Способ возведения монолитного здания и подвижная опалубка для его осуществления

 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении многоэтажных монолитных зданий. Способ возведения монолитного здания включает одновременное бетонирование вертикальных несущих конструкций (стен, шахт) и плит перекрытия с последующим подъемом плит посредством опирания на вертикальные несущие конструкции и фиксацией их на высоте каждого яруса, причем плиты могут выполняться по одной либо группами в пакете. Каждая последующая плита бетонируется на ранее сформированной плите. Соединение плит перекрытия с вертикальными несущими конструкциями может быть как шарнирным, так и жестким. Опалубка для осуществления данного способа возведения включает домкратные рамы, оснащенные захватами, размещенными на нижних концах стоек для зацепления плит перекрытия. Основные гидростойки, вмонтированные в ригели домкратных рам, предназначены для перемещения опалубки на вышележащий ярус с синхронным подъемом плит перекрытия. Домкратная рама в верхней части оборудована вспомогательными гидростойками - упорами, предназначенными для переопирания конструкции подвижной опалубки на несущие ("силовые") опалубочные щиты. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении многоэтажных монолитных зданий.

Известен способ возведения здания с несущей шахтой методом подъема этажей и перекрытия (1), включающий устройство фундаментов, установку колонн здания, монтаж платформы с краном, изготовление пакета плит перекрытия, монтаж опалубки для несущей шахты, бетонирование шахты с последующим монтажом пакета для перекрытий посредством крана, установленного на платформе, опирающейся на дополнительные колонны.

Недостатком известного способа является невозможность создания монолитных сопряжений между перекрытиями и вертикальными несущими конструкциями, а также ограниченность технологических возможностей способа в связи с тем, что известный способ не позволяет возводить здания с несущими стенами.

Известен способ возведения зданий, предусматривающий формообразование каждой последующей плиты перекрытия на нижележащем перекрытии (2), "Способ возведения перекрытий из плит включающий бетонирование перекрытия следующего этажа на плите нижележащего, используя ее, как опалубку, с последующим подъемом отформованной плиты перекрытия посредством пневмооболочки.

Недостатком указанного способа является ограниченность его технологических возможностей в связи с тем, что способ не предусматривает возведения вертикальных несущих конструкций здания (стен, колонн, шахт).

Известна подъемно-переставная опалубка (3), включающая опалубочные щиты, шарнирно связанные с опорными рамами, домкратные рамы, оборудованные домкратами и упорами, закрепленными на внутренних частях ригелей опорных рам.

Недостатками известной опалубки является то, что она не предусматривает приспособлений для подъема элементов перекрытия.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является способ возведения монолитного здания и подвижная опалубка для его осуществления (4).

Известный способ включает монтаж опалубки, армирование и бетонирование стен и перекрытий с созданием монолитных узлов примыкания перекрытия к стенкам, складывание опалубки перекрытия и перевод ее на следующий этаж синхронно с подъемом опалубки стен.

Подвижная опалубка для возведения монолитного здания содержит опалубку стен, кружальные фермы, подъемно-фиксирующее устройство в виде гидростоек и консольных упоров, опалубочные щиты перекрытия, оснащенные тягами для закрепления щитов, расположенными в стойках домкратных рам.

К недостаткам известного способа относится следующее: способ не позволяет возводить здания каркасной конструктивной системы, что сужает его технологические возможности; необходимость применения опалубки перекрытия увеличивает объем опалубочного оборудования; наличие проема в перекрытии для перевода опалубки на следующий ярус и ячейки от консольных упоров снижают качество отформованных конструкций и увеличивают трудоемкость работ по возведению здания; подъемное оборудование (гидростойки) по известному способу работает не совсем рационально, так как не участвует в транспортировке материалов, из которых состоит издание.

Для перемещения бетона и арматуры используются дополнительные механизмы (кран), гидростойки задействованы только на перемещении опалубки, что снижает эффективность использования энергоресурсов.

К недостаткам подвижной опалубки относится следующее: конструкция опалубки не позволяет возводить здания каркасного типа, что сужает ее технологические возможности; наличие опалубки перекрытия увеличивает объем всего опалубочного оборудования; известная подвижная опалубка не участвует в транспортировке элементов здания и материалов, из которых оно состоит, что снижает эффективность ее использования с точки зрения энергозатрат; наличие консольных упоров, передающих нагрузку на стены под углом, усложняет конструкцию опалубки. Опалубка перекрытия, шарнирно складывающаяся пополам, также, отличается сложностью.

