Способ возведения каркаса многоэтажного здания

Авторы патента:

E04B1/18 - строительные конструкции, состоящие из длинномерных несущих элементов, например колонн, балок, каркасов (E04B 1/32-E04B 1/36 имеют преимущество; длинномерные несущие элементы строительных конструкций E04C 3/00)

Владельцы патента RU 2338843:

Бикбау Марсель Янович (RU)
Бикбау Ян Марсельевич (RU)

Изобретение относится к каркасно-монолитным типам многоэтажных зданий. Цель предлагаемого изобретения - сокращение сроков монтажа каркасов здания, снижение расхода металла и бетона, повышение эксплуатационных характеристик каркаса многоэтажного здания. Способ включает размещение фундаментных опор, монтаж несущих колонн, несущих балок, установку железобетонных плит перекрытий, размещение напрягаемой арматуры и ее анкеровку. При этом для изготовления несущих колонн используют стальные трубы высотой в один - три этажа, которые вертикально устанавливают и закрепляют: нижнюю часть - в фундаментных опорах, верхнюю - в стыковых узлах межэтажного перекрытия, а далее - между стыковыми узлами каждого этажа с закреплением на боковой поверхности стыкового узла несущих балок и бетонированием внутреннего объема трубы до уровня ниже стыкового узла. Затем в плоскости перекрытия этажа производят укладку на монтажные столики между несущими балками железобетонных плит с поперечными каналами, с последующим протягиванием через каналы арматурных канатов, их натяжением, анкеровкой и омоноличиванием бетоном стальных труб на оставшуюся высоту, после чего производят демонтаж вспомогательных монтажных устройств. 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к строительству, в частности к каркасно-монолитным типам зданий, и может быть использовано при возведении зданий и сооружений жилого, гражданского и промышленного назначения.

Известен способ возведения каркаса многоэтажного здания, включающий монтаж колонн, установку монтажно-технологической оснастки в виде башенных опорных устройств, монтаж плит перекрытия, омоноличивание их с колоннами и между собой, разборку, перестановку оснастки на готовое перекрытие и устройство наружных стен и перегородок (см., например, патент РФ №2197578, Кл. Е04В 1/18, 2000 г.).

Принятая в известном способе последовательность монтажа и устройства монолитных элементов конструкций обеспечивает удобство и безопасность выполнения работ, позволяет получить плотные сопряжения наружных стен с перекрытием. При этом исключаются тепловые потери и продувание через сопряжения при эксплуатации. Однако необходимость использования в известном способе массивных башенных опорных устройств для опирания на них сборных и монолитных элементов перекрытий, инвентарной опалубки и подпорных стоек существенно повышают трудоемкость монтажа каркаса здания, а также затраты времени на переналадку и перестановку башенных опорных устройств, что снижает эффективность применения способа.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ возведения каркаса многоэтажного здания, включающий монтаж несущих железобетонных колонн, установку в проектное положение плит перекрытий, размещение напрягаемой арматуры в ригелях и ее анкеровку (см., например, патент РФ №1776734, кл. Е04В 1/18, 1989 г.). Причем плиты перекрытий соединены в диск перекрытий посредством бетонных шпонок, размещенных в торцах плит и омоноличенных заодно с ригелями, изготовленными непосредственно на рабочей площадке в процессе монтажа каркаса зданий. Размещение напрягаемой арматуры в ригелях согласно расчетной эпюре моментов позволяет рационально разместить арматуру, обеспечивая при этом наиболее полное использование ее прочностных свойств.

Однако повышенная сложность и трудоемкость осуществления известного способа, связанная с необходимостью проведения монолитных работ, изготовления арматурных каркасов и опалубки каркасов в построечных условиях, снижают эффективность использования известного способа, что объясняет ограниченное применение указанного способа в строительстве за последнее десятилетие.

Цель предлагаемого изобретения - сокращение сроков монтажа каркасов здания, снижение расхода металла и бетона, повышение эксплуатационных характеристик каркаса многоэтажного здания.

