УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ СБОРНЫХ РИГЕЛЕЙ С ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ КОЛОННОЙ ПОЭТАЖНОЙ РАЗРЕЗКИ

Заявляемая полезная модель относится к строительству, а именно к соединению элементов каркасов зданий и сооружений, в частности сборного ригеля с железобетонной колонной.
Известно стыковое соединение колонн, включающее концевые участки колонн с поперечными стальными листами, прикрепленными к стержням продольной арматуры колонны на торцах и центрирующую прокладку (см., Дыховичный Ю.А., Максименко В.А. Сборный железобетонный унифицированный каркас: Опыт московского строительства. Проектирование, изготовление, монтаж, перспективы развития. - М.: Стройиздат, 1985, с.89, рис.3.10)
Недостатком стыкового соединения его низкая надежность.
Данный недостаток обусловлен возникающими при изготовлении в элементах стыка температурными сварочными деформациями и внутренними напряжениями.
Известно стыковое соединение колонн со стальными вкладышами и стальными обоймами, объединенными со стальными
поперечными торцовыми листами [ВНИИИС Госстроя СССР. Серия 8. Строительные конструкции. Обзорная информация. Стыки железобетонных элементов каркасов многоэтажных зданий. Матков Н.Г. Обзор. М.: ВНИИИС, 1982, 95 с., рис.12, С.27...29)].
Однако известное стыковое соединение, относительно простое в выполнении, недостаточно надежно.
Данный недостаток обусловлен тем, что, усилие в стыке передается через центрирующую прокладку, что может привести к раскалыванию торцов колонн при эксплуатации под нагрузкой.
Наиболее близким является принятое за прототип стыковое соединение ригеля с колоннами железобетонного каркаса, установленных одно относительно другой на высоту ригеля (см. патент РФ №1738949, МПК Е 04 В 1/36, опубл. 07.06.92), включающее выпуски продольной арматуры колонн, попарно заходящие друг за друга, при этом ригель выполнен с отверстиями, сквозь которые пропущены выпуски продольной арматуры колонны, а участок ригеля, размещенный в промежутке между колоннами, выполнен с косвенным армированием и в нем заанкерена продольная арматура.
Недостатком известной полезной модели является низкая надежность, прочность и несущая способность узла соединения ригелей с колонной при довольно сложной конструкции, сложность и
большая трудоемкость монтажа ригеля с колонной, трудоемкость изготовления ригелей и колон.
Эти недостатки обусловлены сложностью конструкции и высокой трудоемкостью при монтаже, трудоемкостью изготовления ригелей за счет применения вставляемых закладных изделий и, за счет всего этого, узкой областью применения, особенно при пониженной высоте сечения с железобетонной колонной поэтажной разрезки, а также большим монтажным периодом и одновременно длительной по времени работой подъемного крана на стройплощадке.
Техническим результатом настоящей полезной модели является расширение области применения узла соединения ригелей с железобетонной колонной поэтажной разрезки повышение надежности соединения, прочности и несущей способности узла соединения сборного ригеля с железобетонной колонной для ригелей пониженной высоты при одновременном упрощении конструкции и снижение трудоемкости изготовления ригелей, снижения трудоемкости изготовления колонн и упрощение и сокращение сроков монтажа ригеля с колонной, за счет снижение трудоемкости при монтаже и сокращении монтажного времени работы подъемного крана на стройплощадке, расширение области применения узла
соединения сборного ригеля с пониженной высоты сечения с железобетонной колонной поэтажной разрезки.