Целью предлагаемого изобретения является расширение технологических возможностей, снижение объема опалубочного оборудования, упрощение конструкции подвижной опалубки за счет эффективности использования подъемных механизмов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе возведения монолитного здания, включающем монтаж опалубки, армирование и бетонирование вертикальных конструкций и перекрытия с последующим замоноличиванием узлов их сочленения, перевод опалубки на вышестоящий ярус посредством гидростоек с последующей фиксацией ее для формирования вертикальных конструкций, согласно изобретения, каждое последующее перекрытие формуют на предыдущем с одновременным бетонированием вертикальных конструкций, отформованное перекрытие присоединяют к подвесным элементам опалубки и поднимают его посредством гидростоек с одновременным переводом опалубки на вышележащий ярус.

Опалубку при бетонировании вертикальных конструкций переопирают на перекрытие, закрепленное в процессе подъема к элементам опалубки, при этом его используют в качестве рабочего настила.

Опалубку при бетонировании вертикальных конструкций переопирают на на опалубочные щиты, контактирующие в своей нижней части с закладным штырем, заложенным в вертикальную несущую конструкцию.

Плиты перекрытия бетонируют в одном пакете на уровне фундамента, либо группами на плитах перекрытия, установленных в промежуточной части здания по его высоте, причем подъем плит осуществляется посредством подвижной опалубки, установленной в верхней части здания, либо на любом промежуточном ярусе.

В подвижной опалубке для возведения монолитного здания, включающей опалубочные щиты для формования вертикальных конструкций, оснащенные механизмом для их отрыва и отвода от сформированной конструкции, домкратные рамы, объединенные кружальными фермами, подъемно-фиксирующие устройства в виде гидростоек, подвесные приспособления, расположенные в стойках домкратных рам, согласно изобретения, подвесные приспособления оборудованы захватами для зацепления анкеров, либо тяг, на которые подвешены плиты перекрытия, а стойки домкратных рам оснащены в нижней части опорными пятами, взаимодействующими с плитой перекрытия при переопирании на нее опалубки.

Опалубочные щиты, расположенные напротив домкратной рамы, выполнены усиленными с возможностью переопирания на них подвижной опалубки с подвешенной плитой перекрытия, причем домкратные рамы оборудованы упорами, например, в виде гидроцилиндров, контактирующими с верхней кромкой щитов в процессе переопирания, а щиты оборудованы приспособлениями для взаимодействия с закладными штырями, заложенными в тело вертикальной конструкции здания.

На фиг. 1 5 изображена последовательность работы подвижной опалубки по основному варианту способа: на фиг. 1 опалубка опирается на фундамент; идет процесс бетонирования вертикальной конструкции и перекрытия;
на фиг. 2 опалубка в процессе подъема с опиранием на вертикальную конструкцию; перекрытие выведено на проектную отметку;
На фиг. 3 изображены узлы сочленения перекрытия с вертикальной конструкцией;
на фиг. 4 опалубка в процессе бетонирования очередного яруса вертикальной конструкции и формования очередной плиты;
на фиг. 5 опалубка в процессе подъема на очередной ярус;
на фиг. 6 8 изображена последовательность работы подвижной опалубки по дополнительному варианту способа:
на фиг. 6 то же, что и на фиг. 1; в верхней части опалубки установлена обойма для закладного штыря;
на фиг. 7 опалубка в процессе возведения вертикальной конструкции на 3-м ярусе; переопирание осуществляется на закладной штырь; на фундаменте осуществляется бетонирование двух промежуточных плит перекрытия;
на фиг. 8 опалубка в процессе подъема на очередной ярус с одновременным подъемом промежуточной плиты; основная плита перекрытия установлена на уровне третьего этана и на ней производится бетонирование очередных промежуточных плит 4, 5 яруса;
на фиг. 9 изображена подвижная опалубка в стадии опирания на вертикальную конструкцию;
на фиг. 10 то же, в варианте с опиранием на закладной штырь;
на фиг. 11 вариант несущей опалубки для бетонирования колонн; вид в плане;
на фиг. 12 вариант несущей опалубки для бетонирования стен и ядер жесткости;
Подвижная опалубка для бетонирования монолитного здания содержит домкратную раму, включающую ригель 1 и стойки 2, поверху домкратные рамы объединяются кружальной фермой 3 и связями жесткости 4. В ригель 1 вмонтирована подъемная гидростойка 5, оборудованная опорной пятой 6. Опалубочные щиты 7, предназначенные для формования вертикальных конструкций 8, колонн, стен и ядер жесткости, как несущих, так и самонесущих, подвешены к стойкам 2 посредством гидроцилиндров 9 (на чертежах показаны только их оси).

