предварительно-напряженный железобетонный каркас здания или сооружения

Формула изобретения

1. Предварительно-напряженный железобетонный каркас здания или сооружения, включающий колонны, перекрытия, расположенную в открытых каналах перекрытия во взаимно перпендикулярных направлениях предварительно-напряженную арматуру и бетон омоноличивания, отличающийся тем, что открытые каналы перекрытия для предварительно-напряженной арматуры выполнены переменной глубины с увеличением ее к центру каждого пролета каркаса до величины, равной толщине перекрытия, а предварительно напряженная арматура размещена в каналах перекрытия вдоль граней колонн в соответствии с эпюрой изгибающих моментов и зафиксирована на торцах перекрытий по периметру каркаса здания.

2. Каркас здания или сооружения по п.1, отличающийся тем, что в перекрытии открытые каналы выполнены шириной, превышающей ширину сечения колонны на 2Rnd, где R - толщина защитного слоя бетона; n - количество укладываемых арматурных элементов; d - диаметр арматурного элемента.

3. Каркас здания или сооружения по п.1, отличающийся тем, что в перекрытии открытые каналы выполнены вдоль граней колонн.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительным конструкциям, а именно к каркасным зданиям и сооружениям с натяжением арматуры в построечных условиях.

Известна каркасная система ИМС для строительства жилых и общественных зданий, содержащая колонны, перекрытия, предварительно-напряженную арматуру, проложенную между панелями перекрытия во взаимно перпендикулярных направлениях, пропущенных через отверстия в колоннах и омоноличенную бетоном [1].

Наиболее близким сооружениям является предварительно напряженный железобетонный каркас здания, включающий колонны, перекрытия, расположенную в открытых каналах перекрытия во взаимно перпендикулярных предварительно-напряженную арматуру и бетон омоноличивания. В колоннах в уровне перекрытия выполнены сквозные отверстия для пропуска арматуры, которая размещена в швах между плитами перекрытия. Отверстия в колоннах и швы между плитами омоноличены бетоном [2].

Недостатками известных конструкций является сложность и трудоемкость их возведения, а также невозможность использования монолитного поэтажного бетонирования, поскольку требуется большая точность при выполнении отверстий в колонне для обеспечения соосности, пропуск арматуры в отверстия колонн и инъецирование раствора в отверстия после натяжения арматуры - трудоемко (особенно в зимних условиях), замоноличивание швов между плитами перекрытия и колоннами в зимнее время затруднительно, качество которого влияет на величину линейных деформаций перекрытия и смещение колонн при натяжении арматуры, что приводит к необходимости корректировки вертикальности колонн при возведении последующего этажа.

Техническая задача заключается в упрощении конструкции, снижении трудоемкости при монолитном и сборном методах возведения зданий за счет исключения сквозных отверстий в колоннах и размещения предварительно-напряженной арматуры вне колонн.

Техническая задача решается таким образом, что в предварительно-напряженном железобетонном каркасе здания или сооружения, включающем колонны, перекрытия, расположенную в открытых каналах перекрытия во взаимно перпендикулярных направлениях предварительно-напряженную арматуру и бетон омоноличивания, согласно изобретению, открытые каналы перекрытия для предварительно напряженной арматуры выполнены переменной глубины с увеличением ее к центру каждого пролета каркаса до величины, равной толщине перекрытия, а предварительно-напряженная арматура размещена в каналах перекрытия вдоль граней колонн в соответствии с эпюрой изгибающих моментов и зафиксирована на торцах перекрытий по периметру каркаса здания. Причем, в перекрытии открытые каналы выполнены шириной, превышающей ширину сечения колонны на 2knd, где k - толщина защитного слоя бетона, n - количество укладываемых арматурных элементов, d - диаметр арматурного элемента. Или в перекрытии открытые каналы выполнены вдоль граней колонн.

Предлагаемая конструкция отличается от известной тем, что открытые каналы в перекрытии выполнены переменной глубины с увеличением ее к центру каждого пролета каркаса до величины, равной толщине перекрытия, а предварительно-напряженная арматура размещена в каналах перекрытия вдоль граней колонн в соответствии с эпюрой изгибающих моментов и зафиксирована на торцах перекрытий по периметру каркаса здания.

Исключение при такой конструкции сквозных поперечных отверстий в колоннах увеличивает несущую способность колонн и упрощает размещение арматуры в ней. При этом исключается необходимость инъецирования раствора в отверстия колонн. Омоноличивают только открытые каналы перекрытия, в которых размещена преднапряженная арматура. Кроме того, переменная глубина канала дает возможность располагать напрягаемую арматуру по сечению перекрытия в соответствии с эпюрой изгибающих моментов так, чтобы она максимально эффективно воспринимала растягивающие напряжения, а в сечениях с сжимающими напряжениями располагать обычную рабочую арматуру. Кроме того, сокращаются сроки возведения каркаса, снижается трудоемкость и обеспечивается качество монтажа.

На фиг. 1 представлен предварительно-напряженный железобетонный каркас здания или сооружения (разрез); на фиг. 2 - А-А фиг.1; на фиг.3 - то же, что на фиг. 2 вариант с каналами вдоль граней колонн; на фиг.4 - Б-Б фиг.2; на фиг.5 - В-В фиг.3.

Предварительно-напряженный железобетонный каркас здания включает колонны 1, перекрытие 2 с каналами 3, выполненными во взаимно перпендикулярных направлениях и предварительно-напряженную арматуру 4, размещенную в каналах 3 вдоль граней колонн 1. Каналы 3 в перекрытии 2 выполнены переменной глубины вдоль граней колонн равной kd с увеличением ее к центру пролета до величины, равной толщине перекрытия, с образованием сквозного проема в перекрытии, что позволяет располагать предварительно-напряженную арматуру в соответствии с эпюрой изгибающих моментов. Каналы 3 перекрытия 2 омоноличены бетоном.

Каналы 3 перекрытия могут быть выполнены шириной больше ширины сечения колонны на величину 2knd для возможности размещения арматуры 4 вдоль граней колонн и замоноличены бетоном. Или каналы 3 могут быть выполнены шириной, равной knd вдоль граней колонн 1.

Каркас здания возводят следующим образом.

Устанавливают арматурный каркас колонн и вертикальную опалубку для колонны, горизонтальную опалубку перекрытия этажа, в которой укладывают каналообразователи и рабочую арматуру. После чего производят бетонирование этажа каркаса колонн 1 и перекрытия 2. После твердения бетона производят распалубку и удаляют каналообразователи. В образованные в перекрытии каналы 3 укладывают напрягаемую арматуру 4, размещая ее вдоль граней колонн 1 и фиксируя в пролетах упорными втулками 5, располагая в зоне максимальных изгибающих моментов перекрытия, после чего арматуру натягивают и фиксируют на торцах перекрытия по периметру каркаса здания. Затем производят омоноличивание каналов бетоном и осуществляют возведение следующего этажа каркаса.

Источники информации

1. ст. Б. Копривица Применение каркасной системы ИМС для строительства жилых и общественных зданий, ж. Жилищное строительство, М, 1984, N 1, с. 31-32.

2. SU, авторское свидетельство N 1470884, кл. E 04 B 1/18, БИ N 13, 1989 (прототип).