Узловое сопряжение колонны с монолитным перекрытием

Авторы патента:

Васильев Антон Владимирович (RU)

Потапов Юрий Борисович (RU)

E04B1/38 - средства соединения строительных конструкций вообще

Владельцы патента RU 2564720:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный архитектурно-строительный университет" (RU)

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении перекрытий гражданских и промышленных зданий. Технический результат изобретения заключается в повышении несущей способности и надежности перекрытия. Узловое сопряжение колонны с монолитным перекрытием состоит из колонны, плиты и сходящихся балок, при этом число балок возможно более четырех. Узел основан на равномерном распределении в плоскости плиты арматуры балок, посредством которой передаются усилия на трубобетонный сердечник, размещенный в теле колонны. Арматура балок зафиксирована на обрезке трубы, прикрепленном к продольной рабочей арматуре колонны. Диаметр трубы определяется по расстоянию в свету между рабочей арматурой балок. При этом арматура балки горизонтального слоя, состоящего из двух угловых стержней, представляет собой один стержень, огибающий обрезок трубы. Стержень каждой балки прилегает непосредственно к поверхности обрезка трубы со смещением в вертикальной плоскости (как по резьбе), далее при удалении от обрезка продолжения стержня выравниваются в горизонтальной плоскости и входят в тело балки. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении перекрытий гражданских и промышленных зданий.

Известна железобетонная колонна для многоэтажных зданий [а.с. 962489, СССР, М., кл.³ E04B 1/18, E04B 1/38, E04C 3/30, заявл. 10.03.1981; опубл. 30.09.1982, Бюл. №36], содержащая полый ствол. В стволе закреплены стержни верхних арматурных выпусков для соединения с надопорной арматурой ригелей, симметрично расположенных на диаметрально противоположных сторонах колонны, и опорные консоли для упомянутых ригелей. Колонна в уровне примыкания ригелей выполнена с отверстиями, а стержни противоположно расположенных арматурных выпусков жестко связаны между собой и пропущены через эти отверстия. Кроме того, колонна снабжена установленным внутри ствола на уровне примыкания ригелей бетонным сердечником, ограниченным поперечными перегородками, причем нижние опорные консоли расположены на уровне нижней перегородки сердечника. Недостатками такой конструкции являются: большая собственная масса; повышенный расход металла из-за арматурных выпусков и опорных консолей, перегородок сердечника; перекрытие работает в одном направлении, что увеличивает конструктивную высоту перекрытия; сечение колонны увеличено из-за созданной полости.

Известен железобетонный каркас многоэтажного здания [а.с. 672301, СССР, М., кл.² E04B 1/18, E04B 1/38, заявл. 30.09.1977; опубл. 05.07.1979, Бюл. №25], включающий колонны, арматурные выпуски колонн с анкерными деталями, опорные консоли, опирающиеся на консоли ригелей с выпусками надопорой арматуры, соединенные с выпусками колонн.

Колонны имеют полость. Анкерные детали выпусков выполнены в виде замоноличенных в их полости металлических обойм. Колонна на участках арматурных выпусков и крепления опорных столиков снабжены наружными металлическими обоймами. Недостатками такой конструкции являются: большая собственная масса; повышенный расход металла из-за арматурных выпусков и опорных консолей, металлических обойм; перекрытие работает в одном направлении, что увеличивает конструктивную высоту перекрытия, увеличенное сечение колонны из-за созданной полости.

Наиболее близким по технической сущности является безбалочное перекрытие [пат. RU 2362856, Российская Федерация, C1 МПК E04B 5/43, заявл. 26.02.08; опубл. 27.07.09, Бюл. №21], включающее колонны без капителей и плоскую плиту. В теле плиты размещена n-ветвевая консоль с кольцевой и радиальной рабочими арматурами, центр пересечения которых совпадает с осью колонны. Ветви n-ветвевой консоли жестко прикреплены к обрезку трубы. Обрезок трубы помещен внутрь колонны таким образом, что ось обрезка трубы совпадает с осью колонны. Длина окружности обрезка трубы больше суммарной ширины полок ветвей n-ветвевой консоли. Длина обрезка трубы определяется суммарным изгибающим моментом в ветвях n-ветвевой консоли. Недостатками такой конструкции являются: большая собственная масса, повышенный расход металла, так как армирование узла перекрытия выполнено не только арматурой, но и ветвями консоли, со значительным количеством сварных соединений.

