EA007115B1 - Каркас многоэтажного здания или сооружения - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области строительства, в частности, к железобетонным несущим каркасам зданий или сооружений различной этажности и назначения, возводимых в различных районах, включая и сейсмические. Технический результат заключается в сокращении расхода стали на армирование сборных колонн, а также упрощении технологии возведения и сокращении трудозатрат на устройство сборно-монолитных перекрытий. Сущность изобретения заключается в том, что сборно-монолитный каркас включает сборные железобетонные колонны 1 и плоские диски перекрытий, образованные несущими ригелями 2, опертыми на колонны 1, связевыми ригелями, а также сборными железобетонными плитами 7, опертыми по концам на несущие ригели 2 и объединенными по бокам межплитными швами 8 и 9. При этом сборные колонны 1 по высоте выполнены сплошными и на уровне каждого перекрытия снабжены опорными устройствами для шарнирного опирания на них неразрезного несущего ригеля 2. Опорные устройства выполнены в виде паза 13 по периметру сечения колонны 1, на горизонтальной полке 14 которого размещен несущий ригель 2. Опорное устройство может быть выполнено в виде коротких консолей 18 колонны 1. Неразрезные несущие ригели 2 содержат цельнопролетные армокаркасы 3 и боковые армокаркасы 4, объединенные объемлющими дискретными связями 5 в виде П-образных полухомутов 22. Связевые ригели выполнены в виде уширенных межплитных швов 9, снабженных сквозной арматурой 10, заанкеренной по концам в соседних несущих ригелях.

Description

Изобретение относится к области строительства, в частности, к железобетонным несущим каркасам зданий или сооружений различной этажности и назначения, возводимых в различных районах, включая и сейсмические.

Известен каркас многоэтажного здания, включающий колонны и диски перекрытий, образованные из сборных многопустотных плит, объединенных монолитными швами и монолитными железобетонными ригелями [1].

Известный каркас имеет высокую несущую способность, и материал каркаса используется эффективно благодаря подъему ригелей к средине каждого их пролета и образованию в них разгружающего продольного распорного усилия.

Недостатком известного каркаса является неплоскостность нижней потолочной поверхности перекрытий и повышенные трудозатраты на отделку этой поверхности. Указанное также снижает темп строительства здания.

Известен предварительно напряженный железобетонный каркас здания, включающий колонны и плиты перекрытия с каналами переменной глубины, в которых размещена напрягаемая арматура [2].

Известный каркас имеет относительно невысокую металлоемкость.

Недостатками известного каркаса является высокая трудоемкость, сложность возведения и невысокий темп строительства здания. Недостатки обусловлены двухстадийным возведением здания и необходимостью преднапряжения рабочей арматуры в построечных условиях. Кроме того, для натяжения рабочей арматуры требуется специализированное натяжное оборудование и подготовленный производственный персонал.

Наиболее близким к предлагаемому является каркас многоэтажного здания, включающий сборные железобетонные колонны и сборно-монолитные плоские диски перекрытий, образованные монолитными железобетонными несущими ригелями, опертыми на колонны, связевыми ригелями, а также сборными железобетонными плитами, соединенными по боковым сторонам межплитными швами и опертыми по концам на несущие ригели [3].

Известный каркас имеет достаточно высокую несущую способность и надежность.

Вместе с тем в известном каркасе из-за жесткого объединения колонн с монолитными ригелями дисков перекрытия на колонны передаются значительные по величине изгибающие моменты. Это приводит к перерасходу стали на армирование колонн, особенно на верхних этажах. Значительное перенапряжение испытывают стыки сборных колонн, что может привести к снижению их надежности. Наличие сквозных проемов в колоннах в уровне дисков перекрытий, кроме того, вызывает повышенные трудозатраты на устройство монолитных ригелей.

