Узел сопряжения безбалочного сборно-монолитного перекрытия с колонной

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована при проектировании и устройстве узлов плоских сборно-монолитных перекрытий и покрытий каркасных зданий различного назначения.
Известно безбалочное монолитное перекрытие, содержащее в зоне опирания на колонну жесткую поперечную арматуру из профилированной стали в виде n-ветвевой консоли, с кольцевой и радиально расположенной рабочей арматурой (RU 2309228 С1, опубл. 27.10.2007 Бюл. №30).
Недостатком данного технического решения является низкая прочность на продавливание от совместного действия сосредоточенной нормальной силы и сосредоточенных моментов в двух направлениях из-за недостаточно высокого значения предельного момента, воспринимаемого жесткой арматурой, в свою очередь зависящего от расчетного контура поперечной арматуры. Недостаток устраняется путем принятия конструктивного решения n-ветвевой консоли как показано на рис. 6.1 (Чистяков Е.А. Разработка методики расчета и конструирования монолитных железобетонных безбалочных перекрытий, фундаментных плит и ростверков на продавливание [Текст]: науч.-тех. отчет / Е.А. Чистяков, А.С. Махно. - Москва, 2002. - 55 с.), что влечет за собой значительный расход стали на устройство узла сопряжения. Несмотря на кольцевое направление главных моментов у опор эталонным принято армирования в двух направлениях (вдоль осей «X» и «Y»). Поэтому вторым недостатком можно считать наличие кольцевой рабочей арматуры из-за сложности и точности ее изготовления в построечных условиях.
Известен узел соединения сборных колонн, концы которых выполнены в форме усеченных пирамид с обращенными друг к другу меньшими основаниями с выпусками продольной рабочей арматуры, свариваемыми посредством стальных соединительных элементов с обечайкой, установленной по периметру монтажного отверстия сборной надколонной плиты. Рабочая арматура плиты крепится на сварке непосредственно или через соединительные элементы к обечайке (RU 2544350 С1, опубл. 20.03.2015 Бюл. №8; RU 2591994 С1, опубл. 20.07.2016 Бюл. №20; RU 2657914 С1, опубл. 18.06.2018 Бюл. №17).
Недостатком данного технического решения является высокая организация сварочных и бетонных работ при устройстве стыка сборных панелей с колонной, необходимость установки инвентарной опалубки.
Известно плоское сборно-монолитное перекрытие, состоящее из надколонных участков, выполненных монолитными (при необходимости переменного сечения), а остальных - сборными (RU 2495204 С1, опубл. 10.10.2013 Бюл. №28).
Недостатком данного технического решения является необходимость устройства опалубки для укладки сборных элементов и бетонирования надколонных участков.
Известен опорный узел перекрытия, армированный не менее четырьмя базами, размещаемыми крестообразно, в виде двух параллельных друг другу арматурных стержней и приваренных к ним п-образных шпилек (US 2008263978 А1, опубл. 30.10.2008). Данное техническое решение используется в монолитных перекрытиях, в том числе с предварительным напряжением. Недостатком является отсутствие верхней продольной арматуры, размещаемой у перегибов п-образных шпилек в зоне растянутого бетона, в дополнение к основному армированию, воспринимающему изгибающие усилия. Требования к обязательному охватыванию хомутами или шпильками хотя бы одного ряда верхней арматуры для выполнения анкеровки отмечается в пособиях по конструированию железобетонных конструкций (Чистяков Е.А. Разработка методики расчета и конструирования монолитных железобетонных безбалочных перекрытий, фундаментных плит и ростверков на продавливание [Текст]: науч.-тех. отчет / Е.А. Чистяков, А.С. Махно. - Москва, 2002. - С. 11; Технология и индустриализация армирования железобетонных конструкций [Текст]: Пособие / Под ред. А.А. Гвоздева, Н.М. Мулина. - Москва: ЦИНИС Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР, 1975. - С. 100-101).
Наиболее близким к заявленной модели является решение сборно-монолитного перекрытия, состоящего из тонкостенных железобетонных сборных элементов несъемной опалубки, дополнительного армирования и бетона замоноличивания (RU 165803 U1, опубл. 10.11.2016 Бюл. №31).