Поставленный технический результат достигается тем, что в известном узле соединения сборных ригелей с железобетонной колонной поэтажной разрезки, включающем анкерные выпуски арматуры колонны, ригель, выполненный с отверстиями, сквозь которые пропущены упомянутые выпуски арматуры колонны, согласно полезной модели, ригель выполнен сборным, состоящим, по меньшей мере, из двух, первого и второго, ригелей, на верхнем торце нижней колонны, примыкающей к узлу соединения, содержится, по меньшей мере, два, пропущенных через отверстия монтируемого консольным выпуском за грань колонны ригеля, анкерных выпуска арматуры колонны, а концевой участок, монтируемого консольным выпуском за грань колонны, первого ригеля выполнен с направленной вверх и в торец этого ригеля, одной или более, монтажной щелью, причем концевые участки, каждых двух, соединяемых между собой ригелей, содержат, один или более, комплектов закладных деталей, каждый из которых включает опорную пяту с продольной арматурой в виде анкерных элементов, расположенную в нижней части монтажной щели концевого участка ригеля, монтируемого консольным выпуском за грань колонны, и выполненную с возможностью установки в монтажную щель выносную пластину с продольной арматурой в виде анкерных
элементов, расположенную на торце примыкающего к узлу соединения второго ригеля, при этом часть выносной пластины, выпущенная за торец второго ригеля, является его опорной частью при монтаже на упомянутую опорную пяту первого ригеля, при установке в узле верхней колонны, торцы колонн, примыкающие к узлу, содержат, по меньшей мере, два комплекта закладных деталей, каждый из которых включает на нижнем (направленном вниз) торце опорный фланец с отверстием и надфланцевой нишей, основными и дополнительными анкерными стержнями, а на верхнем (направленном вверх) торце - анкерный выпуск в виде анкерной шпильки с элементами крепления, причем надфланцевая ниша оснащена фасонным профилем, связанным с опорным фланцем, образующим стенку надфланцевой ниши, основные анкерные стержни связаны с опорным фланцем и упомянутой стенкой надфланцевой ниши, дополнительные анкерные стержни закреплены на ее верхней пластине и к опорному фланцу с отступом от основных анкерных стержней, анкерные элементы выполнены с рифленой поверхностью для повышения сцепления с бетоном, участок ригеля, размещенный в промежутке между верхней и нижней колоннами, выполнен с косвенным армированием, анкерные выпуски арматуры колонны, пропущенные через отверстия, монтируемого консольным выпуском за грань колонны ригеля, бетонируются в упомянутых отверстиях, опорная пята на концевом участке первого ригеля в
верхней опорной части содержит паз в виде уступа в его задней части, а в нижней части торца выносной пластины концевого участка второго ригеля содержится шип, выполненный с возможностью ввода в соответствующий паз опорной пяты, продольная арматура опорной пяты выполнена в виде основных и дополнительных анкерных элементов, представляющих собой стержни, жестко прикрепленные на ее боковых поверхностях и направленные вдоль оси ригеля Х-Х, при этом основные анкерные элементы первоначально направлены вверх, а затем, с отгибом, направлены вдоль оси ригеля Х-Х, продольная арматура выносной пластины выполнена в виде основных и дополнительных анкерных элементов, представляющих собой стержни, причем основные и дополнительные анкерные стержни вертикальной выносной пластины, прикреплены жестко на ее поверхности и направлены вдоль оси ригеля Х-Х, крепежные элементы в верхней части анкерной шпильки выполнены в виде юстировочной и затяжной гайки с подкладными шайбами, опорные фланцы каждого комплекта закладных деталей соединены между собой по периметру, колонны соединительными стержнями, основные анкерные элементы опорной пяты жестко закрепленные на ее на ее боковых поверхностях, выполнены в виде прямых стержней, связанных посредством соединительных пластин с боковой поверхностью опорной пяты, а затем направлены вдоль оси ригеля Х-Х, основные анкерные элементы выносной пластины жестко
закреплены на ее обеих боковых поверхностях, выполнены с отгибом вниз, а затем направлены вдоль оси ригеля Х-Х, дополнительные анкерные элементы, выносной пластины жестко закреплены на ее нижней поверхности и направлены вдоль оси ригеля Х-Х, основные анкерные элементы выносной пластины жестко закрепленные на ее обеих боковых поверхностях, выполнены в виде прямых стержней, связанных посредством соединительных пластин с боковой поверхностью выносной пластины, а затем направлены вдоль оси ригеля Х-Х.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
В отличие от аналогов и прототипа выполнение конструкции заявленного узла соединения сборных ригелей с железобетонной колонной поэтажной разрезки, повышает надежность соединения, прочности и несущей способности за счет наличия в узле соединения, по меньшей мере, двух комплектов закладных деталей, с помощью которых стыкуются ригели и, по меньшей мере, двух комплектов закладных деталей, с помощью которых стыкуется ригель с верхней и нижней колонной. Конструкции закладных деталей ригелей и колонн позволяет изготовлять их вместе с ригелями и колоннами в заводских условиях, что снижает трудоемкость монтажа и время работы подъемного крана на стройплощадке, т.к. при