Предлагаемое изобретение решает задачу снижения расхода стали на армирование сборных колонн, а также упрощение технологии возведения и сокращение трудозатрат на устройство сборно-монолитных перекрытий.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в каркасе многоэтажного здания или сооружения, включающем сборные колонны и плоские диски перекрытий, образованные монолитными железобетонными неразрезными несущими ригелями, опертыми на колонны, связевыми ригелями, а также сборными железобетонными плитами, соединенными по боковым сторонам межплитными швами и опертыми по концам на несущие ригели, сборные колонны по высоте выполнены сплошными, на уровне каждого перекрытия снабжены опорными устройствами, обеспечивающими шарнирное опирание неразрезного несущего ригеля, а боковые поверхности колонн по толщине дисков перекрытия снабжены антифрикционным покрытием. При этом неразрезные несущие ригели в каждом пролете вдоль их оси содержат цельнопролетный армокаркас, включающий нижнюю продольную рабочую арматуру и хомуты, выполненный с шириной, равной ширине сечения колонны в месте пересечения с перекрытием, а вдоль граней каждой колонны с перехлестом относительно концов цельнопролетных армокаркасов, расположенных у колонны, с обеих их сторон размещены боковые армокаркасы. При этом боковые армокаркасы содержат поперечную и верхнюю продольную рабочую арматуру, и они выполнены с длиной, равной или превышающей длину участка действия у колонн отрицательного момента с учетом длины анкеровки их верхней рабочей арматуры. При этом цельнопролетные и боковые армокаркасы вдоль каждого неразрезного несущего ригеля объединены в единый армокаркас посредством объемлющих дискретных связей, а связевые ригели выполнены в виде уширенных межплитных швов.

Кроме того, опорное устройство на колоннах может быть выполнено в виде паза по периметру сечения колонны, на горизонтальной полке которого размещены нижние опорные кромки несущего ригеля.

Кроме того, опорное устройство на колоннах для опирания неразрезного несущего ригеля может быть выполнено в виде коротких консолей, размещенных понизу в пределах высоты неразрезного ригеля.

Кроме того, антифрикционное покрытие боковых поверхностей колонн по толщине дисков перекрытий может быть выполнено из неотверждаемого полимерного материала.

Кроме того, антифрикционное покрытие боковых поверхностей колонн по толщине дисков перекрытий может быть выполнено в виде стального короба из жести, охватывающего колонну по периметру и покрытого опалубочными смазками.

- 1 007115

Кроме того, объемлющие дискретные связи для объединения цельнопролетных и боковых армокаркасов вдоль неразрезного несущего ригеля могут быть выполнены в виде составных хомутов, включающих П-образные полухомуты с охватом вперехлест объединяемых ими армокаркасов снизу и сверху и с анкеровкой П-образных полухомутов в бетоне несущих ригелей.

Выполнение сборных колонн по высоте сплошного сечения без обнажения продольной арматуры и снабжение их на уровне каждого перекрытия опорными устройствами для шарнирного опирания неразрезного несущего ригеля позволяет одновременно решить следующие важные задачи. Во-первых, упрощается технология как изготовления сборных колонн, так и устройства монолитного несущего ригеля перекрытия, сопровождаемые существенным сокращением трудозатрат на выполнение этих операций. Во-вторых, обеспечение шарнирного опирания неразрезного несущего ригеля на колонны при незначительном увеличении пролетных моментов в несущем ригеле, приводит к общему сокращению расхода стали, поскольку при исключении передачи моментов с дисков перекрытий на колонны обеспечено достаточное сокращение расхода стали, особенно, в колоннах крайнего ряда верхних этажей.

Снабжение боковых поверхностей колонн по толщине дисков перекрытий антифрикционным покрытием, обеспечивает реализацию условий шарнирного опирания монолитных несущих ригелей на колонны, и исключает передачу на них изгибающих моментов.

