МНОГОЭТАЖНОЕ ЖИЛОЕ ЗДАНИЕ
MULTI STOREY RESIDENTIAL BUILDING

Изобретение относится к области строительства многоэтажных протяженных зданий, преимущественно жилых зданий.
Известно многоэтажное панельное здание, содержащее центральные и крайние жилые модули, образуемые наружными и внутренними продольными и поперечными стенами и объединенные диском перекрытия, состоящего их плит; в наружных стенах расположены эркеры, часть из которых в крайних модулях соединена одним концом с внутренней продольной стеной в зоне соединения этого конца эркера с наружной стеной; здание снабжено рамами, установленными поэтажно в крайних модулях параллельно продольной оси здания в зоне соединения другого конца эркера с наружной стеной здания; продольные стены в крайних модулях выполнены несущими, а стык плит перекрытия расположен на ригеле рамы и соединен с ним; несущими элементами являются рамы и несущие наружные стены фасада, RU 47412 U1, опубл. 27.08.2005.
Такое конструктивное решение приводит к образованию в каждом торце здания по два ядра жесткости, однако такое решение не позволяет создать конструкцию протяженного здания с высокой пространственной жесткостью и устойчивостью.
Известно многоэтажное жилое здание, содержащее два последовательно расположенных жилых блока коридорного типа с фасадными, торцевыми и коридорными стенами, расположенный между торцевыми стенами блоков лестнично-лифтовый узел, включающий холл каждого этажа, лестничные пролет, шахту лифта с проемом, при этом в каждом жилом блоке в два ряда расположены поперечно-ориентированные квартирные модули, причем площадь квартирных модулей ограничена фасадными, квартирными и коридорными стенами жилых блоков; проем шахты лифта расположен напротив торцевой стены одного из жилых блоков дома; внутренние перегородки квартирных модулей выполнены демонтируемыми, RU 2297501 С1, опубл. 20.04.2007.
Данное техническое решение принято за прототип настоящего изобретения.
Недостатком известного технического решения является невысокая устойчивость здания, обусловленная отсутствием вертикальных элементов жесткости, обеспечивающих противодействие горизонтальным нагрузкам, вызывающим изменения в распределении давления сверху, что влечет за собой деформацию и неустойчивость всего здания.
Задачей настоящего изобретения является увеличение надежности и безопасности за счет повышения устойчивости здания.
Поставленная задача решается за счет того, что в многоэтажном жилом здании, содержащем последовательно расположенные жилые блоки коридорного типа с фасадными, торцевыми и коридорными стенами, при этом в каждом жилом блоке в два ряда расположены поперечно-ориентированные квартирные модули, причем площадь квартирных модулей ограничена фасадными, квартирными и коридорными стенами жилых блоков, согласно изобретению вдоль коридора на всю длину и на всю высоту здания установлена разделяющая коридоры глухая утолщенная несущая стена.
Многоэтажное жилое здание может быть снабжено башнеобразным пилоном, примыкающим к торцевой стене крайнего жилого блока на всю высоту здания, при этом пилон в плане выполнен в форме креста, симметричного относительно его горизонтальной и вертикальной осей, причем ширина его торцевой стены равна ширине торцевой стены жилого блока, а по вертикальной и горизонтальной осям пилона установлены глухие утолщенные несущие стены, толщина которых равна толщине несущей стены, разделяющей коридоры жилого блока, причем несущая стена, установленная по горизонтальной оси пилона, примыкает к несущей стене, разделяющей коридоры жилого блока; при этом форма пилона в плане может быть выполнена в виде креста, вписанного в окружность, центр которой расположен в точке пересечения осей симметрии пилона. Несущая стена, разделяющая коридоры жилого блока, и несущие стены, установленные по вертикальной и горизонтальной осям пилона, могут быть выполнены из железобетона.
Жилые блоки по всей длине здания могут быть соединены посредством предварительно напряженных тросов, расположенных поэтажно в несущих стенах, разделяющих коридоры жилого блока. Секции этажей пилона могут быть соединены посредством предварительно напряженных тросов, расположенных по всей высоте здания в торцах несущих стен, установленных по вертикальной и горизонтальной осям пилона, и вдоль этих стен в верхнем этаже. Жилой блок и пилон могут быть соединены посредством предварительно напряженных тросов, расположенных в несущей стене, установленной по горизонтальной оси верхнего этажа пилона, и в несущей стене, разделяющей коридоры жилого блока, пересекая эту стену под углом по всей высоте здания.
Глухая утолщенная стена, установленная в середине здания вдоль коридора на всю длину и на всю высоту здания, выполняет роль центральной вертикальной диафрагмы жесткости здания и, вместе с несущими фасадными стенами, воспринимает поэтажную нагрузку и участвует в работе по обеспечению устойчивости здания.
