способ возведения монолитных каркасов

Формула изобретения

Способ возведения монолитных каркасов, включающий установку арматуры каркасов колонн, монтаж арматурных каркасов и сеток стен, установку опалубки, затем бетонирование колонн и стен, далее установку опалубки под плиту перекрытия, отличающийся тем, что бетонирование колонн и стен производят до низа плиты перекрытия, при этом арматуру колонн и стен устанавливают выступающей над уровнем верха плиты перекрытия на величину необходимого нахлеста, армирование плиты перекрытия производят по капительной, межколонной и пролетной зонам, причем в капительной зоне укладывают арматуру в верхней зоне плиты, при этом в капительной зоне устанавливают пространственный арматурный каркас, обеспечивающий прочность плиты на опоре и поддержку верхней арматуры в проектном положении, в пролетной зоне укладывают арматуру в нижней зоне плиты, в межколонной зоне - вдоль зоны по нижней части плиты, а поперек зоны - по верхней части, при этом половина ширины капительной зоны равна четверти расстояния между колоннами, что соответствует эпюре усилий в плите и приводит к экономии арматуры, при этом отверстия в пролетной зоне плиты выполняют без устройства подкрепляющих балок, а отверстия в капительной и межколонной зонах выполняют без устройства подкрепляющих балок при условии, что край отверстия находится в данной зоне на расстоянии не более 1/8 ширины капительной зоны или 1/4 ширины межколонной зоны; в противном случае устанавливают подкрепляющие балки, а в местах стыков взаимно перпендикулярных стен, бетонируемых не одновременно, устанавливают закладные детали, заанкеренные в ранее бетонируемой стене, при этом арматурные выпуски для связи с арматурой примыкающей стены устанавливают на шарнирах на закладных деталях, размещают в плоскости ранее бетонируемой стены, что не мешает установке опалубки в месте стыка стен, а при установке арматуры примыкающей стены арматурные выпуски поворачивают на угол 90^o в плоскости примыкающей стены и стыкуют с арматурой примыкающей стены, затем осуществляют установку опалубки и бетонирования примыкающей стены.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству, в частности к возведению монолитных каркасов зданий.

Известен способ возведения каркасов здания с использованием типовых конструкций серии 1.420.1-14, при котором к установленным в стаканы фундаментов и раскрепленным колоннам приваривают стальные монтажные столики (на уровне перекрытия 1-го этажа), затем на колонны монтируют капители, которые опирают на указанные столики, приваривают к ним, а верх капителей соединяют с колонной посредством приварки 4 стальных накладных элементов к закладным изделиям капители и колонны, после чего устанавливают на капители межколонные плиты, а на межколонные плиты устанавливают пролетные плиты, опирающиеся на них выпусками арматуры; после выверки соответствия смонтированных элементов проектному положению производят соединения электросваркой выпусков арматуры из межколонных плит со стальными закладными изделиями капителей, а также производят сварку выпусков пролетных плит к закладным изделиям межколонных плит; после приварки всех выпусков к закладным изделиям производят бетонирование пазов по периметру отверстия в капители и гранями колонн, а также между гранями капители, межколонной и пролетной плит (см. авт. свид. СССР 212499, БИ 9, 1968 г.).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе велики затраты на строительство заводов сборного железобетона, затраты на бортоснастку, транспортные и монтажные расходы, большое количество ответственных стыков, сварочных работ, большой объем работ по замоноличиванию стыков колонн, плит, низкое качество поверхности смонтированных плит, что влечет дополнительные расходы на отделочные работы, особенно при устройстве полов. Кроме того, недостатками способа являются ограниченные возможности в варьировании архитектурного облика сооружения, перерасход арматуры (из-за необходимости учета транспортных и монтажных нагрузок, нерациональных расчетных схем конструкций - однопролетных для ригелей и плит), меньшая жесткость, большая деформативность по сравнению с монолитньм каркасом.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ возведения монолитных стен, включающий установку жестких каркасов из профилей, к которым крепится вертикально опалубка на саморезах, далее производят послойное нанесение бетона на поверхность опалубки (см. US 4987719 А, 29.01.1991, Е 04 В 1/16).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что известный способ требует использования дорогостоящего оборудования для напыления бетона. Кроме того, этот способ предъявляет повышенные требования к составу бетона, что удорожает приготовление бетонной смеси, этот способ является металлоемким и дорогостоящим, т.к. требует использование специальных стальных холодногнутых профилей. Сборка каркаса из указанных профилей повышает трудоемкость способа. Необходимо отметить отсутствие в способе специальных мероприятий, направленных на улучшение сцепления бетона с холодногнутыми профилями (специальные мероприятия это перфорация профилей или приварка дополнительных арматурных выпусков для сцепления с бетоном), что приводит к расслоению массива бетонных конструкций.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании универсального монолитного каркаса здания, включающего весь набор необходимых конструкций с учетом требований современной технологии по бетонированию (с использованием современных комплектных систем опалубки) и позволяющей достичь экономии арматуры, повысить технологичность процесса возведения каркаса здания, сократить сроки строительства.