Опалубочные щиты 7 могут быть выполнены усиленными, способными воспринимать нагрузку от всей опалубки, загруженной плитой перекрытия 10.

Для переопирания подвижной опалубки на щиты 7 предусматриваются упоры 11, выходящие на внутреннюю сторону домкратных рам и выполненные, например, в виде гидроцилиндров, расположенных в плоскости щитов 7, установленных в рабочее положение.

В нижней части стоек 2 имеется опорная пята 12, передающая нагрузку от опалубки на перекрытие при опирании. Внутри стоек 2 содержатся подвесные приспособления 13, предназначенные для захвата анкеров 14, на которые подвешивается плита перекрытия 10, либо тяг 15. На эти же анкеры может подвешиваться монтажная площадка 16 (фиг. 10) в варианте возведения вертикальных конструкций ( без приспособления перекрытий.

Опалубочные щиты 7 для бетонирования колонн образуют жесткий замкнутый короб за счет соединения их между собой посредством крепежных приспособлений 17.

При возведении стен и ядер жесткости могут использоваться усиленные опалубочные щиты 7 (фиг. 12), оборудованные отверстиями 18, предназначенными для пропуска закладных штырей в виде винтовой затяжки 19. Эти же отверстия могут использоваться при бетонировании для фиксации металлической обоймы 20 (фиг. 10), предназначенной для закладывания в нее штыря в виде опорной пластины 21.

Усиленные опалубочные щиты 7 выполняются стальными с прочными ребрами 22 по контуру и вдоль оси упора 11.

Остальные опалубочные щиты могут быть облегченными, в том числе с палубой из дерева и пластмассы.

Возведение здания посредством подвижной опалубки по основному варианту осуществляют в следующей последовательности.

Сначала выполняют основание, в частности плиту фундамента 23 (фиг. 1). На фундаменте по осям вертикальных конструкций размещают домкратные рамы и монтируют подвижную опалубку. После установки опалубки в проектное положение производят армирование и бетонируют вертикальные конструкции 8 и плиту перекрытия 10, причем заблаговременно устанавливают обоймы 24, соединяют их с арматурой 25, вкладывают в обоймы анкеры 14, образуя таким образом стыковочный узел 26.

С торца плиты устанавливают временную прокладку (не показана), через которую пропускают анкерные выпуски 27.

По окончании набора бетоном прочности, щиты 7 отводят от поверхности конструкции 8 посредством гидроцилиндров 9 и поднимают подвижную опалубку на следующий ярус (фиг. 2), увлекая за собой плиту перекрытия 10, выводят ее на проектную отметку (до совпадения низа плиты 10 с верхним урезом вертикальной конструкции 8), при этом подвижная опалубка опирается посредством гидростойки 5 на верхний урез вертикальной конструкции.

Далее опалубку фиксируют в этом положении, соединяют арматурные выпуски 27 смежных плит перекрытия арматурным вкладышем 28, снизу устанавливают опалубку 29 и замоноличивают стык 30, ускоряя твердение бетона в стыке 30 известными методами.

По окончании твердения бетона гидростойку 5 поднимают верхнее положение, передавая вес опалубки на перекрытие 10 через опорную пяту 12. Предварительно освобождают от зацепления с плитой 10 анкер 14, а под пяту 12 стойки 2 подводят новую обойму 24 с вложенным внутрь нее анкером 14. Щиты 7 устанавливают в проектное положение, покрывают плиту перекрытия 10 разделительным составом, армируют вертикальную конструкцию и очередную плиту перекрытия, устанавливают прокладку 31, предохраняющую от утечки бетонной смеси 32 из перекрытия в полость между опалубочными щитами 7, и бетонируют вертикальную конструкцию и очередную плиту перекрытия, одновременно заполняя лунку 33, образованную в бетоне опорной пятой 6.

По окончании набора прочности бетоном, повторяют операции по подъему опалубки и заделке узла примыкания плит к вертикальной конструкции.

Помимо основного варианта возведения здания существует ряд дополнительных, которые в ряде случае могут быть более целесообразными.

Например, возможен вариант, когда перекрытия возводят поэтапно. Сначала изготавливают основную плиту перекрытия 10. Поднимают ее на определенный ярус, например, на третий, при этом подвижную опалубку вместе с плитой 10 переопирают на опорные плиты 21, вставляемые в обоймы 20, которые закладывают в опалубку в процессе бетонирования (фиг. 6, 10), вертикальной конструкции.

