Каркасное здание и способ возведения каркасного здания

 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении монолитных безригельных одно- и многоэтажных жилых и промышленных зданий, объектов социально-бытового назначения. Технической задачей изобретения является применение эффективных строительных материалов, позволяющих значительно снизить трудозатраты и сроки возведения объекта, снизить материалоемкость как самих сооружений, так и составляющих их элементов, обеспечив при этом оптимальные условия для планировки внутренних помещений и широкий выбор вариантности застройки при одной и той же элементной базе, снизить расход арматуры и себестоимость строительства объекта, уменьшить номенклатуру элементов перекрытия, улучшить теплозвуковые изоляционные свойства перекрытия и покрытия. Поставленная техническая задача решается тем, что в предлагаемом решении каркасного здания по крайней мере часть колонн размещена в плане с различным шагом, а часть колонн размещена со смещением не более 1,5 L относительно выше- или нижестоящих колонн, где L - основной шаг колонн, каждая плита перекрытия и покрытия выполнена в виде сборно-монолитной плиты, внутри которой установлены пустотообразующие элементы. Между колоннами и параллельно одной из осей здания и в нижней части выполнены с опорными полками, например, в виде паза или гребня, а в верхней части пустотообразующие элементы выполнены, например, или с сужением кверху, или с закруглением по радиусу. В способе возведения каркасного здания техническая задача решается тем, что после возведения колонн устанавливают опалубку перекрытий и покрытий, часть которых выполняют с консолью, на опалубку устанавливают пустотообразующие элементы с шагом, посредством которого образуют каналы, в которые укладывают арматурные каркасы, причем пустотообразующие элементы устанавливают между колоннами и на консолях параллельно одной из осей здания, или под углом к ней, или по радиусу, а на пустотообразующие элементы укладывают арматурные сетки, после бетонируют плиты перекрытия и покрытия. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении монолитных безригельных одно- и многоэтажных жилых и промышленных зданий, объектов социально-бытового назначения.

Известно здание и способ возведения здания по патенту Российской Федерации N 2065907, кл. E 04 B 1/18, 5/43, 1996 г., содержащее фундамент, по крайней мере четыре колонны с установленными на них надколенными плитами и расположенными между ними межколонными плитами перекрытия, стеновые конструкции ограждения, покрытие. А согласно способу осуществляют сооружение фундамента, установку четырех колонн, размещение на них надколенных плит перекрытия и установку между ними двух межколонных плит перекрытия, ширина которых равна ширине надколенных плит, монтаж по крайней мере одного распорного элемента между надколенными или межколонными плитами и устройство кровли, а перед устройством кровли монтируют стропила.

Недостатками данного изобретения являются высокая трудоемкость изготовления, расход арматуры, ограничение шага колонн.

Известно каркасное здание по патенту Российской Федерации N 2112117, кл. E 04 B 5/43, 1998 г., принятое заявителем за прототип и содержащее рядовые и наружные колонны и перекрытия, выполненные в виде сочлененных друг с другом с одинаковым шагом прямоугольных надколенных, межколонных и центральных плит, снабженных по периметру опорными столиками и полками. По способу, заложенному в данном решении, перекрытия выполняют в виде сочлененных друг с другом с одинаковым шагом прямоугольных надколонных, межколонных и центральных плит, которые снабжают по периметру опорными столиками и полками. Часть колонн или все колонны располагают относительно соответствующих им надколонных плит со смещением по вертикальной оси. По крайней мере часть плит перекрытия или все плиты выполняют монолитными и устанавливают на сборные или монолитные колонны. Здание выполняют многоэтажным, причем перекрытие каждого этажа выполняют независимо от перекрытий других этажей либо монолитным, либо сборным из плит, уложенных в одной плоскости с омоноличенными или неомоноличенными стыками, либо из плит, уложенных по верхней плоскости заподлицо. Опорные столики плит выполняют асимметричными относительно горизонтальных осей, проведенных через центры плит нормально к их ребрам, причем надколенную плиту выполняют одинаковой с межколонной плитой и снабжают ее отверстием для пропуска колонны, а межколонные плиты устанавливают на надколенные плиты своими столиками и все плиты замоноличивают по верхним плоскостям заподлицо в одном уровне.

Недостатками данного решения являются высокие трудозатраты при изготовлении металлоформ для плит перекрытия, изготовлении плит перекрытия и покрытия, повышенный расход арматуры, ограничение шага колонн, ограничение габаритных размеров плит перекрытия, связанные с использованием грузоподъемных механизмов и условиями перевозки, недостаточные теплозвукоизоляционные свойства плит перекрытия и покрытия. Зависимость шага колонн от габаритных размеров плит перекрытия приводит к невозможности получения оптимальных планировочных решений, что в дальнейшем ведет к удорожанию стоимости изделия и себестоимости строительства объекта в целом.