Технический результат изобретения - повышение степени технологичности в изготовлении монолитных каркасов зданий, экономия металла арматуры.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе возведения монолитных каркасов, включающем установку арматуры каркасов колонн, монтаж арматурных каркасов и сеток стен, установку опалубки, затем бетонирование колонн и стен, далее установку опалубки под плиту перекрытия, бетонирование колонн и стен производят до низа плиты перекрытия, при этом арматуру колонн и стен устанавливают выступающей над уровнем верха плиты перекрытия на величину необходимого нахлеста, армирование плиты перекрытия производят по капительной, межколонной и пролетной зонам, причем в капительной зоне укладывают арматуру в верхней зоне плиты, при этом в капительной зоне устанавливают пространственный арматурный каркас, обеспечивающий прочность плиты на опоре и поддержку верхней арматуры в проектном положении, в пролетной зоне - в нижней зоне плиты, в межколонной зоне вдоль зоны по нижней части плиты, а поперек зоны по верхней части, при этом половина ширины капительной зоны равна четверти расстояния между колоннами, что соответствует эпюре усилий в плите и приводит к экономии арматуры, при этом отверстия в пролетной зоне плиты выполняют без устройства подкрепляющих балок, а отверстия в капительной и межколонной зонах выполняют без устройства подкрепляющих балок при условии, что край отверстия находится в данной зоне на расстоянии не более 1/8 ширины капительной зоны или 1/4 ширины межколонной зоны; в противном случае устанавливают подкрепляющие балки, а в местах стыков взаимно перпендикулярных стен, бетонируемых не одновременно устанавливают закладные детали, заанкеренные в ранее бетонируемой стене, при этом арматурные выпуски для связи с арматурой примыкающей стены устанавливают на шарнирах на закладных деталях, размещают в плоскости ранее бетонируемой стены, что не мешает установке опалубки в месте стыка стен, а при установке арматуры примыкающей стены арматурные выпуски поворачивают на угол 90 градусов в плоскости примыкающей стены и стыкуют с арматурой примыкающей стены, затем осуществляют установку опалубки и бетонирование примыкающей стены.

Повышение степени технологичности в изготовлении монолитных каркасов зданий состоит в том, что рабочие стыки колонн и стен устраивают на уровне плит перекрытия, что облегчает установку опалубки. В капительной зоне устанавливают пространственный каркас, поддерживающий верхнюю арматуру. Кроме того, использование шарнирно закрепленных к закладным изделиям выпусков арматуры из стен позволяет без дополнительных доработок опалубки производить ее установку в местах сопряжения взаимно перпендикулярных стен.

Принятая схема конструкций монолитного каркаса и предлагаемый способ производства работ по возведению монолитного каркаса позволяют использовать комплектные системы опалубки, например систему опалубки PERI (ПЕРИ-опалубки и леса. Справочник, Берлин, 1992 г.).

