УЗЕЛ СТЫКА ШТЕПСЕЛЬНОГО ТИПА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОЛОНН

Полезная модель относится к строительству, в частности к строительству многоэтажных жилых и общественных зданий с железобетонным каркасом.
Известен узел стыка (стык) железобетонных колонн (Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84) / ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, НИИЖБ Госстроя СССР, М: ЦИТИ Госстроя СССР, 1989. - 192 с, стр.170), в котором центрирующий штырь в торце верхней колонны заводится в заполненное жидким раствором гнездо, расположенное в центре торца нижней колонны. Для образования шва, заполненного раствором, на нижнем торце устанавливается центрирующая прокладка с отверстием для пропуска штыря. Шов между торцами верхней и нижней колонн заполняется мелкозернистым бетоном повышенной прочности.
Недостатком данного устройства являются низкие функциональные возможности и эксплуатационные свойства соединения, так как при таком решении отсутствует возможность выверки положения колонны по высоте, такой стык работает только на сжатие, а передача нагрузки на стык возможна только после набора прочности раствора в шве между торцами колонн.
Известно стыковое соединение сборных железобетонных колонн (патент RU 99036 U1, E04B 1/38, 10.11.2010), которое включает концевые участки стыкуемых колонн, имеющие сетки косвенного армирования. Торец одной колонны выполнен с выпусками продольной рабочей арматуры, в стволе другой колонны выполнены скважины, имеющие отверстия для инъекции в них раствора. Внутри скважин располагается (заводится) продольная рабочая арматура колонны. К продольной рабочей арматуре колонн приварены закладные детали, например из стальных уголков. К ним при помощи электродуговой сварки на монтаже крепятся соединительные детали, из стальных уголков. Для обеспечения соосности колонн и требуемой толщины горизонтального шва между колонами устанавливается центрирующая прокладка. Устройство обладает повышенной сдвиговой и изгибной жесткостью, а для инъекции используют различные растворы, в т.ч. цементно-песчаные, что сокращает сроки приложения эксплуатационных нагрузок.
Недостатком данного устройства является ограничение конструктивных решений по размещению продольной рабочей арматуры в колонне из-за необходимости крепления их к стальным уголкам, размещенным в углах колонны, а также невозможность регулирования высотного положения колонн при монтаже.
Известно стыковое соединение сборных железобетонных колонн, принятое нами за прототип, (патент RU 2233368 C1, E04B 1/38, 27.078.2004), которое включает концевые участки стыкуемых колонн с плоскими торцами, содержащие косвенное армирование в виде поперечных сварных сеток и хомутов, а также концевые участки стержней продольной арматуры колонн, обрываемой в стыке. В концевых участках колонн выполнены каналы, заполненные высокопрочным раствором и содержащие стержни-коротыши, а между торцами колонн в зазоре имеется центрирующая прокладка. По стыкуемым торцам колонн выполнены торцевые стальные пластины, снабженные по контуру стальным окаймлением. Пластины содержат сквозные отверстия для пропуска арматурных стержней-коротышей. В зазоре, по углам колонн, размещены вкладыши в виде стальных пластин. Торцевые стальные пластины стыкуемых колонн по боковым поверхностям объединены боковой пластиной в виде стальной полосы. Воздушное пространство зазора между торцами колонн заполнено высокопрочным раствором.
Недостатком данного устройства, как и у предыдущих, является невозможность регулирования высотного положения колонн при монтаже. Кроме того, предъявляются высокие требования к точности расположения в сечении колонн каналов для размещения нескольких стержней-коротышей, и отсутствует возможность контроля заполнения этих каналов высокопрочным раствором. Устройство также обладает низкой пожаростойкостью, так как торцевые стальные пластины и стальное окаймление не защищены от воздействия огня при пожаре.
Основной технической задачей полезной модели является повышение функциональных и эксплуатационных качеств узла стыка колонн. Основным техническим результатом является повышение надежности узла стыка колонн, за счет повышения точности установки колонны в проектное положение и возможности регулирования положение колонны по высоте, а также повышение пожаростойкости устройства.
Основная техническая задача достигается тем, что в узле стыка штепсельного типа железобетонных колонн, включающем концевые участки стыкуемых колонн с плоскими торцами, содержащие сетки косвенного армирования верхней и нижней колонн и арматурные стержни продольной рабочей арматуры, по плоским торцам верхней и нижней колонн выполнены торцовые пластины, соединенные боковыми пластинами, согласно предложенному решению, торцевые пластины выполнены лоткообразными, отогнутые боковые грани которых приварены к продольной рабочей арматуре, причем по оси торцевой пластины верхней колонны выполнено сквозное отверстие, а по оси торцевой пластины нижней колонны выполнено отверстие с гнездом, через сквозное отверстие верхней колонны пропущен штепсель, заанкеренный в ней и вставленный в гнездо нижней колонны, при этом штепсель снабжен регулировочной гайкой с шайбой, расположенной между торцевыми пластинами, между нижней и верхней колонной образована ниша, ограниченная торцевыми пластинами, ширина которых меньше ширины нижней и верхней колонн.