Технической задачей изобретения является применение эффективных строительных материалов, позволяющих значительно снизить трудозатраты и сроки возведения объекта, снизить материалоемкость как самих сооружений, так и составляющих их элементов, обеспечив при этом оптимальные условия для планировки внутренних помещений и широкий выбор вариантности застройки при одной и той же элементной базе, снизить расход арматуры и себестоимость строительства объекта, уменьшить номенклатуру элементов перекрытия, улучшить теплозвукоизоляционные свойства перекрытия и покрытия.

Поставленная техническая задача решается тем, что в предлагаемом решении каркасного здания по крайней мере часть колонн размещена в плане с различным шагом, а каждая плита перекрытия и покрытия выполнена в виде сборно-монолитной плиты, внутри которой установлены пустотообразующие элементы, по крайней мере часть плит перекрытия и покрытия на каждом этаже, в каждом пролете выполнена в разных горизонтальных и наклонных плоскостях, причем часть плит перекрытия и покрытия выполнена с консолью.

Кроме того, по край мере часть колонн размещена со смещением не более 1,5 L относительно выше- или нижестоящих колонн, где L - основной шаг колонн.

Кроме того, консоль выполнена, например, или параллельно одной из осей здания, или под углом к ней, или по радиусу.

Кроме того, пустотообразующие элементы в нижней части выполнены с опорными полками, например, в виде паза или гребня, а в верхней части пустотообразующие элементы выполнены, например, или с сужением кверху, или с закруглением по радиусу.

Кроме того, пустотообразующие элементы выполнены, например, или с глухими, или со сквозными пустотами, причем в части сквозных пустот размещены инженерные сети.

Кроме того, пустотообразующие элементы выполнены, например, или из керамики, или керамзитобетона, или пенобетона, или из пенополистирола.

В способе возведения каркасного здания техническая задача решается тем, что после возведения колонн устанавливают опалубку перекрытий и покрытий, часть которых выполняют с консолью, на опалубку устанавливают пустотообразующие элементы с шагом, посредством которого образуют каналы, в которые укладывают арматурные каркасы, причем пустотообразующие элементы устанавливают между колоннами и на консолях параллельно одной из осей здания, или под углом к ней, или по радиусу, а на пустотообразующие элементы укладывают арматурные сетки, после бетонируют плиты перекрытия и покрытия.

Кроме того, на опалубку перекрытий и покрытий укладывают бетонно-растворную смесь, а затем на нее устанавливают пустотообразующие элементы.

Кроме того, пустотообразующие элементы могут устанавливать, например, на сборные или монолитные балки.

На фиг. 1 изображен план расположения колонн и элементов жесткости; на фиг. 2 - вертикальное сечение каркаса; на фиг. 3 - план раскладки пустотообразующих элементов; на фиг. 4 - конструкция монолитного перекрытия или покрытия; на фиг. 5 - конструкция сборной балки перекрытия или покрытия; на фиг. 6 - пустотообразующий элемент с опорными полками в виде паза и гребня; на фиг. 7 - пустотообразующий элемент с сужением в верхней части или с закруглением по радиусу; на фиг. 8 - размещение пустотообразующего элемента на бетонно-растворной смеси.

Каркасное здание содержит фундамент 1, колонны, расположенные в продольных и поперечных осях 2 - 17 каркасного здания, с основным шагом колонн L, например, 2- 4, 4-7, 7-9, 10-12, 12-15, 15-17. В плане часть колонн размещена с различным шагом, который рассчитывается под конкретный планировочный проект. Например, так размещены колонны 3-11, 3-13, 3-16, 5-13, 5-14, 5-16, 6-11, 8-11, 8-16. Для сохранения достаточной жесткости монтируемого каркасного здания между колоннами установлены элементы жесткости 18. Каждая плита перекрытия 19 и покрытия 20 выполнена в виде сборно-монолитной плиты, внутри которой установлены пустотообразующие элементы 21. По крайней мере часть плит перекрытия 19 и покрытия 20 на каждом этаже, в каждом пролете выполнена в разных горизонтальных и наклонных плоскостях, причем часть плит перекрытия 19 и покрытия 20 выполнена с консолью 22. Предложенное техническое решение позволяет по крайней мере часть колонн размещать на разной высоте, т. е. начало колонны, ее основание размещать со смещением по высоте не более чем на 1,5 L относительно выше- или нижестоящих колонн, где L - основной шаг колонн. К таким колоннам можно отнести, например, колонны 3-11, 5-13, 3-16. Заканчиваться такие колонны могут также на любой высоте. Консоль 22 как перекрытия 19, так и покрытия 20 может быть выполнена или параллельно одной из осей здания, или под углом к ней, или по радиусу. Пустотообразующие элементы 21, входящие в плиты перекрытия 19 и покрытия 20, представляют собой блок, который может быть выполнен как полнообъемным, так и с пустотами 23. В нижней части каждого элемента 21 выполнены опорные полки 24 либо в виде паза 25, либо в виде гребня 26. А в верхней части пустотообразующие элементы 21 выполнены либо с сужением 27 кверху, либо с закруглением 28 по радиусу. Причем пустоты 23 в пустотообразующих элементах 21 могут быть выполнены как глухими, так и сквозными, в которых затем размещают инженерные сети 29, например водопровод, подогрев полов, электропроводку и телефонную связь и т. п. Пустотообразующие элементы 21 могут быть выполнены из керамзитобетона, из пенобетона, из керамики и пенополистирола.

