КОНСТРУКЦИЯ МНОГОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ
HIGH-RISE BUILDING STRUCTURE

Изобретение относится к области строительства, в частности, к области строительства многоэтажных жилых и общественных зданий из сборного и монолитного железобетона.
Конструкция многоэтажного здания, включающая вертикальные секции, снабженные центральным стволом, выполненным из цилиндрических или многоугольных стен с перекрытием, вокруг которого установлены объемные блоки, состоящие из внешнего цилиндрического в плане пространственного элемента с круглой или многоугольной плитой перекрытия и внутреннего пространственного элемента с продольными и поперечными вертикальными стенами и плоскими перекрытиями, имеющими в плане трапециевидную форму и образующими в поперечном сечении П или Г-образную форму, при этом вертикальные секции здания установлены по трем направлениям вокруг конструкции лестнично-лифтового узла, отличие заключается в том, что плиты перекрытия выполнены сборными с опорными зонами цилиндрической или многогранной формы и установлены между внешними стенами и стенами центральных стволов, при этом плиты перекрытия выполнены в виде круглой или многогранной плиты со вспарушенной нижней поверхностью с ребрами по контуру, армированными замкнутой арматурой, и трапециевидной в плане плиты, опирающейся на круглую плиту и стены центрального столба, кроме того, между внешними криволинейными в плане стенами устанавливается железобетонный каркас
Известны конструкции многоэтажных зданий из сборных и монолитных объемных блоков, изготавливаемых в заводских условиях или на полигонах. Такие объемные блоки типа "лежачий стакан" или "колпак" имеют призматическую форму, при монтаже устанавливаются друг на друга. Сопряжение объемных блоков в плане образует конструкцию многоэтажного здания. Стены блоков воспринимают вертикальную нагрузку, а при воздействии горизонтальной ветровой или сейсмической нагрузки, совместная работа смежных рядов установленных друг на друга блоков обеспечивает восприятие стенами и этих сил пропорционально жесткости. Обычно конструкции таких зданий /I/ в плане состоят из блоков, образующих помещения, например жилые квартиры, лестнично-лифтовый узел. Здания из таких блоков получили наибольшее распространение в практике строительства.
Наиболее близким техническим решением по отношению к заявленному решению является конструкция многоэтажного здания, описанная в патенте N 2070255, кл. Е04В 1/348 1994, где объемные блоки имеют цилиндрическую и трапецеидальную в плане часть, поскольку оно имеет большее число общих существенных признаков с заявленным решением.
Указанное известное решение принято за прототип. Характеризуется оно тем, что конструкция многоэтажного здания, включающая вертикальные секции, снабженные центральным стволом, выполненным из цилиндрических или многоугольных стен с перекрытием, вокруг которого установлены объемные блоки, состоящие из внешнего цилиндрического в плане пространственного элемента с круглой или многоугольной плитой перекрытия и внутреннего пространственного элемента с продольными и поперечными вертикальными стенами и плоскими перекрытиями, имеющими в плане трапециевидную форму и образующими в поперечном сечении П или Г-образную форму, при этом вертикальные секции здания установлены по трем направлениям вокруг конструкции лестнично-лифтового узла.
Недостатком такой конструкции является то, что внешний блок и внутренний блок с плоскими перекрытиями имеющими в плане трапециевидную форму и образующими в поперечном сечении П или Г-образную форму в варианте с П-образной стеной образует между смежными блоками двойные стены, в Г-образном варианте имеют большие габариты и не всегда возможна их транспортировка. Большие габариты требуют больших производственных площадей на домостроительных комбинатах. Кроме того, трудно обеспечить более свободную планировку внутренних помещений из-за наличия радиальных стен у трапециевидного в плане элемента.
Целью изобретения является создание конструкции со сборными элементами с допустимыми на всех дорогах транспортными габаритами, с более компактным производством сборных элементов, возможностью установки радиальных стен только при необходимости и возведение высотных зданий.
Сущностью изобретения является то, что плиты перекрытия выполнены сборными с опорными зонами цилиндрической или многогранной формы и установлены между внешними стенами и стенами центральных стволов, при этом плиты перекрытия выполнены в виде круглой или многогранной плиты со вспарушенной нижней поверхностью с ребрами по контуру, армированными замкнутой арматурой, и трапециевидной в плане плиты, опирающейся на круглую плиту и стены центрального столба, кроме того, между внешними криволинейными в плане стенами устанавливается железобетонный каркас
Суть изобретения раскрыта на чертежах, где представлено
на фиг. 1 - конструкция многоэтажного здания из объемных блоков в плане,
на фиг. 2 - фрагмент вертикального разреза секции, с центральным стволом и внешними цилиндрическими стенами, с опирающимися на них круглой и трапециевидной плитами.
Конструкция многоэтажного здания из объемных блоков /фиг. 1/ состоит из трех секций 1, сгруппированных вокруг лестнично-лифтового узла 2. Каждая вертикальная секция 1 снабжена центральным стволом 3 /фиг. 1, 3/.
Вокруг этого ствола 3 установлены по внешней стороне железобетонные криволинейный в плане стены 4. На стены опираются круглые в плане плиты перекрытия 5. На плиты 5 и на центральные стволы 3 опираются трапециевидные плиты 6.
