Каркас многоэтажного здания и способ его возведения

 

Изобретение относится к строительству и может быть использованопри возведении каркасов многоэтажных зданий. Целью изобретения является повышение надежности, снижение материалоемкости и трудоемкости монтажа. Ригели одного направления имеют ширину, превышающую ширину смежной грани колонн, а ригели другого направления имеют ширину, превышающую ширину смежной грани колонн. Последние ригели и ригели, расположенные по контуру здания, снабжены сборными элементами, имеющими поперечное сечение тавровой формы, и установлены полкой вниз в нижней части ригеля. Предварительно напряженная арматура расположена по кривой соответствующей эпюре изгибающих моментов , и имеет защитное покрытие в зоне положительных моментов, исключающее ее сцепление с бетоном. Предварительно напряженная арматура ригелей с меньшей шириной пропущена в прямоугольные с наклонной верхней гранью отверстия колонн, а предварительно напряженная арматура ригелей с большей шириной пропущена вне тела колонны в зазорах между колоннами и плитами перекрытий над полками сборных элементов. Плиты перекрытий выполнены с пустотами, в торцах которых установлены полые пробки, заполненные бетоном с образованием шпонок ригелей. Сборные элементы ригелей, расположенных по контуру здания, смещены вниз относительно плит перекрытий с возможностью опирания последних на полки. 2 с,п. ф-лы, 12 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st>s Е 04 В 1/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4770374/ЗЗ (22) 19.12,89 (46) 23.11.92. Бюл. ¹ 43 (71) Научно-проектно-техническое объединение "Белстройнаука" (72) А.И.Мордич, В.Е,Садохо, И.И.Подлипская, И.И.Мацевич и А,С.Залесов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1361266, кл. Е 04 В 1/18, 1987.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1678993, кл, Е 04 B 1/18, 1988. (54) КАРКАС МНОГОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ И

СПОСОБ ЕГО ВОЗВЕДЕНИЯ (57) Изобретение относится к строительству и может быть использованопри возведении каркасов многоэтажных зданий. Целью изобретения является повышение надежности, снижение материалоемкости и трудоемкости монта>ка. Ригели одного направления имеют ширину, превышающую ширину смежной грани колонн, а ригели другого направления имеют ширину, превышающую ширину смежной грани колонн. Последние ригели и ригели, расположенные по контуру

Изобретение относится к области строительства и может быль использовано для возведения каркасов многоэтажных зданий промышленного, жилого и общественного назначения, Цель изобретения -- повыше ие надежности и снижение мат риалоемкости и трудоемкости монтажа.

На фиг,1 изображен каркас многоэтажного здания; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 — эпюра моментов в сечениях ригеля; на фиг.4 — сечение Б-Б вдоль ригеля на фиг.2; на фиг.5 — сечение В-В на фиг.2; на фиг.6 — сечение Г-Г на фиг,2; на фиг.7—

„„SUÄÄ 1776734А1 здания, снабжены сборными элементами, имеющими поперечное сечение тавровой формы, и установлены полкой вниз в ниж- . ней части ригеля. Предварительно напряженная арматура располо>кена по кривой соответствующей эпюре изгибающих моментов, и имеет защитное покрытие в зоне положительных моментов, исключающее ее сцепление с бетоном. Предварительно напряженная арматура ригелей с меньшей шириной пропущена в прямоугольные с на-. клонной верхней гранью отверстия колонн, а предварительно напряженная арматура. ригелей с большей шириной пропущена вне тела колонны в зазорах между колоннами и плитами перекрытий над полками сборных элементов. Плиты перекрытий выполнены с пустотами, в торцах которых установлены полые пробки, заполненные бетоном с образованием шпонок ригелей. Сборные элементы ригелей, расположенных по контуру здания, смещены вниз относительно плит перекрытий с возможностью опирания последних на полки, 2 с,п. ф-лы, 12 ил. сечение Д вЂ” Д на фиг.2; на фиг.8 — сечение

Е-Е на фиг.2; на фиг.9 — то же, вариант сборно-монолитного ригеля со сборным элементом; на фиг,10- сечение Ж вЂ” Ж на фиг,8; на фиг,11 — фрагмент колонны с прямоугольным основным проемом на уровне перекрытия для пропуска верхней сквозной арматуры и с дополнительным проемом под перекрытием; йа фиг.12 — сечение И вЂ” И на фиг,11.