Выполнение неразрезных несущих ригелей с содержанием в каждом пролете цельнопролетного армокаркаса, включающего нижнюю продольную рабочую арматуру и хомуты, и по ширине равного ширине сечения колонны в месте ее пересечения с перекрытием, позволяет с минимальными трудозатратами разместить в пролете рабочую арматуру, требуемую для восприятия действующих в пролетных сечениях несущего ригеля изгибающих моментов положительного знака, а принятая ширина армокаркаса позволяет плотно внахлест стыковать цельнопролетный каркас с боковыми армокаркасами.

Размещение боковых армокаркасов, содержащих верхнюю продольную рабочую и поперечную арматуру, в несущем ригеле вдоль граней каждой колонны внахлест относительно концов расположенных у колонн цельнопролетных армокаркасов позволяет также с минимальными трудозатратами разместить у колонн рабочую арматуру, требуемую для восприятия в приопорных сечениях несущего ригеля изгибающих моментов отрицательного знака, и обеспечить требуемую прочность наклонных сечений несущего ригеля на действие поперечной силы и крутящего момента.

Выполнение боковых армокаркасов у колонн с длиной, равной или превышающей длину участка действия отрицательного момента с учетом длины анкеровки их верхней рабочей арматуры, выполняемой за пределом длины зоны действия отрицательного момента, позволяет обеспечить надежное восприятие сечениями ригеля у колонн усилий от расчетных нагрузок.

Объединение цельнопролетных и боковых армокаркасов вдоль несущих ригелей в единый армокаркас посредством объемлющих дискретных связей позволяет обеспечить требуемую надежность восприятия всего комплекса усилий, действующих от приложенных расчетных нагрузок во всех расчетных сечениях несущего ригеля, обеспечить его цельность и высокую несущую способность при минимальных трудозатратах на устройство.

Выполнение связевых ригелей в виде уширенных межплитных швов позволяет сократить объем монолитного бетона на их устройство и потребность в опалубочных средствах и, соответственно, уменьшить трудозатраты на устройство перекрытий.

Выполнение на колоннах устройства для опирания неразрезного несущего ригеля в виде паза по периметру сечения колонны с размещением на его горизонтальной полке нижних опорных кромок несущего ригеля, позволяет осуществить надежное шарнирное опирание перекрытия на колонны с минимальными трудозатратами на устройство узла сопряжения перекрытия с колонной.

Выполнение на колоннах устройства для опирания неразрезного несущего ригеля в виде коротких консолей, размещенных понизу в пределах высоты несущего ригеля, позволяет реализовать этот узел сопряжения с использованием традиционных конструктивных решений колонн, что также обеспечивает сокращение трудовых и материальных затрат.

Выполнение антифрикционного покрытия боковых поверхностей сборных колонн в пределах толщины дисков перекрытий из неотверждаемого полимерного материала позволяет выполнить шарнирный узел сопряжения простым нанесением смазки на поверхность колонны при минимальных трудовых затратах и исключить передачу момента на колонну.

Выполнение антифрикционного покрытия боковых поверхностей сборных колонн по толщине дисков перекрытий в виде стального короба из жести, охватывающего колонну по периметру и покрытого опалубочной смазкой, позволяет простыми и доступными средствами обеспечить шарнирное сопряжение колонны с диском перекрытия и исключить передачу момента с несущего ригеля на колонну.

Выполнение объемлющих дискретных связей объединения среднего цельнопролетного и боковых армокаркасов вдоль неразрезного несущего ригеля в виде составных хомутов из П-образных полухомутов с охватом вперехлест объединяемых армокаркасов снизу и сверху при наличии надежной анкеровки свободных концов полухомутов в бетоне несущих ригелей позволяет создать при минимальных материальных и трудовых затратах единый армокаркас несущего ригеля, обеспечив надежное восприятие по