Монтаж каркасного здания осуществляют следующим образом.

На предварительно смонтированный и выверенный фундамент 1 устанавливают колонны 2-17 сборные или монолитные, любого сечения: прямоугольные, многоугольные, круглые. После возведения колонн 2-17 устанавливают опалубку 30 перекрытий 19 и покрытий 20, часть из которых выполняют с консолью 22. На опалубку 30 перекрытий 19 и покрытий 20 устанавливают пустотообразующие элементы 21, или пустотообразующие элементы 21 укладывают на бетонно-растворную смесь 31. Причем устанавливают их с определенным, расчетным шагом, в результате чего образуют каналы 32, в которые укладывают арматурные каркасы 33. Пустотообразующие элементы 21 устанавливают между колоннами 2-17 и на консолях 22 либо параллельно одной из осей здания, либо под углом к ней, либо по радиусу. Затем на пустотообразующие элементы 21 укладывают арматурные сетки 34, после бетонируют плиты перекрытия 19 и покрытия 20. Выполненные таким образом перекрытия 19 и покрытия 20 обрабатывают затирочной вакуумной машинкой, после которой бетон лучше уплотняется, а поверхность готова к укладке чистовых полов. Кроме того, пустотообразующие элементы 21 могут устанавливать, например, на сборные 35 или монолитные 36 балки.

Система перекрытия и покрытия, полученная благодаря использованию предлагаемого технического решения, после набора бетоном требуемой прочности представляет собой безригельную плиту, работающую в двух направлениях, что позволяет перекрывать значительные площади помещений здания. Плита перекрытия имеет минимальный собственный вес, высокую несущую способность и хорошие теплозвукоизоляционные свойства. Сокращена себестоимость строительства за счет уменьшения расхода арматуры и сокращения трудозатрат при возведении каркаса здания.

При этом каркас здания может иметь дополнительные колонны, расположенные в плане по длине или ширине каркаса с различным шагом. Кроме того, каркас может иметь плиты перекрытия на различном уровне в плане или иметь наклонную поверхность.

Формула изобретения

1. Каркасное здание, содержащее колонны, размещенные между ними элементы жесткости, перекрытия и покрытия, часть из которых выполнена с консолью, отличающееся тем, что по крайней мере часть колонн размещена в плане с различным шагом, а часть колонн размещена со смещением по высоте не более 1,5 L относительно выше- или нижестоящих колонны, где L-основной шаг колонн, каждая плита перекрытия и покрытия выполнена в виде сборно-монолитной плиты, внутри которой установлены пустотообразующие элементы между колоннами и параллельно одной из осей здания и в нижней части выполнены с опорными полками, например, в виде паза или гребня, а в верхней части пустотообразующие элементы выполнены, например, или с сужением кверху, или с закруглением по радиусу.

2. Здание по п.1, отличающееся тем, что пустотообразующие элементы выполнены, например, или с глухими, или со сквозными пустотами, причем в части сквозных пустот размещены инженерные сети.

3. Здание по п.1, отличающееся тем, что пустотообразующие элементы выполнены, например, или из керамики, или керамзитобетона, или пенобетона, или из пенополистирола.

4. Способ возведения каркасного здания, по которому сооружают фундамент, устанавливают колонны, бетонируют плиты перекрытия и покрытия, отличающийся тем, что после возведения колонн устанавливают опалубку перекрытий и покрытий, часть которых выполняют с консолью, на опалубку устанавливают пустотообразующие элементы с шагом, посредством которого образуют каналы, в которые укладывают арматурные каркасы, причем пустотообразующие элементы устанавливают между колоннами и на консолях параллельно одной из осей здания, или под углом к ней, или по радиусу, а на пустотообразующие элементы укладывают арматурные сетки, после чего бетонируют плиты перекрытия и покрытия.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что на опалубку перекрытий и покрытий укладывают бетонно-растворную смесь, а затем на нее устанавливают пустотообразующие элементы.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что пустотообразующие элементы устанавливают, например, на сборные или монолитные балки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8