Каркас многоэтажного здания содержит колонны 1 со сквозными прямоугольного сечения отверстиями 2, которые расположены

nî одной из центральных осей колонны 1 в

1776734

20

25 ра 5 размещена по кривой, соответствующей эпюре изгибающих моментов, и имеет в зоне положительных моментов 16 защит- 30 зованием шпонок ригелей 7,9,.длина которых 50 ур0)не плит перекрытий 3, установленных с зазором 4 между их гранями, и предварительно напряженную арматуру 5 длиной на ширину и длину здания, размещенную в зазорах 4 между плитами перекрытий 3, пропущенную через отверстия 2 колонны 1, заанкеренную по периметру здания и замоноличенную бетоном 6 с образованием сборно-монолитных ригелей 7,8,9 в двух взаимно перпендикулярных направлениях, одни из которых 7 расположены соосно прямоугольным отверстиям 2 колонн 1 и имеют ширину менее ширины смежной грани 10

Ко оНН 1.

Ригели 8 другого направления имеют ширину, превышающую ширину смежной грани 11 колонн 1.

Ригели 9. расположенные по контуру здания, и, по крайней мере, ригели 8 снабжены сборными элементами 12. Последние имеют поперечное сечение тавровой формы с ребром 13 в форме "ласточкиного хвоста" и установлены полкой 14 вниз в нижней части ригелей 8. 9. Полки 14 армированы предварительно-напряженной арматурой

15.

Предаарительно-напряженная арматуное покрытие 17, исключающее ее сцепле. ние с бетоном 6. Защитное покрытие 17 может быть выполнено, например, в виде полиэтиленовой трубки, В зонах отри (ательных изгибающих моментов 18 ригелей

7,8,9 арматура 5 имеет сцепление с бетоном

6.

Предварительно-напряженная арматура 5, расположенная перпендикулярно отверстиям 2 колонн 1, размещена вне тела колонн 1 в зазорах между. гранями 10 колонн 1 и перекрытии 3 над полками сборных элементов 12.

Плиты перекрытий 3 выполнены с пустотами 19, расположены торцами параллельно арматуре 5. пропущенной через отверстия 2 колонн t. и снабжены полыми пробками 20, которые расположены в торцах пустот 19 заполнены бетоном 6 с обраon ределяется необходимостью защемления плит перекрытий 3 в ригелях, Ригели 7,8.9 могут быть снабжены дополнительной ненапрягаемой арматурой 21 в виде сеток и стержней, размещенных в зонах отрицательных изгибающих моментов 17 с заведением ее а полости пробок 19 плит перекрытий 3.

В ригелях 9, установленных по периметру здания, сборные элементы 12 смещены

40 вниз относительно плит перекрытий 3, что дает возможность опирать последние Hà полки 14 сборных элементов 12, Прямоугольные отверстия 2 колонн 1 имеют наклонную верхнюю грань 22, расположенную над верхней гранью плит перекрытий 3, что улучшает условия бетонирования отверстий 2.

Возможно использование сборных элементов в ригелях 7. но в этом случае последние также будут иметь ширину, превышающую ширину смежной грани 10 колонн 1.

Колонны 1 для исключения закладных деталей выполняют с дополнительным сквозным отверстием 23, расположенным соосно основным отверстиям 2 ниже плит перекрытий 3 для установки монтажных

ОПОР.

Способ возведения каркаса многоэтажного здания вкл ючает следующие операции.

Монтируют колонны 1 и фиксируют их в проектном положении. Устанавливают в отверстиях колонн 1 монтажные столики, на которых размещают инвертарные мостики (на чертеже не показаны). На последних размещают в проектное положение сборные элементы 12, плиты перекрытий 3 и боковую опалубку по периметру здания, На напрягаемую арматуру 5 наносят защитное покрытие 17 и устанавливают ее по кривой, соответствующей эпюре изгибающих моментов, а ненапрягаемую арматуру — в зонах отрицательных моментов 18. Затем укладывают бетон 6 ригелей 7, 8, 9 в пределах защитного покрытия 17 арматуры 5 на всю высоту ригелей 7,8,9 и одновременно укладывают бетон 6 на остальных участках ригелей 7, 8, 9 до низа арматуры 5. После набора бетоном 6 проектной прочности производят натяжение арматуры 5 и ее анкеровку с последующим бетонированием участков ригелей 7, 8, 9 и отверстий 2 колонн

1 до полной высоты. .Защитное покрытие 17 арматуры 5 дол>кно быть. выведено над уровнем первого слоя бетона 6 участков ригелей 7,8,9 в зонах отрицательных моментов 18.

