безригельный бескапительный железобетонный каркас здания

Формула изобретения

1. Железобетонный каркас здания, содержащий надколонные и межколонные плиты, имеющие на ребрах петлевых выпуски и симметрично расположенные относительно друг друга пазы, вдоль которых сквозь перехлесты петлевых выпусков смежных плит установлена арматура, и проходящие сквозь отверстия в надколонных плитах сборные по высоте колонны, в которых в местах монтажа надколонных плит обнажена продольная арматура, отличающийся тем, что на ребрах надколонных плит в нижней их части образованы полочки и дискретно расположенные опорные столики, а в верхней части продольных ребер смежных межколонных плит выполнены ответные консоли, при этом длина опорных столиков и консолей равна ширине полочки, а петлевые выпуски имеют длину, не превышающую ширину полочки.

2. Железобетонный каркас здания по п.1, отличающийся тем, что надколонная плита снабжена вмонтированной в ее отверстие обечайкой, прикрепленной к рабочей арматуре колонны.

3. Железобетонный каркас здания по п.1 или 2, отличающийся тем, что в местах пересечения надколонных плит перекрытия и колонн и в местах стыка двух раздельных участков колонн с надколонными плитами обнаженная арматура замоноличена с обнаженной арматурой надколонной плиты перекрытия.

4. Железобетонный каркас по п.3, отличающийся тем, что в местах стыка двух раздельных участков колонн с надколонными плитами обнаженная арматура верхней колонны выполнена в виде петлевого выпуска, а нижней – в виде арматурных стержней.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и может быть применено при сооружении жилых, промышленных и гражданских зданий со свободной планировкой помещений, в том числе в сейсмоопасных районах.

Известен безригельный каркас зданий, содержащий сборные колонны и опирающиеся на них плиты перекрытия, состыкованные друг с другом по периферии. После монтажа перекрытия оно замоноличивается слоем бетона по всей своей поверхности. Колонны по высоте стыкуются в плоскости, расположенной на некотором расстоянии от плоскости верха плит перекрытия (Япония заявка 45-11268 от 1970 г.) В описанном каркасе плиты перекрытия выполнены с капителями, т.е. поверхность потолка нижележащего помещения имеет выступы, а стык колонн по высоте требует высокотехнологичной и сложной в исполнении ванной электросварки.

Известен также безригельный каркас здания, содержащий надколонные, межколонные и средние плиты перекрытия, опирающиеся друг на друга вдоль ребер. Для опирания надколонной плиты на колонну на последней образован консольно выступающий воротник (СССР а.с. 823519 от 1981 г. МКИ Е 04 В 1/18). В этой конструкции колонны по высоте также стыкуются вне стыка с плитами перекрытия, что вызывает повышенную требовательность к качеству сварки стыка. Кроме того, описанная конструкция каркаса требует большой номенклатуры плит перекрытия и обладает значительной протяженностью замоноличиваемых стыков.

При стыковке плит перекрытия между собой известно выполнение ребер плит с полочкой, расположенной в нижней части сечения плиты: при стыковке плит между полочками и ребром плиты образуется карман, в который при монтаже укладывается объемный арматурный каркас с последующим его замоноличиванием (А.С. СССР №1738945). Подобное решение может быть оправдано при большой толщине перекрытия и относительно малой загруженности стыка, однако в варианте безригельного исполнения перекрытия в месте расположения полочки необходимо выпустить арматуру плиты при относительно малой толщине самой плиты, и консольное расположение полочки, рассчитанной на размещение в стыке панелей объемного арматурного каркаса, вызывает трудности при изготовлении, транспортировке плиты и ее установке.

Наиболее близким аналогом является железобетонный каркас, представляющий собой безригельную бескапительную конструкцию и содержащий надколонные и межколонные плиты, имеющие на ребрах петлевые выпуски и симметрично расположенные относительно друг друга пазы, вдоль которых сквозь перехлесты петлевых выпусков смежных плит установлена арматура, и проходящие сквозь отверстия в надколенных плитах сборные по высоте колонны, в которых в местах монтажа надколонных плит обнажена продольная арматура (А.С. СССР №1114749). Недостатки данной конструкции - не одинаковая прочность стыков панелей в продольном и поперечном направлении перекрытия и сложность соединения колонны с плитой перекрытия и сложность монтажа.

Задачей изобретения является упрощения процесса монтажа и повышение надежности соединения.