Секции 1 /фиг. 1/ соединены друг с другом конструкцией лестнично-лифтового узла 2, образуя развитую в трех направления структуру. Конструкция лестнично-лифтового узла образована цилиндрическими или многогранными объемными элементами и плитами перекрытия, заполняющими пространство между секциями 1. В зависимости от этажности здания конструкция лестнично-лифтового узла меняется и может не иметь в составе объемных элементов.
Таким образом, в целом, конструкция здания представляет развитую в трех направлениях структуру, образованную тремя секциями 1, сгруппированными вокруг лестнично-лифтового узла 2. Это позволяет повысить момент инерции сечения здания, повысит жесткость и сопротивляемость горизонтальным ветровым и сейсмическим нагрузкам. Такая структура позволяет повысить загруженность лестнично-лифтового узла и экономичность конструкции в целом.
Установленные по внешней стороне железобетонные криволинейные в плане стены 4 могут быть выполнены в виде наружными трехслойных стен с несущим внутренним слоем, в виде вентилируемого фасада или в виде утепленной стены с внешним фасадным покрытием («мокрая» стена).
Между стенами 4 и стволом 3 (фиг. 1), состоящим также из двух криволинейных в плане стен, установлены плиты перекрытия, которые могут состоять из круглой плиты 5 с ребрами 12 и трапециевидными плитами 6, опирающимися на ребра 11 круглой плиты 5 и стены центрального ствола 3. При этом опорами могут служить консоли, выступающие из криволинейных в плане стен, или непосредственно торцы криволинейных стен. В первом случае в многоэтажном здании между этажами образуется «контактный» стык во втором случаи «платформенный стык»
Круглая в плане плита 5 с ребрами по контуру 11 выполнена с криволинейной «вспарушенной» поверхностью 8 и по контуру в ребрах армирована кольцевой предварительно-напряженной или обычной арматурой 12. Этим достигается то, что плита работает с распором и имеет минимальный расход бетона и арматуры.
В местах соединения всех смежных криволинейных в плане стен 4 (фиг. 3) при возведении высотных зданий может быть установлен железобетонный каркас 13 с несущей арматурой 14.
Соединение между собой стен 4 и плит 5 /фиг. 1/ в плоскости перекрытий в каждой секции 1 осуществляется путем сварки закладных деталей и заделки стыков.
По вертикали объемные блоки устанавливаются друг на друга через цементно-песчаный раствор или другие прокладки.
Секции 1 конструкций зданий /фиг. 1/ имеют криволинейный периметр наружных стен, образованных криволинейными в плане внешними стенами 4. В случае необходимости повысить теплофизические характеристики здания, каждая секция может иметь доборные наружные стены, соединяющие смежные объемные элементы 4 между собой, т.е. соединяющие их наружные стены. Доборные стены 15 могут быть плоскими или криволинейными в зависимости от архитектурных требований к зданию. Пространство между доборными стенами 15, если оно не заполнено каркасом 13, и криволинейными стенами 4 позволяет создать эффект "термоса" или может быть использовано для воздушного обогрева или шкафов и позволяет легко менять толщину доборных стен 15.
При сборке стволов 1 здания из криволинейных в плане внешних стен 4 стен центрального столба 3 нет необходимости в специальных монтажных приспособлениях поскольку стены устойчивы. Сборные плиты перекрытия между ними могут быть цельными или состоять из круглой 5 и трапециевидной 6 плиты.
Лестнично-лифтовый узел 2 так же может собираться их криволинейных в плане стен 7 и плоских плит различной геометрии с применением стандартных лифтовых шахт. В зависимости от этажности конструкция лестнично-лифтового узла меняется.
Все сборные элементы имеют размеры в пределах допустимых размеров транспортировки, позволяющие избежать выполнения требований к негабаритным грузам. Плиты перекрытия транспортируются на наклонных панелевозах, стеновые криволинейные в плане панели, благодаря устойчивости на любом бортовом транспорте.
Формование железобетонных криволинейных в плане стен 4 может производиться в заводских условиях на специальных кассетных установках, более простых и менее металлоемких по конструкции, чем для плоских панелей. Плиты перекрытия формуются на обычных видоизмененных кассетных установках.
Конструкция здания, по сравнению с известными решениями панельных и объемно-блочных зданий прямоугольной в плане формы, благодаря развитому в трех направлениях сечению конструкции, обусловленную применением криволинейных в плане внешних стен 4 в сочетании с криволинейными в плане внутренними элементами стволов 3, позволяет повысить его жесткость для восприятия горизонтальных нагрузок.
Кроме того, конструкция позволяет снизить расход материалов, повысить плотность застройки и этажность домов, в том числе, благодаря каркасу 13 с армированием 15, высотных домов. Возможность отделить от несущей конструкции и изменить форму наружных стеновых панелей с образованием полостей, позволяет снизить тепло потери и изменить архитектурный облик здания одной и той же конструктивной системы.
Расход бетона у таких конструкций примерно на 20% меньше, чем у крупнопанельных зданий. При этом габариты изделий позволяют их транспортировать по любым городским дорогам. Более компактное, чем в объемно-блочном домостроении технологическое оборудование уменьшает заводские производственные площади. В сейсмических районах и при строительстве высотных сборных железобетонных зданий эффективность предлагаемой конструкции повышается.
ЛИТЕРАТУРА
1. Патент RU N 2070255, кл. Е04В 1/348, 1994.
2. Монфред Ю.В. и др. Здания из объемных блоков. - М.: Стройиздат, 1974, с. 22.