Снабжение здания крестообразным пилоном, к которому примыкают протяженные жилые блоки, и установление по его осям симметрии глухих утолщенных несущих стен, а также то обстоятельство, что несущая стена, установленная по горизонтальной оси пилона, примыкает к несущей стене, разделяющей коридоры жилого блока, обеспечивает создание центрального ствола жесткости, жестко связанного с центральной вертикальной диафрагмой жесткости здания и несущими фасадными стенами, что позволяет создать единый жесткий остов на всю длину и высоту здания.
При эксплуатации несущие конструкции высотного здания испытывают воздействие вертикальных и горизонтальных нагрузок. Вертикальные нагрузки складываются из нагрузок, приложенных к фасадным и торцевым стенам здания. Эти нагрузки перераспределяются на центральный ствол жесткости и центральную вертикальную диафрагму жесткости. Горизонтальная нагрузка, собранная с фасадных стен здания, передается на центральный ствол жесткости. Тем самым, при изгибе ствола горизонтальной нагрузкой, на ее восприятие включается центральная вертикальная диафрагма жесткости, существенно разгружающая ствол жесткости от изгибающих усилий и, соответственно, уменьшающая горизонтальную деформацию верха здания. В результате использования перечисленных признаков дополнительно повышается устойчивость здания.
Выполнение пилона в плане в виде креста, вписанного в окружность, центр которой расположен в точке пересечения осей симметрии пилона, позволяет создать оптимальную конструкцию с двумя осями симметрии, обладающую повышенной устойчивостью к горизонтальной нагрузке в обоих направлениях, что дополнительно повышает устойчивость здания.
Использование предварительно напряженных тросов, расположенных в несущих стенах, разделяющих коридоры жилого блока, расположенных в несущих стенах, установленных по вертикальной и горизонтальной осям верхнего этажа пилона, и в торцах этих стен по всей высоте здания, а также расположенных в несущей стене, установленной по горизонтальной оси верхнего этажа пилона, и в несущей стене, разделяющей коридоры жилого блока, пересекая эту стену под углом по всей высоте здания, позволяет дополнительно соединить жилые блоки по всей длине здания, секции этажей пилона по всей высоте здания, а также жилые блоки и пилон. Предварительно напряженные тросы значительно увеличивают жесткость и несущую способность конструкции. Кроме того, полностью используется потенциальная прочность на сжатие высококачественного бетона, а его низкая прочность на растяжение при этом не будет иметь значения, так как силы, действующие на растяжение, будут только уменьшать сжатие, созданное предварительным натяжением тросов. Таким образом, не только дополнительно повышается устойчивость здания, но и обеспечивается возможность создания многоэтажных зданий весьма больших размеров.
Все перечисленные признаки предлагаемого технического решения работают на единый технический результат - обеспечение устойчивости здания при любых сочетаниях внешних нагрузок и воздействий.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:
на фиг. 1 - общий вид многоэтажного здания в аксонометрии со схематичным изображением предварительно напряженных тросов (верхние этажи жилых блоков не показаны);
на фиг. 2 - план этажа здания.
Многоэтажное жилое здание содержит последовательно расположенные жилые блоки 1 коридорного типа с фасадными 2, торцевыми 3 и коридорными 4 стенами. Между торцевыми стенами 3 блоков 1, напротив одной из них, расположены лестнично-лифтовые узлы, включающие холл 5 каждого этажа, лестничные пролеты 6, шахту 7 лифта с проемом. В каждом жилом блоке 1 в два ряда расположены поперечно-ориентированные квартирные модули 8, площадь квартирных модулей 8 ограничена фасадными 2, квартирными 9 и коридорными 4 стенами жилых блоков 1. Вдоль коридора на всю длину и на всю высоту здания установлена разделяющая коридоры 10, 11 глухая утолщенная несущая стена 12, выполненная из железобетона.
Здание снабжено башнеобразным пилоном 13, примыкающим к торцевой стене 14 крайнего жилого блока 1 на всю высоту здания. Пилон 13 в плане выполнен в форме креста, симметричного относительно его горизонтальной и вертикальной осей. Ширина его торцевых стен 15, 16 равна ширине торцевой стены 14 жилого блока 1. По горизонтальной и вертикальной осям пилона 13 установлены глухие утолщенные несущие стены 17 и 18, толщина которых равна толщине несущей стены 12, разделяющей коридоры 10, 11 жилого блока 1, причем несущая стена 17, установленная по горизонтальной оси пилона 13, примыкает к несущей стене 12, разделяющей коридоры 10, 11 жилого блока 1. В конкретном примере форма пилона 13 в плане выполнена в виде креста, вписанного в окружность, центр которой расположен в точке пересечения осей симметрии пилона 13. Площадь пилона 13 может быть использована для размещения помещений социального назначения: магазинов, аптек, парикмахерских, фитнес-клубов и т.п.