Поставленная цель достигается тем, что в способе возведения каркаса многоэтажного здания, включающем размещение фундаментных опор, монтаж несущих колонн, несущих балок, установку в проектное положение железобетонных плит перекрытий, размещение напрягаемой арматуры и ее анкеровку, для изготовления несущих колонн используют стальные трубы высотой в один-три этажа, которые вертикально устанавливают и закрепляют: нижнюю часть - в фундаментных опорах, верхнюю часть - в стыковых узлах межэтажного перекрытия, а далее - между стыковыми узлами каждого этажа с закреплением на боковой поверхности стыкового узла несущих балок и бетонированием внутреннего объема трубы до уровня ниже стыкового узла на величину от 0,5 м до 1,0 м; после чего в плоскости перекрытия этажа производят укладку на монтажные столики между несущими балками железобетонных плит со шпунтовыми боковыми гранями и внутренними поперечными каналами, с последующим протягиванием через каналы стальных арматурных канатов, их натяжением, анкеровкой и омоноличиванием высокопрочным бетоном стальных труб на оставшуюся высоту, стыковых узлов, щелей и каналов с анкерными узлами и демонтажом монтажных устройств.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что при использовании заявленной последовательности монтажа коробки здания, изготавливаемой из трубобетона, обеспечивается возможность ускоренного возведения зданий любой высоты в отличие от прототипа, в котором каркас здания монтируется из железобетона, а высота таких зданий не превышает, как правило, 25 этажей. При этом монтаж несущих трубобетонных колонн в заявляемом способе осуществляют непосредственно на строительной площадке путем сборки их из отдельных секций - стальных труб длиной в один-три этажа, что существенно снижает трудоемкость и себестоимость изготовления каркаса. Использование стыковых узлов, размещенных в верхнем конце каждой секции стальной трубы и соединяющих секции между собой, позволяет исключить необходимость соблюдения большой точности обрезки торцов стальных труб для обеспечения предельно четкой их стыковки, существенно сократить сроки возведения и стоимость каркаса, повысить его прочность и несущую способность. Протягивание стальных арматурных канатов через поперечные каналы железобетонных плит, изготовленных со шпунтовыми боковыми гранями и установленных на несущих балках, обеспечивает четкую фиксацию стянутых в диск перекрытия железобетонных плит, исключая при этом перекос плит при натяжении арматуры и их максимально плотную укладку. Благодаря этому обеспечивается возможность передачи напряжения натянутой арматуры после ее освобождения из упоров на бетон диска перекрытия по всему сечению диска, что, в свою очередь, приводит к значительному улучшению эксплуатационных характеристик перекрытия и, прежде всего, повышению его несущей способности.

Предлагаемый способ возведения каркаса многоэтажного здания осуществляют следующим образом.

Производят размещение фундаментных опор, в которых вертикально устанавливают и закрепляют стальные трубы высотой в один-три этажа. Затем в верхний свободный конец труб вставляют нижний цилиндр стыкового узла таким образом, что он плотно прилегает к внутренней поверхности труб, а в боковых отверстиях стыкового узла размещают горизонтальные несущие балки, после чего производят омоноличивание внутреннего объема трубы до уровня ниже стыкового узла на величину от 0,5 до 1,0 м.

В плоскости перекрытия укладывают в проектное положение на монтажные столики между несущими балками (ригелями) железобетонные плиты со шпунтовыми боковыми гранями и внутренними поперечными каналами; затем через каналы протягивают стальные арматурные канаты и осуществляют их натяжение между балками (ригелями). При этом происходит предельно четкая фиксация железобетонных плит и их максимально плотная укладка с образованием диска перекрытий.

После достижения необходимых величин напряжения арматурных канатов сила натяжения передается на бетон диска перекрытий, а каналы омоноличиваются цементным раствором для осуществления сцепления арматуры с бетоном диска перекрытий.

После монтажа диска перекрытий в верхней цилиндр стыкового узла монтируемой колонны вставляют стальную трубу следующего уровня (также высотой в один-три этажа) и процесс сборки каркаса повторяется.