- 2 007115 следним всех изгибающих, крутящих и поперечных усилий, возникающих в его нормальных и наклонных сечениях при действии всех видов расчетных нагрузок и воздействий.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявленное техническое решение отличается от известного новыми признаками: (1) сборные колонны по высоте выполнены сплошного сечения, на уровне каждого перекрытия снабжены опорными устройствами, обеспечивающими для шарнирное опирание неразрезного несущего ригеля, а (2) боковые поверхности колонн по толщине дисков перекрытий снабжены антифрикционным покрытием, (3) неразрезные несущие ригели в каждом пролете вдоль их оси содержат цельнопролетный армокаркас, включающий нижнюю продольную рабочую арматуру и хомуты, выполненный с шириной, равной ширине сечения колонны в месте пересечения ее с перекрытием, а (4) вдоль граней каждой колонны с перехлестом относительно концов цельнопролетных армокаркасов, расположенных у колонны, с обеих их сторон размещены боковые армокаркасы, (5) боковые армокаркасы содержат поперечную и верхнюю продольную рабочую арматуру и они выполнены с длиной, равной или превышающей длину участка действия у колонн отрицательного момента с учетом длины анкеровки их верхней рабочей арматуры, (6) цельнопролетные и боковые армокаркасы вдоль каждого неразрезного несущего ригеля объединены в единый армокаркас посредством объемлющих дискретных связей, а (7) связевые ригели выполнены в виде уширенных межплитных швов. Кроме того, (8) опорное устройство на колоннах для опирания неразрезного несущего ригеля может быть выполнено в виде паза по периметру сечения колонны, на горизонтальной полке которого размещены нижние опорные кромки несущего ригеля. Кроме того, (9) опорное устройство на колоннах для опирания неразрезного несущего ригеля может быть выполнено в виде коротких консолей, размещенных понизу в пределах высоты неразрезного несущего ригеля. Кроме того, (10) антифрикционное покрытие боковых поверхностей колонн по толщине дисков перекрытий может быть выполнено из неотверждаемого полимерного материала. Кроме того, (11) антифрикционное покрытие боковых поверхностей колонн по толщине дисков перекрытий выполнено в виде стального короба из жести, охватывающего колонну по периметру и покрытого опалубочными смазками. Кроме того, (12) объемлющие дискретные связи для объединения цельнопролетных и боковых армокаркасов вдоль неразрезного несущего ригеля могут быть выполнены в виде составных хомутов, включающих П-образные полухомуты с охватом вперехлест объединяемых ими армокаркасов снизу и сверху и с анкеровкой П-образных полухомутов в бетоне несущих ригелей.

Все перечисленные признаки предлагаемого технического решения работают на единую цель снижение расхода стали на армирование сборных колонн, а также упрощение технологии возведения и сокращение трудозатрат на устройство сборно-монолитных перекрытий.

В целом предлагаемое техническое решение, по мнению авторов, соответствует критерию новизны, поскольку перечисленные признаки в приведенной сумме неизвестны, а достигаемые технические результаты по предложенному решению превосходят известные, позволяют решить поставленную задачу и создают сверхсуммарный результат вследствие взаимного действия друг на друга перечисленных выше признаков.

Сущность предлагаемого решения поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен предлагаемый каркас, вид в плане; на фиг. 2 - то же, узел А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, узел Б на фиг. 1; на фиг. 4 - то же, узел В на фиг. 1; на фиг. 5 - то же, узел Г на фиг. 1; на фиг. 6 - предлагаемый каркас, сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 7 - то же, сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 8 - то же, сечение В-В на фиг. 5 при устройстве на колоннах паза для опирания на его полку нижней кромкой несущего ригеля; на фиг. 9 - то же, сечение ВВ на фиг. 5 при устройстве на колоннах коротких консолей для опирания неразрезного несущего ригеля; на фиг. 10 - то же, прямоугольное сечение Г-Г несущего ригеля на фиг. 5 при его толщине, равной толщине сборных плит; на фиг. 11 - то же, тавровое сечение Г-Г несущего ригеля на фиг. 5 при устройстве полки в стяжке пола над сборными плитами; на фиг. 12 - сборка армокаркасов неразрезного ригеля с объединением их в единый армокаркас дискретными П-образными полухомутами, при нижних полухомутах, выполняемых с загибом арматуры; на фиг. 13 - варианты компоновки дискретных связей армокаркасов неразрезного несущего ригеля из объемлющих П-образных полухомутов с приваренной по их концам анкеровочной арматурой в собранном виде; на фиг. 14 - П-образные полухомуты дискретных связей, детали; на фиг. 15 - сборная колонна предлагаемого каркаса, снабженная пазом по периметру ее сечения в месте опирания неразрезного несущего ригеля; на фиг. 16 - то же, что на фиг. 15, сборная колонна, выполненная с короткими консолями.

