УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ КОЛОННЫ И ПЛОСКОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО ПЕРЕКРЫТИЯ

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована в местах стыковки колон с перекрытиями или плитными фундаментами в сборных и монолитных железобетонных каркасах многоэтажных зданий с повышенными нагрузками на перекрытие.
Известно стыковое соединение железобетонного перекрытия с колонной, прочность перекрытия на продавливание обеспечивается металлическими вставками выполненными в виде прямолинейных и цельных пластин, установленных сквозь колонну и соединенных с арматурным каркасом колонны и плиты перекрытия посредством неразъемного соединения (Патент SU №52035, МПК Е04В 1/18, 1/38, опубл. 10.03.2006 г.).
Недостатком этого соединения является повышенный расход стали, связанный с применением цельных стальных пластин, обеспечивающих прочность соединения. Данное стыковое соединение имеет конструктивное решение не позволяющее устанавливать поперечную арматуру после монтажа верхней сетки горизонтальной арматуры плиты перекрытия.
Известно безбалочное перекрытие с высокой несущей способностью стыка колонны и плиты перекрытия по продавливанию, где поставленная задача решается тем, что в предлагаемом решении в верхней части колонны вертикально установлены ребра жесткости из стальных пластин, высота ребра жесткости не меньше двух толщин плиты перекрытия, причем ребра жесткости установлены внутри колонны напротив каждой косынки (Патент SU №2179612, МПК Е04В 1/18,1/38, опубл. 20.02.2002 г.).
Недостатком этого соединения является повышенный расход стали, связанный с применением цельных стальных пластин для создания ребер жесткости. Так же к его недостаткам относится повышение трудоемкости из-за использования сварки при соединении элементов. Данное стыковое соединение имеет конструктивное решение не позволяющее выполнить перекрытие сборным, а так же не позволяет устанавливать поперечную арматуру после монтажа верхней сетки горизонтальной арматуры плиты перекрытия.
Известен стыковой узел соединения колонны и плиты перекрытия, где поперечная арматура выполнена в виде набора установленных на расстоянии друг в друге замкнутых пространственных каркасов, каждый из которых состоит из плоского каркаса, выполненного из плоской пружины с фиксацией ее концов и закреплением необходимой конфигурации с помощью скоб, а плита со стороны противоположной нижней колонне имеет утолщение высотой от 30 до 100 мм по всему периметру пространственных каркасов с границей по горизонтали не менее 1,5 толщины плиты от периметра основания колонны (Патент SU №68549, МПК Е04В 1/18, 1/38, опубл. 27.11.2007 г.). Данный стыковой узел является наиболее близким аналогом заявленной полезной модели.
Недостатком данного узла является то, что данное стыковое соединение имеет конструктивное решение усложняющее изготовление перекрытия из-за утолщения высотой от 30 до 100 мм со стороны противоположной нижней колонне, а так же не позволяет устанавливать поперечную арматуру после монтажа верхней сетки горизонтальной арматуры плиты перекрытия, имеет повышенную трудоемкость всвязи с необходимостью последовательной установки горизонтальных стержней нижней сетки, стержней вертикальной арматуры с дополнительным креплением для обеспечения устойчивости в проектном положении и горизонтальных стержней верхней сетки.
Предлагаемая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении надежности при ускорении процесса монтажа, а также в снижении металлоемкости, трудоемкости и повышении универсальности обеспечения несущей способности железобетонного перекрытия в зоне продавливания.
Для достижения технического результата в стыковом соединении колонны и плиты перекрытия, включающем горизонтальную и поперечную рабочую арматуру плиты, поперечная арматура выполнена в виде расположенных параллельно друг-другу плоских пружин, зафиксированных в проектном положении вязальной проволокой, прерывающихся над колонной и устанавливаемых сверху, после монтажа нижней и верхней горизонтальной арматуры, выполненной в виде сеток с прямоугольными ячейками.
Кроме того, плоские пружины могут быть выполнены различной длины, с различным шагом и из арматурных стержней различного диаметра в зависимости от нагрузки на перекрытие, его толщины и шага продольной арматуры. Сетки поперечной арматуры, выполненные в виде плоских пружин, установлены параллельно друг другу, с разрывом по длине над колонной, а шаг и длина перегибов сеток соответствуют шагу ячейки верхней сетки горизонтального армирования.
Отличительными признаками данной полезной модели являются наличие стержневой арматуры с постоянным шагом, привязанного к шагу ячейки сетки горизонтального армирования плиты, с прерыванием арматуры над колонной и исключительно простой установкой сверху, после монтажа нижней и верхней горизонтальной арматуры, выполненной в виде сеток с прямоугольными ячейками.
