СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ МОНОЛИТНОГО ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОННОГО КАРКАСА ЗДАНИЯ
METHOD FOR ERECTION OF MONOLITHIC PRESTRESSED REINFORCED CONCRETE FRAME OF BUILDING

Изобретение относится к строительству, а именно к технологиям возведения монолитного безригельного каркаса здания с натяжением арматуры в построечных условиях.
Известен способ возведения предварительно напряженного железобетонного каркаса здания, включающий установку на фундамент арматурных каркасов, монтаж вертикальной опалубки колонн и горизонтальной опалубки перекрытия, раскладку ненапрягаемой и напрягаемой канатной арматуры, закладных деталей, бетонирование колонн и перекрытия с образованием каналов для размещения напрягаемой арматуры, распалубку после набора бетоном распалубочной прочности, натяжение канатной арматуры механическим способом и фиксирование ее по торцам перекрытия по периметру каркаса здания с последующим замоноличиванием арматуры в каналах перекрытия /1/.
Недостатком известного способа является сложность и трудоемкость возведения каркаса из-за многодельности операции размещения и натяжения арматуры в теле перекрытия, трудоемкость размещения пустотообразователей в опалубке, укладки в пустотообразователи канатной арматуры, а также необходимость инъецирования бетонной смеси в каналы и заполнение швов и пустотообразователей после натяжения арматуры, что необходимо для совместной работы арматуры и бетона.
Наиболее близким является способ возведения монолитного предварительно напряженного железобетонного каркаса здания, включающий установку на фундамент арматурных каркасов, монтаж вертикальной опалубки колонн и горизонтальной опалубки перекрытия, раскладку ненапрягаемой арматуры, размещенной в каналообразователях напрягаемой канатной арматуры, и закладных деталей, бетонирование колонн и перекрытия, распалубку после набора бетоном распалубочной прочности, натяжение канатной арматуры механическим способом и фиксирование ее по торцам перекрытия /2/.
Недостатками известного способа является сложность монтажных работ при укладке напрягаемой канатной арматуры и ее натяжении, затруднительность обеспечения точности натяжения особенно в зимнее время.
Техническая задача заключается в расширении технологических возможностей, упрощении технологии возведения и снижении материалоемкости, возможности ведения монтажных и подготовительных работ круглогодично за счет подбора последовательности технологических операций, технологических параметров и соразмерности комплектующих.
2
Поставленная задача решается таким образом, что в способе возведения монолитного предварительно напряженного железобетонного каркаса здания, включающем установку на фундамент арматурных каркасов, монтаж вертикальной опалубки колонн и горизонтальной опалубки перекрытия, укладку ненапрягаемой арматуры и размещенной в каналообразователях напрягаемой канатной арматуры, бетонирование колонн и перекрытия, распалубку после набора бетоном прочности, натяжение канатной арматуры механическим способом на бетон и фиксирование ее по торцам перекрытия, согласно изобретению предварительно напрягаемую канатную арматуру разрезают на мерные отрезки, на одном из концов мерного отрезка опрессовывают анкерную гильзу и надевают выполненную с центральным отверстием опорную пластину, после чего канатную арматуру сначала пропитывают маслом, а затем наносят слой канатной смазки вязкостью 200-250 Па·с и надевают каналообразователь - полиэтиленовую трубку внутренним диаметром, равным 1,2-1,3 диаметра канатной арматуры, после чего готовую канатную арматуру укладывают на опалубку с образованием выпуска и производят бетонирование колонн и перекрытия, после набора бетоном передаточной прочности на выпуске канатной арматуры размещают опорную пластину и анкерную гильзу, производят натяжение канатной арматуры и опрессовку анкерной гильзы с упором в опорную пластину с передачей усилия натяжения на бетон, с последующим омоноличиванием бетоном. Причем перед пропиткой маслом на напрягаемую канатную арматуру наносят слой огнестойкого покрытия. При этом перед пропиткой канатной арматуры маслом на концы мерного отрезка наносят насечки по длине опрессовки анкерных гильз. Кроме того, в качестве опорной пластины на канатную арматуру устанавливают с возможностью свободного перемещения стальную пластину с центральным отверстием площадью Р(6,25-6,60) см и толщиной Р(0,6-0,70) мм, где Р - усилие натяжения, т.