После набора бетоном 6 проектной прочности демонтируют инвентарные мостики и монтажные столики, Затем цикл монтажа повторяют на перекрытии следующего этажа, Изобретение позволяет упростить технологию изготовления колонн 1 и монтажа каркаса, повысить надежность каркаса за счет увеличения сечения ригелей 7, 8, 9 и их армирования, а также за счет образования жестких рамных узлов сопряжения колонн с жестким диском перекрытий. Кроме того, 1776734

5.

30

40 сокращается трудоемкость монтажа и материалоемкость самого каркаса, исключается необходимость жестких допусков в геометрических размерах элементов каркаса и в установке их в проектное положение.

Применение сборно-монолитных ригелей 7,8,9 с размещенными понизу сборными элементами 12 таврового сечения полкой книзу позволяет обеспечить высокое качество потолков без дополнительных трудовых и материальных затрат. Наличие предварительно напряженной арматуры 8 и ребра 13, заделанного в слое монолитного бетона 6, позволяет использовать сборные элементы 12 в качестве не только несущего, но и опалубочного элемента ригелей 7,8,9.

Наличие наклона боковых поверхностей ребра 13 элемента 12 от продольной его оси позволяет обеспечить совместную его работу при эксплуатации в составе сборно-монолитного ригеля 7,8,9 без выпусков арматуры. Количество арматуры 5 может быть просто подобрано по величине эксплуатационных воздействий на каркас с учетом размещения сквозной напрягаемой арматуры 5, Это приводит и к снижению металлоемкости перекрытий каркаса. Применение сборного элемента 12 с тавровой формой поперечным сечением позволяет применять предло>кенный каркас для широкого спектра нагрузок на перекрытия.

Выполнение сквозной предварительно напряженной арматуры 5 в обоих направлениях в одном уровне и размещение ее в середине каждого пролета между колоннами 1 в зоне положительного момента 16 без сцепления с бетоном 6, позволяет за счет одиночного размещения ее в каждом поперечном сечении ригелей 7, 8, 9 сократить расход высокопрочной арматуры 5. Выполнение без сцепления арматуры 6 в зоне положительного момента позволяет передать преднапря>кение на бетон 9 ригелей 4 и 5 и повышает трещиностойкость их сечений.

Размещение напрягаемой арматуры 5 криволинейно согласно эпюре моментов (см. фиг.3 и 4) позволяет рационально разместить эту арматуру 5, обеспечить полное использование ее прочностных свойств и тем самым исключить вероятность ее перерасхода.

Устройство дополнительного проема 23 в колоннах 1 под плитами перекрытий 3, выполненным на одной оси с основным проемом 2 и отделенного от него перемычкой

24. позволяет упростить установку на колонне 1 вспомогательных устройств (монтажных столиков и мостиков), надежно зафиксировать их положение, и тем самы .l сократитьтрудозатраты при монтаже. Нэ::ичие железобетонной перемычки 24 позволяет зафиксировать положение готового перекрытия в эксплуатационном состоянии после демонтажа вспомогательных устройств, что повышает надежность работы каркаса под нагрузкой.

Выполнение сборно-монолитного ригеля 7,8,9 по торцам плит 3 заодно со шпонками на боковых поверхностях, размещенными в пустотах 20 плит 3, значительно улучшает совместную работу диска перекрытия. Обжатие от преднапряжения, передаваемое на сборно-монолитный ригель 7.8,9 благодаря наличию шпонок в пустотах 20 торцов плит 3, которые выполнены заодно с ригелем 7,8,9, позволяет посредством шпонок передавать указанные усилия на плиты 3 и на диск перекрытия в целом, что повышает надежность работы перекрытия.

Установка локальной ненапрягаемой арматуры 21 дополнительно к сквозной напрягаемой арматуре 5 в зонах отрицательных моментов 18 у колонн 1 позволяет повысить несущую способность приопорных сечений ригелей 7,8,9 и существенно снизить в предельном состоянии по прочности величины пролетных усилий. Это позволяет повысить надежность перекрытий и, соответственно, каркаса здания, снизить трудозатраты на армирование ригелей 4 и 5.