Целесообразно нишу снабдить оштукатуренной стальной сеткой.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид узла стыка штепсельного типа железобетонных колонн, на фиг.2 показано поперечное сечение А-А, проходящее по центру стыка, на фиг.3 показано поперечное сечение Б-Б, проходящее ниже центра стыка, на фиг.4 показана верхняя лоткообразная торцевая деталь, на фиг.5 показана нижняя лоткообразная торцевая деталь.
Узел стыка штепсельного типа железобетонных колонн включает концевые участки верхней и нижней стыкуемых колон 1 и 2, которые имеют сетки косвенного армирования 3 и продольную рабочую арматуру 4. Продольная рабочая арматура 4 концевых участков верхней и нижней колонн 1 и 2 посредством сварки прикреплена к отогнутым боковым граням 5 лоткообразных торцевых деталей 6 и 7, выполненных из листовой стали. В лоткообразной торцевой детали 6, установленной на концевом участке верхней колонны 1, по оси выполнено отверстие для пропуска штепселя 8, выполненного из круглого стального прутка и заанкерованного в концевой участок верхней колонны 1. На свободном конце штепселя 8 выполнена резьба, на которую накручена гайка с шайбой 9, предназначенная для регулировки высотного положения колонны при монтаже. В лоткообразной торцевой детали 7, установленной на концевом участке нижней колонны 2, выполнено отверстие с гнездом 10, в которое вставлен свободный конец штепселя 8. Гнездо 10 может быть выполнено из круглой стальной трубы. Гайка с шайбой 9 упирается в горизонтальную поверхность лоткообразной торцевой детали 7. Отогнутые боковые грани 5 лоткообразных торцевых деталей 6 и 7 соединены боковыми пластинами 11 из стальных листов. Зазор 12 между торцами концевых участков верхней и нижней колонн 1 и 2 при монтаже инъецируется (заполняется) мелкозернистым бетоном на напрягающем цементе. Ниши 13 на боковых гранях концевых участков верхней и нижней колонн 1 и 2, образованы за счет разницы ширины лоткообразных торцевых деталей 6 и 7 и ширины верхней и нижней колонн 1 и 2 и закрываются цементно-песчаным раствором, что обеспечивает защиту стыка от воздействия огня при пожаре.
Боковые пластины 11 выполняют основную монтажную функцию для фиксации выверенной верхней колонны 1. Они рассчитаны на усилие от монтируемых одного, двух и более этажей каркаса, пока бетон заделки зазора 12 не наберет требуемой прочности. Это приводит к увеличению темпов строительства и позволяет перенести процесс бетонирования зазора 12 на теплое время года, что исключит необходимость прогрева стыка. Наличие штепселя 8 позволяет повысить точность установки колонны в проектное положение и отрегулировать положение колонны по высоте.
Монтаж стыка штепсельного типа железобетонных колонн осуществляется следующим образом. На нижнюю колонну 2, смонтированную ранее, устанавливают верхнюю колонну 1 таким образом, чтобы выходящий из ее торца штепсель 8 вошел в гнездо 10 лоткообразной торцевой детали 7. Необходимую толщину зазора 12 между горизонтальными гранями лоткообразных торцевых деталей 6 и 7 устанавливают поворотом гайки с шайбой 9 на нужное число оборотов, тем самым устанавливая требуемое высотное положение верхней колонны 1. После выверки верхней колонны 1 к отогнутым боковым граням 5 лоткообразных торцевых деталей 6 и 7 присоединяют боковые пластины 11 из стальных листов при помощи электродуговой сварки. Затем производят заполнения зазора 12 мелкозернистым бетоном марки по прочности не ниже В30. При необходимости (если необходимо по расчету) в зазоре 12 может быть размещена арматурная сетка. Ниши 13 на боковых гранях концевых участков 1 и 2 колонн защищаются от воздействия огня путем оштукатуривания по прикрепленной стальной сетке (например, сетке рабица). Боковые пластины 11 выполняют основную монтажную функцию для фиксации выверенной верхней колонны 1. Они рассчитаны на усилие от монтируемых одного, двух и более этажей каркаса, пока бетон заделки зазора 12 не наберет требуемой прочности. Это приводит к увеличению темпов строительства и позволяет перенести процесс бетонирования зазора 12 на теплое время года, что исключит необходимость прогрева стыка. Наличие штепселя 8 позволяет повысить точность установки колонны в проектное положение и отрегулировать положение колонны по высоте.
Стык штепсельного типа железобетонных колонн может быть применен при строительстве многоэтажных зданий с полносборным железобетонным каркасом, например, каркасом архитектурной строительной системы КАСКАД.
Возможность осуществления заявляемой полезной модели подтверждается использованием в ней известных элементов, обладающих оптимальными эксплуатационными характеристиками, используемыми в строительной области, с достижением технического результата, заключающегося в увеличении надежности узла стыка колонн, повышении его огнестойкости и снижения сроков монтажа каркасных зданий.