Сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания "московия"
Изобретение относится к области строительства, в частности к строительству жилых и общественных зданий. Сборно-монолитный каркас многоэтажного здания включает сборные железобетонные колонны с отверстиями в уровне перекрытий, сборные предварительно напряженные ригели, имеющие на торцевых гранях горизонтальные углубления треугольного сечения, и плиты перекрытия с зазором между их торцами, которые вместе с отверстиями в колоннах замоноличены заодно с выпущенными в них арматурными выпусками из сборных элементов каркаса. Железобетонные колонны, выполняемые на несколько этажей, имеют непрерывное продольное армирование предварительно-напряженной арматурой, в том числе в пределах отверстий в уровне перекрытий, где арматура пропущена через толстостенные трубы, имеющие стальные опорные пластины и запущенные в тело колонны на длину анкеровки. Изобретение обеспечивает повышенную несущую способность железобетонных колонн и здания в целом на действие сейсмических нагрузок. 2 з.п. ф-лы, 11 ил.
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при строительстве жилых и общественных зданий в сейсмических районах.
Известен сборно-монолитный каркас многоэтажного здания, включающий сборные железобетонные колонны с отверстиями и плиты перекрытия с замоноличенными стыками (патент Российской федерации №2087633, кл. Е 04 В 1/18). Монолитный ригель выполнен без предварительного напряжения, что ограничивает размеры пролетов, а следовательно, и планировочные возможности. Фиксированное количество отверстий в колоннах и наличие в зависимости от действующих нагрузок трех видов сечений монолитного ригеля приводит к увеличению опалубочных типоразмеров колонн и ограничивает возможность изменения количества стержней рабочей арматуры.
Известен сборный предварительно напряженный железобетонный каркас (авторское свидетельство SU 1386711 А1, 07.04.1988, кл. Е 04 В 1/16), включающий колонны со сквозными каналами в двух направлениях для пропуска предварительно напряженной арматуры сборно-монолитных ригелей, плиты перекрытий и бортовые элементы, установленные по периметру перекрытий каркаса. Недостатками каркаса являются следующие моменты. Во-первых, натяжение арматуры, упорами которой являются колонны, производится после набора прочности бетоном замоноличивания стыков между бортовыми элементами и колоннами, для чего требуется определенное время, и только после этого замоноличивают зазоры между плитами перекрытий и бортовыми элементами. Таким образом, бетонирование узлов каркаса производится в два этапа с выдержкой по времени, необходимой для набора прочности бетона, что, наряду с созданием предварительного напряжения на строительной площадке, увеличивает трудоемкость монтажных работ. Во-вторых, рассматриваемый каркас, из-за использования ребристых плит перекрытий, форма которых строго прямоугольна, а длина кратна размеру 6,0 м, не дает возможности проектировать здания любой конфигурации в плане с использованием свободной планировки помещений.
Наиболее близким по назначению и достигаемому эффекту является сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания “КАЗАНЬ-1000” (патент Российской Федерации №2184816, кл. Е 04 В 1/20), включающий сборные железобетонные колонны с отверстиями, сборные предварительно напряженные ригели с горизонтальными углублениями треугольного сечения на торцевых гранях и круглопустотные плиты перекрытия с зазором между их торцами, выполненными наклонными к плоскости плиты с углом наклона 25-30°, при этом зазоры между торцами плит и отверстия в колоннах замоноличены заодно с выпущенными в них арматурными выпусками из сборных элементов каркаса.
Недостатком сборно-монолитного каркаса “КАЗАНЬ-1000” является низкая сейсмостойкость из-за использования в качестве расчетной рабочей арматуры железобетонных колонн обычной арматуры класса А-III без предварительного напряжения.
Изобретение направлено на создание новой несущей конструктивной каркасной системы для применения в сейсмических районах, обеспечивающей повышенную несущую способность железобетонных колонн и здания в целом на действие сейсмических нагрузок.
Результат достигается тем, что сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания "МОСКОВИЯ", включающий сборные железобетонные колонны с отверстиями, сборные предварительно напряженные ригели, имеющие на торцевых гранях горизонтальные углубления треугольного сечения, и пустотные плиты перекрытия с зазором между их торцами, которые вместе с отверстиями в колоннах замоноличены заодно с выпущенными в них арматурными выпусками из сборных элементов каркаса, отличающийся тем, что железобетонные колонны с отверстиями в уровне перекрытий, выполняемые на несколько этажей, имеют непрерывное продольное армирование предварительно напряженной арматурой, в том числе в пределах отверстий в уровне перекрытий, где арматура пропущена через толстостенные трубы, имеющие стальные опорные пластины и запущенные в тело колонны на длину анкеровки.
Результат достигается также тем, что стык колонн по высоте выполнен в монолитном бетоне в уровне перекрытий, при этом торцы стыкуемых колонн имеют клиновидную форму в двух направлениях, а напрягаемая арматура стыкуемых колонн, пропущенная через толстостенные трубы и имеющая нахлест, забетонирована в уровне стыка.
