МНОГОЭТАЖНОЕ ЗДАНИЕ КАРКАСНО-СТЕНОВОЙ КОНСТРУКТИВНОЙ СИСТЕМЫ ИЗ СБОРНО-МОНОЛИТНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА
MULTI-STORED BUILDING OF THE FRAME-WALL STRUCTURAL SYSTEM FROM PREFABRICATED AND MONOLITHIC REINFORCED CONCRETE

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении многоэтажных зданий каркасно-стеновых конструктивных систем из сборно-монолитного железобетона.
Известна конструкция многоэтажного здания каркасно-стеновой конструктивной системы, где все вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимают сборные железобетонные колонны и стеновые панели высотой на этаж. Диски междуэтажных перекрытий выполняются из сборных железобетонных плит с их опиранием на несущие стены (Железобетонные конструкции: Спец. курс. Учеб. пособие для вузов / В.Н.Байков, П.Ф.Дроздов, И.А.Трифонов и др. Подряд В.Н.Байкова. - 3-е изд. перераб. - М.: Стройиздат, 1981, с.319-321).
Недостатком такой конструктивной схемы многоэтажного здания является высокая трудоемкость монтажа конструкций каркаса и перекрытий из сборных железобетонных конструкций и низкая привлекательность помещений за счет сборных конструкций стен и перекрытий, ограниченная жесткость каркаса и этажность здания за счет податливости узлов соединения сборных железобетонных конструкций перекрытий со стенами через растворные швы и применения гибких связей.
Известна конструкция многоэтажного каркасного здания из сборно-монолитного железобетона (патент RU №2107784 С1, кл. Е04В 1/35, 1996), состоящее из сборно-монолитных колонн, ригелей и перекрытий. Конструкция здания включает составные сборные железобетонные колонны с выпусками арматуры на одном торце и каналами под выпуски арматуры смежной секции на другом торце, участками, свободными от бетона на отметках установки сборных элементов ригелей, плит перекрытий с опиранием на ригеля и последующего обетонирования стыков на высоту не менее 15 см при укладке монолитного бетона сборно-монолитного перекрытия.
Сборные железобетонные плиты-скорлупы из предварительного напряженного железобетона служат неизвлекаемой опалубкой при укладке монолитного бетона плиты с последующим его включением в работу на восприятие нагрузок от перекрытия после набора прочности бетона и снятия временных инвентарных стоек.
Такое конструктивное решение здания имеет большую трудоемкость за счет монтажа сборных частей ригелей и плит перекрытий. Конструкция сборно-монолитных колонн не исключает образования воздушных прослоек на нижних торцевых плоскостях при омоноличивании стыка. Конструктивное решение предусматривает применение ортогональной сетки колонн, что ограничивает возможности планировки помещений, особенно в жилых зданиях.
Наиболее близкими к настоящему изобретению по решаемым задачам и достигаемому результату является конструкция многоэтажного сборно-монолитного каркасного здания (патент RU №2281362 С1, кл. Е04В 1/20, 2004), включающая сборные железобетонные колонны высотой до 3-х этажей с отверстиями в уровне перекрытий для омоноличивания узла и пропуска воздуха из пустоты, образующейся под нижней плоскостью этажной секции колонн при омоноличивании стыка, и сборно-монолитные балочные перекрытия, состоящие из сборных железобетонных плит, жестко объединенные в узлах опирания на сборно-монолитные ригеля.
К недостаткам такой конструкции многоэтажного здания следует отнести сложность создания монолитности узла сопряжения колонн с перекрытием за счет усадки бетона омоноличивания узла, что требует дополнительных затрат по инъецированию зазоров высокопрочным связующим раствором под давлением, большая трудоемкость возведения сборно-монолитных перекрытий, недостаточная жесткость.
Технический результат изобретения направлен на создание конструктивной каркасной системы повышенной жесткости, на применение конструкций из сборного железобетона для несущих конструкций колонн, стен и диафрагм жесткости, на снижение трудоемкости возведения здания.
Результат достигается тем, что в многоэтажном здании каркасно-стеновой конструктивной системы из сборно-монолитного железобетона, включающем сборные железобетонные колонны, выполняемые на несколько этажей и стыкуемые по высоте здания по типу штепсельного соединения арматуры в отверстиях колонн на клеевом растворе и железобетонных дисков перекрытий, согласно изобретению торцевые плоскости колонн в пределах ядра сечения выполнены криволинейными полигональными в виде чаши по верхней плоскости обреза колонн и в виде усеченной пирамиды или шара по нижней плоскости обреза колонн, а диски междуэтажных перекрытий выполнены в виде монолитных железобетонных плит, в узлах сетки колонн в уровнях монолитных перекрытий установлены ортогонально расположенные линейные жесткие вставки по типу скрытой капители, опертые на горизонтальные участки колонн с анкеровкой выпусков в плитах за пределами поперечного сечения колонн, здание снабжено диафрагмами жесткости, выполненными из сборных стеновых панелей высотой на этаж с петлевыми выпусками различной длины для анкеровки панелей в уровнях монолитных железобетонных перекрытий, фундаментов и со смежными панелями стен по высоте здания.
