УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ КОЛОННЫ ЗДАНИЯ С РИГЕЛЕМ

Заявляемая полезная модель относится к строительству, а именно к соединению элементов каркаса зданий и сооружений.
Известно стыковое соединение крайнего ригеля с колонной (см. АС СССР №945311, МПК Е 04 В 1/38, Опубл 23.07.82), включающее закладные пластины в опорных гранях ригеля и консоли колонны, соединяющий их со стороны опирания плит перекрытия фланговый сварной шов, причем стыковое соединение снабжено гибкой планкой, а для ее размещения в опорной грани ригеля со стороны, противоположной опиранию плит перекрытия, выполнена подсечка, при этом гибкая планка внешним краем жестко соединена с закладной пластиной консоли.
Недостатком известного стыкового соединения крайнего ригеля с колонной является низкая надежность и высокая сложность монтажа ригеля с колонной, и большие сроки выполнения монтажа.
Этот недостаток обусловлен высокой сложностью заводского изготовления опалубочной формы колонны и вытекающей из этого сложностью заводского изготовления непосредственно самих колонн и трудоемкости соединения ригеля с колонной и возникающих в результате этого осложнений непосредственно в самих конструктивных элементах.
Известен также стыковое соединение ригелей с колонной железобетонного ригеля и колонны (см. АС СССР №924288, МПК Е 04 В 1/38, опубл. 15.11.82), включающий плоские закладные детали ригеля и колонны и приваренный к ним соединительный элемент, причем он снабжен дополнительным соединительным элементом,
расположенным параллельно торцевой кромке соединительного элемента в месте примыкания его к закладной детали колонны и жестко прикрепленный к ним, при этом соединительный элемент имеет постоянную площадь поперечного сечения, а площадь поперечного сечения дополнительного соединительного элемента равна или больше площади поперечного соединительного элемента при этом дополнительный соединительный элемент выполнен в виде пластины с прямоугольной формой поперечного сечения или в виде стержня с круглой формой поперечного сечения.
Недостатком известного соединения ригеля с колонной железобетонного каркаса является высокая сложность монтажа ригеля с колонной, и большие сроки выполнения монтажа.
Этот недостаток обусловлен высокой сложностью заводского изготовления опалубочной формы колонны и вытекающей из этого сложностью заводского изготовления непосредственно самих колонн и трудоемкости соединения ригеля с колонной.
Известно также стыковое соединение сборных железобетонных ригеля и колонны (см. АС СССР №924288, МПК Е 04 В 1/38, опубл. 15.11.82), включающее соединенные на сварке закладные детали консоли колонны и опорной части ригеля, накладку, объединяющую верхнюю грань ригеля с закладной деталью колонны, причем верхняя грань ригеля выполнена с подсечкой до оголения над опорной продольной рабочей арматуры, а накладка непосредственно соединена с арматурой и выполнена в форме тавра, при этом своей суженной частью соединена с над опорной арматурой, а в месте соединения ее с закладной деталью колонны накладка выполнена с отогнутым вниз краем
Недостатком известного стыкового соединения сборных железобетонных ригеля и колонны является высокая сложность монтажа ригеля с колонной, и большие сроки выполнения монтажа.
Этот недостаток обусловлен высокой сложностью заводского изготовления опалубочной формы колонны и вытекающей из этого сложностью заводского изготовления непосредственно самих колонн и трудоемкости соединения ригеля с колонной.
Известен также принятый за прототип узел соединения ригелей таврового сечения с колонной железобетонного каркаса здания (см. АС СССР №10496390, МПК Е 04 В 1/38, опубл. 23.10.83), содержащий консоли колонны, опорные части ригелей, соединенные между собой закладные пластины консолей и опорных частей ригелей, установленные на уровне их полок в обхват колонны арматурные вставки, закрепленные к закладным деталям на боковых границах колонны, и бетон омоноличивания, причем ригели установлены полками вниз, выполнены с подрезками, равными высоте консолей, и с выпусками рабочей арматуры, при этом выпуски из полок жестко соединены с арматурными вставками, а надпорные выпуски из стенок - с колонной, для чего колонна снабжена закладными арматурными стержнями с концами, выступающими за ее грани, кроме того, опорная часть каждого ригеля выполнена в виде параллелепипеда, ширина которого меньше ширины его стенки или в виде двух вертикальных пластин, выпущенных из торца ригеля.