Технической задачей заявляемой полезной модели является создание узла сопряжения колонн и перекрытия, обеспечивающего прочность на продавливание безбалочного сборно-монолитного перекрытия, содержащего железобетонные элементы несъемной опалубки.
Поставленная задача решается за счет того, в узле сопряжения безбалочного сборно-монолитного перекрытия с колонной, состоящего из сборных или монолитных колонн, тонкостенных железобетонных элементов несъемной опалубки, опирающихся на колонны, имеющих вырезы для пропуска арматуры колонн, закладные для крепления к закладным деталям колонн посредством сварки, дополнительного армирования и бетона замоноличивания, в зоне продавливания перекрытия в монолитном слое устанавливается концентрированно в пределах зон, ограниченных размерами поперечного сечения колонн, дополнительная поперечная арматура на продавливание в виде п-образных арматурных пространственных каркасов.
Дополнительная поперечная арматура на продавливание в виде п-образных арматурных пространственных каркасов может размещается радиально относительно центра тяжести колонны.
Технический результат в виде получения узла сопряжения колонн и перекрытия, характеризующегося высокой жесткостью и надежностью при работе на продавливание, обеспечивается за счет монтажных односторонних нахлесточных сварных соединений закладных сборных элементов несъемной опалубки и колонн, установки вертикальной поперечной арматуры в виде п-образных пространственных каркасов в монолитном слое, воспринимающей в пределах расчетного поперечного сечения совместное воздействие сосредоточенной нормальной силы от внешней эксплуатационной нагрузки и собственного веса перекрытия и сосредоточенных изгибающих моментов в направлениях «X» и «Y». Анкеровка поперечной арматуры в монолитном слое перекрытия обеспечивается ее изготовлением в виде пространственного п-образного каркаса с верхней продольной арматурой, воспринимающей изгибающие усилия и обеспечивающей равномерное распределение напряжений.
Предлагаемое решение узла сопряжения безбалочного сборно-монолитного перекрытия с колонной поясняется чертежами, где на фиг. 1, 2 изображен узел сопряжения сборно-монолитного перекрытия с элементами несъемной опалубки с монолитной колонной с сварной и вязаной п-образной арматурой соответственно; на фиг. 3, 4 - разрезы 1-1 к фиг. 1, 2.
Узел сопряжения безбалочного сборно-монолитного перекрытия с колонной состоит из сборных или монолитных колонн 1, тонкостенных железобетонных элементов несъемной опалубки 2, опирающихся на колонны, имеющих вырезы для пропуска арматуры колонн 3, закладные детали 4 для крепления к закладным деталям колонн 5 посредством сварки 6, дополнительного поперечного 7, 8 или 9, 10 и продольного 11 армирования и бетона замоноличивания 12. В зоне продавливания перекрытия в слое бетона замоноличивания 12 устанавливается концентрированно в пределах зон, ограниченных размерами поперечного сечения колонн 1, дополнительная поперечная арматура на продавливание 7, 8 или 9, 10 в виде п-образных арматурных пространственных каркасов.
Дополнительная поперечная арматура на продавливание 7, 8 или 9, 10 в виде п-образных пространственных каркасов может быть размещена радиально относительно центра тяжести колонны 1.
Устройство узла на строительной площадке осуществляется в следующей последовательности. С использованием инвентарных опорных элементов (телескопических монтажных стоек, балок) производится расклада надколонных и пролетных элементов несъемной опалубки. Надколонный элемент несъемной опалубки крепят к монолитной или сборной колонне с помощью сварки закладных деталей. Выполняется укладка дополнительного верхнего армирования: размещение стыковочных сеток вдоль продольных стыков элементов опалубки, установка поперечной арматуры, расположенной концентрированно или радиально относительно колонны в виде сварных или вязаных п-образных пространственных каркасов, укладка продольной арматуры в двух направлениях. Сварной пространственный п-образный каркас образуется сваркой двух сеток типа «лесенка» 7 и соединительных стержней 8, укладываемых по верху сеток. Вязаный пространственный каркас выполняется соединением с помощью стальной низкоуглеродистой вязальной проволоки п-образных гнутых стержней 9 с двумя продольными арматурными стержнями 10, размещаемыми в местах их перегиба. Последним этапом является заливка бетонной смеси и ее уплотнение. Демонтаж инвентарных опорных элементов производится после набора бетоном распалубочной прочности.