Задача решается тем, что в железобетонном каркасе здания на ребрах надколонных плит в нижней их части выполнены полочки и дискретно расположенные опорные столики, а в верхней части продольных ребер смежных межколонных плит выполнены ответные столикам консоли, при этом длина опорных столиков и консолей равна ширине полочки, а петлевые выпуски по длине не превышают ширину полочки.

Задача решается также тем, что в местах пересечения надколонных плит перекрытия с колонной или со стыком двух колонн в надколонную плиту по периметру отверстия для колонны вмонтирована обечайка, и замоноличена с продольной арматурой надколонной плиты и колонн.

Задача решается также тем, что в местах пересечения надколонных плит перекрытия со стыком двух колонн обнаженная арматура верхней колонны выполнена в виде петлевого выпуска, а в нижней - в виде арматурных стержней, и замоноличена бетоном при объединении с надколонной плитой.

Сопоставительный анализ заявленной конструкции с наиболее близким аналогом показывает, что она отличается тем, что надколонные и межколонные плиты выполнены плоскими и на их ребрах образованы полочки и поперечные вертикально расположенные петлевые выпуски арматуры. Полочки образованы в нижней части ребер только одной из двух смежных плит, а петлевые выпуски арматуры имеют длину, не превышающую ширину полочки, и смонтированы в перекрытии с перехлестом в вертикальной плоскости смежных плит, зазор между которыми по верхнему продольному ребру превышает зазор по нижнему продольному ребру в 2-15 раз. Вдоль продольных ребер смежных плит выполнены продольные симметрично расположенные относительно друг друга пазы, вдоль которых сквозь перехлесты петлевых выпусков установлена арматура. На ребрах надколонных плит в нижней их части образованы дискретно расположенные по длине ребра опорные столики, а в верхней части продольных ребер смежных межколонных плит выполнены ответные консоли, причем опорные столики и консоли расположены в плоскости плит и длина опорных столиков и консолей равна ширине полочки. В местах пересечения надколонных плит перекрытия и колонн и в местах стыка двух раздельных участков колонн с надколонными плитами перекрытия в колоннах обнажена продольная арматура, замоноличенная с обнаженной арматурой надколонной плиты перекрытия. Плиты перекрытия выполнены одно- и двухмодульными. В двухмодульных плитах длина большей стороны равна расстоянию "по осям" между соседними колоннами, а в одномодульных плитах длина большей стороны равна половине расстояния "по осям" между соседними колоннами. Двухмодульная плита может быть снабжена отверстием для пропуска колонны.

Этот анализ позволяет сделать вывод о наличии новизны в заявленной конструкции.

Сравнение предложенного безригельного бескапительного железобетонного каркаса с другими техническими решениями аналогичного назначения показывает, что заявленный каркас позволяет заметно упростить процесс монтажа: исключается ванная электросварка арматуры стыкуемых колонн, упрощается узел стыка колонн с надколонной плитой, особенно при стыковке двух частей колонны, уменьшается зазор между плитами и соответственно облегчается замоноличивание стыка между ними, становится проще процесс монтажа смежных плит.

Это сравнение указывает на превышение заявленной конструкцией существующего уровня техники и решение поставленной перед изобретением задачи.

Изобретение поясняется на примере его выполнения. На чертежах изображено:

- на фиг.1 - общий вид безригельного каркаса в плане;

- на фиг.2 - монтаж надколонной плиты перекрытия;

- на фиг.3 - стык двух смежных плит перекрытия;

- на фиг.4 - опирание соседних плит перекрытия друг на друга;

- на фиг.5 - узел стыка колонны с плитой перекрытия;

- на фиг.6 - узел стыка двух участков колонн и плиты перекрытия.

Безригельный бескапительный железобетонный каркас здания состоит из колонн 1, 2, непосредственно на которые "надеты" и опираются надколонные плиты 3. На эти надколонные плиты в процессе монтажа перекрытия опирают межколонные плиты 4. Оба типа плит выполнены плоскими, лишенными ребер, капителей и каких-либо иных утолщений в зоне опирания на колонны либо друг на друга. Колонны выполнены также постоянного сечения по высоте, лишенные каких-либо капителей или выступающих за их габариты хомутов в зоне опирания плит перекрытия. Однако если по конструктивным или архитектурно-планировочным соображениям появляется необходимость выполнить плиты ребристыми (на чертежах не показано), то предложенный каркас допускает такое решение.