Технология монтажа позволяет полностью передать усилие предварительного напря>кения с арматуры 5 на бетон 6 ригелей

7,8,9, устранить значительные по величине контактные напря>кения в стыках между колоннами 1 и плитами перекрытий 3 при натяжении арматуры 5, что может приводить к скосу углов плит 3, повреждениям, колонн

1 и т.д Тем самым обеспечено существенное повышение надежности технологического процесса возведения каркаса. Кроме того, благодаря шпанкам ригелей 7.8,9 по торцам плит обжатие ригелей 7,8,9 передается и на плиты 3, обеспечивая тем самым, благодаря наличию швов 25, совместную пространственную работу плит перекрытия 3 под на50 .грузкой в едином диске в условиях двуосного обжатия, При наличии >кесткого контура из ригелей 9 перекрытие при эксплуатации представляет собой мембрану с распорными усилиями, передающимися на этот контур. Надежность работы диска перекрытия повышается также благодаря наличию жестких крестообразных стыков, образованных монолитными армированными продольными и поперечными швами.

1776734

Формула изобретения

1. Каркас многоэтажного здания, включающий колонны со сквозными прямоугольного сечения отверстиями, расположенными по одной иэ центральных осей колонн в уров- 5 не плит перекрытий, установленных с зазорами между их гранями, и предварительно напряженную арматуру длиной на ширину и длину здания, размещенную в зазорах между плитами перекрытий, пропущенную че- 10 рез отверстия колонн, эаанкеренную по периметру здания и замоноличенную бетоном с образованием сборно-монолитных ригелей в двух взаимно перпендикулярных направлениях, одни из которых расположе- 15 ны соосно с прямоугольными отверстиями ко-: лонн и имеют ширину менее ширины последних, отл ич а ю щи и ся тем,что, с целью повышения надежности и снижения материалоемкости и трудоемкости монта- 20 жа, ригели другого направления имеют ширину, превышающую ширину смежной грани колонн. а ригели, расположенные по контуру, и по крайней мере ригели шириной, превышающей ширину смежной грани 25 колонн, снабжены сборными элементами с поперечним сечением тавровой формы, установленными полкой вниз в нижней части ригелей, причем предварительно напряженная арматура размещена по кривой, 30 соответствующей эпюре изгибающих моментов, и имеет в зоне положительных моментов защитное покрытие, исключающее ее сцепление с бетоном, а предварительно, напряженная арматурадругого направления 35 размещена вне тела колонн над полками сборных элементов в зазоре между боковыми гранями колонн и плит перекрытия„которые выполнены с пустотами и расположены торцами параллельно предва- 40 рительно напряженной арматуре, пропущенной через отверстия колонн, и снабжены полыми пробками, расположенными в торцах пустот и заполненными бетоном с образованием шпонок ригелей. 45

2. Каркас по п.1, отличающийся тем, что верхняя грань прямоугольных отверстий колонн выполнена наклонной и размещена над верхней гранью плит перекрытий.

3. Каркас по пп,l и 2, отл и ч а ю щи йс я тем, что сборные элементы ригелей, расположенные по контуру здания, установлены со смещением вниз относительно плит перекрытий с возможностью опирания последних на их полки.

4. Каркас по пп.1-3, отл ича ющи йся тем, что поперечное сечение ребра каждого сборного элемента выполнено в виде ласточкина хвоста.

5. Каркас многоэтажного здания по п,1,2,3,4, отл ич а ю щи йс я тем, что ригели снабжены дополнительной ненапрягаемой арматурой, размещенной в зонах отрицательных моментов, 6; Способ возведения каркаса многоэтажного здания, включающий монтаж колонн, установку плит перекрытий в проектное полажение, размещение арматуры ригелей, укладку монолитного бетона ригелей, напряжение арматуры и ее анкеровку по контуру здания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и снижения материалоемкости и трудоемкости монтажа, до укладки арматуры устанавливают в проектное положение сборные элементы ригелей, а арматуру наносят защитное покрытие и размещают ее по кривой, соответствующей эпюре изгибающих моментов, затем укладывают бетон ригелей в пределах защитного.покрытия арматуры на всю высоту ригелей с одновременной укладкой бетона на остальных участках ригелей до низа арматуры, а после набора бетоном проектной прочности производят натяжение арматуры и ее анкеровку с последующий бетонированием участков ригелей до полной высоты, 1776734

1776734

1776734

1776734

Риг./О (Рог 12 РОГ 1I Составитель T.Èâàíîâà

Техред М, Яоргентал. Редактор

Корректор Н,Тупица

Заказ 4103 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035,Москва.Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101