монтаже стыковка первого и второго ригеля заключается лишь в том, чтобы в паз в виде уступа в его задней части, расположенный на концевом участке первого ригеля в верхней опорной части опорной пяты, ввести шип, расположенный в нижней части торца выносной пластины концевого участка второго ригеля и замонолитить узлы, а при стыковке колони ригеля установить котировочные и натяжные гайки с шайбами. При увеличении нагрузки на ригели и колонны количество комплектов закладных деталей может увеличиваться, что особенно важно для повышения прочности и надежности узлов соединения сборных ригелей с железобетонной колонной для ригелей пониженной высоты. Не сложная конструкция независимых от основного каркаса комплектов закладных деталей ригелей, за счет наличия в них простых элементов, а именно опорной пяты и выносной пластины с жестко закрепленными основными и дополнительными анкерными стержнями, направленными вдоль оси ригеля Х-Х, позволяет одновременно упростить их конструкцию, снизить трудоемкость и сроки изготовления ригелей, повысить надежность и, тем самым, расширить области применения узла соединения сборных ригелей с пониженной высоты сечения с железобетонной колонной поэтажной разрезки. Простая конструкция независимых от основного каркаса закладных деталей железобетонных колонн, также независимых от основного каркаса, как и комплекты закладных деталей ригелей, позволяет
устанавливать их в заводских условиях, что снижает трудоемкость изготовления железобетонных колонн за счет исключения выступающих элементов за грань опалубки деталей, например железобетонных консолей и их транспортировку к месту монтажа и, одновременно, сокращает сроки монтажа сборных ригелей с железобетонной колонной. Кроме всего прочего, использование заявленного узла соединения сборных ригелей с железобетонной колонной поэтажной разрезки, дает возможность организации эффективного автоматизированного производства закладных изделий, независимо от основного производства сборного железобетона, при этом применение в узле соединения сборных ригелей с железобетонной колонной поэтажной разрезки ригеля монтируемого консольным выпуском за грань колонны дает возможность снизить материалоемкость ригелей за счет разгружающего эффекта выносной консоли ригеля за грань колонны.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявления источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными признакам заявляемой полезной модели «Узел соединения сборных ригелей с железобетонной колонной поэтажной разрезки», а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как
наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле полезной модели.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует критерию «новизна», согласно действующего законодательства.
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого узла соединения Узел соединения сборных ригелей с железобетонной колонной поэтажной разрезки» может быть многократно использована в производстве аналогичных узлов соединения сборных ригелей с железобетонной колонной здания с получением технического результата, заключающегося в повышении функциональных и эксплуатационных качеств, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию «промышленная применимость».
Сущность заявляемой полезной модели «Узел соединения сборных ригелей с железобетонной колонной поэтажной разрезки» поясняется примером конкретного выполнения, где на: -
Фиг.1 изображен фрагмент вертикального разреза каркаса здания с заявленными узлами соединения ригеля с железобетонной колонной;
Фиг.2 изображен общий вид узла 1 соединения ригеля с колонной;
Фиг.3 изображен общий вид узла 2 соединения ригеля с колонной;
Фиг.4 изображено сечение 1-1 общего вида узла соединения;
Фиг.5 изображено сечение 2-2 общего вида узла соединения;
Фиг.6 изображен фрагмент концевого участка ригеля с двумя выносными пластинами, выпущенными за торец;
Фиг.7 изображен фрагмент концевого участка ригеля с двумя монтажными щелями, содержащими опорную пяту и четырьмя сквозными вертикальными отверстиями для пропуска анкерного выпуска с нижней колонны
Фиг.8 изображен общий вид узла 1 с комплектами закладных деталей на концевых участках ригелей и колонн: комплекты закладных деталей для соединения ригеля с ригелем встык и комплекты закладных деталей для соединения нижней колонны с пропуском в отверстие через ригель с верхней колонной
Фиг.9 изображено сечение 2-2 общего вида узла соединения с комплектами закладных деталей на концевых участках ригелей и колонн
Фиг.10 изображен комплект закладных деталей на концевых участках соединяемых ригелей встык: опорной пяты и выносной
пластины с основными анкерными элементами в виде стержней с отгибом.
Фиг.11 изображен комплект закладных деталей на концевых участках соединяемых ригелей встык: опорной пяты и выносной пластины с основными анкерными элементами в виде прямого стержня и соединительной пластины.
Фиг.1 изображена закладная деталь в виде выносной пластины с анкерными элементами в виде стержней с отгибом.
Фиг.13 изображено сечение 3-3 закладной детали в виде выносной пластины с анкерными элементами в виде стержней с отгибом.
Фиг.14 изображено сечение 4-4 закладной детали в виде выносной пластины с анкерными элементами в виде стержней с отгибом.
Фиг.15 изображена закладная деталь в виде опорной пяты с анкерными элементами в виде стержней с отгибом.
Фиг.16 изображено сечение 5-5 закладной детали в виде опорной пяты с анкерными элементами в виде стержней с отгибом.
