РАМНЫЙ СТЫК СБОРНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО КАРКАСА ЗДАНИЯ
FRAME JOINT OF PREFABRICATED REINFORCED CONCRETE FRAMEWORK

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению сборного железобетонного каркаса здания.
Известен и широко применяется стык, в котором рамный стык выполнен с опорой сборного железобетонного ригеля на выступающую консоль железобетонной колонны, /типовая серия 1-420-12 «Конструкции многоэтажных производственных зданий с сетками колонн 6×6 и 9×6 м под нагрузки соответственно до 2500 и 1500 кгс/кВ⋅м», -М, ЦНИИПромзданий, 1995 г./. В этом конструктивном решении жесткость стыка обеспечивается в нижней зоне ригеля приваркой к консоли колонны, а вверху ригеля ванной сваркой выпусков арматуры ригеля и колонны.
Недостатками этого конструктивного решения являются:
1) Выступающая консоль колонны.
2) Выступающая нижняя часть ригеля. Эти выступающие части ухудшают интерьер и мешают свободной планировке.
3) Использование ванной сварки для соединения выпусков ригеля с выпусками арматуры из колонны требует высокой квалификации сварщиков и тщательного контроля.
Известен рамный стык, который предусматривает опирание ригеля на скрытую консоль колонны и в рамном варианте обеспечивает передачу усилий приваркой металлических накладок/типовая серия 1.020-1/87 «Конструкции каркаса межвидового применения для многоэтажных общественных зданий, производственных и вспомогательных зданий промышленных предприятий». –М.: ЦНИИПромзданий, 1987 г./.
Недостатками этого решения являются выступающая нижняя часть ригеля и большое количество ручной дуговой сварки при монтаже.
Известен железобетонный каркас здания со сборно-монолитными ригелями в котором нижняя колонна имеет 4 отверстия по углам для организации "штепсельного" стыка и резьбовую втулку для крепления кондуктора, колонки которого опираются в зоне отверстий по углам колонны. Затем монтируют сборно-монолитные ригели, имеющие конусные торцы, устанавливают плиты перекрытия и добетонируют ригель и зону стыка колонн. После формирования начальной структуры бетона снимают кондуктора и в отверстия, образованные колонками, когда бетон наберет проектную прочность, вставляются выпуски арматуры верхней колонны /Патент РФ №2471931, кл. Е04В 1/58, публ. 10.01.2013 г./.
Недостатками известной конструкции являются:
- большой объем монолитного бетона;
- наличие кондуктора и резьбовой втулки для его установки, что значительно увеличивает трудозатраты;
- сборная часть ригеля имеет конусное опирание и малую высоту, что требует установки дополнительных инвентарных стоек до набора необходимой прочности монолитной части ригеля и зоной стыка колонн, что увеличивает трудоемкость и снижает возможность работы на нижележащим этаже, резко снижается темпы строительства;
- верхняя колонна имеет выпуски большой длины, что затрудняет ее транспортировку и монтаж.
Наиболее близким является узел соединения сборного железобетонного каркаса здания, включающий жестко соединенные между собой выпусками арматуры сборные железобетонные колонны, сборные железобетонные ригели, плиты перекрытия, закладные соединительные детали и бетон омоноличивания /Патент РФ №141335, кл. Е04В 1/38, 27.05.2014/.
Недостатками являются:
Трудоемкость монтажных работ в построечных условиях и обеспечение жесткости стыка, а также значительно возрастающая стоимость работ в зимнее время.
Техническая задача состоит в получения гладкой потолочной поверхности в многоэтажных сборных железобетонных каркасных зданиях, обеспечение жесткости стыка, отказа от сварочных работ при монтаже конструкций, и снижении трудоемкости монтажных работ.
Поставленная задача решается таким образом, что рамный стык сборного железобетонного каркаса здания, включающий жестко соединенные между собой выпусками арматуры сборные железобетонные колонны прямоугольного поперечного сечения, сборные железобетонные ригели, плиты перекрытия, закладные соединительные детали и бетон омоноличивания, согласно изобретению стык колонн и ригелей расположен в уровне перекрытия, колонны по торцам имеют вырезы, выполненные в нижней колонне с образованием площадок для опирания ригелей высотой не менее высоты ригеля и глубиной не менее 12 см, а в верхней колонне с возможностью размещения соединительной муфты на вертикальных выпусках арматуры, размещенных в вырезах нижней и верхней колонн, при этом нижняя и верхняя колонны в средней части соединены штепсельным стыком, ригели выполнены с вырезами для размещения вертикальных арматурных выпусков колонн с образованием совместно с вырезами в колоннах пространства для омоноличивания стыка бетоном, при этом ригели жестко соединены между собой и колонной соединительными деталями, выполненными в виде стержней, закрепленных в упорах, установленных на теле ригелей, и натяжных устройствах, смонтированных на нижней колонне.