Несущая стена 12, разделяющая коридоры 10, 11 жилого блока 1, и несущие стены 17, 18, установленные по горизонтальной и вертикальной осям пилона 13, выполнены из железобетона.
Жилые блоки 1 по всей длине здания соединены посредством предварительно напряженных тросов 19, расположенных поэтажно в несущих стенах 12, разделяющих коридоры 10, 11 жилого блока 1.
Секции этажей пилона 13 соединены посредством предварительно напряженных тросов 20, 21, расположенных в торцах несущих стен 17, 18 по всей высоте здания и вдоль этих стен в верхнем этаже.
Жилые блоки 1 и пилон 13 соединены посредством предварительно напряженных тросов 22, расположенных в несущей стене 17, установленной по горизонтальной оси верхнего этажа пилона 13, и в несущей стене 12, разделяющей коридоры 10, 11 жилого блока 1, пересекая эту стену 12 под углом по всей высоте здания.
Для тросов 19-22 использована сверхпрочная стальная проволока, которая имеет незначительную текучесть. При постоянном напряжении ползучесть такой проволоки близка к ползучести бетона, поэтому потеря напряжения бетона вследствие ползучести тросов минимальна.
Предложенное многоэтажное здание возводят в следующей последовательности.
Устраивают заглубленные фундаментные конструкции (на чертежах не показаны), которые, как правило, представляют собой сваи из монолитного бетона с предварительным фиксированием опалубочных систем, укладкой арматурных изделий и с подачей бетонных смесей бетононасосами. На готовой фундаментной конструкции из монолитного железобетона на высоту одного этажа возводят несущие стены жилых блоков 1: фасадные 2, торцевые 3 и утолщенную несущую стену 12, разделяющую коридоры 10, 11 а также несущие стены пилона 13: фасадные 23, торцевые 15, 16 и утолщенные несущие стены 17, 18, установленные по горизонтальной и вертикальной осям симметрии пилона 13. Затем на высоту одного этажа возводят коридорные стены 4 и квартирные стены 9 квартирных модулей 8. При этом для их бетонирования используется скользящая опалубка. При укладке бетона используют вибраторы.
2
При этом при возведении стены 12 перед ее бетонированием один из выступающих концов троса 22 располагают у основания торца здания, а второй конец троса 22 располагают на высоте одного этажа, пересекая стену 12 под углом. Одновременно рядом со вторым концом троса располагают с перекрытием первый конец троса 22 для стены следующего этажа. Затем трос 22 для стены первого этажа натягивают с двух сторон с помощью гидравлических натяжных устройств (на чертежах не показано). Величина натяжения троса должна рассчитываться с учетом компенсации усадки бетона при потере влаги, которая может продолжаться довольно долго и вызывать потерю напряжения тросов. Необходимо применять высокопрочный бетон прочностью в возрасте 28 дней более 400 кг/см. Наиболее высокую прочность обеспечивают жесткие и жирные бетонные смеси. Натяжение троса 22 поддерживается до того момента, когда бетон станет достаточно прочным, после чего концы троса 22 освобождают от натяжных устройств. При этом натяжение троса 22 передается бетону благодаря сцеплению с ним. Напряженный бетонный элемент проектируется таким образом, чтобы при полной рабочей нагрузке в бетоне не возникло растягивающих напряжений. Если этот элемент будет перегружен, то при условии, что напряжения в тросах не достигли предела текучести, он имеет способность, практически, к полному восстановлению после снятия нагрузки. Аналогично бетонируют трос 22 с другого торца здания.
При возведении стен 17, 18 пилона 13 перед их бетонированием одни из выступающих концов тросов 20, 21 располагают у основания пилона 13, а их вторые концы располагают на высоте одного этажа, пересекая стены 17, 18 вертикально. Одновременно рядом со вторыми концами тросов 20, 21 первого этажа располагают с перекрытием первые концы тросов 20, 21 для стен 17, 18 следующего этажа. Затем тросы 20, 21 натягивают с двух сторон с помощью гидравлических натяжных устройств. Натяжение тросов 20, 21 поддерживается до того момента, когда бетон станет достаточно прочным, после чего концы тросов 20, 21 освобождают от натяжных устройств.
Затем распалубливают боковые поверхности возведенных стен. После возведения стены 12 первого этажа на ее верхней поверхности аналогичным способом бетонируют предварительно напряженный трос 19. Установку плит перекрытий производят методом подъема.
Аналогично возводят стены и перекрытия всех последующих этажей.
Для реализации изобретения могут быть использованы распространенные материалы и известное оборудование, что, по мнению заявителя, позволяет сделать вывод о соответствии заявленного изобретения условию патентоспособности «Промышленная применимость».