УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ КОЛОННЫ С РИГЕЛЯМИ СБОРНО-МОНОЛИТНЫХ ЗДАНИЙ (СООРУЖЕНИЙ)

Разработка относится к строительству сборно-монолитных зданий (сооружений) и может быть использована для возведения каркасных зданий и сооружений.
Известные железобетонные сборно-монолитные конструкции зданий (сооружений) французской фирмы SCOP РРВ(а), имеют в своем составе многоэтажную колонну и балку (ригель) перекрытия. Многоэтажная колонна, выполненная в заводских условиях, в месте будущего сопряжения с ригелями не заполнена бетоном. Балки (ригели) имеют сборно-монолитную конструкцию, сборная часть которых выполнена в заводских условиях, как правило, в преднапряженном состоянии для увеличения несущей способности самого ригеля.
Соединение колонны с ригелями осуществляется путем омоноличивания сборных элементов колонны и ригелей путем устройства бетонных шпонок, для этого, сборная часть колонны в месте сопряжения с ригелями имеет обнаженную арматуру, а в сборной части ригеля предусмотрены выпуски арматуры, предназначенные для надежной связи бетона омоноличивания с бетоном сборных элементов (колонны и ригеля), которые образуют узел
сопряжения колонны с ригелями. Узел сопряжения имеет повышенную несущую способность, что дает возможность применять ригели с увеличенным пролетом. В то же время, следует отметить, что несущая способность этого узла всецело зависит от полученных прочностных характеристик бетона, уложенного на месте использования узла (бетона омоноличивания), т.е. бетона применяемого в построечных условиях строительной площадки.
Значит, для получения расчетной несущей способности узла необходимо в полной мере выполнять технологический процесс получения заданной прочности бетона омоноличивания узла (температура, влажность, компоненты, вибрирование и др.), что в условиях строительной площадки проблематично обеспечивать для каждого из многих в строящемся доме узлов сопряжения.
Отсюда, снижение несущей способности ригельной части даже одного узла сопряжения, особенно на верхних этажах, снижает надежность здания в целом. Кроме того, ригель, а также, его сборную часть, невозможно опереть (установить) на колонну в месте будущего сопряжения с ней без дополнительных устройств, т.к. конструкция узла предполагает длину ригеля меньше чем расстояние между внутренними гранями колонн, на которых предполагается монтировать ригель. Более того, плиты перекрытия устанавливать можно только после омоноличивания узла и приобретения бетоном омоноличивания, как минимум, семидесятипроцентной прочности. Можно, конечно, на ригель, а точнее, на его сборную часть, установить плиты перекрытия, но для этого необходимо применить еще более мощные и сложные дополнительные устройства для восприятия возросших на ригель в разных плоскостях нагрузок от плит перекрытия, т.к. последний не закреплен. А освобождать ригель от дополнительных (поддерживающих) устройств допускается только после проведения так называемого, мокрого монтажа и приобретения бетоном омоноличивания не менее семидесятипроцентной прочности.
Более совершенным является узел сопряжения колонны с ригелями сборно-монолитных конструкций зданий (сооружений) патент №73356 RU, состоящий из соединенных между собой ригелей, имеющих выступы, и колонны, причем ригели своими выступами установлены в основном сечении колонны. Кроме того, ригели своими закладными элементами соединены с основной арматурой колонны и между собой при помощи сварки посредством соединительных элементов.
Конструкция этого узла сопряжения в отличие от аналога позволяет соединить колонну с ригелями (установить ригели на колонне) перед омоноличиванием в месте будущего сопряжения без дополнительных устройств, которые поддерживали бы ригель в вертикальной плоскости в месте будущего соединения колонны с ригелями. Более того, конструкция узла сопряжения позволяет сразу же после монтажа (установки) ригелей без предварительного омоноличивания узла и без применения дополнительных поддерживающих ригели устройств устанавливать на них плиты перекрытия, так как сборные части ригелей после их монтажа, прочно соединены с колонной с помощью сварки. Такая технология, связанная с отличительной особенностью предлагаемого узла, позволяет производить «сухой» монтаж, как самого ригеля, так и плит перекрытия, это значительно увеличивает производительность труда при строительстве сборно-монолитных зданий. Конструкция узла сопряжения позволяет устанавливать ригели и на колону, выполненную в монолитном исполнении, причем, также как и в узле со сборной колонной, ригели устанавливаются в колонны, а затем плиты перекрытия - на ригели, до омоноличивания узла без применения поддерживающих устройств и приспособлений.
В этом узле можно применять ригели, изготовленные без предварительного напряжения, т.к. конструкция узла дает возможность осуществить строительный подъем ригеля после его монтажа перед установкой плит. Это
обусловлено тем, что в процессе монтажа, ригель жестко соединен с колонной при помощи сварки.