Цель изобретения является повышение несущей способности и надежности узлового сопряжения колонны с монолитным перекрытием.

Поставленная цель достигается тем, что узловое сопряжение состоит из колонны, полки плиты и сходящихся балок, при этом число балок возможно более четырех. При количестве балок более четырех монолитное перекрытие отличается повышенной прочностью и жесткостью, так как балки помимо ортогональных направлений идут еще в одном направлении. Например, монолитное перекрытие с диагональными и осевыми балками имеет восемь сходящихся балок на колонне, которые направлены под углом 45° по отношению друг к другу, при этом две диагональные балки одной ячейки, пересекаясь в центре ее, обеспечивают передачу усилий от равномерно распределенной нагрузки на перекрытие, перераспределяя ее поровну.

Предлагаемый узел основан на равномерном распределении в плоскости плиты арматуры балок. Арматура балки, расположенная в углах ее сечения, передает усилия на трубобетонный сердечник колонны. Трубобетонный сердечник колонны представляет собой обрезок трубы, заполненный бетоном, помещенный в тело колонны и прикрепленный к продольной рабочей арматуре колонны. Арматура зафиксирована на обрезке трубы. Диаметр трубы определяется по расстоянию в свету между рабочей арматурой балок. При этом арматура балки горизонтального слоя, состоящего из двух угловых стержней, представляет собой стержни одного диаметра, огибающих обрезок трубы совместно с стержнями других балок. При этом продольная горизонтальная арматура балки состоит из двух стержней, образованных одним стержнем, огибающим обрезок трубы со смещением по высоте, при этом концы стержня, удаленные от обрезка трубы, выровнены в горизонтальной плоскости и размещены в теле балки. Стержень каждой балки прилегает непосредственно к поверхности обрезка трубы со смещением в вертикальной плоскости как по резьбе, далее при удалении от обрезка продолжения стержня выравниваются в горизонтальной плоскости балки.

Такой узел применим к безбалочным монолитным перекрытиям с вовлечением необходимого количества стержней и уменьшением конструктивной высоты сечения перекрытия. При высоте полки, равной высоте балки, получаются скрытые балки в безбалочном перекрытии. Скрытые балки - часть монолитной плиты, армирование которой осуществляется по принципам конструирования балок, то есть присутствует четко выраженные балочные армопояса, поперечная арматура в виде хомутов. Например перекрытие серии Б 1.020.1-7, разработанной в БелНИИС, г. Минск.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 показан план схемы размещения арматуры в узле монолитного перекрытия, состоящего из колонны 1 и балок 2. Колонна 1 имеет продольную рабочую арматуру 3, к которой посредством элементов 4 крепится обрезок трубы 5. Балки 2 армируются продольными стержнями 6, которые огибают обрезок трубы 5.

На фиг. 2 показан вид сбоку схемы размещения арматуры в узле. Стержни балок 6 образуют в перекрытии два горизонтальных слоя арматуры балок верхнего 8 и нижнего 9. Продольные арматурные стержни 6 для балок 2 расположены со смещением в вертикальной плоскости как по резьбе вблизи обрезка трубы. Полка плиты 7 является составной частью перекрытия, образуя вместе с балками ребристое монолитное перекрытие.

На фиг. 3 показана изометрия схемы размещения арматуры в узле.

