способ возведения каркаса многоэтажного здания

Формула изобретения

Способ возведения каркаса многоэтажного здания, включающий размещение фундаментных опор, монтаж несущих колонн, несущих балок, установку в проектное положение железобетонных плит перекрытий, размещение напрягаемой арматуры и ее анкеровку, отличающийся тем, что для изготовления несущих колонн используют стальные трубы высотой в один-три этажа, которые вертикально устанавливают и закрепляют нижнюю часть в фундаментных опорах, верхнюю часть - в стыковых узлах межэтажного перекрытия, а далее между стыковыми узлами каждого этажа с закреплением на боковой поверхности стыкового узла несущих балок и бетонированием внутреннего объема трубы до уровня ниже стыкового узла на величину от 0,5 до 1,0 м; после чего в плоскости перекрытия этажа производят укладку на монтажные столики между несущими балками железобетонных плит со шпунтовыми боковыми гранями и внутренними поперечными каналами с последующим протягиванием через каналы стальных арматурных канатов, их натяжением, анкеровкой и омоноличиванием высокопрочным бетоном стальных труб на оставшуюся высоту, стыковых узлов, щелей и каналов с анкерными узлами и демонтажем монтажных устройств.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к строительству, в частности к каркасно-монолитным типам зданий, и может быть использовано при возведении зданий и сооружений жилого, гражданского и промышленного назначения.

Известен способ возведения каркаса многоэтажного здания, включающий монтаж колонн, установку монтажно-технологической оснастки в виде башенных опорных устройств, монтаж плит перекрытия, омоноличивание их с колоннами и между собой, разборку, перестановку оснастки на готовое перекрытие и устройство наружных стен и перегородок (см., например, патент РФ №2197578, Кл. Е04В 1/18, 2000 г.).

Принятая в известном способе последовательность монтажа и устройства монолитных элементов конструкций обеспечивает удобство и безопасность выполнения работ, позволяет получить плотные сопряжения наружных стен с перекрытием. При этом исключаются тепловые потери и продувание через сопряжения при эксплуатации. Однако необходимость использования в известном способе массивных башенных опорных устройств для опирания на них сборных и монолитных элементов перекрытий, инвентарной опалубки и подпорных стоек существенно повышают трудоемкость монтажа каркаса здания, а также затраты времени на переналадку и перестановку башенных опорных устройств, что снижает эффективность применения способа.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ возведения каркаса многоэтажного здания, включающий монтаж несущих железобетонных колонн, установку в проектное положение плит перекрытий, размещение напрягаемой арматуры в ригелях и ее анкеровку (см., например, патент РФ №1776734, кл. Е04В 1/18, 1989 г.). Причем плиты перекрытий соединены в диск перекрытий посредством бетонных шпонок, размещенных в торцах плит и омоноличенных заодно с ригелями, изготовленными непосредственно на рабочей площадке в процессе монтажа каркаса зданий. Размещение напрягаемой арматуры в ригелях согласно расчетной эпюре моментов позволяет рационально разместить арматуру, обеспечивая при этом наиболее полное использование ее прочностных свойств.

Однако повышенная сложность и трудоемкость осуществления известного способа, связанная с необходимостью проведения монолитных работ, изготовления арматурных каркасов и опалубки каркасов в построечных условиях, снижают эффективность использования известного способа, что объясняет ограниченное применение указанного способа в строительстве за последнее десятилетие.

Цель предлагаемого изобретения - сокращение сроков монтажа каркасов здания, снижение расхода металла и бетона, повышение эксплуатационных характеристик каркаса многоэтажного здания.

