ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЙ КАРКАС МНОГОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована при строительстве жилых и общественных зданий повышенной этажности.
Известен типовой связевый каркас серии 1.020.1/87, включающий колонны с потайными консолями, на которые опираются подрезками ригели таврового сечения. Ригели и пустотные плиты выполнены предварительно напряженными, а стык ригелей с колоннами - шарнирным.
Недостатками являются недостаточная прочность и жесткость узловых соединений, ограниченность планировочных возможностей каркаса из-за выступающих вниз полок ригелей.
Известен сборный железобетонный каркас здания с перекрытием из многопустотных плит, содержащий установленные на опорных элементах колонн ригели с полками для опирания плит перекрытия, отличающийся тем, что плиты перекрытия выполнены отформованными с подрезами-выемками, образующими по двум противолежащим торцам плиты консоли для опирания на полки ригеля, при этом высота полок ригеля выполнена соразмерной величине углубления в толщину плиты сопрягаемого с полкой подреза-выемки (авторское свидетельство РФ №47398, 04.04.2005, Кл. E04B 1/00).
Недостатками известного сборного железобетонного каркаса здания с перекрытием из многопустотных плит является отсутствие жестких узловых соединений каркаса, а также уменьшенная площадь поперечного сечения несущего ригеля, что приводит к недостаточной прочности элемента и ослабленное опорное сечение плиты из-за уменьшения высоты опорного сечения в два раза и площади опирания плиты на опоре, ввиду того что при наличие подрезки-выемки, опирание плиты приходится на межпустотное пространство.
Наиболее близким является железобетонный каркас с плоским перекрытием, включающий сборные железобетонные колонны с консолями, несущие ригели таврового сечения с подрезками в торцах, для опирания на консоли колонн, настил перекрытия из многопустотных плит и бетон омоноличивания. Многопустотные плиты перекрытия на торцевых гранях имеют подрезки прямоугольной формы на высоту не более половины высоты плиты. Геометрические размеры ригеля таврового сечения, полки которого размещены снизу, соразмерны величине подрезок многопустотной плиты перекрытия, (авторское свидетельство РФ №130328, 18.02.2013, Кл. E04B 1/18).
Недостатками этого каркаса, обнаруженными в процессе проектирования и монтажа, являются:
- пониженная пространственная жесткость каркаса на стадии монтажа из-за того, что ригели расположены в одном направлении, что приводит к образованию начальных трещин в узлах каркаса и как следствие к снижению жесткости каркаса в целом;
- невозможность из-за постоянного размера поперечного сечения колонн по высоте здания значительного увеличения их несущей способности, что в свою очередь ограничивает этажность здания.
Полезная модель направлена на создание конструктивной каркасной системы для строительства зданий повышенной этажности, с применением сборных несущих элементов, обеспечивающей при этом высокую надежность элементов каркаса, повышенную жесткость каркаса на стадии монтажа и в процессе эксплуатации и эстетическую привлекательность жилых помещений за счет скрытого ригеля.
Результат достигается тем, что в железобетонном каркасе многоэтажного здания, включающим сборные железобетонные колонны с консолями, несущие ригели таврового сечения, имеющие подрезки в торцах, для опирания на консоли колонн, шпонки на боковых поверхностях, выпуски арматуры на торцах в верхней и в нижней зонах и закладные детали на боковых гранях подрезки, многопустотные плиты перекрытия с подрезками прямоугольной формы в торцах для опирания на полку ригеля и бетон омоноличивания, который образует бетонный шпонки в пустотах многопустотных плит перекрытий, имеются контурные балки прямоугольного сечения, выполняющие роль несущих и связевых элементов жесткости, которые расположены в перпендикулярном ригелям направлении и имеют в опорной части верхней зоны подрезки и выпуски арматуры для устройства узлового соединения со сборной железобетонной колонной, причем ширина прямоугольного сечения контурных балок не превышает толщину ограждающих конструкций здания.
Результат достигается так же тем, что сборные железобетонные колонны на двух боковых противоположных гранях имеют шпонки в уровне многопустотных плит перекрытия, закладные детали с отверстиями, расположенными на одном уровне с выпусками арматуры контурной балки, причем сами закладные детали расположены на одном уровне и в одной плоскости с закладными деталями ригеля, и металлические столики для установки контурных балок, причем после установки ригеля на консоль сборной железобетонной колонны и контурных балок на металлические столики сборной железобетонной колонны, т.е. во взаимно перпендикулярных направлениях, выпуски арматуры двух контурных балок в соседних пролетах соединяются арматурным стержнем, пропущенным через тело колонны в месте расположения отверстия закладной детали сборной железобетонной колоны, а закладные детали ригеля и закладные детали сборной железобетонной колонны соединяются пластинами при помощи сварки.