Результат достигается также тем, что сборные ригели перекрытия выполнены с дополнительной предварительно напряженной арматурой в верхней зоне.
Изобретение поясняется на чертежах, где на фиг.1 и 2 показаны опалубочные формы колонн с членением его по этажам, с отверстием в уровне перекрытий и с узлом стыковки колонн нижнего и верхнего ярусов в уровне перекрытия, а на фиг.3 и 4 - опалубочные формы сборных ригелей перекрытия с выпусками арматуры. На фиг.5-7 показан способ пропуска напрягаемой арматуры через отверстия в колоннах, а на фиг.8-11 - стык колонн по высоте.
Колонны 1 имеют отверстия 2, разделяющие тело колонны 1 на отдельные секции с шагом на этаж. Стык 3 колонн 1 по высоте производится в отверстии в уровне перекрытия. Ригели 4 имеют выпуски поперечной арматуры 5 на верхней грани петлевидного очертания и по торцам выпуски продольной предварительно напряженной рабочей арматуры 6 в нижней зоне и продольной предварительно напряженной рабочей арматуры 7 в верхней зоне.
Создание непрерывного предварительного напряжения обеспечивают пропуском напрягаемой арматуры 8 в пределах отверстий 2 через толстостенные трубы 9, которые совместно с опорными пластинами 10 создают жесткую раму в пределах отверстий 2. Для этого толстостенные трубы 9 по ГОСТ 8734-75, толщину стенок которых подбирают из условия восприятия сжимающих нагрузок от усилия предварительного напряжения, приваривают к стальным опорным пластинам 10 и запускают в тело колонны 1 на длину анкеровки.
Стык 3 колонн 1 по высоте осуществляют за счет посадки нижней части колонны верхнего яруса, имеющего клиновидное окончание в форме квадратной пирамиды, в клиновидное углубление закладной детали в верхней части колонны 1 нижнего яруса. При этом напрягаемую арматуру 8 колонны 1 нижнего яруса анкеруют в толстостенной трубе 9, не доводя ее до окна 11, выполненного в толстостенной трубе 9, а напрягаемую арматуру 8 колонны 1 верхнего яруса вводят сверху в толстостенную трубу 9 колонны нижнего яруса и выводят сбоку через окно 11 той же трубы в отверстии 2 колонны 1 так, чтобы длина нахлеста напрягаемых стержней колонн 1 нижнего и верхнего ярусов соответствовала расчетной длине анкеровки.
Для создания более жестких узлов, способных воспринимать сейсмические нагрузки, сборный ригель 4 помимо основной предварительно напряженной арматуры 6 в нижней зоне имеет дополнительную предварительно напряженную арматуру 7 в верхней зоне, выпуски которых по торцам ригеля 4 заводят в отверстия 2 колонн 1 и бетонируют заодно с монолитным ригелем, расположенным между торцами плит перекрытий.
Предварительно напряженная арматура 8, расположенная по углам сечения колоны 1, гасит амплитуду колебаний самих колонн 1, а предварительно напряженные колонны 1 гасят амплитуду колебаний каркаса, тем самым, обеспечивая устойчивость всего здания в целом от действия сейсмических нагрузок, направленных в горизонтальной плоскости. Предварительно напряженные ригели 4 с арматурными выпусками в нижней 6 и верхней 7 зонах, которые замоноличены заодно с отверстиями 2 в колоннах 1, способны воспринимать усилия знакопеременных изгибающих моментов, возникающих в результате колебаний каркаса с амплитудой в горизонтальной плоскости.
Предлагаемый сборно-монолитный железобетонный каркас под названием “МОСКОВИЯ” позволил при незначительном увеличении расхода стали за счет использования высокопрочной арматурной стали получить хорошие показатели по сейсмостойкости зданий.
1. Сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания, включающий сборные железобетонные колонны с отверстиями в уровне перекрытий, сборные предварительно-напряжённые ригели, имеющие на торцевых гранях горизонтальные углубления треугольного сечения, и плиты перекрытия с зазором между их торцами, которые вместе с отверстиями в колоннах замоноличены заодно с выпущенными в них арматурными выпусками из сборных элементов каркаса, отличающийся тем, что железобетонные колонны, выполняемые на несколько этажей, имеют непрерывное продольное армирование предварительно-напряжённой арматурой, в том числе в пределах отверстий в уровне перекрытий, где арматура пропущена через толстостенные трубы, имеющие стальные опорные пластины и запущенные в тело колонны на длину анкеровки.
2. Каркас по п.1, отличающийся тем, что стык колонн по высоте выполнен в монолитном бетоне в уровне перекрытий, при этом торцы стыкуемых колонн имеют клиновидную форму в двух направлениях, а напрягаемая арматура стыкуемых колонн, пропущенная через толстостенные трубы и имеющая нахлёст, забетонирована в уровне стыка.
3. Каркас по п.1 или 2, отличающийся тем, что сборные ригели перекрытия выполнены с дополнительной предварительно-напряжённой арматурой в верхней зоне.