На фиг. 4 показан разрез по балке 2 и частично полки 7. Два верхних угловых продольных горизонтальных стержня 6 балки 2 образуют верхний горизонтальный слой балки 10 и нижний 11. Два нижних угловых продольных горизонтальных стержня 6 балки 2 образуют нижний горизонтальный слой балки 11. Верхние горизонтальные слои балок 10, пересекающиеся на колонне, образуют один горизонтальный слой арматуры балок 8 вблизи колонны. Нижние горизонтальные слои балок 11, пересекающиеся на колонне, образуют другой нижний горизонтальный слой арматуры балок 9 вблизи колонны.

На фиг. 5 показан разрез по балке 2 при высоте полки, равной высоте балки безбалочного перекрытия со скрытой балкой.

На фиг. 6 показан вид сбоку схемы размещения арматуры в узле безбалочного перекрытия вблизи колонны 1.

Узловое сопряжение колонны с монолитным перекрытием делает возможным устройство сопряжения до восьми балок на колонне или устройство безбалочного перекрытия. За счет расположения балок в четырех и более направлениях уменьшается конструктивная высота перекрытия в целом. Таким образом, применение отгиба арматуры балок на трубобетонный сердечник, заделанный в колонне, для монолитных перекрытий в практике строительства позволит повысить несущую способность и надежность перекрытия, а также значительно улучшить показатели материалоемкости, стоимости и трудоемкости строительства.

1. Узловое сопряжение колонны с монолитным перекрытием, состоящее из сходящихся балок, полки плиты и колонны, отличающееся тем, что число балок, сходящихся на колонне, возможно более четырех; в теле колонны расположен трубобетонный сердечник, прикрепленный к продольной рабочей арматуре колонны, диаметр трубы которого определяется по расстоянию в свету между рабочей арматурой балок; арматура одного горизонтального слоя балки, состоящая из двух угловых стержней, образованная одним стержнем, огибающим обрезок, который прилегает непосредственно к поверхности обрезка со смещением в вертикальной плоскости, далее при удалении от обрезка его продолжения выровнены в горизонтальной плоскости балки.

2. Узловое сопряжение колонны с монолитным перекрытием по п. 1, отличающееся тем, что при большем количестве стержней и уменьшении конструктивной высоты сечения перекрытия делаются скрытые балки в теле плиты, получая тем самым безбалочное перекрытие.

Изобретение относится к области строительства, а именно к способу соединения тонкостенных профилей в несущих элементах легких ферм, арок и т.п. Способ соединения тонкостенного элемента открытого сечения включает выполнение на стенке конца элемента продольного надреза, отгиб образовавшихся частей стенки, наложение конца стержня на присоединяемую деталь и установку крепежных элементов, причем продольный надрез стенки выполняют по ее середине, а затем устанавливают на ширину стенки листовую деталь с симметричным треугольным вырезом с вершиной в точке конца продольного надреза, а отгиб частей стенки выполняют до контакта с внешней поверхностью листовой детали, при этом крепежные элементы устанавливают как в пределах отогнутых на листовую деталь частей стенки, так и в пределах выступающего за вершину треугольного выреза участка листовой детали.

Совмещенный узловой стык ригелей и колонн // 2550624

Изобретение относится к области строительства, в частности узловому стыку ригелей и колонн. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности узла при воздействии на него нагрузок, включая сейсмические воздействия.

Способ соединения тонкостенных элементов открытого сечения // 2550118

Изобретение относится к области строительства, а именно к способу соединения тонкостенных профилей в несущих элементах легких ферм, арок и т.п. Способ крепления тонкостенного элемента открытого сечения включает выполнение на стенке конца элемента продольного надреза, отгиб образовавшихся частей стенки до контакта с основной стенкой элемента, наложение конца тонкостенного элемента на присоединяемую деталь и установку крепежных элементов в пределах отогнутых частей стенки, причем продольный надрез стенки элемента выполняют по ее середине, а отгиб осуществляют в разные стороны по линиям, соединяющим точки, лежащие на торце стенки в одной и трех четвертях ее высоты, и точку на конце надреза.

Узел соединения колонн и плиты перекрытия // 2549342

Изобретение относится к строительству, конкретнее к узлам опирания плит перекрытия и покрытия на колонны каркасных зданий. Технический результат изобретения заключается в снижении материалоемкости узла.