Одновременно на фундаменте изготавливают две промежуточные плиты 34,35, которые поднимают посредством подвижной опалубки, установленной на третьем ярусе, либо на самом верху в конце возведения здания и опирают на вертикальную несущую конструкцию шарнирно, используя опорные пластины 21, при этом две последующие промежуточные плиты формуют на основе плите 10. Таким образом, в этом варианте основные плиты перекрытий будут иметь с вертикальными конструкциями жесткое соединение, а промежуточные плиты шарнирные.

Возможен вариант возведения вертикальных несущих конструкций, например колонн, на всю высоту с одновременным изготовлением плит перекрытия на фундаменте в одном пакете с последующим их подъемом.

В этом случае (фиг. 10, 11) подвижную опалубку переопирают на опорные пластины 21 через упоры 11 и опалубочные щиты 7, а к анкерам 14 закрепляют рабочий настил 16. Затем анкеры 14 заменяют на тяги 15, посредством которых поднимают плиты перекрытия с фундамента на проектные отметки. Проемы в плитах обрамляют металлическими воротниками известных конструкций. Плиты опирают на опорные пластины 21.

При необходимости возведения посредством предлагаемой опалубки вертикальных конструкций в виде стволов, либо стен (элеваторов) целесообразно применять для переопирания закладные штыри в виде винтовых затяжек 19, посредством которых опалубочные несущие щиты 7 привинчивают нижней частью к несущей стене шахты, либо элеватора, фиксируя опалубку в процессе укладки бетона.

Таким образом, поставленная цель выполняется полностью.

Расширяются технологические возможности способа возведения подвижной опалубки, так как он позволяет возводить здания и сооружения различных конструктивных схем (каркасные, ствольные, с несущими стенами) как с перекрытиями, так и без них.

Снижается объем формовочного оборудования, поскольку для формообразования перекрытия не требуется опалубка.

Конструкция опалубки упрощается, так как отпадает необходимость в сложной и громоздкой опалубке перекрытия. Повышается эффективность использования энергоресурсов, поскольку операции по подъему опалубки могут совмещаться с подъемом плит перекрытия, а гидростойки, помимо подъема опалубочного оборудования, будут использованы для частичной вертикальной транспортировки элементов здания, в частности плит перекрытия.

Формула изобретения

1. Способ возведения монолитного здания, включающий монтаж щитов опалубки с подвесными приспособлениями, армирование, бетонирование вертикальных конструкций и перекрытий с последующим замоноличиванием узлов их соединений, перестановку опалубки на вышележащий этаж с помощью основных и вспомогательных гидростоек с последующей фиксацией опалубки, отличающийся тем, что перекрытие первого этажа формуют на фундаментной плите, а перекрытие каждого следующего этажа формуют на перекрытии предыдущего этажа при бетонировании вертикальных конструкций данного этажа, а по достижении отформованными конструкциями распалубочной прочности опалубочные щиты отводят от отформованной поверхности и присоединяют отформованное перекрытие к подвесным приспособлениям опалубки, поднимают перекрытие вместе с опалубочными щитами вертикальных конструкций посредством основных гидростоек, опирающихся на возведенную вертикальную конструкцию, устанавливают отформованное перекрытие на проектную отметку, а после замоноличивания узлов соединения опалубку опирают на это перекрытие при формовании вертикальных конструкций и перекрытия следующего этажа.

2. Подвижная опалубка для возведения монолитного здания, включающая опалубочные щиты для формования вертикальных конструкций с механизмом отрыва и отвода щитов от отформованной конструкции, домкратные рамы, объединенные кружальными фермами, подъемно-фиксирующие устройства в виде гидростоек, подвесные приспособления, расположенные в стойках домкратных рам, опалубочные щиты перекрытия, отличающаяся тем, что стойки домкратных рам снабжены опорными пятами для взаимодействия с плитой перекрытия при переопирании на нее опалубки, а подвесные приспособления выполнены с анкерами для захвата отформованных перекрытий, при этом домкратные рамы снабжены упорами, контактирующими с верхней кромкой щитов при переопирании опалубки на опалубочные щиты вертикальных конструкций.

3. Опалубка по п. 2, отличающаяся тем, что опалубочные щиты вертикальных конструкций выполнены усиленными, расположенными по контуру и вдоль оси упоров ребрами для взаимодействия с закладными штырями, забетонированными в вертикальных конструкциях нижнего этажа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12