УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ КОЛОНН И ПЛИТЫ ПЕРЕКРЫТИЯ
ATTACHMENT ASSEMBLY OF COLUMNS AND FLOOR SLAB

Изобретение относится к строительству, конкретнее к узлам опирания плит перекрытия и покрытия на колонны и стойки, и может быть использовано в каркасах жилых, общественных и производственных зданий.
Известен узел соединения колонны и надколонной плиты перекрытия, содержащий сборную колонну и сборную плиту перекрытия, выполненную с отверстием в нижней ее части для пропуска колонны с обечайкой, жестко прикрепленной по периметру отверстия к рабочей арматуре плиты и снабженной дополнительными стержнями, расположенными в нижней зоне плиты, соединяющими рабочую арматуру плиты с дополнительными стержнями обечайки и, прикрепляемую к колонне соединением рабочей арматуры последней с обечайкой (см. «Куб 2.5. Унифицированная система сборно-монолитного безригельного каркаса». ЦНИПИ «Монолит», М., 1990 г.).
Недостатком известного узла является повышенная металлоемкость и трудоемкость, связанная со значительным объемом электросварочных и бетонных работ, необходимых для замоноличивания стыка, сложность монтажа данной конструкции. А также необходимость входного, пооперационного и приемочного контроля.
В качестве ближайшего аналога принят узел соединения колонн и плиты перекрытия, содержащий нижнюю колонну, установленную на нее плиту перекрытия, на которой размещена верхняя колонна, причем нижний конец каждой из колонн выполнен с возможностью скрепления с соединительным элементом нижележащей колонны, а верхний конец выполнен с возможностью установки на нем соединительного элемента, при этом плита перекрытия выполнена с возможностью пропуска через нее соединительного элемента нижней колонны (см. патент РФ №123033, МПК E04B 1/38, дата публикации 20.12.2012).
Недостатком ближайшего аналога является повышенная трудоемкость его монтажа за счет необходимости устройства в нижних частях колонн скважин с последующим замоноличиванием (путем инъецирования) в них выпусков рабочей арматуры нижележащих колонн.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка простой в установке конструкции узла соединения, позволяющей уменьшить удельную нагрузку на колонны, расширить область применения, а также сократить материалоемкость.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в уменьшении удельной нагрузки на колонны, а также снижении трудоемкости и материалоемкости.
Поставленная задача решается тем, что в узле соединения колонн и плиты перекрытия, содержащем нижележащую колонну, на которую, с помощью соединительного элемента, установлены плита перекрытия и вышележащая колонна, причем нижний конец каждой из колонн выполнен с возможностью скрепления с соединительным элементом, а верхний конец выполнен с возможностью установки на нем соединительного элемента, при этом плита перекрытия снабжена сквозным отверстием, выполненным с возможностью свободного надевания на соединительный элемент, соединительный элемент содержит две части цилиндрической формы, верхняя из которых имеет диаметр, превышающий диаметр нижней части, выполненной с возможностью ее ввода в полость нижележащей колонны, при этом колонны содержат жесткую цилиндрическую оболочку, выполненную с возможностью равномерного и плотного заполнения сыпучим наполнителем из твердых частиц, например песком, до уровня, обеспечивающего его плотное контактирование с торцом соединительного элемента, размещаемого в полости цилиндрической оболочки, кроме того, верхняя часть соединительного элемента выполнена с возможностью скрепления с плитой перекрытия, для чего на боковой поверхности соединительного элемента жестко закреплены радиальные ребра жесткости, нижние кромки которых жестко скреплены с опорной пластиной, верхняя плоскость которой выполнена с возможностью опирания на нее плиты перекрытия. Кроме того, верхняя часть соединительного элемента выполнена с возможностью скрепления с нижним концом вышележащей колонны, для чего торцевая поверхность верхней части выполнена ровной и снабжена анкерными болтами, нижняя часть имеет диаметр, который соответствует внутреннему диаметру цилиндрической оболочки колонн, используют колонны полной заводской готовности, нижние концы которых снабжены фланцевыми накладками, соединительный элемент состоит из металлического корпуса, внутренняя полость которого заполнена бетоном.
Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».
При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.
Признаки «соединительный элемент содержит две части цилиндрической формы, верхняя из которых имеет диаметр, превышающий диаметр нижней части» позволяет увеличить площадь опирания вышележащей колонны.