Предлагаемый каркас (фиг. 1-16) включает сборные колонны 1, опертые на них неразрезные несущие ригели 2, выполненные из монолитного железобетона и содержащие в каждом пролете цельнопролетный армокаркас 3, боковые армокаркасы 4, размещенные вдоль граней колонн в зоне действия отрицательных моментов. Армокаркасы 3 и 4 объединены в единый армокаркас неразрезного ригеля 2 посредством дискретных связей 5, установленных вдоль каждого пролета неразрезного ригеля 2. Для образования консолей 6 несущих ригелей 2 за наружные ряды колонн 1 вынесены боковые армокаркасы 4. На несущие ригели 2 и их консоли 6 оперты по концам сборные железобетонные плиты 7. Плиты 7 объединены по сторонам межплитными швами 8, выполненными с применением монолитного бетона. Межплитные швы 8 могут быть выполнены уширенными 9 и снабжены сквозной арматурой 10, связывающей

- 3 007115 соседние неразрезные несущие ригели 2. Эта арматура 10 обеспечивает восприятие продольных распорных усилий, возникающих при изгибе сборных плит 7 под нагрузкой. Сборные плиты 7, как правило, многопустотные или П-образные (не показаны), оперты по торцам своей верхней полкой на бетонные шпонки 11, выполненные на боковых гранях монолитных несущих ригелей 2. Несущие ригели 2, сборные плиты 7, межплитные швы 8 и 9 образуют вместе плоские диски перекрытий. В крайнем ряду колонн 1 на кромке диска перекрытия в створе поэтажно-опертой наружной стены (не показана) неразрезной несущий ригель 2 может быть выполнен большей высоты сечения, чем толщина диска перекрытия и выступать кверху и/или книзу из плоскости поверхностей перекрытия. Все несущие ригели 2 могут быть выполнены прямоугольного сечения (см фиг. 10) с высотой сечения, равной толщине примыкающих плит 7 или таврового сечения (см фиг. 11, 13) с полкой 12, размещаемой в стяжке пола (не обозначена) над плитами 7.

Сборные колонны 1 выполнены многоэтажными и сплошного сечения (см. фиг. 6-9, 15, 16) по всей их высоте. В плоскости каждого диска перекрытия по высоте несущего ригеля 2 колонны 1 могут быть заужены на глубину паза 13, выполненного по периметру сечения колонны. На горизонтальной полке 14 паза 13 оперт нижней кромкой монолитный несущий ригель 2, охватывающий колонну 1 по ее периметру со всех сторон и размещенный в пазе 13. Боковая поверхность колонны 1 в пазе 13 содержит антифрикционное покрытие 15, обеспечивающее свободное опирание ригеля 2 на полку 14 и исключающее совместность деформаций под нагрузкой несущего ригеля 2 и стержня колонны 1. При наличии сужения сечения колонны 1 в местах сопряжения с дисками перекрытий продольная рабочая арматура 16 колонны 1 может быть оборвана сверху и снизу у паза 13 и внахлест с ней могут быть размещены стержни 17 дополнительного армокаркаса (не обозначен), устанавливаемого в колонне для обеспечения равнопрочности ее сечений.