Фиг.17 изображено сечение 6-6 закладной детали в виде опорной пяты с анкерными элементами в виде стержней с отгибом.
Фиг.18 изображен комплект закладных деталей для размещения на концевых участках соединяемых колонн: анкерный
выпуск с резьбой и опорный фланец с болтовым отверстием, с надфланцевой нишей и с анкерными стержнями.
Узел соединения сборных ригелей с железобетонной колонной поэтажной разрезки, включает нижнюю железобетонную колонну 1 и верхнюю железобетонную колонну 2, которые связаны сборным ригелем 3, состоящим из двух ригелей - первого ригеля 4, выполненного с длиной «А» за грань колонны консольного выпуска 5 и второго ригеля 6, стыкуемого с первым ригелем 4. Участок ригеля 4 в области соединения его с нижней железобетонной колонной 1 и верхней железобетонной колонной 2, усилен сеткой косвенного армирования 7. Над верхним торцом 8 нижней железобетонной колонны 1 выступают анкерные выпуски 9 арматуры, проходящие через вертикальные сквозные отверстия 10, выполненные в ригеле 4 с консольным выпуском 5, связывающие нижнюю 1 и верхнюю 2 железобетонные колонны. На нижнем торце 11 верхней железобетонной колонны 2 выполнены опорные фланцы 12 с надфланцевыми нишами 13. Каждый опорный фланец 12, имеет болтовое отверстие 14 для прохода в него одного анкера анкерного выпуска 9 арматуры. Каждый из опорных фланцев оснащен двумя основными анкерными стержнями 15 и одним дополнительным анкерным стержнем 16, причем основные анкерные стержни 15, расположены с наружной стороны 17 надфланцевой ниши 13. Опорные фланцы 12 верхней колонны 2, связаны между собой с
помощью соединительных стержней 18, образуя связь по периметру нижнего торца 11 верхней железобетонной колонны 2. Стенки 19 надфланцевой ниши 13 образованы фасонным профилем дугообразной формы. Верхние части 20 каждого из анкерных выпусков 9 арматуры выполнены с резьбой для крепежных элементов и имеют вид шпильки, на нижнюю часть которой устанавливается юстировочная гайка 21 с подкладной шайбой 22, а на верхнюю часть, после прохождения шпилькой болтового отверстия 14 устанавливается подкладная шайба 23 с затяжной гайкой 24. Между верхним торцом 8 нижней железобетонной колонны 1 и нижней плоскостью 25 ригеля 4 устанавливается выверочная подкладка 26. Концевой участок 27, монтируемого консольным выпуском 5 за грань колонны ригеля 4, в его торцевой части 28 выполнен с направленными вверх и в торец этого ригеля монтажными щелями 29. Концевые участки 27 и 30 стыкуемых ригелей 4 и 6, соответственно, содержат два комплекта закладных деталей. Каждый комплект закладных деталей включает расположенную на концевом участке 27 ригеля 4, в его торцевой части 28 ниже монтажной щели 29 опорную пяту 31, с продольной арматурой в виде основных анкерных элементов 32, которые выполнены в виде стержней и дополнительных анкерных элементов 33, выполненных в виде прямых стержней, жестко прикрепленных на боковой поверхности 34 опорной пяты 31, и расположенную на
уровне нижней части 35 монтажной щели 29 выносную пластину 36, выступающую за торец 37 концевого участка 30 второго ригеля 6. На обеих боковых поверхностях 38 выносной пластины 36 жестко закреплены основные элементы 39, выполненные в виде стержней. К нижней поверхности 40 выносной пластины 36, выступающей за торец 37 концевого участка 38 второго ригеля 6, прикреплены дополнительные анкерные элементы 41, выполненные в виде стержней. Основные анкерные элементы 32 опорной пяты 31 направлены вверх и с отгибом 42, а затем направлены вдоль оси ригеля Х-Х в его верхней части, дополнительные анкерные элементы 33, жестко прикрепленные на боковой поверхности 34 опорной пяты 31, также направлены вдоль оси ригеля Х-Х. Основные анкерные элементы 32 опорной пяты 31 могут быть также выполнены в виде прямого стержня 43, связанного посредством соединительной пластины 44 с боковой поверхностью 34 опорной пяты 31. В задней части 45 опорной пяты 31 выполнен паз 46 в виде уступа, а на консольной части 47 выносной пластины 36, выступающей за торец 37 концевого участка 38 второго ригеля 6, на ее нижней части 48, на торце 49 закреплен шип 50. От опорной части 51 выносной пластины 36 начинается отгиб 52 основных анкерных элементов 39, которые затем ориентируют вдоль оси ригеля Х-Х вдоль его нижней части, а дополнительные анкерные элементы 41, жестко прикрепленные к нижней поверхности 48 вертикальной выносной пластины 36 также
направлены вдоль оси ригеля Х-Х. Основные анкерные элементы 39 могут быть также выполнены в виде прямого стержня 53, связанного посредством соединительной пластины 54 жестко закрепленной на боковой поверхностью 38 выносной пластины 36. Все анкерные элементы выполнены с рифленой поверхностью для повышения сцепления поверхности с бетоном.