Недостатком известного узла соединения ригелей таврового сечения с колонной железобетонного каркаса здания является высокая сложность непосредственно узла и монтажа ригеля с колонной, и большие сроки выполнения монтажа.
Этот недостаток обусловлен высокой сложностью заводского изготовления опалубочной формы колонны и вытекающей из этого сложностью конструктивного выполнения ригелей и непосредственно самих колонн с закладными деталями и большая сложность изготовления ригелей и колонн, а также трудоемкостью соединения ригеля с колонной.
Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение надежности, прочности и несущей способности узла соединения ригелей с колонной при одновременном упрощении его конструкции и упрощение и сокращение сроков монтажа ригеля с колонной, за счет снижение трудоемкости при монтаже и монтажного времени работы подъемного крана на стройплощадке.
Поставленный технический результат достигается тем, что в известном узле соединения железобетонной колонны здания с ригелем, включающем опорную консоль, закладную деталь в колонне и закладную деталь на концевом участке ригеля, согласно полезной модели, содержится один и более комплектов опорных консолей и оснащенных анкерами закладных деталей в железобетонной колонне и закладных деталей на концевом участке ригеля, каждый из которых связан между собой посредством одной и более соединительной шпильки, причем каждая закладная деталь железобетонной колонны образует гнездо со сквозным отверстием в центре, пазом в верхней части и выступом в нижней части для закрепления опорной консоли, выполненной в виде разъемного опорного столика П-образного коробчатого сечения с отверстием на задней стенке для упомянутой соединительной шпильки, шипом в верхней части, и винтовым прижимом на задней стенке для обеспечения контактного сопряжения по верхней и нижней вертикальным поверхностям при закреплении опорного столика, при этом закладная деталь на концевом участке ригеля включает опорную пластину с поперечным вертикальным ребром, установленным с образованием сквозного отверстия для монтажных нужд, имеющим прорези для установки соединительной шпильки, связывающей посредством крепежных элементов в единый узел колонну, закладную деталь с опорным столиком и ригель, анкера закладной детали в железобетонной колонне здания выполнены в виде арматурных стержней, закрепленных на ее нижней пластине,
сориентированных перпендикулярно ей и параллельно вертикальной оси У-У железобетонной колонны, а анкера закладной детали на концевом участке ригеля выполнены в виде арматурных стержней, закрепленных на ее задней стенке и расположенных параллельно горизонтальной оси Х-Х ригеля, при этом закладная деталь железобетонной колонны оснащена колпаком, установленным в ее верхней части.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
В отличие от аналогов и прототипа выполнение конструкции заявленного узла соединения с одним и более комплектами опорных консолей и оснащенных анкерами закладных деталей в одной железобетонной колонне, каждый комплект, из которых связан между собой посредством одной и более соединительных шпилек повышает надежность, прочность и несущую способность узла соединения ригелей с колонной, причем установка каждой закладной детали железобетонной колонны с образованием гнезда со сквозным отверстием в центре, пазом в верхней части и выступом в нижней части для закрепления опорной консоли, выполненной в виде разъемного опорного столика П-образного коробчатого сечения с отверстием на задней стенке для упомянутой соединительной шпильки, шипом в верхней части, и винтовым прижимом на задней стенке обеспечивает контактное сопряжение по верхней и нижней вертикальным поверхностям опорного столика при его закреплении, упрощает его монтаж и сокращает одновременно сроки монтажа ригеля с колонной за счет снижение трудоемкости при монтаже и монтажного времени работы подъемного крана на стройплощадке. Конструктивное выполнение закладной детали на концевом участке ригеля, которая включает опорную пластину с поперечным
вертикальным ребром, установленным с образованием сквозного отверстия для монтажных нужд, имеющим прорези для установки соединительной шпильки позволяет, в совокупности перечисленных выше признаков быстро и просто связать посредством крепежных элементов, в частности одной или более соединительных шпилек, в единый узел колонну, закладную деталь с опорным столиком и ригель. Выполнение анкеров в железобетонной колонне здания, в виде арматурных стержней, закрепленных на ее нижней пластине, сориентированных перпендикулярно ей и параллельно вертикальной оси У-У железобетонной колонны и почти аналогичное выполнение анкеров закладной детали на концевом участке ригеля, выполненных в виде арматурных стержней, закрепленных на ее задней стенке и расположенных параллельно горизонтальной оси Х-Х ригеля не только упрощают конструкцию узла в целом, но и повышают его надежность и долговечность.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно- техническим источникам информации и выявления источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными признакам заявляемой полезной модели «Узел соединения железобетонной колонны с ригелем», а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле полезной модели. Следовательно, заявленная полезная модель соответствует критерию «новизна», согласно действующего законодательства.