Результат достигается также тем, что стыки колонн с фундаментом здания выполнены по типу штепсельного соединения выпусков арматуры колонн в теле фундамента.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 изображен фрагмент плана несущей системы здания, на котором представлены сборные составные железобетонные колонны 1, выполняемые на несколько этажей, сборные железобетонные стеновые панели 2, выполняемые высотой на этаж, жестко объединенные с монолитной плитой перекрытия 3. Стыковые соединения колонн 1 с плитами перекрытия 3 снабжены жесткими вставками 4, которые по типу капители заанкерованы в пролете плиты перекрытия. На фиг.2 и 3 показана конструкция колонны 1 с выпусками арматуры 5 для штепсельного соединения с конструкциями железобетонных фундаментов 6 и со смежными секциями колонн 1. Торцевые плоскости колонн 1 на участках пустот 7 выполнены в пределах ядра сечения криволинейными полигональными в виде чаши 8 по верхней плоскости обреза колонн 1 и в виде усеченной пирамиды или шара 9 по нижней плоскости обреза колонны 1. На фиг.4, 5, 6 приведена конструкция стыка колонн 1 с монолитной железобетонной плитой перекрытия 3, которая включает ортогонально расположенные линейные жесткие вставки 10 по типу капители, опертые на горизонтальные участки 11 колонн 1. Армирование плиты 3 условно не показано. На фиг.7 и 8 приведена конструкция стеновой панели 12, выполняющей роль диафрагмы жесткости, и узел сопряжения панели 12 с монолитной плитой перекрытия 3 посредством петлевых выпусков меньшей длины 13 и со смежными стеновыми панелями 12 верхнего этажа путем соединения петлевых выпусков большей длины 14 с петлевыми выпусками 15, устраиваемыми в пустотах 16 по нижней грани панели, после чего производится замоноличивание узлов высокопрочным бетоном. В узле опирания стеновой панели 12 на монолитную плиту перекрытия 3 предусмотрено выполнение монтажного слоя 17 из высокопрочного мелкозернистого бетона.
Строительство предложенного многоэтажного здания каркасно-стеновой конструктивной системы включает монтаж сборных железобетонных колонн 1, выполняемых на несколько этажей и стыкуемых по высоте здания по типу штепсельного соединения арматуры 5 в отверстиях колонн 1 и фундаментов 6 на клеевом растворе, монтаж сборных железобетонных стеновых панелей-диафрагм жесткости 12 из высопрочного бетона класса не менее В35 с петлевыми выпусками разной длины, установленные поочередно начиная от торцевых плоскостей. Петлевые выпуски с большой длиной 14 предназначены для соединения смежных по высоте здания стеновых панелей 12. Петлевые выпуски меньшей длины 13 предназначены для жесткого соединения стеновых панелей 12 с монолитной плитой 3 перекрытия. По нижней грани стеновых панелей 12 пустоты 16 имеют петлевые выпуски 15 для соединения с петлевыми выпусками большей длины 14 из стеновых панелей нижнего этажа или из фундамента 6. Монтаж стеновых панелей 12 - диафрагм жесткости, выполняют на фундаменты 6 и монолитные плиты 3 перекрытия через монтажный слой 17 из высокопрочного мелкозернистого бетона. После объединения на сварке верхних 14 и нижних 15 выпусков арматуры смежных по высоте стеновых панелей 12 пустоты 16 омоноличивают высопрочным тиксотропным бетоном. После монтажа колонны 1 и стеновых панелей 12, служащих диафрагмами жесткости, производят установку столовой опалубки монолитной плиты 3 перекрытия, укладку на горизонтальные участки 11 колонн 1 в пределах защитного слоя продольной арматуры жестких вставок 10 по типу скрытой капители, верхней и нижней арматуры сеток армирования монолитной плиты 3 и производят укладку монолитного бетона плиты 3 перекрытия. После выдерживания бетона плиты 3 в опалубке до набора распалубочной прочности производят монтаж стеновых панелей 12 верхнего этажа, и технологический процесс повторяется.
За счет указанных выше совокупностей признаков при решении поставленной задачи достигается технический эффект, который заключается в возможности более полного и рационального использования прочностных свойств материалов и несущей способности сборных и монолитных конструкций в составе сборно-монолитного здания, каркасно-стеновой конструктивной системы при улучшении их совместной работы, что в свою очередь приводит к снижению материалоемкости, трудоемкости монтажных работ при повышении несущей способности, надежности и долговечности с укрупненной сеткой колонн.