КАРКАС ЗДАНИЯ

Заявляемая полезная модель относится к строительству, а именно к строительству каркасных зданий различной этажности с монолитными перекрытиями.
8
Известен каркас здания, содержащий безбалочное перекрытие, включающее колонну без капители и плоскую плиту. В теле плиты размещена n-ветвевая консоль с кольцевой и радиальной рабочими арматурами, центр пересечения которых совпадает с осью колонны. Ветви n-ветвевой консоли жестко прикреплены к обрезку трубы. Обрезок трубы помещен внутрь колонны таким образом, что ось обрезка трубы совпадает с осью колонны. Длина окружности обрезка трубы больше суммарной ширины полок ветвей n-ветвевой консоли. Длина обрезка трубы определяется суммарным изгибающим моментом в ветвях n-ветвевой консоли (RU 2362856, МПК Е04В 5/43).
6
Известно каркасное здание, содержащее рядовые и наружные колонны и перекрытия, выполненные в виде сочлененных друг с другом с одинаковым шагом прямоугольных надколонных, межколонных и центральных плит, снабженных по периметру опорными столиками и полками. Часть колонн или все колонны расположены относительно соответствующих им надколонных плит со смещением вертикальной оси колонны относительно геометрического центра плиты на расстояние а=(0,05-0,2)l, где l - длина большего ребра плиты, причем шаг плит оставлен постоянным. По крайней мере, часть плит перекрытия или все плиты выполнены монолитными и оперты на сборные или монолитные колонны. Здание имеет наружную несущую стену, при этом расстояние между наружными колоннами и наружной стеной увеличено на 10-100%, а крайние плиты оперты на наружную стену или на наружные колонны, и на этом участке на плиты перекрытия установлена дополнительная арматура, и уложен монолитный бетон (RU 2112117, МПК Е04В 5/43).
8
Известен безригельный каркас здания, включающий перекрытия, опирающиеся на колонны в месте их объединения стыковыми соединениями по высоте. Причем, стыковые соединения колонн выполнены на торцевых поверхностях колонн, обращенных друг к другу меньшими основаниями - усеченными пирамидами, для соединения колонн каркас содержит установленные на меньших основаниях пирамид и жестко связанные друг с другом фиксирующие и связующие элементы (RU №78501 МПК Е04В 1/18).
Все вышеописанные конструкции каркасов достаточно сложны в изготовлении.
Наиболее близким аналогом является железобетонный каркас здания, представляющий собой безригельную бескапительную конструкцию и содержащий перекрытие с арматурой в виде надколонных и межколонных плит, имеющих на ребрах петлевые выпуски и симметрично расположенные относительно друг друга пазы, вдоль которых сквозь перехлесты петлевых выпусков смежных плит установлена арматура, и проходящие сквозь отверстия в надколенных плитах сборные по высоте колонны, в которых в местах монтажа перекрытия имеются участки с обнаженной продольной арматурой (авторское свидетельство СССР №1114749 МПК Е04В 1/18). Недостатками данной конструкции являются недостаточная прочность перекрытия из-за не одинаковой прочности стыков панелей в продольном и поперечном направлении перекрытия, сложность соединения колонны с плитой перекрытия и сложность монтажа.
Заявляемая полезная модель решает задачу создания более дешевого технологичного в изготовлении каркаса здания, имеющего меньшее количество стыковых узлов колонн, обеспечивающего упрощение процесса монтажа каркаса, снижающего трудоемкость процесса сопряжения выпусков рабочей арматуры верхней и нижней колонн.
Техническим результатом является упрощение процесса монтажа и увеличение надежности каркаса здания за счет сокращения стыковых узлов колонн по высоте каркаса и стыковых узлов перекрытия, снижения трудоемкости соединения сборных колонн с перекрытием, а также уменьшение времени монтажа каркаса.
Этот технический результат достигается тем, что в каркасе здания, содержащем перекрытия с арматурой, сборные колонны, состоящие из отдельных колонн, изготовленных с продольными арматурными стержнями и имеющие разрыв бетона на участках колонн в уровне перекрытий, разрыв бетона выполнен так, что продольные стержни на участках колонн в уровне перекрытий полностью свободны от бетона, а перекрытия выполнены в виде монолитных плит, путем совместного замоноличивания в съемной опалубке продольных арматурных стержней колонн и стержней арматуры перекрытия, образующей арматурный каркас перекрытия, сформированный, так, что часть стержней арматуры перекрытия заведена в промежутки между продольными стержнями колонны на участках, свободных от бетона.
При этом арматурный каркас перекрытия может содержать параллельно расположенные в горизонтальных плоскостях и соединенные между собой с помощью вертикальных арматурных фиксаторов сетки, выполненные из арматурных стержней, причем, часть арматурных стержней сетки заведены в промежутки между продольными стержнями колонн.