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого узла соединения железобетонной колонны здания с ригелем может быть многократно использована в производстве аналогичных узлов соединения ригеля с железобетонной колонной здания с получением технического результата, заключающегося в повышении функциональных и эксплуатационных качеств, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию «промышленная применимость».
Сущность заявляемой полезной модели «Узел соединения железобетонной колонны здания с железобетонным ригелем» поясняется примером конкретного выполнения, где: - на фиг.1 изображен общий вид узла двухстороннего соединения железобетонного ригеля с железобетонной колонной здания;
- на фиг.2 изображен общий вид узла одностороннего соединения железобетонного ригеля с железобетонной колонной здания;
- на фиг.3 изображено сечение 1-1 узла соединения железобетонного ригеля с железобетонной колонной здания по фиг.1;
- на фиг.4 изображено сечение 2-2 узла соединения железобетонного ригеля с железобетонной колонной здания по фиг.1;
- на фиг.5 изображена закладная деталь в железобетонной колонне;
- на фиг.6 изображено сечение 3-3 закладной детали в железобетонной колонне по фиг.5;
на фиг.7 изображено сечение 4-4 закладной детали в железобетонной колонне по фиг.5;
- на фиг.8 изображена закладная деталь на концевом участке ригеля;
- на фиг.9 изображено сечение 5-5 закладной детали на концевом участке железобетонного ригеля;
- на фиг.10 изображен опорный столик закладной детали в железобетонной колонне;
- на фиг.11 изображено сечение 6-6 опорного столика закладной детали в железобетонной колонне по фиг.10;
- на фиг.12 изображена схема закрепления двух опорных столиков в железобетонной колонне;
- на фиг.13 изображена последовательность установки опорного столика в гнездо закладной детали железобетонного столика;
- на фиг.14 изображена схема прижима опорного столика к контактным поверхностям сопряжения.
Узел соединения железобетонной колонны здания с ригелем состоит из железобетонной колонны 1 и двух железобетонных ригелей 2 правого и левого, каждый из которых связан с установленной симметрично относительно оси У-У в железобетонной колонне 1 закладной деталью 3. Каждая закладная деталь 3 образует гнездо 4 для закрепления опорной консоли в виде опорного столика 5 и выполнена с двумя отверстиями 6 для установки соединительных шпилек 7. Отверстия 6 обеих закладных деталей 3 взаимосвязаны и образуют единые цилиндрические каналы 8 для установки соединительных шпилек 7. В каждой закладной детали 3, в данном примере конкретного выполнения, имеется по два отверстия 6, но, в других примерах, их может быть и одно и более двух, что, соответственно, изменит количество цилиндрических каналов 8 и шпилек 7. Каждый из опорных столиков 5 имеет коробчатое П-образное сечение с отверстиями 9 на задней стенке 10 для установки соединительных шпилек 7. Число отверстий 9 в опорном столике 5 соответствует числу отверстий 6 в закладной детали 3. В своей верхней части опорный столик 5 выполнен с шипом 11 для установки
его в верхней части 12 закладной детали 3. Верхние пластины 13 закладных деталей 3 железобетонной колонны 1 выполнены с пазом 14 для установки в этот паз шипа 11 столика 5, а нижние пластины 15 закладных деталей 3, симметрично расположенные относительно горизонтальной оси Х-Х по отношению к верхним пластинам 13, выполнены с выступами 16 для фиксации нижней части 17 опорных столиков 5. В железобетонной колонне 1 установлен также горизонтальный анкерный стержень 18, связывающий верхние пластины 13 двух симметрично расположенных в этой железобетонной колонне 1 закладных деталей 3. На нижних пластинах 15 закладных деталей 3 закреплены и отходят вниз параллельно вертикальной оси У-У железобетонной колонны 1, анкеры 19, выполненные в виде удлиненных арматурных стержней. Паз 14 для ввода шипа 11 опорного столика 5, выполненный в верхней части 12 закладной детали 3 железобетонной колонны 1 (в верхней части гнезда 4), закрывается колпаком 20. Каждое гнездо 4 расположено между боковыми стенками 21 закладной детали 3 железобетонной