УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ПИЛОНОВ И ПЛИТ ПЕРЕКРЫТИЯ И ПИЛОН БЕЗРИГЕЛЬНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО КАРКАСА ЗДАНИЯ
PIER-TO-FLOOR SLAB JOINT ASSEMBLY AND A PIER OF GIRDERLESS REINFORCED CONCRETE FRAME OF A BUILDING

Область техники
Группа изобретений относится к области строительства, а именно к строительству зданий общественно-гражданского назначения и может быть использована для строительства многоэтажных безригельных сборно-монолитных каркасных зданий с большими пролетами перекрытий, в том числе в сейсмических районах.
Предшествующий уровень техники
Из уровня техники известны различные конструкции узлов сопряжения внутренних несущих стен или пилонов и плит перекрытия.
В частности, в патенте на изобретение RU 2280131, опубликованном 20.07.2006, раскрыт узел крепления внутренней несущей стены с плитами перекрытия и с вышестоящей внутренней несущей стеной, который включает монтажную петлю, арматурные стержни и закладные детали.
К недостаткам данного узла можно отнести невозможность обеспечения оптимальной жесткости конструкции, в результате чего при разрушении нижней внутренней несущей стены происходит обрушение плит перекрытия и, таким образом, данный узел не в полной мере соответствует требованиям сейсмостойкости, надежности, долговечности и безопасности в целом.
Также из уровня техники известна конструкция контактно-петлевого узла безригельного железобетонного сборно-монолитного каркаса по патенту на полезную модель RU 76051, опубликованному 10.09.2008, в котором объединены сборные железобетонные пилоны поэтажной разрезки между собой по высоте и с дисками перекрытий в каркас, располагаемый в зазоре между верхними и нижними гранями пилонов в уровне дисков перекрытий и образованный входящими в узел стыковыми центрирующими элементами на нижних и верхних горизонтальных гранях пилонов, арматурными выпусками на них, крайние из которых соединены между собой на сварке, арматурными петлевыми выпусками на торцах, примыкающих к узлу панелей диска перекрытия, трапециевидными впадинами на них и опорными участками-выступами этих панелей, предназначенных для монтажа панелей перекрытия на пилоны.
Недостатком данного технического решения является ограничение пролетов в каркасе габаритом и массой панелей перекрытия, а также несущей способностью петлевых выпусков панелей диска перекрытия.
Наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является опорный узел панельного здания, раскрытый в патенте на полезную модель RU 126342, опубликованном 27.03.2013, содержащий внутренние стеновые железобетонные панели, внутренние плиты перекрытий с продольными сквозными отверстиями и элементы их соединения, выполненные из арматурных петлеобразных выпусков, направленных из плит перекрытий в сторону опорного узла, арматурных стержней, расположенных вдоль стыка панелей, причем все выпуски и арматурные стержни соединены между собой дополнительными соединительными элементами.
Среди недостатков опорного узла можно выделить его невысокую жесткость, обуславливающую низкую сейсмостойкость, долговечность и безопасность в целом.
Из уровня техники известны различные конструкции пилонов (внутренних стен), соединяемых в процессе монтажа здания между собой и с плитами перекрытий.
В частности, известен пилон безригельного сборно-монолитного каркаса по патенту на полезную модель RU 76051, опубликованному 10.09.2008, выполненный в виде плоского железобетонного простенка поэтажной разрезки индустриального изготовления прямоугольного в плане сечения, на нижней и верхней гранях которого выполнены по два центрирующих вертикально расположенных стыковых элемента, а также арматурные петлевые выпуски с шагом, соответствующим петлевым выпускам панелей перекрытия для объединения пилонов между собой на всю высоту здания, причем крайние арматурные выпуски на горизонтальных гранях пилонов предусмотрены с возможностью соединения в стадии монтажа на сварке.
Это техническое решение является наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков. Однако данное решение обладает рядом недостатков, приоритетным из которых является недостаточная жесткость и прочность пилонов для передачи краевых вертикальных сжимающих усилий и восприятия пилонами растягивающих усилий от ветровых и сейсмических воздействий.
Раскрытие изобретения
Техническая задача, на решение которой направлена предлагаемая группа изобретений, заключается в повышении прочности, надежности и несущей способности узла сопряжения плит перекрытия и вертикальных конструкций (пилонов и/или стен) в процессе монтажа и эксплуатации, что позволит увеличить сейсмостойкость, надежность и долговечность строительных конструкций, а также обеспечить равнопрочное соединение вертикальных и горизонтальных элементов конструкции в узле.
Данная задача решается за счет того, что узел соединения пилонов и плит перекрытия безригельного железобетонного каркаса здания образован петлевыми выпусками рабочей арматуры плит перекрытия и выпусками арматурных элементов, имеющихся на верхней торцевой грани нижнего пилона между его краевыми участками, соединенными с рабочей продольной арматурой верхнего и нижнего пилонов, и опорными элементами коробчатого сечения с открытыми торцами для пропуска продольной арматуры, размещенными на противоположных краях пилонов и прикрепленными к арматурным анкерам коробчатого сечения, установленными по углам верхней торцевой и нижней торцевой граней соответственно нижнего и верхнего пилонов и соединенными с продольной рабочей арматурой пилонов, при этом опорный элемент снабжен направляющими для фиксации верхнего пилона относительно нижнего и опорными столиками для опирания плит перекрытия.
