способ натяжения канатной арматуры при изготовлении сборно- монолитных перекрытий зданий с безригельным каркасом

Формула изобретения

Способ натяжения канатной арматуры при изготовлении сборно-монолитных перекрытий зданий с безригельным каркасом, включающий преднапряжение перекрытий в двух ортогональных направлениях, отличающийся тем, что натяжение канатов производится в один этап сразу через отгибные штыри в криволинейном очертании, при этом сила натяжения каждого каната увеличивается выше проектной на половину суммарной величины потерь силы от трения в перегибах колонн и на штырях, отгибающих во всех пролетах канаты вниз, причем половина канатов, через один, каждой оси натягивается с одной стороны, а другая половина с противоположной стороны оси.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в строительстве железобетонных зданий жилого, общественного и производственного назначения.

Известен способ натяжения высокопрочной арматуры при возведении железобетонных каркасных зданий по конструктивной системе ИМС (Патент СФРЮ ВР. 25452. заявлен. 07.12.1962). В этой системе соединение плит перекрытия с колоннами осуществляется без сварки посредством обжатия плит через колонны канатами, которые пропускаются через специальные отверстия в колоннах и в осевых швах между плитами. С наружных граней колонн канаты анкеруются цанговыми зажимами, которые после изготовления перекрытия бетонируются и остаются в здании. После горизонтального натяжения канатов производится инъектирование каналов с канатами в отверстиях колонн цементным раствором. Затем после твердения этого раствора производят оттяжку свободных канатов вниз и после этого бетонируют все осевые швы с канатами.

Экономический эффект создается за счет обжатия высокопрочной канатной арматурой ненапряженных плит перекрытий через колонны. Экономия бетона составляет около 20%, арматуры около 20%. Здания, изготовленные по этой технологии, являются сейсмостойкими. Другой положительной особенностью системы ИМС и этого способа натяжения является существенное улучшение возможностей свободной планировки вследствие отсутствия выступающих внутрь помещений консолей колонн и ригелей каркаса (см. Эффективная конструктивная система каркасно-панельных зданий с натяжением арматуры в построечных условиях. Составитель А.М.Кимберг, ТбилЗНИИЭП, Тбилиси, 1985).

Способ возведения зданий по системе ИМС применяется в строительстве в Югославии, Венгрии, на Кубе, в Египте, Италии, Анголе, Эфиопии, Китае, в России каркас зданий, изготовленных по этой системе, получил название "безригельный". В СССР и России построено более 500 тыс. м² общей площади зданий этой системы в гг. Тбилиси, Чебоксарах, Новороссийске и других по типовым проектам. В настоящее время в Москве по системе ИМС построена одна пятиэтажная стоянка для автомобилей и начато строительство четырех жилых домов высотой до 22 этажей.

Каркас зданий по системе ИМС возводится в следующей последовательности. После установки колонн на последние закрепляют монтажные столики. Затем на эти столики устанавливают плиты перекрытий. После этого производится замоноличивание бетоном всех контактных швов. Далее дается выдержка времени для полного набора прочности бетона в этих швах. Затем производится горизонтальное натяжение канатов, проходящих через отверстия в колоннах, по всем продольным и поперечным осям здания. Из-за условий симметрии в каждой оси закладывается четное количество канатов. После горизонтального натяжения канатов производят инъектирование канатов в отверстиях колонн цементным раствором. Затем после твердения инъекционного раствора производят оттяжку канатов, расположенных между колоннами, вниз и фиксацию их в оттянутом вниз состоянии штырями. Последние вставляются в специальные отверстия в плитах перекрытий. Далее производится заливка бетоном всех осевых швов с канатами. После этого приступают к следующему этажу (проект Югославского института испытания материалов республики Сербия, ИМС, Югославия, г. Белград, 1986).

Однако этот способ натяжения высокопрочной канатной арматуры при возведении каркаса по системе ИМС имеет ряд существенных недостатков, которые заключаются в том, что натяжение канатов осуществляется в 2 этапа - горизонтальное натяжение и оттяжка в трапецию, причем для оттяжки канатов в трапецию используют принципиально другие домкраты, а второй этап натяжения проводится только после инъектирования каналов в колоннах с канатами цементным раствором и выдержки его для достижения необходимой прочности. Эти существенные недостатки приводят к удорожанию строительства и увеличению сроков возведения зданий.

Целью изобретения является разработка способа натяжения канатной арматуры при возведении безригельного каркаса сборно-монолитных зданий, изготавливаемых с преднапряжением перекрытий в двух ортогональных направлениях, который позволяет проводить натяжение в один этап, и в результате уменьшить время строительства и стоимость возводимого здания. Достигается это тем, что натяжение производится в один этап сразу через отгибные штыри в криволинейном очертании, при этом сила натяжения увеличивается на половину суммарной величины потерь силы от трения в перегибах колонн и на штырях, отгибающих во всех пролетах канаты вниз, причем половина канатов, через один, каждой оси натягивается с одной стороны, а другая половина с противоположной стороны оси.

На фиг. 1 показан план фрагмента перекрытия здания; на фиг.2 - разрез 1-1; на фиг.3 показана схема натяжения канатов в трехпролетном здании сразу через отгибные штыри; на фиг.4 показана схема и последовательность натяжения канатов.

По системе ИМС после установки плит 3 и бортовых балок 4 на временные монтажные столики 2 производится бетонирование контактных швов 5. После выдержки бетона до проектной марки в этих швах производится горизонтальное натяжение канатов 6 на 60% от проектной величины натяжения, проходящих через отверстия 7 в колоннах 1. Перед натяжением на концы канатов одеваются цанговые зажимы, установку которых производят со специальных монтажных площадок, которые закрепляют на колоннах 1. После горизонтального натяжения следует операция инъектирования цементным раствором отверстий в колоннах с канатами и выдержка инъекционного раствора до набора проектной прочности. После этого специальными оттяжными домкратами производится оттяжка канатов вниз в трапецию и фиксация их в этом положении с помощью штырей 8, при этом натяжение в канатах увеличивается до проектной величины и становится одинаковым во всех пролетах. Затем, после оттяжки канатов по всем продольным и поперечным осям, производится бетонирование всех осевых швов 9 и начинают монтаж следующего этажа.

Монтаж каркаса зданий предлагается производить со следующими изменениями. Натяжение арматуры производится в один этап, сразу через отгибные штыри 8 в криволинейном очертании, как показано на фиг.3. При этом сила натяжения увеличивается на половину суммарной величины потерь силы натяжения от трения в перегибах колонн и на штырях, отгибающих во всех пролетах канаты вниз, причем половина канатов, через один, каждой оси натягиваются с одной стороны, а другая половина с противоположной стороны оси. В результате такого натяжения суммарная величина преднапряжения в каждой оси здания независимо от сил трения в перегибах каната становится одинаковой в каждом пролете.

Обычно величина преднапряжения для каната К7 15 мм, который применяется для изготовления безригельного каркаса, составляет 15 т. Эксперименты показали, что потери преднапряжения для 5-пролетного здания (30 м) составляет 2 т. В этом случае перетяжка, т.е. увеличение величины преднапряжения, составит половину от 2 т, т.е. 1 т. Усилие преднапряжения с перетяжной составит 16 т, а предельно допустимая величина преднапряжения для этого каната по ГОСТ 23117-91 составляет 19,5 т. Таким образом, при использовании этого способа и перетяжки всего на 1 т напряжение канатов во всех пролетах становится одинаковым, что позволяет производить натяжение в один этап.