В местах монтажа надколонных плит 3 в колонне обнажена продольная арматура 5, а отверстие 6 в надколонной плите снабжено вмонтированной в нее при изготовлении обечайкой 7, выполненной из стали. В том случае, когда в уровне надколонной плиты организуется стык 8 колонны по высоте, из верхней части 2 колонны делается петлевой выпуск арматуры 9, а из нижней части 1 колонны - арматурных стержней 10. При объединении надколонной плиты с колонной и частей колонны друг с другом их стык омоноличен бетоном 11.

Плиты перекрытий имеют в нижней части своих ребер 12 полочки 13, расположенные на всю длину ребра. Эти полочки размещены таким образом, что при стыковке со смежной плитой перекрытия полочка оказывается только у одной из смежных плит. В ребрах плит перекрытия сделаны арматурные петлевые выпуски 14, длина которых не превышает ширину полочки. При монтаже плит между петлевыми выпусками, располагаемыми внахлест друг с другом, пропущены горизонтальные стержни 15, располагаемые по вертикали в одной плоскости и замоноличенные бетоном 16. Кроме того, на ребрах надколонных плит в нижней их части образованы дискретно расположенные по длине ребра опорные столики 17, а в верхней части продольных ребер смежных межколонных плит выполнены ответные консоли 18, причем опорные столики и консоли расположены в плоскости плит и длина опорных столиков и консолей равна ширине полочки. При монтаже плит столики и консоли омоноличиваются бетоном.

При монтаже плит перекрытия используются монтажные стойки 19. Плиты выполнены в варианте одномодульных 20 и двухмодульных 21 панелей. В двухмодульных плитах длина большей стороны равна расстоянию "по осям" между соседними колоннами, а в одномодульных плитах длина большей стороны равна половине расстояния "по осям" между соседними колоннами.

Монтаж каркаса осуществляется в следующем порядке: сначала выставляются в проектное положение колонны 1. Затем на них монтируют надколонные плиты 3, после чего устанавливают двухмодульные межколонные плиты 4. Двухмодульные плиты могут иметь комбинированное исполнение, когда одна часть плиты снабжена отверстием 6 для пропуска колонны и выполнять роль надколонной плиты, а другая часть этой плиты такого отверстия лишена. При рядовом исполнении двухмодульной плиты отверстие для пропуска колонны вообще отсутствует. Для лучшего восприятия колоннами монтажных нагрузок первой устанавливают одномодульную надколонную плиту, а уже на нее опирают двухмодульные плиты будь то комбинированного или рядового исполнения. При несимметричном опирании плит или при одностороннем приложении к ним нагрузки, что бывает, как правило, на крайних осях здания, применяют монтажные стойки 19. Стойки снимают только после того, как перекрытие следующего этажа смонтировано, замоноличено бетоном 11 и 16 и бетон этот набрал не менее 70% проектной прочности.

Установку надколонной плиты 3 на колонну 1, 2 производят с помощью монтажного кондуктора 22, предварительно устанавливаемого в отверстии 23, выполненном в колонне на уровне отметки низа плиты перекрытия 3. Установленная на проектную отметку надколонная плита 3 прикрепляется к колонне 1, 2 с помощью сварки обечайки 7 с рабочей арматурой 5, 9 и 10 колонны 1, 2, используя стальные посредники (на чертежах не показаны). Если в уровне установки надколонной плиты 3 производится стыковка верхней 2 и нижней 1 частей колонны, то петлевая арматура 9 верхней колонны 2 сваривается со стержнями 10 нижней колонны 1. Затем узел стыка замоноличивается бетоном 11 с тщательным его уплотнением.

Установка межколонных плит 4 в проектное положение производится на опорные столики 17. При монтаже плит 3, 4 выступающие из их ребер арматурные петлевые выпуски перехлестывают друг друга, образуя на просвет замкнутое овальное кольцо 23, сквозь которое пропускают горизонтальные стержни 15, располагаемые один над другим в вертикальной плоскости. Затем стык омоноличивается бетоном 16. При монтаже плит 3 и 4 выступающая в нижней части ребер 12 полочка 13 перекрывает зазор между плитами, образуя канал, заполняемый бетоном 16.

В малоэтажных зданиях высотой до 4-х этажей поперечное сечение железобетонной колонны может соотноситься как 1:2 и таким образом колонна может быть "спрятана" в толщину стены, не выступая из ее плоскости.