При этом арматурный каркас перекрытия может содержать дополнительные стержни, размещенные между сетками, в виде ветвей, укрепленных на продольных стержнях колонны и расположенных в горизонтальных плоскостях параллельно друг другу, причем каждая ветвь одной горизонтальной плоскости соединена вертикальными арматурными стержнями или фиксаторами с параллельной ей ветвью другой горизонтальной плоскости, а также с арматурными стержнями сеток.
При этом колонна каркаса, входящая в сборную колонну, может быть выполнена с концевыми участками, торец одного из которых выполнен с выпусками арматуры в виде обнаженных арматурных стержней, свободных от бетона, а торец другого концевого участка выполнен с углублениями, соответствующими по размерам и расположению обнаженным арматурным стержням противоположного концевого участка для образования штепсельного соединения колонн при монтаже сборной колонны.
При этом на торце одного и того же концевого участка колонны, входящей в сборную колонну, могут быть выполнены углубления и выпуски арматуры, соответствующие выпускам и углублениям сопрягаемого с ним торца концевого участка другой колонны.
При этом каркас может содержать промежуточные между колонной и перекрытием, сопряженные с перекрытием элементы, выполненные совместным замоноличиванием в съемной опалубке продольных арматурных стержней колонн, а также стержней арматуры, образующей арматурный каркас этих элементов, сформированный так, что часть стержней арматуры элементов заведена в промежутки между продольными стержнями колонны и укреплена на колонне, а форма и размеры промежуточных элементов выбраны из условия обеспечения необходимой жесткости перекрытия при увеличении пролета колонн.
При этом арматурный каркас промежуточных элементов может содержать параллельно расположенные в горизонтальных плоскостях и соединенные между собой с помощью вертикальных арматурных фиксаторов сетки, выполненные из арматурных стержней, причем, часть арматурных стержней сетки заведены в промежутки между продольными стержнями колонн.
При этом арматурный каркас промежуточных элементов может содержать дополнительные стержни, размещенные между сетками, в виде ветвей, укрепленных на продольных стержнях колонны и расположенных в горизонтальных плоскостях параллельно друг другу, причем каждая ветвь одной горизонтальной плоскости соединена вертикальными арматурными стержнями или фиксаторами с параллельной ей ветвью другой горизонтальной плоскости, а также с арматурными стержнями сеток
При этом промежуточные между колонной и перекрытием элементы могут быть выполнены в виде плоских плит.
При этом промежуточные между колонной и перекрытием элементы могут быть выполнены в виде балок, образующих обвязку колонн.
Заявляемый каркас здания, включающий перекрытия, и сборные колонны, каждая из которых содержит участки с продольными арматурными стержнями, свободные от бетона в уровне перекрытий поясняется рисунками.
На фиг.1 изображена часть заявляемого каркаса здания с арматурой, на фиг.2 - соединение арматуры перекрытия с колонной. На фиг.3 - одна из сеток каркаса, стержни которой заведены в пространство между стержнями колонны. На фиг.4 - расположение арматуры перекрытия, включая стержни, образующие ветви. На фиг.5 - арматура перекрытия, изображенная на виде сверху. На фиг.6 - сборная колонна. На фиг 7 варианты штепсельного соединения. На фиг.8 - заявляемый каркас с дополнительным промежуточным элементом в виде балки. На фиг.9 - разрез заявляемого каркаса с дополнительным промежуточным элементом в виде балок. На фиг, 10 - заявляемый каркас здания с дополнительным промежуточным элементом в виде плиты. На фиг.11 - разрез заявляемого каркаса здания с дополнительным промежуточным элементом в виде плиты. На фиг.12 часть каркаса с двумя перекрытиями и телескопическими стойками.
Каркас здания содержит перекрытия 1 с арматурой, сборные колонны 2, состоящие из отдельных колонн 3, изготовленных с продольными арматурными стержнями 4 и имеющие разрыв бетона на участках колонн в уровне перекрытий, который выполнен так, что продольные стержни 4 на участках колонн в уровне перекрытий полностью свободны от бетона. Перекрытия при этом выполнены, путем совместного замоноличивания в съемной опалубке (на рисунке не показана) продольных арматурных стержней колонн 4 и стержней арматуры перекрытия, образующей арматурный каркас перекрытия. Каркас перекрытия сформирован так, что часть стержней 5 арматуры перекрытия проходит через участки колонн 6, свободные от бетона в уровне перекрытия и заведены между продольными стержнями 4 на этих участках.
Арматурный каркас перекрытия содержит параллельно расположенные в горизонтальных плоскостях и соединенные между собой с помощью вертикальных арматурных фиксаторов 7 (например, увязыванием) сетки 8, выполненные из арматурных стержней. Для увеличения прочности перекрытия арматурный каркас может содержать дополнительные стержни, размещенные между сетками, в виде ветвей 10, укрепленных на продольных стержнях 4 колонны и расположенных в горизонтальных плоскостях параллельно друг другу, причем каждая ветвь одной горизонтальной плоскости соединена вертикальными арматурными фиксаторами 11 с параллельной ей ветвью другой горизонтальной плоскости, а также с арматурными стержнями сеток 8.
