КОНТАКТНОЕ ВИНТОВОЕ СТЫКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ СБОРНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОЛОНН
CONTACT SCREW BUTT JOINT OF PRECAST REINFORCED CONCRETE COLUMNS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области строительства и предназначено для многоэтажных и высотных зданий, возводимых в районах с сейсмической активностью.
Уровень техники
Известна сборная железобетонная колонна и стыковое соединение сборной железобетонной колонны (патент РФ №51048, МПК E04B 1/38, опубл. 27.01.2006), которая содержит продольную стержневую арматуру, поперечную арматуру по длине колонны, косвенную арматуру у концов колонны, и снабжена по торцам комплектами закладных деталей. Колонна содержит на торцах, направленных вверх и вниз (верхнем и нижнем), по меньшей мере, два комплекта закладных деталей, каждый из которых на верхнем торце колонны выполнен в виде анкерной шпильки с элементами крепления, а на нижнем торце колонны - в виде опорного фланца с болтовым отверстием под анкерную шпильку и надфланцевой нишей, причем опорный фланец оснащен профилем, установленным с образованием стенки надфланцевой ниши и центральными, боковыми и уравновешивающими анкерными стержнями. Стыковое соединение колонн включает концевые участки стыкуемых колонн и размещенные на верхнем и нижнем торцах колонн, установленных в проектном положении, комплекты закладных деталей, содержащие шпильки с элементами крепления и ниши, заполненные бетоном, центрирующую прокладку в пространстве между торцами, заполненном, как и ниши, бетоном.
Недостатком известного технического решения является невысокая надежность конструкции сборной железобетонной колонны, так как продольная стержневая арматура выполнена с отгибом в месте примыкания к анкерному стержню шпильки, а сечение колонны в месте расположения ниш ослаблено. Кроме того, необходимо подбирать толщину центрирующей прокладки.
В качестве прототипа принята конструкция сборной железобетонной колонны с анкерной шпилькой и стыковое соединение колонн (патент РФ №113752 МПК E04B 1/00 опубл. 27.02.2012). Колонна содержит продольную стержневую арматуру, поперечную арматуру, косвенную арматуру, установленную в нижней и верхней частях колонны, анкерные шпильки с элементами крепления, расположенные в верхней части колонны, закладную деталь, расположенную в нижней части колонны, выполненную в виде нижней торцевой пластины с угловыми отверстиями под анкерную шпильку и оснащенную уголками, образующими нишу, к которым приварены стержни. Косвенная арматура в нижней и верхней частях колонны выполнена в виде арматурных сеток, расположенных равномерно по высоте стыка. Стыковое соединение колонн включает концевые участки стыкуемых колонн при этом в верхнем фрагменте колонны расположена верхняя торцевая пластина с угловыми отверстиями, выполненными соосно с анкерными шпильками, к внутренним боковым поверхностям каждого уголка приварена под наклоном соединительная пластина прямоугольной формы, а к его внешним боковым поверхностям приварены перехватывающие стержни, в нижнем фрагменте имеется опорная пластина с четырьмя отверстиями, выполненными для пропуска анкерных шпилек.
Недостатком данного технического решения является невысокая надежность конструкции стыка при действии значительных поперечных сил и изгибающих моментов и отсутствие возможности контролирования фактической площадки передачи напряжений от верхнего стыка к нижнему, связанное со сложностью производства работ при омоноличивании.
Раскрытие изобретения
Основной технической задачей, на решение которой направлена заявляемая конструкция стыкового соединения, является обеспечение надежности стыка колонн при действии поперечных усилий и изгибающих моментов наряду с продольной силой.
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении предложенного решения, является повышение несущей способности колонны и ее стыковых соединений.
Новым в предлагаемом изобретении является то, что в нижнем концевом участке верхней колонны расположена железобетонная шпонка в виде усеченной пирамиды, а в верхнем концевом участке нижней колонны выполнен паз для железобетонной шпонки, при этом в закладной детали выполнено центральное отверстие, размеры которого соответствуют размерам большего основания железобетонной шпонки, а в другой закладной детали выполнено центральное отверстие, соответствующее размерам открытой стороны паза.
В проанализированной литературе не обнаружено данной совокупности отличительных признаков. Данная совокупность отличительных признаков не вытекает явным образом для специалиста из уровня техники, и данное техническое решение можно с успехом использовать в промышленности.
Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию изобретения: «Новизна», «Изобретательский уровень», «Промышленное применение».
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид узла соединения колонн по высоте, на фиг.2 - продольный разрез стыка, на фиг.3 и фиг.4 - общий вид закладных деталей верхней и нижней колонн соответственно.
Стыковое соединение железобетонных колонн через шпонку (фиг.1, фиг.2) включает в себя нижний концевой участок верхней колонны 1 и верхний концевой участок нижней колонны 2, закладную деталь 3 на нижнем концевом участке верхней колонны 1 и другую закладную деталь 4 на верхнем концевом участке нижней колонны 2, железобетонную шпонку 5, четыре котировочные гайки 6 и четыре затяжные гайки 7. В верхнем концевом участке нижней колонны 2 выполнен паз 8 для железобетонной шпонки 5. Железобетонная шпонка 5, так же как и концевые участки колонн 1 и 2, армируется сварными сетками косвенного армирования 9. Закладная деталь 3 (фиг.3) состоит из опорной пластины 10, в которой выполнены четыре отверстия для пропуска анкерных шпилек 11 другой закладной детали 4 и одно центральное отверстие для железобетонной шпонки 5. К опорной пластине 10 приварены четыре уголка 12, которые совместно с пластинами 13 образуют ниши для размещения винтового соединения верхней и нижней колонн 1 и 2. Анкеровка закладной детали 3 в нижнем концевом участке верхней колонны 1 осуществляется с помощью восьми стержней 14, приваренных к уголкам 11. Другая закладная деталь 4 (фиг.4), расположенная в верхнем концевом участке нижней колонны 2, состоит из опорной пластины 15. В опорной пластине 15 выполнено центральное отверстие для устройства паза 8 для размещения железобетонной шпонки 5. К опорной пластине 15 приварены четыре анкерные шпильки 11.
Осуществление изобретения
Устройство стыкового соединения при монтаже колонн 1 и 2 осуществляется в несколько этапов. В паз 8, расположенный на верхнем концевом участке нижней колонны 2 укладывается мелкозернистая бетонная смесь, параллельно с помощью котировочных гаек 6 выбирается планируемая отметка нижнего концевого участка верхней колонны 1. Затем осуществляется монтаж верхней колонны 1, при этом анкерные шпильки 11 на верхнем концевом участке нижней колонны 2 пропускаются в отверстия закладной детали 3, находящейся на нижнем концевом участке верхней колонны 1, а железобетонная шпонка 5 входит в паз 8, тем самым обеспечивая передачу усилий от верхней колонны 1 к нижней колонне 2. Выверка положения верхней колонны 1 также осуществляется котировочными гайками 6, а затяжные гайки 7 окончательно фиксируют колонну в проектном положении. Последним этапом производится омоноличивание стыка и зазоров между верхним концевым участком нижней колонны 2 и нижним концевым участком верхней колонны 1 мелкозернистым бетоном.
Предложенное изобретение, благодаря рассмотренным выше признакам, отличается наиболее совершенной конструкцией, которая позволяет обеспечить надежность конструкции при действии не только продольных усилий, но и значительных поперечных усилий и изгибающих моментов.