Узловое сопряжение колонны с монолитным перекрытием // 2547035

Изобретение относится к строительству, в частности к узловому сопряжению колонны с монолитным перекрытием. Технический результат изобретения заключается в повышении несущей способности.

Узел соединения колонны и плиты перекрытия безригельного бескапительного здания // 2544350

Изобретение относится к строительству, в частности к узлу соединения колонны и плиты перекрытия для сборного безригельного бескапительного каркаса здания. Технический результат изобретения заключается в повышении жесткости узла.

Способ крепления раскосов в решетчатой конструкции // 2543237

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при изготовлении решетчатых конструкций из тонкостенных профилей открытого поперечного сечения.

Способ соединения тонкостенных элементов открытого сечения // 2543236

Изобретение относится к области строительства, а именно к способу соединения тонкостенных элементов открытого сечения, и может быть использовано при изготовлении решетчатых конструкций.

Способ соединения тонкостенных элементов открытого сечения // 2543234

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам соединения тонкостенных элементов открытого сечения, и может быть использовано при изготовлении решетчатых конструкций.

Фланцевое соединение // 2535568

Изобретение относится к области строительства, в частности к узлам соединения элементов металлических конструкций при помощи фланцев. Фланцевое соединение включает несущие элементы, фланцы, расположенные в торцевой части несущих элементов, ребра жесткости, прикрепленные одной стороной к фланцу, а другой - к несущему элементу и высокопрочные болты, соединяющие фланцы между собой.

Металлический каркас здания и способы его возведения // 2574109

Изобретение относится к области строительства, в частности к металлическому каркасу многопролетных зданий и способу его монтажа. Техническим результатом является снижение металлоемкости и упрощение монтажа. Металлический каркас здания включает металлические колонны, имеющие двутавровое сечение с опорными пластинами, соединенные с ними опорные элементы для установки на них плит перекрытий. Опорный элемент для плит перекрытия представлен ригелем и выполнен в виде разнополочной двутавровой балки с уширенной нижней полкой и отверстиями в стенке двутавровой балки ригеля. Соединительный элемент колонны с ригелем выполнен в виде пластины с отверстиями под крепежные элементы ригеля. Пластина прикреплена к внутренней полке двутавров колонны сварным швом на уровне этажей. К верхней полке ригеля прикреплен сварным швом металлический уголок его вертикальной полкой, а горизонтальная полка уголка соединена с плитой перекрытия посредством анкерного крепления. Полость между торцами плиты и ригелем заполнена монолитным железобетоном. Предложен способ монтажа каркаса. 2 н. и 1 з.п. ф-лы., 4 ил.

Способ жёсткого соединения самонапрягающейся сталетрубобетонной колонны, не имеющей базы, с железобетонным фундаментом // 2581063

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу соединения сталетрубобетонной колонны к фундаменту. Технический результат изобретения заключается в снижении трудоемкости монтажа. Способ жесткого соединения самонапрягающейся сталетрубобетонной колонны, не имеющей базы, с железобетонным фундаментом начинают с установки стальной колонны на фундамент, в котором расположены анкерные стержни. В теле колонны прошивают отверстия согласно расположению анкерных стержней. Колонну снабжают продольно-разъемными муфтами. Устанавливают колонну на фундамент в проектное положение при помощи зубьев-фиксаторов. После установки колонны в проектное положение стягивают продольно-разъемные муфты, тело колонны заполняют самонапрягающимся бетоном. Для соединения колонны с фундаментом используют продольно-разъемные муфты, изготовленные с учетом конфигурации анкерных стержней. 3 ил.

