УЗЕЛ СОПРЯЖЕНИЯ ТРУБОБЕТОННЫХ КОЛОНН С БАЛКАМИ ПЕРЕКРЫТИЙ

Полезная модель относится к строительству и может быть использована при возведении каркасов зданий.
Известно стыковое соединение безбалочного железобетонного перекрытия с колонной, содержащее колонну с бетонным ядром, плиту перекрытия с арматурными каркасами, между которыми в плоскости плиты установлена стальная капитель, состоящая из соединенных между собой профильных элементов, причем последние в плоскости плиты перекрытия попарно размещены с противоположных сторон колонны соосно друг другу и уперты в нее торцевой поверхностью (пат. РФ №71999, Е04В 5/43).
Недостатком данного устройства является низкая несущая способность вследствие ослабления стенки колонны в месте образования отверстий для стержневых элементов, а также неравномерного распределения опорного давления непосредственно от перекрытия на бетонное ядро колонны.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является трубчатая строительная конструкция, включающая соосно сопряженные стальные трубы с бетонным сердечником внутри, соединенные между собой и с горизонтальными несущими балками узловым соединительным элементом. При этом узловой соединительный элемент выполнен в виде трех соединенных основаниями цилиндров, горизонтальные балки введены внутрь среднего цилиндра, а концы балок снабжены перфорацией или резьбой для соединения концов балок стальными элементами (см. патент РФ №2241100, Е04С 3/34).
Недостатком известного устройства является его недостаточно высокая несущая способность в результате того, что давление от балок перекрытий передается только на стальную трубу, а не на бетонное ядро колонны, поэтому под воздействием нагрузки стальная труба оказывается перегруженной, а бетонное ядро недогруженным, что ведет к неравномерности распределения давления от перекрытия на бетонное ядро колонны. Кроме того, отверстия узлового соединительного элемента, выполненные в среднем цилиндре и предназначенные для размещения балок перекрытия, являются концентраторами напряжений, возникающих в стальной оболочке соединительного элемента, что также снижает несущую способность конструкции.
Техническая задача, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в повышении несущей способности узла сопряжения трубобетонных колонн с балками перекрытий.
Поставленная техническая задача решается тем, что в известном устройстве, включающем соосно сопряженные стальные трубы с бетонным сердечником внутри, соединенные между собой и горизонтальными несущими балками узловым соединительным элементом, согласно изменению, узловой соединительный элемент выполнен в виде замкнутого полого элемента по форме внутренней полости сопрягаемых стальных труб и имеет сквозное осевое отверстие, при этом на наружной поверхности замкнутого полого элемента в месте сопряжения с балками перекрытия выполнены опорные столики, которые размещены с противоположных сторон замкнутого полого элемента попарно и соосно друг другу.
При этом сопрягаемые стальные трубы выполнены цилиндрической формы и имеют одинаковое поперечное сечение.
Кроме того, сопряженные стальные трубы могут быть выполнены прямоугольной формы и иметь одинаковое поперечное сечение.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 изображен узел сопряжения трубобетонных колонн с балками перекрытия, продольный разрез;
- на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
- на фиг.3 - вариант узла сопряжения трубобетонных колонн прямоугольного сечения.
Заявляемый узел сопряжения трубобетонных колонн с балками перекрытий содержит соосно сопряженные между собой стальные трубы соответственно 1 и 2 (фиг.1-3), бетонное ядро 3, узловой соединительный элемент 4 и балки перекрытий 5. При этом стальные трубы 1 и 2 (фиг.2, 3) могут быть выполнены цилиндрической, либо прямоугольной формы. Узловой соединительный элемент 4 (фиг.1-3) выполнен в виде полого замкнутого элемента по форме внутренней полости стальных труб 1 и 2 и имеет сквозное осевое отверстие 6. Балки перекрытий 5 оперты на опорные столики 7, расположенные с противоположных сторон узлового соединительного элемента 4 попарно и соосно друг другу, и жестко соединены с узловым соединительным элементом 4 при помощи крепежных пластин 8. Балки перекрытий 5 могут быть выполнены преимущественно в виде двутавров или тавров. Для повышения точности центровки стальной трубы 1 в узле, в ней могут быть выполнены отверстия 9 с установленным рихтовочными болтами 10. Такое конструктивное выполнение заявляемого узла сопряжения позволяет сохранить целостность последнего и предотвратить появление зон концентрации напряжений.
Сборку заявляемого узла сопряжения трубобетонных колонн с балками перекрытий осуществляют следующим образом. Нижнюю часть стальной трубы 2 (фиг.1) устанавливают в вертикальное положение и заполняют бетоном до уровня нижнего торца узлового соединительного элемента 4. Сверху в стальную трубу 2 вставляют предварительно изготовленный по форме внутренней полости трубы 2 и, соответственно, сопрягаемой с ней трубы 1 узловой соединительный элемент 4 таким образом, чтобы он плотно прилегал к внутренней поверхности трубы. Затем сверху на узловой соединительный элемент 4 соосно устанавливают стальную трубу 1, и центрируют ее при помощи рихтовочных болтов 10. После этого полости узлового соединительного элемента 4 и стальной трубы 1 заполняются бетоном, который образует при затвердевании монолитное бетонное ядро 3. Далее, на наружной поверхности узлового соединительного элемента 4 (фиг.1-3) в местах сопряжения с балками перекрытий 5 закрепляют попарно и соосно друг другу опорные столики 7, на которые опирают балки перекрытий 5. Жесткое соединение балок перекрытий 5 с узловым соединительным элементом 4 выполняют посредством крепежных пластин 8.
Заявляемый узел сопряжения трубобетонных колонн с балками перекрытий работает следующим образом. После монтажа каркаса здания, включающего трубобетонные колонны и балки перекрытий 5 (фиг.1-3) нагрузка от последних передается через опорные столики 7 (фиг.1) на узловой соединительный элемент 4. Узловой соединительный элемент 4 распределяет нагрузку на бетонное ядро 3, что способствует равномерности распределения давления от балок перекрытий 5 на трубобетонные колонны. Благодаря попарному и соосному расположению опорных столиков 7 (фиг.2, 3) передача нагрузки осуществляется равномерно по всему сечению бетонного ядра 3. Этому также способствуют одинаковые форма и размеры стальных труб 1 и 2. Все это повышает несущую способность узла сопряжения трубобетонных колонн, а также предотвращает появление зон концентрации напряжений.
Таким образом, заявляемая конструкция узла сопряжения трубобетонных колонн с балками перекрытий позволяет на 15-20% повысить его несущую способность по сравнению с прототипом.