Сборка каркаса из отрезков стальных труб высотой менее одного этажа не рациональна в связи с увеличением количества стыков, что приведет к снижению устойчивости трубобетонной колонны, а высотой более 3-х этажей затрудняет обеспечение требуемой плотности бетона при его укладке в процессе монтажа колонны.

Предлагаемый способ обеспечивает высокую скорость возведения каркаса многоэтажного здания, превосходящую аналогичную для классического бетона; снижает объемы сварочных работ в 2-3 раза; заметно (в 1,5-2 раза) сокращает сроки строительства коробок зданий и сооружений и позволяет проводить работы в зимнее время. При этом одновременно существенно улучшаются эксплуатационные характеристики многоэтажных и высотных зданий, прежде всего, их огнестойкость и сейсмостойкость. Основные технико-экономические показатели предлагаемого способа возведения каркаса многоэтажного здания приведены в таблице.

Таблица
Наименование показателей	Ед. изм.		Показатели
Крупнопанельные дома	Монолитный каркас (прототип)	Заявляемый способ
1. Расход стали на несущие конструкции на 1 м² площади здания.	кг	14,2	14,8	10,4
2. Расход ж/бетона, в т.ч. монолитного на 1 м² площади здания	м³	0,8	0,18	0,15
м³	0,2	0.8	0,05
3. Относительная стоимость строительства коробки дома	%	100	85	75
4. Относительные сроки строительства	%	100	80	60

Способ возведения каркаса многоэтажного здания, включающий размещение фундаментных опор, монтаж несущих колонн, несущих балок, установку в проектное положение железобетонных плит перекрытий, размещение напрягаемой арматуры и ее анкеровку, отличающийся тем, что для изготовления несущих колонн используют стальные трубы высотой в один-три этажа, которые вертикально устанавливают и закрепляют нижнюю часть в фундаментных опорах, верхнюю часть - в стыковых узлах межэтажного перекрытия, а далее между стыковыми узлами каждого этажа с закреплением на боковой поверхности стыкового узла несущих балок и бетонированием внутреннего объема трубы до уровня ниже стыкового узла на величину от 0,5 до 1,0 м; после чего в плоскости перекрытия этажа производят укладку на монтажные столики между несущими балками железобетонных плит со шпунтовыми боковыми гранями и внутренними поперечными каналами с последующим протягиванием через каналы стальных арматурных канатов, их натяжением, анкеровкой и омоноличиванием высокопрочным бетоном стальных труб на оставшуюся высоту, стыковых узлов, щелей и каналов с анкерными узлами и демонтажем монтажных устройств.

Похожие патенты:

Малоэтажное здание // 2295010

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении малоэтажных зданий жилого, промышленного и социально-бытового назначения. .

Здание и способ возведения зданий // 2293822

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении жилых, общественных и административных зданий и сооружений, а также при их восстановлении или реконструкции.

Способ строительства каркасных зданий // 2283401

Изобретение относится к области строительства, а именно к сборно-монолитным предварительно-напряженным железобетонным каркасам, и предназначено для возведения гражданских и жилых зданий.

Многоярусный каркасный комплекс // 2273708

Изобретение относится к области строительства, а именно к возведению высотного многоярусного комплекса с размещением в нем жилых помещений повышенной комфортности, а также помещений для торговых, производственных, медицинских, жилищно-коммунальных, ремонтных и других подразделений.

Каркас многоэтажного здания // 2272108

Изобретение относится к области строительства, к конструкциям каркасов многоэтажных зданий. .

Способ корректировки измерений при детальных разбивочных работах на высоких монтажных горизонтах // 2269095

Изобретение относится к области строительной геодезии и предназначается для производства геодезических работ в промышленном и гражданском строительстве. .

Способ производства координатных исполнительных съемок // 2267745

Изобретение относится к области строительной геодезии и предназначается для производства геодезических исполнительных съемок при возведениях высотных зданий. .

Безригельный бескапительный железобетонный каркас здания // 2247812

Изобретение относится к области строительства, в частности к безригельным каркасам здания. .