Арматурные выпуски нижнего пилона могут быть выполнены петлеобразными или стержневыми.
Направляющие выполнены в виде Г-образного профиля.
Указанная техническая задача решается также за счет того, что пилон безригельного железобетонного каркаса здания выполнен в виде плоского железобетонного элемента прямоугольного сечения в плане с пустотами, включающего расположенные по углам пилона арматурные анкеры, соединенные с концами продольной рабочей арматуры пилона, размещенной вдоль ее противоположных краевых зон, а на верхней торцевой грани пилона между арматурными анкерами установлены арматурные выпуски, соединенные с продольной рабочей арматурой пилона.
Краткое описание чертежей
Сущность заявленной группы изобретений поясняется чертежами, где
на фиг. 1 изображен узел соединения верхнего и нижнего пилонов и плит перекрытия в аксонометрии;
на фиг. 2 - продольный разрез узла соединения верхнего и нижнего пилонов и плит перекрытия;
на фиг. 3 - арматурный каркас пилона с петлеобразными выпусками;
на фиг. 4 - арматурный каркас пилона со стержневыми выпусками.
Лучшие варианты осуществления группы изобретений
Узел соединения верхнего (1) и нижнего (2) пилонов и плит перекрытия (3) безригельного железобетонного каркаса здания образован петлевыми выпусками рабочей арматуры (4) плит перекрытия (3) и выпусками арматурных элементов (5), имеющихся на верхней торцевой грани нижнего пилона, соединяющих рабочую продольную арматуру (6) верхнего (1) и нижнего (2) пилонов. Выпуски арматурных элементов (5) размещены между краевыми участками верхней грани нижнего пилона.
Арматурные элементы (5) могут быть выполнены петлеобразными (фиг. 3) или стержневыми (фиг. 4).
Концы продольной рабочей арматуры (6), расположенной вдоль противоположных краевых зон каждого из пилонов (1) и (2), выполненных прямоугольного сечения в плане, прикреплены к арматурным анкерам (7) коробчатого сечения с размещением их в углах каждого из пилона.
Арматурные анкеры (7) нижнего и верхнего пилона в узле соединены с опорным элементом (8), имеющим предпочтительно коробчатый профиль с открытыми торцами для пропуска продольной арматуры 10.
Опорный элемент (8) снабжен направляющими (9), предназначенными для фиксированного положения верхнего пилона при монтаже его на нижний пилон и опорными столиками (11) для установки на них плит перекрытия (3).
Направляющие (9) пилонов размещены на верхней поверхности коробчатого элемента (8) и выполнены в виде Г-образного профиля.
Пилон (1) безригельного железобетонного каркаса здания представляет собой плоский железобетонный элемент с пустотами, предпочтительно, прямоугольного сечения в плане.
По углам пилона (1) расположены арматурные анкеры, прикрепленные к концам продольной рабочей арматуры (6), расположенной вдоль противоположных краевых зон пилона.
Продольная рабочая арматура (6), размещенная между продольной рабочей арматурой, прикрепленной к анкерам (7), соединена с выпусками арматурных элементов (5), выполненных в виде петель или стержней.
Продольная рабочая арматура дополнительно снабжена поперечными хомутами (12), распределенными по длине рабочих стержней.
Сборка узла соединения пилонов и плит перекрытия безригельного железобетонного каркаса здания осуществляется следующим образом.
После установки нижнего пилона в его полости устанавливаются арматурные элементы.
Концы продольной рабочей арматуры (6) в противоположных краевых зонах пилона соединяют с арматурными анкерными элементами (7). Выпуски арматурных элементов (5) устанавливают в нижний пилон на глубину, достаточную для анкеровки в данном пилоне, а длина выступа выпусков арматурных элементов (5) над плитой перекрытия определяется достаточностью для анкеровки в верхнем пилоне. К противоположным арматурным анкерам (7), расположенным на верхней торцевой грани пилона, прикрепляют опорные элементы коробчатого сечения (8) с открытыми торцами, расположенными в плоскости, параллельной плоскости размещения продольной арматуры. После этого на опорные столики (11) опорных элементов (8) укладывают плиты перекрытия (3) с размещением их петлевых выпусков (4) между выпусками (5) нижнего пилона. Затем сквозь стык, образованный петлевыми выпусками рабочей арматуры (4) плит перекрытия (3) и выпусками арматурных элементов (5) через открытые торцы опорных элементов (8), пропускают дополнительную продольную арматуру (10), после чего узел бетонируется.
Затем на опорные элементы (8) устанавливают верхний пилон, фиксируя его проектное положение посредством направляющих. Выпуски арматуры (5) нижнего пилона приваривают к выпускам продольной арматуры (6) верхнего пилона. При бетонировании узла заполняется пустота нижнего пилона (2) по всей ее высоте, образуя тем самым монолитное соединение нижнего пилона и плит перекрытия.
После этого к опорному столику (11) плиты перекрытия привариваются направляющие (9) пилонов и на выпуски арматурных элементов через элементы 9 устанавливается верхний пилон (1), рабочую продольную арматуру (6) которого соединяют с выпусками арматурных элементов (5) нижнего пилона. Затем полость верхнего пилона бетонируют.
При необходимости до пропуска дополнительной продольной арматуры в узле могут быть установлены дополнительные хомуты.