ОПОРНЫЙ УЗЕЛ И ШАБЛОН ДЛЯ ВЫВЕРКИ И ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОЕДИНИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА ОПОРНОГО УЗЛА
SUPPORT UNIT AND TEMPLATE FOR ALIGNMENT AND MANUFACTURE OF SUPPORT UNIT CONNECTION ELEMENT

Изобретение относится к области строительства, а именно к опорным узлам соединения железобетонных и металлических конструкций, воспринимающих большие нагрузки, и может быть использовано при устройстве большепролетных покрытий и перекрытий, применяемых в спортивно-зрелищных сооружениях.
Известно стыковое соединение сборных железобетонных колонн по авторскому свидетельству СССР №1488413, кл. Е04С 3/34, Е04В 1/38, 1989 г., содержащее выпуски арматурных стержней, соединенные между собой, центрирующие прокладки и заполнение полости стыка. Верхняя из стыкуемых колонн установлена разворотом на 45° относительно нижней колонны, а угловые выпуски арматурных стержней верхней колонны соединены с арматурными выпусками, расположенными по середине граней сечения нижней колонны.
Однако данное соединение используется только при монтаже колонн для снижения сейсмической нагрузки и нельзя применять его для выполнения покрытий, в особенности с большими пролетами.
Известен опорный узел соединения несущих элементов здания по патенту Российской Федерации №2085667, кл. Е04В 1/38, 1997 г., принятый заявителем за прототип предлагаемого опорного узла. Он включает ячейку на горизонтальном несущем элементе и, по крайней мере, один шип, прикрепленный на вертикальном несущем элементе и установленный в ячейке. Шип установлен с возможностью взаимодействия части поверхности шипа с частью поверхности ячейки и выполнен в виде гибкой пластины, нижний конец которой прикреплен на вертикальном несущем элементе с зазором не менее толщине пластины, а ячейка выполнена в виде вертикального паза с шириной пластины и внутренним профилем, имеющим цилиндрический участок для копирного взаимодействия с концом пластины больше длины внутреннего профиля паза.
Основными недостатками данного узла являются выполнение шипа в виде гибкой пластины и ячейки в виде копирного паза, которые сложны в изготовлении, малонадежны.
Известен шаблон для разбивки и контроля совмещения осей при монтаже по авторскому свидетельству СССР №1430483, Кл. E04G 21/18, 1988 г., принятый заявителем за прототип предлагаемого шаблона для выверки и изготовления соединительного элемента опорного узла. Он содержит жестко соединенные между собой под прямым углом вертикальный и горизонтальный элементы с разметочными прорезями на последнем. Вертикальный элемент выполнен углового профиля и оснащен шарнирно установленным на одной из его полок рычагом с шарнирным звеном, пропущенным через выполненное в другой полке вертикального элемента отверстие, и соединенной с рычагом пружиной с захватом. Горизонтальный элемент снабжен секцией, шарнирно установленной на нем с возможностью откидывания и фиксации и выполненной с разметочными прорезями и визирными отверстиями.
Данный шаблон имеет сложную конструкцию, требующую не менее сложной настройки для обеспечения последующего монтажа несущих элементов строительных конструкций.
Технической задачей изобретения является создание опорного узла несущих строительных металлических конструкций, способного воспринять расчетные нагрузки, позволяющего с высокой точностью изготавливать и смонтировать конструкции строительных сооружений, в том числе монтаж большепролетных покрытий на колонны спортивного комплекса.
Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом решении соединительный элемент выполнен в виде арматурных стержней, которые размещены на опорном элементе вертикально в два ряда, причем ряды арматурных стержней установлены друг от друга с зазором, равным не более толщины торцевой стенки стыкуемого элемента.
Кроме того, центры арматурных стержней одного ряда смещены относительно центров арматурных стержней другого ряда на величину более диаметра этого арматурного стержня, причем оба ряда арматурных стержней установлены посредством шаблона.
Кроме того, в ребре жесткости стыкуемого элемента выполнен вырез для пропуска одного из рядов арматурных стержней соединительного элемента по высоте равный не менее высоты арматурных стержней этого ряда.
Кроме того, шаблон дополнительно снабжен средней вставкой, а элементы выполнены разомкнутыми в виде левого и правого, размещены в одной плоскости параллельно друг другу и выполнены в виде пластин, а прорези выполнены в виде незамкнутой окружности равной не более половины диаметра арматурного стержня, причем средняя вставка наложена на правую и левую пластины и соединена с ними разъемным соединением, а центры незамкнутых окружностей прорезей одной пластины смещены относительно центров незамкнутых окружностей прорезей другой пластины, по меньшей мере, на половину диаметра этих окружностей, а пластины установлены друг относительно друга с зазором.
Кроме того, средняя вставка выполнена по ширине не более толщины торцевой стенки стыкуемого элемента и зазора между пластинами.
На фиг.1 изображен общий вид опорного узла несущих строительных металлических конструкций;
на фиг.2 изображены опорный элемент и стыкуемый элемент в разомкнутом положении, до стыковки;
на фиг.3 - опорный элемент и стыкуемый элемент в положении стыковки, торцевая стенка стыкуемого элемента соединена с соединительным элементом сваркой;
на фиг.4 - шаблон для выверки и изготовления соединительного элемента опорного узла, вид сверху;
на фиг.5 - шаблон и выставленные ряды арматурных стержней соединительного элемента на опорном элементе;
на фиг.6 - разрез А-А на фиг.5, вид на шаблон и соединительный элемент с торца.