2
Предлагаемый способ отличается от известного тем, что предварительно напрягаемую канатную арматуру разрезают на мерные отрезки, на одном из концов мерного отрезка опрессовывают анкерную гильзу и надевают выполненную с центральным отверстием опорную пластину, после чего канатную арматуру сначала пропитывают маслом, а затем наносят слой канатной смазки вязкостью 200-250 Па·с и надевают каналообразователь - полиэтиленовую трубку внутренним диаметром, равным 1,2-1,3 диаметра канатной арматуры, после чего готовую канатную арматуру укладывают на опалубку с образованием выпуска и производят бетонирование колонн и перекрытия, после набора бетоном передаточной прочности на выпуске канатной арматуры размещают опорную пластину и анкерную гильзу, производят натяжение канатной арматуры и опрессовку анкерной гильзы с упором в опорную пластину с передачей усилия натяжения на бетон, с последующим омоноличиванием бетоном. Причем перед пропиткой маслом на напрягаемую канатную арматуру наносят слой огнестойкого покрытия. При этом перед пропиткой канатной арматуры маслом на концы мерного отрезка наносят насечки по длине опрессовки анкерных гильз. Кроме того, в качестве опорной пластины на канатную арматуру устанавливают с возможностью свободного перемещения стальную пластину с центральным отверстием площадью Р(6,25-6,60) см и толщиной Р(0,6-0,70) мм, где Р - усилие натяжения, т.
Технический результат - снижение материалоемкости за счет преднапряжения арматуры перекрытия с обжатием по торцам без сцепления с бетоном, повышение коррозионной стойкости и огнестойкости напрягаемой арматуры и упрощение монтажа каркаса здания за счет работы с готовыми гибкими арматурными элементами, подобранными параметрами смазочных веществ, обеспечивающих возможность работы и при отрицательных температурах. А также повышение коррозионной стойкости и огнестойкости обеспечивают пропитка маслом и нанесение огнестойкого покрытия, причем обеспечивается возможность реконструкции каркаса здания с заменой преднапрягаемой канатной арматурой в перекрытии. Кроме того, обеспечивается надежность фиксации преднапряженной канатной арматуры при передаче усилия натяжения на бетон с упором анкерной гильзы в соразмерную опорную пластину, что исключает проскальзывание арматуры. При этом повышается точность натяжения арматуры и достигается равномерность обжатия бетона по всему сечению, что увеличивает надежность работы всей конструкции в целом особенно при прогрессирующем разрушении конструкции в условиях пожара или землетрясения.
При использовании готового арматурного канатного элемента с опрессованной с одного конца анкерной гильзой и размещенной на канате опорной пластиной, после раскладки производят омоноличивание этого узла фиксации совместно с бетонированием перекрытия и колонн. После набора бетоном прочности и распалубки на другой конец арматуры устанавливают опорную пластину и анкерную гильзу, производят натяжение арматуры гидродомкратом и опрессовывают анкерную гильзу с упором в опорную пластину, передавая усилие натяжения через пластину на бетон. Параметры пластины определяют эмпирическим путем, площадь - в зависимости от усилия натяжения и передаточной прочности бетона, толщину - в зависимости от усилия натяжения и диаметра канатной арматуры.
Способ поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен фрагмент монолитного предварительно напряженного железобетонного каркаса здания; фиг.2 - А-А фиг.1; фиг.3-узел А фиг.1; фиг.4 - Б-Б фиг.3.
Каркас здания состоит из колонн 1 и железобетонного перекрытия 2. Канатная арматура 3 размещена в наполненных смазкой 4 полиэтиленовых трубках 5 и зафиксирована на опорных пластинах 6 анкерными гильзами 7.
Способ осуществляют следующим образом.