Признак «нижняя часть, выполненная с возможностью ее ввода в полость нижележащей колонны» и «цилиндрическая оболочка выполнена с возможностью равномерного и плотного заполнения сыпучим наполнителем до уровня, обеспечивающего его плотное контактирование с торцом соединительного элемента» обеспечивают уменьшение удельной нагрузки на колонны, в каждой из которых возникают относительно равномерные напряжения, в результате чего конструкцию условно можно считать центрально сжатой. Кроме того, снижается материалоемкость за счет снижения толщины стенки цилиндрической оболочки.
Признаки «колонны содержат жесткую цилиндрическую оболочку, выполненную с возможностью равномерного и плотного заполнения сыпучим наполнителем из твердых частиц, например песком» обеспечивают совместную и рациональную работу жесткой цилиндрической оболочки и сыпучего наполнителя колонны, позволяют снизить трудоемкость изготовления и исключить неравномерность осадки сыпучего наполнителя в колоннах в период эксплуатации здания.
Признаки «верхняя часть соединительного элемента выполнена с возможностью скрепления с плитой перекрытия, для чего на боковой поверхности соединительного элемента жестко закреплены радиальные ребра жесткости, нижние кромки которых жестко скреплены с опорной пластиной, верхняя плоскость которой выполнена с возможностью опирания на нее плиты перекрытия» обеспечивают жесткость узла в целом.
На фиг.1 изображен вертикальный разрез готового узла соединения колонн и плиты перекрытия.
На фиг.2 изображен вид в плане узла соединения колонн и плиты перекрытия при свободном надевании плиты перекрытия на соединительный элемент.
На фиг.3 изображен общий вид соединительного элемента.
На фиг.4 изображен общий вид колонны.
На фиг.5 изображена схема нагружения колонны.
На чертежах показаны нижележащая и вышележащая колонны 1, плита перекрытия 2, соединительный элемент 3, сквозное отверстие 4 плиты перекрытия 2, жесткая цилиндрическая оболочка 5 и сыпучий наполнитель 6 колонн 1, радиальные ребра жесткости 7, опорная пластина 8 и анкерные болты 9 соединительного элемента 3, фланцевые накладки 10 колонн 1, арматура 11 плиты перекрытия 2.
Колонны 1 изготавливают в заводских условиях, где происходит равномерное заполнение жесткой цилиндрической оболочки 5 сыпучим наполнителем 6, его уплотнение и устройство в верхней части пробки «пыжа», препятствующего высыпанию сыпучего наполнителя 6 при транспортировке конструкций, а к нижней части цилиндрической оболочки 5 присоединяют фланцевые накладки 10.
Плита перекрытия 2 может быть выполнена сборной или монолитной.
Соединительный элемент 3 выполнен в виде металлического корпуса, внутренняя полость которого заполнена бетоном, и содержит две части цилиндрической формы, верхняя из которых имеет диаметр, превышающий диаметр нижней части, а торцевая поверхность выполнена ровной и снабжена анкерными болтами 9, диаметр нижней части соответствует внутреннему диаметру цилиндрической оболочки 5 колонн 1.
Жесткая цилиндрическая оболочка 5 выполнена из металла.
В качестве сыпучего наполнителя 6 колонн 1 используют песок.
Заявляемый узел монтируют следующим образом.
В полости цилиндрической оболочки 5 предварительно установленной нижележащей колонны 1 размещают соединительный элемент 3 с обеспечением плотного контактирования его торца с сыпучим наполнителем 6.
Далее на боковой поверхности соединительного элемента 3 закрепляют путем сварки радиальные ребра жесткости 7 и опорную пластину 8.
В случае сборной плиты перекрытия 2 ее свободно надевают на соединительный элемент 3 за счет сквозного отверстия 4 и опирают на опорную пластину 8. Далее арматуру 11 плиты перекрытия 2 приваривают к боковой поверхности соединительного элемента 3 и свободное пространство заполняют бетоном.
В случае монолитной плиты перекрытия 2 на поверхности опорной пластины 8 по периметру цилиндрической оболочки 5 устраивают опалубку, устанавливают арматуру 11, которую приваривают к боковой поверхности соединительного элемента 3 и заполняют полость опалубки бетоном.
Затем на соединительный элемент 3 устанавливают вышележащую колонну 1 и закрепляют ее с помощью анкерных болтов 9.
Заявляемое изобретение отличается простотой монтажа, позволяет уменьшить удельную нагрузку на колонны, расширить область применения, а также сократить материалоемкость.