Опорный узел соединения несущих элементов строительных металлических конструкций с железобетонными конструкциями содержит опорный элемент 1, выполненный в виде, например, фундамента или колонны, и стыкуемый элемент 2, например покрытие трибун спортивного комплекса, соединительный элемент, скрепляемый опорный элемент 1 и стыкуемый элемент 2. Стыкуемый элемент 2 включает торцевую стенку 3 и ребро жесткости 4 с вырезом 5, установлен своим основанием на опорном элементе 1 и закреплен на нем установочно-регулировочными анкерными болтами 6.
Соединительный элемент жестко установлен в опорном элементе 1 и выполнен в виде арматурных стержней 7, которые размещены в опорном элементе 1 вертикально в два ряда. Причем ряды арматурных стержней 7 установлены друг от друга с зазором «с», равным не более толщины «b» торцевой стенки 3 стыкуемого элемента 2. А центры арматурных стержней 7 одного ряда смещены относительно центров арматурных стержней 7 другого ряда на величину «c»=d ст. более диаметра этого арматурного стержня. Причем оба ряда арматурных стержней 7 установлены посредством шаблона.
Кроме того, в ребре жесткости 4 стыкуемого элемента 2 выполнен вырез 5 для пропуска одного из рядов арматурных стержней 7 соединительного элемента и удобства сварки с ним и контроля. По высоте вырез 5 равен не менее высоты выпуска из опорного элемента 1 арматурных стержней 7 этого ряда. А также в опорном элементе 1 выполнены посадочные гнезда 9, а на стыкуемом элементе 2, снизу его основания выполнены кондукторы 10 для более четкого и надежного ориентирования стыкуемых элементов при монтаже.
Чтобы сборка опорного узла совершилась без ошибок, с высокой точностью выполняют соединительный элемент, для изготовления которого используют шаблон.
Шаблон выполнен из двух разомкнутых элементов - левого и правого, которые размещены в одной плоскости параллельно друг другу и выполнены в виде пластин - левой 11 и правой 12, которые установлены друг относительно друга с зазором, и средней вставки 13. В каждой пластине 11 и 12 по всему внутреннему торцу для выверки арматурных стержней выполнены прорези 14 в виде незамкнутой окружности, центр которой совмещен с центром арматурного стержня 7. Средняя вставка 13 выполнена с возможностью наложения на левую 11 и правую 12 пластины и соединения с ними разъемным соединением 15. По ширине «t» средняя вставка 13 выполнена не более толщины «b» торцевой стенки 3 стыкуемого элемента 2 и зазора между пластинами 11 и 12. Центры незамкнутых окружностей прорезей 14 одной пластины смещены относительно центров незамкнутых окружностей прорезей 14 другой пластины, по меньшей мере, на половину диаметра этих окружностей. Пластины 11 и 12 имеют регулировочные прорези 16 в местах крепления шаблона с каркасом опалубки 17 для бетонирования опорного элемента 1.
Соединительный элемент опорного узла соединения несущих строительных металлических конструкций с железобетонными конструкциями выполняют следующим образом.
В заранее подготовленном месте на каркасе опалубки 17, размеченном и сориентированном, размещают левую 11 и правую 12 пластины, а затем на них накладывают среднюю вставку 13 и закрепляют установленный, собранный шаблон на опорном элементе 1 разъемным соединением 15. После этого в прорези 14 каждой пластины 11 и 12 опускают арматурные стержни 7, оставляя над шаблоном выпуск, по высоте соизмеримый с вырезом 5 на ребре жесткости 4 стыкуемого элемента 2. А затем выверенный и подготовленный к окончательному изготовлению соединительный элемент бетонируется - соединительный элемент выполнен.
Монтаж опорного узла осуществляют следующим образом.
Монтажным механизмом поднимают стыкуемый элемент 2 и ориентируют его над опорным элементом 1 таким образом, чтобы кондукторы 10 были над посадочными гнездами 9, и опускают его. При этом торцевая стенка 3 входит в зазор между рядами арматурных стержней 7 соединительного элемента, кондукторы 10 входят в посадочные гнезда 9, а основание стыкуемого элемента 2 устанавливается на установочно-регулировочные анкерные болты 6. Соединение стыкуемого элемента 2 с опорным элементом 1 осуществлено. Затем размещенную в соединительном элементе торцевую стенку 3 сваривают с арматурными стержнями 7, а основание стыкуемого элемента 2 закрепляют на установочно-регулировочных анкерных болтах 6, выполняют подливку из бетона в монтажные зазоры между опорным 1 и стыкуемым 2 элементами. Опорный узел соединения строительных металлических конструкций с железобетонными конструкциями выполнен.
Использование предлагаемого технического решения позволило создать опорный узел для соединения несущих строительных металлических конструкций и железобетонных конструкций, способного воспринимать большие нагрузки, позволяющего с высокой степенью точности изготавливать и монтировать конструкции строительных сооружений, в том числе монтаж большепролетных покрытий, например, спортивного комплекса.