Выполнение поперечной арматуры в виде плоской пружины, с фиксацией вязальной проволокой, обеспечивает ее надежную анкеровку в бетоне за счет наличия неразрезного единого стержня, в виде многократных его перегибов в поперечном направлении, что полностью исключает проскальзывание поперечной арматуры в бетоне и обеспечивает необходимую длину анкеровки, позволяющую полностью использовать прочность стали на растяжение. Простота установки поперечной арматуры значительно уменьшает трудоемкость в изготовлении всех стыков несущего каркаса.
Благодаря наличию этих признаков создаются условия для ускорения, упрощения и экономии монтажа, т.к. скорость сборки и простота армирования перекрытия существенно возрастает, а расход стали существенно падает. Кроме того поперечная арматура в зоне действия пирамиды продавливания не прерываются и ее расположение полностью отвечает требованиям действующих норм.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 - стык колонны и перекрытия с поперечным армированием в зоне продавливания, объемный вид;
на фиг. 2 - стык колонны и перекрытия с поперечным армированием в зоне продавливания, вид в плане;
на фиг. 3 - разрез Α-A фиг.2;
на фиг. 4 - разрез Б-Б фиг.2;
на фиг. 5 - способ установки плоской пружины поперечного армирования в рабочее положение.
Стык колонны и перекрытия (фиг. 1, 2, 3, 4), в котором отражено армирование плиты перекрытия поперечной арматурой, сопротивляющейся продавливанию, включает плиту перекрытия 1, колонну 2, рабочую продольную арматуру плиты 3, поперечную арматуру против продавливания, в виде плоских пружин, выполненных из арматурного стержня путем создания многократных перегибов 4. В месте непосредственного опирания перекрытия на колонну, где продавливание не возможно, в целях экономии стали, пружины поперечной арматуры 5 выполнены укороченными и не пересекают сечение непосредственно над колонной. Пружины поперечной арматуры зафиксированы в рабочем положении вязальной проволокой 6. Установка пружины поперечного армирования в рабочее положение (фиг. 5) включает колонну нижнего этажа 2, рабочую продольную арматуру плиты 3, установленную в рабочее положение на опалубку 7, поперечную арматуру против продавливания, в виде плоских пружин, выполненных из арматурного стержня путем создания многократных перегибов 4.
Поперечное армирование перекрытия осуществляется следующим образом.
На выставленной опалубке 7, установленной в уровне верха нижерасположенной колонны 2, монтируется в рабочее положение продольная арматура плиты перекрытия 3, в два слоя в виде верхней и нижней сеток армирования, стержни которой пересекаются под прямым углом и имеют регулярный шаг ячейки. После этого сквозь верхнюю сетку продольной арматуры опускаются пружины 4 и 5 друг за другом с расчетным шагом, соответствующим шагу ячейки горизонтальной арматуры, таким образом, чтобы пружина верхними перегибами легла на стержни сетки верхней горизонтальной арматуры, а нижними перегибами касалась стержней нижней сетки горизонтальной арматуры, при этом пружины фиксируются от смещения, вызываемого процессом бетонирования, вязальной проволокой 6. Пружины 4 длиннее, чем пружины 5 и укладываются в зоне продавливания перекрытия так, что оси их расположения параллельны плоскости колонны, в то время как оси пружин 5 перпендикулярны плоскости колонны, а сами пружины 5 выполняются укороченными и прерываются над колонной. После того как продольная и поперечная арматура плиты перекрытия установлены в рабочее положение и зафиксированы, производится бетонирование перекрытия 1.
Простота и доступность монтажа обеспечивают возможность равномерного распределения поперечной арматуры 4 и 5 в рабочей зоне перекрытия, а перегибы пружины обеспечивают необходимую длину анкеровки, что обеспечивает надежность и эффективность узла, снижая его металлоемкость и трудоемкость при изготовлении.
Стержни плоской пружины могут иметь различный шаг и высоту. Выбор шага плоской пружины определяется расчетным количеством вертикальных стержней и величиной шага стержней верхней сетки продольной арматуры 3, которую стержни пружин 4 и 5 пересекают под прямым углом. Наличие неразрезного единого арматурного стержня пружин 4 и 5, в виде ряда его перегибов в поперечном направлении обеспечивает надежную поперечную анкеровку данных перегибов в теле плиты 1 за пределами поверхности пирамиды продавливания и увеличивает надежность соединения. Для изготовления плоских пружин 4 и 5, как в заводских условиях так и на строительной площадке, может использоваться как горячекатаная, так и холоднотянутая проволочная арматурная сталь, при наличии только одной операции по гнутью стержня, что уменьшает трудоемкость и металлоемкость изделия.
Данное предлагаемое решение является универсальным для узлов зданий работающих на продавливание, таких как стыки колон с перекрытиями или плитными фундаментами, в сборных и монолитных каркасах.
Таким образом предлагаемый узел соединения колонны и плоского железобетонного перекрытия, позволяет увеличить надежность стыка, снизить его металлоемкость и трудоемкость, и является универсальным решением вне зависимости от толщины плиты, конфигурации колонны и конструкции стыка.