Поставленная цель достигается тем, что в способе возведения каркаса многоэтажного здания, включающем размещение фундаментных опор, монтаж несущих колонн, несущих балок, установку в проектное положение железобетонных плит перекрытий, размещение напрягаемой арматуры и ее анкеровку, для изготовления несущих колонн используют стальные трубы высотой в один-три этажа, которые вертикально устанавливают и закрепляют: нижнюю часть - в фундаментных опорах, верхнюю часть - в стыковых узлах межэтажного перекрытия, а далее - между стыковыми узлами каждого этажа с закреплением на боковой поверхности стыкового узла несущих балок и бетонированием внутреннего объема трубы до уровня ниже стыкового узла на величину от 0,5 м до 1,0 м; после чего в плоскости перекрытия этажа производят укладку на монтажные столики между несущими балками железобетонных плит со шпунтовыми боковыми гранями и внутренними поперечными каналами, с последующим протягиванием через каналы стальных арматурных канатов, их натяжением, анкеровкой и омоноличиванием высокопрочным бетоном стальных труб на оставшуюся высоту, стыковых узлов, щелей и каналов с анкерными узлами и демонтажом монтажных устройств.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что при использовании заявленной последовательности монтажа коробки здания, изготавливаемой из трубобетона, обеспечивается возможность ускоренного возведения зданий любой высоты в отличие от прототипа, в котором каркас здания монтируется из железобетона, а высота таких зданий не превышает, как правило, 25 этажей. При этом монтаж несущих трубобетонных колонн в заявляемом способе осуществляют непосредственно на строительной площадке путем сборки их из отдельных секций - стальных труб длиной в один-три этажа, что существенно снижает трудоемкость и себестоимость изготовления каркаса. Использование стыковых узлов, размещенных в верхнем конце каждой секции стальной трубы и соединяющих секции между собой, позволяет исключить необходимость соблюдения большой точности обрезки торцов стальных труб для обеспечения предельно четкой их стыковки, существенно сократить сроки возведения и стоимость каркаса, повысить его прочность и несущую способность. Протягивание стальных арматурных канатов через поперечные каналы железобетонных плит, изготовленных со шпунтовыми боковыми гранями и установленных на несущих балках, обеспечивает четкую фиксацию стянутых в диск перекрытия железобетонных плит, исключая при этом перекос плит при натяжении арматуры и их максимально плотную укладку. Благодаря этому обеспечивается возможность передачи напряжения натянутой арматуры после ее освобождения из упоров на бетон диска перекрытия по всему сечению диска, что, в свою очередь, приводит к значительному улучшению эксплуатационных характеристик перекрытия и, прежде всего, повышению его несущей способности.

Предлагаемый способ возведения каркаса многоэтажного здания осуществляют следующим образом.

Производят размещение фундаментных опор, в которых вертикально устанавливают и закрепляют стальные трубы высотой в один-три этажа. Затем в верхний свободный конец труб вставляют нижний цилиндр стыкового узла таким образом, что он плотно прилегает к внутренней поверхности труб, а в боковых отверстиях стыкового узла размещают горизонтальные несущие балки, после чего производят омоноличивание внутреннего объема трубы до уровня ниже стыкового узла на величину от 0,5 до 1,0 м.

В плоскости перекрытия укладывают в проектное положение на монтажные столики между несущими балками (ригелями) железобетонные плиты со шпунтовыми боковыми гранями и внутренними поперечными каналами; затем через каналы протягивают стальные арматурные канаты и осуществляют их натяжение между балками (ригелями). При этом происходит предельно четкая фиксация железобетонных плит и их максимально плотная укладка с образованием диска перекрытий.

После достижения необходимых величин напряжения арматурных канатов сила натяжения передается на бетон диска перекрытий, а каналы омоноличиваются цементным раствором для осуществления сцепления арматуры с бетоном диска перекрытий.

После монтажа диска перекрытий в верхней цилиндр стыкового узла монтируемой колонны вставляют стальную трубу следующего уровня (также высотой в один-три этажа) и процесс сборки каркаса повторяется.

Сборка каркаса из отрезков стальных труб высотой менее одного этажа не рациональна в связи с увеличением количества стыков, что приведет к снижению устойчивости трубобетонной колонны, а высотой более 3-х этажей затрудняет обеспечение требуемой плотности бетона при его укладке в процессе монтажа колонны.

Предлагаемый способ обеспечивает высокую скорость возведения каркаса многоэтажного здания, превосходящую аналогичную для классического бетона; снижает объемы сварочных работ в 2-3 раза; заметно (в 1,5-2 раза) сокращает сроки строительства коробок зданий и сооружений и позволяет проводить работы в зимнее время. При этом одновременно существенно улучшаются эксплуатационные характеристики многоэтажных и высотных зданий, прежде всего, их огнестойкость и сейсмостойкость. Основные технико-экономические показатели предлагаемого способа возведения каркаса многоэтажного здания приведены в таблице.

Таблица
Наименование показателей	Ед. изм.		Показатели
		Крупнопанельные дома	Монолитный каркас (прототип)	Заявляемый способ
1. Расход стали на несущие конструкции на 1 м2 площади здания.	кг	14,2	14,8	10,4
2. Расход ж/бетона, в т.ч. монолитного на 1 м 2 площади здания	м3	0,8	0,18	0,15
	м3	0,2	0.8	0,05
3. Относительная стоимость строительства коробки дома	%	100	85	75
4. Относительные сроки строительства	%	100	80	60