Сборные колонны 1 в уровнях дисков перекрытий могут быть снабжены короткими консолями 18 для опирания несущего ригеля 2. В этом случае антифрикционное покрытие 15 выполнено на боковой поверхности колонны 1 на всю высоту сечения несущего ригеля 2. Покрытие 15 предусмотрено таким, чтобы обеспечить свободные перемещения несущего ригеля 2 в узле опирания его на консоли 18 колонны 1 и исключить передачу изгибающего момента под нагрузкой с несущего ригеля 2 на колонну 1. Антифрикционное покрытие 15 в узле опирания на нее неразрезного ригеля 2 может быть выполнено нанесением на боковую поверхность колонны 1 неотверждаемого полимерного материала, либо битумной обмазкой толщиной 2-3 мм, исключающей совместность деформаций под нагрузкой контактных поверхностей колонны 1 и несущего ригеля 2. Антифрикционное покрытие 15 может быть выполнено (см. фиг. 15-16) с применением полого жестяного короба (отдельно не показан), охватывающего колонну 1 по ее периметру с покрытием наружных поверхностей короба вязкими опалубочными смазками, исключая прочный контакт боковых поверхностей несущего ригеля 2 и колонн 1. Все принятые конструктивные решения обеспечивают шарнирное опирание неразрезного ригеля 2 на колонны 1 с требуемой надежностью.

Для обеспечения совместной работы под нагрузкой всей рабочей арматуры неразрезных несущих ригелей 2 предусмотрено объединение дискретными связями 5 в каждом их пролете цельнопролетного армокаркаса 3, предназначенного для восприятия моментов положительного знака, с боковыми армокаркасами 4, размещенными по обе стороны армокаркаса 3 и предназначенными для восприятия ригелем 2 действующих у колонн изгибающих моментов отрицательного знака. Цельнопролетный армокаркас 3 включает нижнюю продольную рабочую арматуру 19 и поперечную арматуру 20 (хомуты), а боковые армокаркасы 4, кроме поперечной арматуры 20, включают верхнюю продольную рабочую арматуру 21. Поперечные усилия и частично крутящие моменты у колонн 1 в несущем ригеле 2 воспринимает поперечная арматура 20 армокаркасов 3 и 4. Для полного восприятия всех видов усилия в сечениях несущего ригеля 2 армокаркасы 3 и 4 в местах их перехлеста объединены дискретными связями 5.

Для повышения технологичности выполнения арматурных работ и сокращения трудозатрат предусмотрено полнозамкнутые хомуты выполнить из П-образных полухомутов 22, располагаемых вертикально и внахлест свободными концами (см. фиг. 12 и 14). В этом случае нижний полухомут 22 может быть выполнен с загибом 23 по месту относительно крайних стержней верхней рабочей арматуры 21 боковых армокаркасов 4. Полухомуты 22 могут быть также снабжены приваренными к ним контактной сваркой анкерными стержнями 24 (см. фиг. 13 и 14), располагаемыми по разные стороны П-образных полухомутов 22 и обеспечивающими надежную анкеровку полухомутов в монолитном бетоне несущего ригеля 2. В таком случае каждая дискретная связь 5 по существу является полнозамкнутым хомутом, образованным П-образными полухомутами 22. Полухомуты 22 выполнены из арматурных стержней периодического профиля, вертикальные ветви которых с приваренными к ним анкерными стержнями 24 размещены внахлест вдоль боковых граней монолитных несущих ригелей 2. Шаг установки дискретных связей 5 определяется расчетом по величинам действующих в сечениях ригелей 2 усилий.

В целом каркас представляет собой единую сборно-монолитную пространственную несущую систему, образованную сборными индустриальными изделиями, производимыми как по традиционным, так и по современным безопалубочным технологиям, рационально размещенным армированием и высококачественным монолитным железобетоном. При этом в каркасе предусмотрено применение современных

- 4 007115 быстротвердеющих высокопрочных бетонов и эффективных арматурных сталей, что в целом обеспечивает снижение материалоемкости здания и высокий темп всепогодного строительства.