Предварительно перед возведением каркаса здания готовят напрягаемые арматурные элементы непосредственно на стройплощадке или в заводских условиях. Арматурный канат разматывают с бухты и разрезают на мерные отрезки заданной длины. Затем цанговыми зажимами наносят на концах отрезка в местах расположения анкерных гильз насечки расчетной глубиной. И на одном конце мерного отрезка опрессовывают анкерную гильзу и надевают опорную пластину. После чего на канатную арматуру наносят огнестойкое покрытие, например распылением и пропитывают маслом, погружая мерный отрезок каната в лоток с редукторным маслом. Масло проникает в волокна каната и обеспечивает коррозионную стойкость к агрессивной среде. Затем наносят слой канатной смазки вязкостью 200-250 Па·с и надевают каналообразователь - полиэтиленовую трубку внутренним диаметром, равным 1,2-1,3 диаметра канатной арматуры. Параметры размера трубки и вязкость смазки обеспечивают свободное их соединение и достижение минимального коэффициента трения канатной арматуры в трубке, что дает возможность более точного натяжения. Это позволяет повысить заводскую готовность арматурного элемента и упростить укладку напрягаемой канатной арматуры и ее комплектующих на опалубке перекрытия.
2
Возведение каркаса начинают с установки арматурного каркаса и вертикальной опалубки колонн. После чего устанавливают горизонтальную опалубку перекрытия, на которой размещают готовые напрягаемые арматурные элементы с образованием выпусков, а также ненапрягаемую рабочую, вспомогательную арматуру и закладные детали. После этого производят бетонирование колонн и перекрытия с выдержкой до достижения распалубочной прочности. При достижении бетоном передаточной прочности производят натяжение арматуры следующим образом. Анкерную гильзу опрессовывают с одной стороны перекрытия с упором в опорную пластину и прикладывают усилие натяжения гидродомкратом с другой стороны перекрытия с одновременной опрессовкой анкерной гильзы с упором в опорную пластину и фиксирования натяжения арматурного каната с обжатием тела бетона перекрытия опорными пластинами. Размер опорных пластин выбирается в зависимости от усилия натяжения и передаточной прочности бетона - общая площадь пластины, и в зависимости от усилия натяжения и диаметра канатной арматуры - толщина пластины по формулам: Р(6,25-6,60) см и Р(0,6-0,70) мм соответственно.
После чего узлы фиксации напряженной арматуры омоноличивают высокопрочным бетоном.
Пример.
Возводят монолитный предварительно напряженный железобетонный каркас здания с шагом колонн 12×9 м. На фундамент устанавливают каркас колонны на один этаж, бетонируют, устанавливают горизонтальную опалубку перекрытия, раскладывают нижнюю арматурную сетку, вертикальные каркасы над колоннами, укладывают канатную арматуру, по расчету диаметром 15 мм в трубке с внутренним ' диаметром 18 мм, в поперечном и продольном направлениях с образованием выпусков, и верхнюю арматурную сетку.
Предварительно готовят напрягаемую канатную арматуру на стройплощадке или в цехе. Разрезают канат на мерные элементы длиной, большей длины перекрытия на 20-70 см. На концах элемента наносят насечки с помощью цанговых зажимов со специальными втулками для лучшего сцепления анкерных гильз с арматурой после опрессовки. Для повышения пожаробезопасности конструкции каркаса на арматуру наносят огнестойкое покрытие путем напыления огнезащитной краски «Галокор 55-50» ТУ 2316-002-77742539-2007. На одном конце мерного отрезка опрессовывают анкерную гильзу и надевают опорную пластину. После чего мерный элемент помещают в лоток с редукторным маслом и выдерживают 10-15 мин. до полной пропитки каната. Затем на канат наносят слой смазки вязкостью 200-250 Па·с и надевают полиэтиленовую трубку внутренним диаметром 18 мм, что позволяет канату свободно перемещаться в трубке.
После этого производят бетонирование перекрытия. После набора бетоном передаточной прочности на выпуск канатной арматуры, освобожденный от полиэтиленовой трубки, устанавливают опорные пластины размером 100×100×12 мм и анкерные гильзы и осуществляют с помощью гидродомкратов натяжение канатной арматуры с усилием 15 т. Затем анкерные гильзы располагают с упором в опорные пластины и опрессовывают, а затем передают усилие натяжения через опорные пластины на бетон. После этого узел фиксации канатной арматуры омоноличивают бетоном.
Предлагаемая технология обеспечивает снижение материалоемкости и возможности при реконструкции заменять напрягаемые арматурные элементы на новые.
Источники информации
1. Патент РФ №2133802, кл. Е04В 1/18, публикация 27.07.99.
2. Патент РФ №22161, Е04В 1/18, публикация 11.10.2001 (прототип).