Каркас многоэтажного здания // 2233952

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в каркасных зданиях различной этажности и назначения, возводимых в различных районах, включая и сейсмические.

Пролетная часть моста "труба прохорова - флексион" // 2228990

Изобретение относится к специальному строительству и может найти широкое применение в мостостроении, а также при сооружении эстакадных монорельсовых дорог. .

Строительный объект - главный танк океанариума // 2343258

Изобретение относится к аквариумам и системам жизнеобеспечения их обитателей, а именно к танкам-аквариумам

Высотное здание // 2350717

Изобретение относится к строительству высотных зданий с повышенной эксплуатационной надежностью

Малоэтажный многоквартирный жилой дом // 2369695

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при строительстве малоэтажных, преимущественно в 3-4 этажа зданий жилого, общественного и производственного назначения

Блок колонн здания // 2373343

Изобретение относится к области строительства, в частности к строительству зданий

Система сборно-монолитного домостроения // 2376424

Изобретение относится к области строительства, в частности к сборно-монолитному домостроению

Каркасное здание // 2381334

Изобретение относится к области строительства, в частности к каркасному зданию

Сборный железобетонный каркас многоэтажного здания повышенной огнестойкости // 2411328

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям железобетонных каркасов с повышенными требованиями пожаробезопасности

Покрытие здания // 2500861

Изобретение относится к строительству и касается покрытий зданий, выполняемых по прямоугольной сетке колонн. Технический результат изобретения заключается в снижении расхода материала. Покрытие здания включает опертые на колонны шпренгельные фермы, на которые установлены прогоны из спаренных швеллеров с подкосами. Верхние концы подкосов шарнирно закреплены между швеллерами прогонов, а нижние концы подкосов расположены на равном расстоянии от верхнего пояса ферм и прикреплены к стойкам ферм. В прифахверковом шаге колонн здания нижние концы подкосов соединены между собой затяжками, а в продольном сечении здания по осям колонн нижние концы подкосов прикреплены к колоннам. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Несущая конструкция с увеличенным демпфированием за счет конструкции // 2526928

Изобретение относится к несущей конструкции по меньшей мере с одним несущим элементом, способной уменьшать колебания вследствие динамических воздействий. Несущая конструкция по меньшей мере с одним несущим элементом, содержащим по меньшей мере одну полость, в которой расположен по меньшей мере один стержень, причем общая площадь поперечных сечений всех расположенных в полости стержней меньше, чем площадь поперечного сечения этой полости, а оставшийся объем полости заполнен веществом, причем, когда несущий элемент деформируется, стержень может смещаться вдоль своей продольной протяженности относительно несущего элемента, причем стержень только в одном месте зафиксирован без возможности смещения относительно несущего элемента и выполнен таким образом, что он при возникновении относительного смещения относительно несущего элемента рассеивает энергию, причем вещество состоит из газа, а полость выполнена с возможностью герметичного закрытия. 13 з.п. ф-лы, 31 ил.

Конструкция многоэтажного здания // 2534681

Изобретение относится к области строительства многоэтажных жилых и общественных зданий из сборного и монолитного железобетона. Конструкция многоэтажного здания выполнена из установленных друг на друга через стыки с выпусками арматуры сборных колонн, состоящих из вертикальных ветвей, образующих в плане Г- или Т-образные сечения, сборных ригелей, установленных на этажах между колоннами, из плит перекрытий, опирающихся на ригели, и самонесущих, навесных или несущих наружных стен. Ветви Т- и Г-образных колонн в верхней части имеют выемки с опорой для установки ригеля, снабженного на концах сверху выпусками, соединенными с рабочим армированием ветви верхней колонны. Ветви Т- и Г-образных колонн в нижней и верхней частях по краям снабжены соединенными друг над другом петлевыми выпусками арматуры. Контур плит в углах повторяет профиль сечений Т- и Г образных колонн. Изобретение позволяет уменьшить вес и габариты сборных элементов, снизить себестоимость строительства. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.