колонны 1 и задней стенкой 22 закладной детали 3 железобетонной колонны. Железобетонный ригель 2 на концевом участке 23 выполнен с закладной деталью 24, включающей опорную пластину 25 и поперечное вертикальное ребро 26 с прорезями 27 для соединительной шпильки 7, выполненной с резьбой 28 на концах 29 и 30 для совместного соединения железобетонной колонны 1, опорных столиков 5 и ригелей 2 путем навинчивания соответствующих гаек, причем гайка 31 служит для закрепления опорного столика 5, юстировочная гайка 32 необходима для подгонки с учетом допусков на размеры при изготовлении ригеля 2, а гайка 33 служит для закрепления железобетонного ригеля 2 с железобетонной колонной 1 после монтажа ригеля на опорный столик 5, при этом плита 34 с отверстиями (не показаны) служит для распределения усилий затяжки
гайки 33. Закладная деталь 24 на концевом участке 23 железобетонного ригеля 2 имеет в верхней части сквозное отверстие 35 для возможности доступа к шпильке при монтаже. Задняя стенка 36 закладной детали 24 на концевом участке 23 железобетонного ригеля 2 связана анкерами 37, выполненных в виде арматурных стержней, которые отходят параллельно горизонтальной оси Х-Х железобетонного ригеля 2. Вертикальное ребро 38 закладной детали 24 на концевом участке 23 железобетонного ригеля 2 связано с горизонтально расположенной опорной пластиной 39 и имеет прорези 40 для установки соединительных шпилек 7, при этом опорная пластина 39 оснащена боковым ребром жесткости 41. Опорный столик 5, установленный в гнезде 4 закладной детали 3 железобетонной колонны 1 имеет опорную пластину 42 и ребро жесткости 43, а задняя стенка 10 опорного столика 5 выполнена со сквозными отверстиями 9 для установки соединительной шпильки 7 и отверстиями 44 для винтовых прижимов 45, обеспечивающих его контактное сопряжение от изгибающего момента «М» по верхней вертикальной контактной поверхности 46 и по нижней вертикальной контактной поверхности 47, которая перпендикулярна горизонтальной контактной поверхности 48, испытывающей сопряжения от вертикального усилия «N».
Монтаж узла осуществляется следующим образом. Предварительно опорные столики 5 устанавливаются в гнездо 4 закладных деталей 3 железобетонной колонны 1, а соединительные шпильки 7 пропускаются через отверстия 6 закладных деталей 3 и через связывающий их канал 8 в колонне 1, а также через отверстия 9 в опорных столиках, затем опорные столики закрепляется на колонне путем навинчивания соответствующих гаек 31, служащих для закрепления опорных столиков 5, при этом с помощью винтовых прижимов 45 обеспечивается прилегание по нижней вертикальной контактной поверхности сопряжения 47 опорного столика и по
верхней вертикальной контактной поверхности сопряжения 46 опорного столика и закладной детали 3 железобетонной колонны 1. Для соединения железобетонного ригеля 2 с закладной деталью 24 на концевом участке 23 и опорной пластиной 39 в узел на закрепленный опорный столик 5 железобетонной колонны 1 устанавливается ригель 2 в сборе и закрепляется путем зажатия поперечного ребра прорезями 40 на концевом участке ригеля путем навинчивания юстировочной гайки 32 и гайки для закрепления ригеля 33 с подкладкой плиты для распределения усилия затяжки от этой гайки. Кроме того, закладные детали ригеля 2 и железобетонной колонны содержат анкера для сцепления с бетоном, при этом закладная деталь в колонне имеет анкера в виде коротких арматурных стержней с головкой, отходящие перпендикулярно вертикальной оси колонны и анкера в виде удлиненных арматурных стержней, отходящие вниз параллельно оси колонны, прикрепленные снизу к корпусу закладной детали.
Собранный узел защищается антикоррозионным покрытием, а затем замоноличивается.
Использование настоящей полезной модели позволило повысить надежность, прочность и несущую способность узла соединения железобетонной колонны здания с ригелем при этом одновременно упростить его конструкцию и одновременно упростить и сократить сроки монтажа ригеля с колонной, за счет снижение трудоемкости при монтаже и сокращения монтажного времени работы подъемного крана на стройплощадке.