Результат достигается так же тем, что узел сопряжения сборной железобетонной колонны с ригелем и контурными балками омоноличивается заодно с узлами сопряжения многопустотной плиты перекрытия с ригелем и сборной железобетонной колонны с ригелем, создавая жесткую раму для диска перекрытия, образованную двумя взаимно перпендикулярными элементами: ригелем и контурной балкой, причем бетон омоноличивания на расстоянии 1/4 пролета от сборной железобетонной колонны выступает над плоскостью плиты перекрытия до уровня ригеля, т.е. на толщину стяжки, что позволяет увеличить опорной сечение ригеля, повысив его несущую способность.
Результат достигается так же тем, что сборные железобетонные колонны с консолями могут быть выполнены на один или несколько этажей и могут иметь разные формы поперечного сечения - прямоугольную, для нижних этажей, для которых характерен высокий уровень продольных сил, и квадратную, а стык сборных железобетонных колонн по высоте выполнен в виде плоского стыка в средней зоне этажной секции сборных железобетонных колонн.
Полезная модель поясняется на чертежах. На фиг. 1 представлен фрагмент железобетонного каркаса многоэтажного здания; на фиг. 2 - сечение 1-1 с фиг. 1; на фиг. 3 - сечение 2-2 с фиг. 1; на фиг. 4 показан узел сопряжения сборной железобетонной колонны с ригелем и контурными балками; на фиг. 5 - сечение 3-3 с фиг. 4, опирание контурных балок на металлические столики сборной железобетонной колонны; на фиг. 6 - сечение 4-4 с фиг. 4, опирание несущего ригеля на полку сборной железобетонной колонны.
Железобетонный каркас многоэтажного здания включает сборные железобетонные колонны 1 с консолями, несущие ригели 2 таврового сечения с подрезками в торцах, контурные балки 3 прямоугольного сечения, многопустотные плиты перекрытия 4 и бетон омоноличивания 5. Несущий ригель 2 таврового сечения, полки которого размещены снизу, имеет шпонки 6 на боковых поверхностях, выпуски арматуры 7 на торцах в верхней и в нижней зонах и закладные детали 8 на боковых гранях подрезки. Контурные балки 3 прямоугольного сечения имеют подрезки в верхней зоне опорной части и выпуски арматуры 9. Многопустотные плиты перекрытия 4 на торцевых гранях имеют подрезки прямоугольной формы соразмерные с геометрическими размерами полок несущего ригеля 2, причем при опирании многопустотной плиты перекрытия 4 на полку ригеля 2 нижняя грань многопустотной плиты перекрытия 4 находится на одном уровне с нижней гранью ригеля 2, а верхняя грань ригеля 2 выступает над верхней гранью многопустотной плиты перекрытия 4 на толщину стяжки t. Бетон омоноличивания 5 образует бетонные шпонки 9 в пустотах многопустотных плит перекрытия.
Сборные железобетонные колонны 1 на двух боковых противоположных гранях имеют шпонки 11 в уровне многопустотных плит перекрытия 4, закладные детали 12 с отверстиями, расположенными на одном уровне с выпусками арматуры 9 контурной балки 3 и металлические столики 13 для установки контурных балок 3. Выпуски арматуры 9 двух контурных балок 3 в соседних пролетах соединяются арматурным стержнем 14, пропущенным через тело колонны в месте расположения отверстия закладной детали 12 сборной железобетонной колоны 1, а закладные детали 8 ригеля 2 и закладные детали 12 сборной железобетонной колонны 1 соединяются пластинами при помощи сварки.
Бетон омоноличивания 5 узлов сопряжения каркаса создает жесткую раму для диска перекрытия, образованную двумя взаимно перпендикулярными элементами: ригелем 2 и контурной балкой 3. Бетон омоноличивания на расстоянии 1/4 пролета L от сборной железобетонной колонны 1 выступает над плоскостью многопустотной плиты перекрытия 4 до уровня ригеля 2, т.е. на толщину стяжки t, что позволяет увеличить опорной сечение ригеля 2, повысив его несущую способность.
Предлагаемая конструкция железобетонного каркаса позволяет за счет введения дополнительных горизонтальных элементов, контурных балок, и за счет омоноличивания узлов сопряжения каркаса повысить надежность и жесткость каркаса, а также благодаря возможности увеличения площади поперечного сечения колонн, значительно увеличить их несущую способность и повысить этажность здания, обеспечивая при этом эстетическую привлекательность помещений за счет скрытого ригеля, короткие сроки строительства и возможность изготовление элементов каркаса с максимальным использованием мощностей действующих заводов железобетонных изделий за счет использования сборных несущих элементов.