществляется ванной сваркой.
На фиг. 1 представлено трехмерное изображение каркаса здания.
На фиг. 2 - каркас здания на плане этажа здания.
На фиг. 3 - сечение А-А в месте сопряжения ригеля с плитами перекрытия.
На фиг. 4 - конструкция лоткообразной части ригеля каркаса здания.
На фиг. 5 - сечение Б-Б в месте сопряжения плит перекрытия.
На фиг. 6 - сечение В-В в месте сопряжения колонны и ригеля.
На фиг. 7 - сечение Г-Г в месте сопряжения колонны и ригеля.
Каркас зданий и сооружений, содержащий железобетонные колонны 1 с проемами 2 в уровне перекрытий, железобетонные ригели 3, жестко сопряженные между собой, и плиты перекрытия 4, в котором ригели 3 выполнены сборно-монолитными в виде пространственных тел со сборной предварительно напряженной нижней частью 5, имеющей лоткообразную форму, на внутренней поверхности которой выполнен по меньшей мере один клиновидный выступ 6, и примоноличенную верхнюю часть 7 в виде монолитного железобетонного пояса, нижняя часть которого размещена в лотке нижней части 5, а верхняя - между торцами плит перекрытия 4, в примоноличенной верхней части 7 ригеля 3 и в по меньшей мере одной плите перекрытия 4 размещена арматура 8, боковые поверхности плит 4 имеют углубления 9 для шпонок 10, плиты 4 установлены с зазором 11 одна относительно другой, зазор 11 между плитами заполнен бетоном с образованием шпонок 10, внутренние поверхности нижней лоткообразной части 5 ригеля 3 имеют углубления 12 для шпонок, арматура 13 колонны 1 в узле стыка колонны 1 и ригелей 3 фиксируется хомутом 14, соединение арматуры 13 колонн 1 осуществляется ванной сваркой.
Рассмотрим пример конкретной реализации каркаса зданий и сооружений. Колонны 1 изготавливаются в заводских условиях путем литья бетона в опалубку с предварительно установленной арматурой 13. На месте строительства осуществляют сборку изготовленных в заводских условиях элементов. В уровне перекрытий оставляют проемы 2. Лоткообразная нижняя часть 5 ригеля 3 изготавливается в заводских условиях путем заливки преднапряженной арматуры 16 бетоном. На месте строительства лоткообразная нижняя часть 5 ригеля 3 устанавливается напротив проемов 2 в колоннах 1. В лоткообразную полость ригеля 3 устанавливается арматура 17, которая связывается с хомутами 18 арматурных каркасов. Плиты перекрытия 4 устанавливаются на полки сборных деталей ригелей 5, арматура 8 монолитной шпонки плиты 4 пропускается через место, где будет залита бетоном верхняя часть 7 ригеля 3. Лоткообразная полость ригеля 3 заливается бетоном. Так образуется верхняя часть 7 ригеля 3, которая замоноличивается с нижней частью ригеля 5 и колонной 1 и связывает арматуру 8 плиты 4. Плиты перекрытия 4 устанавливаются с зазорами 11 друг относительно друга. В зазоры 11 между плитами устанавливается арматура 18, которая стягивается хомутами 19. Зазоры 11 заливают бетоном, образуя шпонки 10, которые надежно фиксируют плиты между собой.
Технический результат полезной модели достигается благодаря:
1. применению шпонок на боковых поверхностях плит для объединения плит монолитными участками, которые увеличивают общую жесткость и непрерывность конструктивного решения плиты перекрытия,
2. применению шпонок на лоткообразной нижней части ригеля для увеличения связи нижней части ригеля с замоноличенной верхней частью ригеля,
3. применению стягивающих хомутов в узлах стыков колонн и ригелей,
4. стыковке арматуры колонн ванной сваркой.