Для образования сборной колонны 2 соединением колонн 3, можно выполнить каждую колонну с концевыми участками, торец одного 12 из которых выполнен с выпусками арматуры в виде обнаженных арматурных стержней 13, свободных от бетона. При этом торец другого 14 концевого участка выполнен с углублениями 15, соответствующими по размерам и расположению обнаженным арматурным стержням 13 противоположного концевого участка (или концевого участка другой, соединяемой с первой колонной). Для соединения колонн вставляют арматурные стержни 13 одной колонны в углубления 15 другой колонны, образуя штепсельное соединение колонн при монтаже сборной колонны.
На торце одного и того же концевого участка колонны, входящей в сборную колонну могут быть выполнены как углубления 15, так и выпуски арматуры 13, соответствующие выпускам и углублениям сопрягаемого с ним торца концевого участка другой колонны (на рисунках не показано). При этом также образуется штепсельное соединение.
Каркас здания может содержать между колонной, и перекрытием, сопряженные с перекрытием промежуточные элементы 16. Промежуточные элементы 16 выполнены совместным замоноличиванием в съемной опалубке продольных арматурных стержней 4 колонн, а также стержней арматуры, образующей арматурный каркас этих элементов и перекрытия. Каркас элементов сформирован так, что часть стержней арматуры элементов заведена в промежутки 6 участков колонн свободных от бетона между стержнями 4, а форма и размеры промежуточных элементов выбраны из условия обеспечения необходимой жесткости перекрытия при увеличении пролета колонн.
Арматурный каркас промежуточных элементов также содержит параллельно расположенные в горизонтальных плоскостях и соединенные между собой с помощью вертикальных арматурных фиксаторов 17 сетки 18. Сетки выполнены из арматурных стержней, причем, часть арматурных стержней сетки заведены в промежутки между продольными стержнями колонн. Промежуточный элемент может быть размещен как над перекрытием так и под перекрытием и сопряжен с ним. После замоноличивания промежуточные элементы и перекрытие образуют единое целое, что в конечном результате существенно увеличивает прочность конструкции
Арматурный каркас промежуточных элементов также может содержать дополнительные стержни 19, размещенные между сеткой перекрытия 8 и сеткой промежуточного элемента 18, в виде ветвей, укрепленных на продольных стержнях колонны и расположенных в горизонтальных плоскостях параллельно друг другу, причем каждая ветвь одной горизонтальной плоскости соединена вертикальными арматурными стержнями или фиксаторами 20 с параллельной ей ветвью другой горизонтальной плоскости, а также с арматурными стержнями сеток.
Промежуточные элементы могут быть выполнены или в виде плит, выходящих за периметр колонны или в виде балок, образующих обвязку колонн. Промежуточные элементы могут располагаться как над плитой перекрытия, так и под ней.
Сравнение заявляемого каркасного здания с другими техническими решениями аналогичного назначения показывает, что заявляемая конструкция более проста в монтаже, а наличие промежуточных элементов позволяет увеличить расстояние между колоннами и тем самым расширить архитектурно-планировочные возможности здания.
При стыковке колонн нижнего яруса с последующим, сумма двух крайних участков равна высоте от верха плиты нижележащего перекрытия до низа перекрытия вышележащего уровня.
После монтажа колонн, установки опалубки перекрытия в проектном положении, устанавливают продольные и поперечные арматурные стержни 8 нижней сетки. Причем арматурные стержни для образования ячеек сетки устанавливаются с расчетным шагом, а часть их - 5, пропускаются в участке колонн свободном от бетона в уровне перекрытия.
После формирования нижней сетки каркаса, в каркасе могут быть установлены дополнительные арматурные стержни, размещенные между верхней и нижней сетками каркаса, выполненные в виде ветвей 10, соединенных фиксаторами 11.
На сформированную нижнюю сетку из арматурных стержней устанавливаются также узловые арматурные фиксаторы 7, задающие проектное расстояние между нижней и верхней сетками, связывающие в вертикальном направлении все расположенные в горизонтальных плоскостях арматурные стержни. Завершив установку, арматурных изделий каркаса перекрытия производят, совместное бетонирование монолитной плиты перекрытия со свободными от бетона участками колонны.
Подача бетонной смеси осуществляется бетононасосом или краном.
Укладку бетона производят с последующим вибрированием и выравниванием по толщине укладки.
После набора бетоном проектной прочности производят демонтаж опалубки: освобождают телескопические стойки 21, производят демонтаж влагостойкой фанеры и прогонов, снимают телескопические стойки.
Монтаж последующих по высоте ярусов колонн на нижестоящие колонн, производятся после устройства на монтажном горизонте монолитного перекрытия и набора бетоном проектной прочности.