Узел соединения строительных железобетонных элементов // 2581179

Изобретение относится к области строительства, в частности к узлам соединения строительных железобетонных элементов типа колонн. Техническим результатом является повышение прочности узлов колонн и упрощение их монтажа. Узел включает первую группу соединительных элементов, расположенных в верхней части колонн, и вторую группу, - расположенную в нижней части колонн. Первая группа включает штырь с винтовой нарезкой и крепежными элементами, выполненный выступающим за пределы верхнего торца колонны и связанный с ее несущей арматурой. Вторая группа выполнена в виде металлических вертикально ориентированных закладных пластин, жестко связанных с несущей арматурой колонны, и металлической пластины с отверстием, жестко связанной с по крайней мере одной закладной пластиной, и предназначенной для пропуска через упомянутое отверстие штыря колонны нижестоящей рамной конструкции с последующей его фиксацией с помощью крепежных элементов. По крайней мере одна из закладных пластин предназначена для анкеровки в теле колонны, а по крайней мере две являются ограничительными, выполняющими функцию опалубки, обеспечивающей формирование полости в угловой зоне колонны для стыковочного узла при изготовлении рамной конструкции. 15 з.п. ф-лы, 11 ил.

Платформенный сборно-монолитный стык // 2589779

Изобретение относится к области строительства и предназначено для устройства сборно-монолитных платформенных стыков панелей стен и перекрытий зданий различного назначения. Технический результат изобретения заключается в повышении точности монтажа конструкций и обеспечении жесткого соединения стеновых панелей с проемами. В платформенном сборно-монолитном стыке, включающем многопустотные плиты перекрытия, опертые на внутренние несущие стеновые панели, дополнительно устроен армированный монолитный пояс, арматура которого соединена с выпусками из верхней грани панели и с вертикальными рабочими стержнями вышерасположенной панели. На монолитном поясе установлены закладные детали с центрирующими пирамидами, монтируемыми в соответствующую закладную деталь с центрирующим пирамидальным отверстием вышерасположенной стеновой панели. 4 ил.

Платформенный сборно-монолитный стык // 2590251

Изобретение относится к области строительства и предназначено для устройства сборно-монолитных стыков панелей стен с проемами и перекрытий в панельных и панельно-рамных зданиях и сооружениях. Техническая задача состоит в обеспечении жесткого соединения. Платформенный сборно-монолитный стык включает многопустотные плиты перекрытия, опертые на внутренние несущие стеновые панели. В пустотах плит перекрытия, выходящих на торец плиты, на расстоянии, превышающем толщину панели, устроены бетонные диафрагмы толщиной не менее 30 мм, в этом же торце по краю в верхней тонкой части плиты над пустотами выполнены прямоугольные в плане отверстия на глубину от верхней поверхности плиты до пустоты. Стеновые панели имеют проемы, в связи с чем верхняя зона панели армирована каркасом, который имеет выпуски из плоскости верхней грани панели, на которую опираются плиты перекрытия. Между торцами плит перекрытия, используя эти выпуски, устроен армированный монолитный пояс, арматура которого соединена с вертикальными рабочими стержнями вышерасположенной панели и обетонирована. 3 ил.

Узел соединения колонны и плиты перекрытия безригельного бескапительного каркаса здания // 2591994

Изобретение относится к области строительства, а именно к узлам соединения колонн и плит перекрытия безригельного бескапительного железобетонного каркаса здания. Узел соединения колонны и плиты перекрытия включает соединенные между собой верхнюю и нижнюю колонны и сборную плиту перекрытия с монтажным отверстием для пропуска колонны, по периметру которого расположены анкеры рабочей арматуры плиты, каждый из которых выполнен из углового профиля, соединенные между собой усилительными угловыми элементами, установленными по углам монтажного отверстия плиты. Плита перекрытия снабжена дополнительными арматурными стрежнями, прикрепленными к усилительным угловым элементам, рабочая арматура плиты перекрытия разнесена по высоте во взаимно перпендикулярных направлениях. Анкеры рабочей арматуры колонн выполнены в виде петель, а усилительные угловые элементы сварены с рабочей арматурой нижней колонны через металлические соединительные элементы. Технический результат заключается в повышении жесткости и надежности узла. 6 з.п. ф-лы, 19 ил.

