СТЫКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОЛОНН

Полезная модель относится к области строительства и предназначена для устройства бессварного стыкового соединения сборных железобетонных колонн «штепсельного» типа.
В нормативной литературе представлен бессварной контактный стык колонн с установкой центрирующего стержня, пересекающего горизонтальный шов. При этом стыковка и взаимное центрирование колонн осуществляется путем установки стального стержня в специальные отверстия в стволе верхней и нижней колонн (Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения» к СНиП 2.03.01-84 Бетонные и железобетонные конструкции М., 1986, с.170).
Недостатками этого устройства является отсутствие связей между стержнями рабочей арматуры колонн и как следствие восприятие стыком только сжимающих и сдвигающих усилий.
Известен клеевой бессварной стык, применяемый в гражданском и промышленном строительстве, в котором продольные стержни колонн соединяются с помощью муфт из стальных трубок, путем обжатия последних или устройства сварных швов, что обеспечивает включение в работу трубок и восприятие стыком изгибающих моментов, поперечных и осевых сил (Рекомендации по проектированию и выполнению контактных стыков с обрывом арматуры в железобетонных колоннах многоэтажных зданий. НИИЖБ, М., 1985, с.45).
К основным недостаткам этого вида соединения колонн можно отнести завышенную металлоемкость и потребность в дополнительном механизированном оборудовании и наличие сварочных работ.
Наибольшее распространение среди контактных стыков колонн получили сварные стыки. Для их устройства необходима ванная сварка выпусков продольной арматуры квалифицированными рабочими и последующее замоноличивание полостей мелкозернистым бетоном. (Сборник научных работ. Под ред. Васильева А.П. Стыки сборных железобетонных конструкций. НИИЖБ, М., 1970, с.75).
К основным недостаткам этого вида стыка можно отнести: местную передачу сжимающих напряжений; наличие мокрого процесса как отдельного вида работ; сложная технологическая цепочка устройства стыка усложняет процесс монтажа и приводит к повышенной вероятности появления дефектов, в том числе из-за температурного удлинения выпусков продольной арматуры.
Наиболее близким к заявленной модели по технической сущности и достигаемому результату является стыковое соединение, описанное в заявке на изобретение RU №2007133819/03, МПК Е04В 1/36, 20.03.2009 Бюл. №8, включающее концевые участки стыкуемых колонн, содержащие косвенное армирование в виде поперечных сеток, скважин в нижележащей части колонны, заполненных цементными или полимерными растворами, в которых размещены рабочие продольные стержни верхней части колонны. Скважина представляет собой отформованную в процессе бетонирования полость, образуемую с помощью извлекаемого по окончанию формования пустотообразователя, имеющую цилиндрическую, конусообразную или многогранную форму с гладкой или ребристой боковой поверхностью.
К недостаткам такого конструктивно-технологического решения стыкового соединения можно отнести: трудоемкую технологию производства, не соответствие анкеровки продольной рабочей арматуры в скважине нормативным требованиям при использовании цементно-песчаных растворов; наличие концентраций напряжений в бетоне защитного слоя и ранее его повреждение; завышенная металлоемкость из-за обрыва продольных рабочих стержней колонн и необходимость их альтернативной замены.
Предлагаемая полезная модель направлена на создание жесткого бессварного стыкового соединения сборных железобетонных колонн, способного воспринимать сжимающие, сдвиговые и изгибные усилия за счет обеспечения нормативных требований по надежной анкеровке рабочих продольных стержней стыкуемых колонн при использовании любых видов растворов замоноличивания с одновременным снижением трудоемкости, металлоемкости, сокращением сроков передачи монтажных нагрузок.
Указанный результат достигается в эффективном решении стыкового соединения сборных железобетонных колонн, включающем концы стыкуемых колонн, имеющих косвенное армирование в виде поперечных сеток, выпуски продольных рабочих стержней арматуры в торце одной из колонн, вставленные в скважины в торце смежной стыкуемой колонны, которые, согласно полезной модели, образованны не извлекаемыми гофрированными трубками, имеющими технологические отверстия для инъецирования раствора, установленными параллельно оси колонны в процессе ее изготовления, при этом продольные рабочие стержни этих колонн расположены внутри гофрированных трубок, что обеспечивает непосредственный контакт (нахлест) продольных рабочих стержней арматуры и совместную их работу.
Полезная модель поясняется на чертежах.
На фиг.1 показаны элементы «штепсельного» стыка железобетонных колонн с гофрированными трубками, на фиг.2 - схема монтажа стыка при расположении скважин в нижней части «штепсельного» стыка колонн, на фиг.3 - схема монтажа стыка при расположении скважин в верхней части «штепсельного» стыка колонн(а) и вид замоноличенного стыка (б).
Стык состоит из концов стыкуемых колонн 1 и 2, содержащих косвенное армирование в виде поперечных сеток 3, выпусков продольных рабочих стержней арматуры 4 в торце одной из колонн (фиг.1), в торце смежной стыкуемой колонны выполнены скважины 5, образованные установкой неизвлекаемых гофрированных трубок 6 в процессе бетонирования ствола колонны 2.
Геометрические параметры гофрированных трубок 6 определяется расчетом. Количество скважин 5 совпадает с количеством выпусков продольной арматуры 4. Для качественного заполнения скважин 5 раствором в ней имеются технологические отверстия 7. Скважины 5 могут быть расположены как в нижней, так и верхней колонне (фиг.2 и фиг.3). В отличие от существующего прототипа продольные арматурные стержни 4 и 8 смежных колонн 1 и 2 расположены внутри гофрированных трубок 6 и замоноличены раствором, что обеспечивает непосредственный контакт (нахлест) и совместную их работу. Диаметр гофрированных трубок 6 ограничивается размерами поперечного сечения колонны требованиями размещения продольных стержней и качественного заполнения скважин 5 раствором замоноличивания. Для обеспечения соосности колонн и требуемой толщины горизонтального шва используется центрирующая прокладка. Проектная работоспособность стыка наступает после набора прочности раствора замоноличивания.
Данная конструкция стыкового соединения «штепсельного» типа позволяет создать жесткий узел при одновременном упрощении технологии формования колонны, снизить ее металлоемкость за счет расположения продольных стержней колонн внутри гофрированных трубок, обеспечив непосредственный их контакт (нахлест) с рабочими стержнями другой колонны с повышением сил механического сцепления растворной оболочки с окружающим бетоном ствола колонны.