Монтаж узла осуществляется следующим образом.
На нижнюю железобетонную колонну 1, над верхним торцом 8 которой выступают четыре анкерных выпуска 9 арматуры устанавливают ригель 4, выполненный таким образом, что за грань колонны выступает консольный выпуска 5 ригеля 4 с длиной «А», при этом с учетом длины консольного выпуска равной «А» в ригеле 4 выполнены вертикальные сквозные отверстия 10, через которые проходят анкерные выпуски 9 арматуры. Между верхним торцом 8 нижней железобетонной колонны 1 и нижней плоскостью 25 ригеля 4 предварительно устанавливают выверочную подкладку 26. После установки ригеля 4 на нижнюю колонну вертикальные сквозные отверстия 10 в ригеле 4, через которые пропущены четыре анкерных выпуска 9 арматуры, заливают бетоном. На верхние части 20 каждого из анкерных выпусков 9, выполненного с резьбой, имеющего вид шпильки, устанавливают юстировочную гайку 21 с подкладной шайбой 22. После этого на концы упомянутых шпилек устанавливают нижний торец 11 верхней железобетонной колонны 2, который
выполнен с опорными фланцами 12 с надфланцевыми нишами 13. Концы шпилек пропускаются через болтовые отверстия 14 опорных фланцев 12 и на их верхнюю часть, после прохождения шпилькой болтового отверстия 14 устанавливается подкладная шайба 23 с затяжной гайкой 24. На концевой участок 27, монтируемого консольным выпуском за грань колонны ригеля 4, выполненный в его торцевой части 28 с монтажной щелью 29, направленной вверх и в торец ригеля 4 подводят концевой участок 30 стыкуемого с ним ригеля 6, с предварительно установленными в них двумя комплектами закладных деталей для прочной стыковки этих ригелей. В каждый комплект закладных деталей входит опорная пята 31, расположенная на концевом участке 27 ригеля 4, в его торцевой части 28 ниже монтажной щели 29 оснащенная продольной арматурой в виде основных анкерных элементов 32, представляющих собой стержни, и дополнительных анкерных элементов 33, представляющих собой стержни, закрепленных на боковой поверхности 34 опорной пяты 31 и направленных вдоль оси ригеля Х-Х, при этом конструкция основных анкерных элементов 32, выполнена в виде стержней которые направлены вверх и с отгибом 42, направленных затем вдоль оси ригеля Х-Х, а дополнительные анкерные элементы 33, выполненные в виде стержней, расположены на уровне нижней части 35 монтажной щели 29. На выносной пластине 36, выступающей за торец 37 концевого участка 30 второго
ригеля 6, на обеих боковых поверхностях 38 жестко закреплены основные анкерные элементы 39, а к нижней поверхности 40 выносной пластины 36, выступающей за торец 37 концевого участка 30 второго ригеля 6, прикреплены дополнительные анкерные элементы 41. На консольной части 47 выносной пластины 36, выступающей за торец 37 концевого участка 30 второго ригеля 6, на ее нижней части 48, на торце 49 закреплен шип 50, который вставляют при монтаже в паз 46 в виде уступа, выполненный в задней части 45 опорной пяты 31.
Собранные узлы защищается антикоррозионным покрытием, а затем замоноличивается.
Железобетонная колонна здания может быть выполнена и в форме цилиндра или шестиугольной призмы при этом она может быть любых размеров, в соответствии с которыми принимают решение о количестве комплектов закладных деталей в железобетонной колонне и на концевом участке ригеля (обычно, от одного до пяти).
Использование настоящей полезной модели «Узел соединения сборных ригелей с железобетонной колонной поэтажной разрезки» позволило повысить надежность, прочность и несущую способность узлов соединения сборного ригеля и железобетонной колонны здания с ригелем при этом одновременно о упростить и сократить сроки монтажа ригеля с колонной, за счет снижение трудоемкости при
монтаже и сокращения монтажного времени работы подъемного крана на стройплощадке.