Экономию металла арматуры достигают за счет отсутствия в указанном способе монтажных и транспортных нагрузок, а также за счет рациональной раскладки арматуры по зонам, соответствующим эпюре усилий.

На чертежах показано: на фиг.1 изображен фрагмент монолитного каркаса здания в аксонометрии, на фиг. 2 - зоны армирования плиты монолитного каркаса здания, на фиг. 3 - схема армирования монолитного каркаса здания, на фиг. 4 - принцип расположения отверстий в монолитной плите перекрытия, на фиг. 5 - устройство стыка взаимно перпендикулярных стен.

Фундамент 1 (см. фиг.1) устанавливают под колонной 2, затем устанавливают арматурный каркас вертикальных элементов: каркас 4 колонн 2 и сеток стен. Устанавливают опалубку и производят бетонирование колонн и стен до уровня низа плиты перекрытия 3, при этом арматуру колонн и стен устанавливают выступающей над уровнем плиты перекрытия на величину необходимого нахлеста. Затем устанавливают опалубку под плиту перекрытия 3 и пространственные каркасы 5, затем бетонируют плиту 3, после чего устанавливают арматурный каркас 6 вышестоящих колонн 7 и сеток стен. Затем производят бетонирование колонн 7 и стен, и цикл повторяется (за исключением работ по устройству фундаментов 1).

Зоны армирования (см. фиг. 2) состоят из капительной I, межколонной II и пролетной III зон. Размеры капительных I зон определяют из условия того, что половина длины капительной зоны равна L1/4, а половина ширины зоны равна L2/4. Размеры пролетных III зон определяют из условия того, что длина зон равна L1/2, а ширина L2/2. Размеры межколонных П зон определяют путем вычитания площадей капительных I и пролетных II зон из площади условной ячейки плиты в осях 5, 6 - В, Г. На фигуре 2 L1 - расстояние между осями 5, 6; L2 - между осями В, Г.

Армирование плиты (см. фиг. 3) производят в капительной I зоне верхней части плиты 3 арматурой 8 и пространственными арматурными каркасами 5. В межколонной II зоне плиты 3 устанавливают верхнюю арматуру 9 и нижнюю 10.

В пролетной III зоне устанавливают только нижнюю арматуру 11.

Устройство отверстий (см. фиг. 4) производят в соответствии с условиями:

отверстие 12 в пролетной III зоне плиты 3 устанавливают без усиления плиты 3 подкрепляющими балками; отверстие 13 в межколонной II зоне плиты 3 устанавливают без подкрепляющих балок, если отверстия 13 занимают не больше 1/4 ширины межколонной II зоны. Отверстие 14 в капительной I зоне плиты 3 устраивают без подкрепляющих балок, если отверстия 14 занимают не более 1/8 длины (либо ширины) капительной I зоны плиты 3. Если отверстия 15 в межколонной II зоне плиты 3 занимают более 1/4 ширины (или длины) этой зоны, то устраивают подкрепляющие балки 17. Если отверстия 16 занимают более 1/8 ширины (длины) капительной I зоны плиты 3, то устраивают подкрепляющие балки 18.

В местах стыков взаимно перпендикулярных стен, бетонируемых не одновременно, устанавливают закладные детали (см. фиг. 5), заанкеренные в ранее бетонируемой стене 19, при этом арматурные выпуски 20 для связи с арматурой примыкающей стены 21 устанавливают на шарнирах 22, на закладных деталях 23, размещают в плоскости ране бетонируемой стены 19, что не мешает установке опалубки 24 в месте стыка стен 19, 21. А при установке арматуры примыкающей стены 21 арматурные выпуски 20 поворачивают на угол 90 градусов в плоскости примыкающей стены 21 и стыкуют с арматурой 25 примыкающей стены 21, затем осуществляют установку опалубки 26 и бетонируют примыкающие стены 19, 21.