Предлагаемая конструкция стыка отличается от известной тем, что стык колонн и ригелей расположен в уровне перекрытия, колонны по торцам имеют вырезы, выполненные в нижней колонне с образованием площадок для опирания ригелей высотой не менее высоты ригеля и глубиной не менее 12 см, а в верхней колонне с возможностью размещения соединительной муфты на вертикальных выпусках арматуры, размещенных в вырезах нижней и верхней колонн, при этом нижняя и верхняя колонны в средней части соединены штепсельным стыком, ригели выполнены с вырезами для размещения вертикальных арматурных выпусков колонн с образованием совместно с вырезами в колоннах пространства для омоноличивания стыка бетоном, при этом ригели жестко соединены между собой и колонной соединительными деталями, выполненными в виде стержней, закрепленных в упорах, установленных на теле ригелей, и натяжных устройствах, смонтированных на нижней колонне.
Предлагаемое конструктивное решение стыка колонн может быть использовано для одно, двух- и трехэтажных конструкций колонн. На промежуточных перекрытиях отсутствует штепсельный стык и винтовые муфты, т.к. нет необходимости в дополнительном обеспечении передачи усилий в колоннах между промежуточными этажами.
Технический результат - обеспечение жесткого соединения стыка ригель-колонна-ригель из сборных железобетонных элементов, исключение сварочных и монолитных работ, снижение трудоемкости монтажных работ, повышение надежности конструкции сборного железобетонного каркаса здания и возможность образования гладкого потолка с использованием скрытого сборного железобетонного ригеля.
На фиг. 1 представлен общий вид рамного стыка ригеля с колонной; фиг. 2 - выполнение ригеля (вид сбоку); фиг. 3 - А-А фиг. 2; Фиг. 4 - Вид А фиг. 2; фиг. 5 - вариант выполнения ригеля (вид сбоку); фиг. 6 – Вид по А-А фиг. 5; фиг. 7 - Вид А фиг. 5; фиг. 8 - верхняя колонна; фиг. 9 - Вид В фиг. 8; фиг. 10 - Вид Г фиг. 8; фиг. 11 - нижняя колонна; фиг. 12 - Вид Б фиг. 11; фиг. 13 – Вид по А-А фиг 11; фиг. 14 - Вид А фиг. 11.
Рамный стык состоит из колонн 1, стяжных стержней 2, арматуры 3 нижней колонны, упоров 4 для натяжного устройства 5. Колонны 1 соединены по торцам штепсельным соединением 6 и имеют арматурные выпуски 7 и выпуски арматуры 8 штепсельного соединения. Ригели 9 выполнены с отверстием 10 для размещения выпусков арматуры 7 колонн 1 в зоне площадки 11 опирания ригеля в вырезе колонны 12. Выпуски арматуры колонн 1 соединены винтовыми муфтами 13.
Соединение продольных арматурных стержней колонн осуществляется комбинированно - (механическим соединением) винтовыми или обжимными муфтами и методом штепсельного стыка.
В многоэтажных каркасных зданиях основными несущими конструкциями являются колонны, ригели и плиты. Вертикальные усилия воспринимаются колоннами.
С торца нижней колонны 1, длиной до верха перекрытия, горизонтальные площадки для опирания ригелей образованы вырезами, по высоте равными высоте ригеля, а по глубине - не менее 12 см. В вырезах расположены выпуски вертикальной арматуры 3 колонны, заканчивающиеся резьбой, защищенной пластиковой трубкой. В средней части торца колонны, между вырезами расположены два отверстия 6 для организации штепсельного соединения.
Ригель имеет вырез в торце или укороченную длину, который обеспечивает пропуск выпусков вертикальной арматуры колонны, заканчивающихся резьбой. В торце ригеля могут быть выпуски рабочей арматуры ригелей для улучшения их анкеровки.
Верхняя колонна имеет вырезы по глубине, равные вырезам нижней колонны, а высотой, позволяющей расположить винтовые муфты на выпусках вертикальной арматуры верхней колонны, обеспечивающие надежное соединение с выпусками арматуры нижней колонны.
Три выреза (в верхней и нижней колоннах и ригеле) после монтажа представляют одно пространство, которое заполняется мелкозернистым бетоном на расширяющемся цементе.
В средней части торца верхней колонны, между вырезами, расположены два выпуска арматуры для организации штепсельного стыка.
Для гарантированного получения рамного (жесткого) узла и неразрезность ригелей предусмотрена организация горизонтального натяжного устройства.
Стяжные стержни вставлены в упоры на двух ригелях, опирающихся на одну колонну, стягиваются между собой натяжными устройствами, смонтированными на колонне.
Остальные элементы конструктивного решения остаются - вырезы в колонне для создания площадки опирания ригелей с последующим замоноличиванием мелкозернистым бетоном на расширяющемся цементе и горизонтальное натяжное устройство, объединяющее два ригеля и колонну.
Последовательность выполнения стыка:
1. После закрепления нижерасположенной колонны на нее монтируются ригели и производится натяжение, обеспечивающее неразрезность ригеля и его совместную работу с колонной.
2. Устанавливается с помощью штепсельного стыка в проектное положение верхняя колонна и выпуски арматуры колонн соединяются муфтами.
3. Устанавливается инвентарная опалубка и производится заполнение вырезов мелкозернистым бетоном на расширяющемся цементе.