Узел соединения бетонных строительных конструкций (варианты) // 2592581

Изобретение относится к строительству и может применяться при возведении панельных и блочных зданий в промышленном, гражданском и других видах строительства для соединения панелей, блоков и других элементов зданий при монтаже без помощи сварки. Узел соединения бетонных строительных конструкций содержит установленные в углублениях на торцах строительных конструкций анкерные выпуски с петлеобразными проушинами, бетон, заливаемый в полость между конструкциями, замок, соединяющий проушины анкерных выпусков, при этом замок выполнен в виде двух одинаковых частей, каждая из которых содержит Г-образный стержень, один конец которого вставлен в соответствующую проушину анкерного выпуска, а другой конец выполнен с резьбой, Р-образную пластину, прямой конец которой выполнен с отверстием, в которое вставлен резьбовой конец стержня другой части замка, а в изогнутом конце пластины выполнены соосные отверстия, через которые пропущен резьбовой конец Г-образного стержня, муфту, установленную на резьбовом конце Г-образного стержня и размещенную внутри изогнутой части пластины, при этом замок снабжен одним или несколькими фиксаторами, предотвращающими разъединение обеих частей замка. Также описан вариант узла соединения. Технический результат: повышение прочности и трещиностойкости соединения бетонных строительных конструкций. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

Фланцевое соединение растянутых элементов двутаврового сечения // 2599755

Изобретение относится к области строительства, в частности к монтажным соединениям растянутых элементов металлических конструкций двутаврового профиля. Фланцевое соединение растянутых элементов двутаврового поперечного сечения включает соединяемые несущие элементы, фланцы, расположенные в торцевой части элементов, ребра жесткости, прикрепленные одной стороной к фланцу, а другой - к несущему элементу, и высокопрочные болты, соединяющие фланцы между собой. При этом фланец имеет двутавровую форму поперечного сечения, состоит из двух полок и стенки, причем внутренние грани полок примыкают к стенке под углом. Технический результат состоит в снижении материалоемкости фланцевого соединения растянутых элементов двутаврового профиля. 3 ил.

Узел соединения балок // 2604244

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в узлах соединения балок балочных клеток покрытий и перекрытий. Технический результат изобретения заключается в обеспечении наименьшего изгибающего момента в узле соединения несущей конструкции и конца балки. В узле соединения балок, включающем главную балку с вертикальным ребром и конец второстепенной балки, прикрепленной на сварке при помощи двух листовых накладок, устанавливаемых с обеих сторон вертикального ребра главной балки и стенки конца второстепенной балки, листовые накладки установлены крест-накрест, а вертикальные сварные швы выполнены длиной (0,25÷0,40)h каждый, где h - высота сечения конца второстепенной балки, и размещены на равных расстояниях от середины сечения конца второстепенной балки с расстоянием между ними не менее 10tw, где tw - толщина стенки конца второстепенной балки. 2 ил.

Рамный стык сборного железобетонного каркаса здания // 2611134

Изобретение относится к области строительства, в частности к рамному стыку сборного железобетонного каркаса. Технический результат изобретения заключается в снижении трудозатрат при монтаже каркаса. Рамный стык включает соединенные между собой выпусками арматуры колонны, ригели, плиты перекрытия, закладные соединительные детали и бетон омоноличивания. Колонны по торцам имеют вырезы, выполненные в нижней колонне с образованием площадок для опирания ригелей, а в верхней колонне - с возможностью размещения винтовой соединительной муфты на вертикальных выпусках арматуры, размещенных в вырезах нижней и верхней колонн. Нижняя и верхняя колонны в средней части соединены штепсельным стыком. Ригели выполнены с вырезами для размещения вертикальных арматурных выпусков колонн с образованием, совместно с вырезами в колоннах, пространства для омоноличивания стыка бетоном. Ригели жестко соединены между собой и колонной соединительными деталями, выполненными в виде стержней, закрепленных в упорах, установленных на теле ригелей, и натяжных устройств, смонтированных на нижней колонне. 14 ил.