При применении монолитной колонны и сборно-монолитного ригеля у известного узла (прототип) практически недостатков нет.
А при применении многоэтажной сборно-монолитной колонны имеются недостатки, а именно:
Для обеспечения возможности установки ригеля в основное сечение колонны необходимо увеличивать высоту обнаженной арматуры в месте будущего сопряжения, т.к. длина ригеля больше чем расстояние между внутренними гранями колонн, на которые устанавливается ригель. Наличие в колонне в местах будущего сопряжения обнаженной арматуры снижает ее жесткость, что потребовало временного (до монтажа колонны) во время ее транспортировки ужесточения в месте обнаженной арматуры, т.к. на этом участке колонна представляет собой нежесткую систему. Для этого используется либо приваренные к обнаженной арматуре временные распорки, либо специальные временные бандажи, которые снимаются после монтажа колонны.
Узел сопряжения в связи с увеличенной длиной обнаженной арматуры колонны требует увеличенного объема бетона омоноличивая.
Прочность колонны в узле сопряжения до его омоноличивания не позволяет производить монтаж плит перекрытия вышележащих этажей, т.к. в месте сопряжения в этом случае работает только арматура колонны.
Указанные недостатки снижают скорость возведения каркасных зданий и сооружений в зимний период в условиях Сибири, т.к. омоноличивание в этих условиях требует дополнительных затрат и специальных технологических приемов
Учитывая, возросшие требования к ускорению темпов строительства зданий и сооружений необходимо иметь узел более совершенной конструкции и не имеющей вышеуказанных недостатков.
Предлагаемый узел соединения многоэтажной колонны с ригелями сборно-монолитных зданий (сооружений) не имеет указанных выше недостатков и позволяет производить, так называемый «сухой», монтаж здания практически на всю его высоту в зависимости от его этажности, в том числе и в зимний период времени.
Указанная цель достигается тем, что предлагаемый узел соединения колонны с ригелями, содержащий многоэтажную колонну, имеющую закладные детали и отверстия в месте будущего соединения с ригелями, ригели, выполненные составными, бетон омоноличивания, арматуру узлового соединения, причем ригели, имеющие основную часть и съемные опорные элементы, установлены и закреплены этими опорными элементами в основном сечении колонны.
на фиг.1 изображен разрез А-А узла соединения колонны с ригелями.
на фиг.2 изображен разрез Б-Б, план узла соединения колонны с ригелями
на фиг.3 - Узел В, установка опорных элементов.
Узел соединения колонны с ригелями содержит многоэтажную колонну 1, сборные части ригелей 2, состоящие из основных частей 3 и съемных опорных элементов 4, арматуру узлового соединения 5, отверстя 6 в колонне, предназначенные для установки арматуры узлового соединения 5, закладные 7 и 8, установленные в колонне, причем в закладных 7 предусмотрен уступ 9, выполненный под острым углом α к оси колонны и предназначен для установки съемных опорных элементов 4.
Сборная часть ригеля 2 имеет закладные детали 10 и выпуски арматуры 11. После монтажа колонн, на них сначала устанавливаются съемные опорные элементы 4 ригелей 2. Съемные опорные элементы 4, имеющие форму кронштейнов, вертикальным ребром устанавливаются в уступ 9 закладной детали 7, как показано на фиг.1; 3 и привариваются к закладной 8. После
монтажа съемных опорных элементов на них устанавливается основная часть 3 ригеля, причем в один из смежных ригелей предварительно закладывается в выступы арматуры 11, арматура узлового соединения 5, которая после монтажа смежного ригеля устанавливается в отверстия 6 симметрично оси колонны. После монтажа основной части 3 ригеля на съемные опорные элементы 4, они свариваются между собой посредством закладных деталей 10.
Крепление съемных опорных элементов 4 к колонне и к основной части 3 ригеля в предлагаемом узле может осуществляться и с помощью других соединений, например, болтовых.
Перед монтажом плит перекрытия на сборную часть ригелей последним придается строительный подъем с помощью строительных стоек-домкратов. После установки плит перекрытия конструкция узла позволяет производить «сухой» монтаж последующих этажей без омоноличивания узлов нижележащих этажей. При омоноличивани узла и сборных частей ригелей, набора бетоном омоноличивания 12 расчетной прочности, демонтируются стойки-домкраты.
Полученный сборно-монолитный узел, смонтированный по «сухой» технологии обладает повышенной жесткостью и прочностью за счет установки сборных частей ригелей в уступы колонны, наличия арматуры узлового соединения и бетона омоноличивания.