Предлагаемый каркас под нагрузкой работает как единая многократно статически неопределимая многоэтажная пространственная конструкция с плоскими дисками перекрытия. На каждом перекрытии каркаса вертикальную нагрузку непосредственно воспринимают сборные плиты 7, перераспределяют ее на несущие ригели 2. Ригели 2, в свою очередь, передают усилия от нагрузки на колонны 1. При этом в сечениях по торцам плит возникают изгибающие моменты отрицательного знака, обусловленные эксцентриситетом продольного распорного усилия, возникающего под нагрузкой в плитах 7 при их изгибе в стесненных условиях. Указанные распорные усилия в плитах 7 воспринимает сквозная арматура 10 уширенных межплитных швов 9. Отрицательные моменты в сечениях по концам плит воспринимают верхняя продольная арматура (не показана) уширенных швов 9 и сжатый бетон нижних полок плит 7.

Передаваемые усилия несущие ригели 2 воспринимают в их сечениях под нагрузкой следующим образом. В средней части каждого пролета ригеля 2 положительный изгибающий момент воспринимают его поперечные сечения с нижней продольной рабочей арматурой 19, содержащейся в цельнопролетном армокаркасе 3. У колонн отрицательный момент воспринимают сечения ригеля 2 с верхней растянутой продольной арматурой 21 боковых армокаркасов 4, обрываемой в пролетах ригеля 2 по эпюре моментов. Причем, в сечениях ригелей 2, как в середине каждого пролета, так и у колонн 1, в работу сжатой зоны сечения каждого ригеля 2 благодаря шпонкам 11 и каркасам со сквозной арматурой 10 швов 9 вовлекаются и концевые участки примыкающих к нему многопустотных плит 7. Совместная работа под нагрузкой рабочей арматуры армокаркасов 3 и 4 неразрезного несущего ригеля 2 в полной мере обеспечена благодаря дискретным связям 5, выполненным с применением П-образных полухомутов 22.

Благодаря свободному опиранию несущего ригеля 2 на колонны 1 посредством пазов 13 или коротких консолей 18 с устройством антифрикционного покрытия 15 обеспечено шарнирное сопряжение несущего ригеля 2 с колоннами 1. В этом случае передача усилий с несущих ригелей 2 на колонны 1 от действия вертикальной нагрузки происходит практически центрально относительно продольной оси колонны 1 в пределах случайных эксцентриситетов, устанавливаемых нормами. При этом расход продольной рабочей арматуры колонн 1 зависит в основном от величины продольного усилия. Указанное позволяет по сравнению с прототипом [3] существенно сократить расход арматуры в колоннах, особенно на верхних этажах здания. В целом, в предлагаемом каркасе при шарнирных узлах сопряжений колонн 1 с ригелями 2 все горизонтальные нагрузки, приложенные к зданию, как и в связевых каркасах, воспринимают диски перекрытий и передают их, как горизонтальные диафрагмы на вертикальные диафрагмы 25 или ядра жесткости (см. фиг. 1). Таким образом в работу несущей системы здания в большей мере включаются вертикальные диафрагмы и ядра жесткости, обеспечивается более эффективное их использование.

Таким образом, по сравнению с аналогами [1, 2] и прототипом [3] в предлагаемом каркасе при наличии приведенных признаков в еще большей мере удается снизить и наиболее полно перераспределить усилия между элементами каркаса. Действительно, если в прототипе без предварительного напряжения монолитных элементов перекрытий наибольший эффективный шаг колонн равен 6,6-7,0 м, то предлагаемое решение благодаря уширенным несущим ригелям 2 позволяет практически при тех же условиях обеспечить перекрытие пролетов до 7,2-8,0 м. Это существенно расширяет возможности обеспечения свободных объемно-планировочных решений зданий и решает задачу получения универсального каркаса для многоэтажных зданий различного назначения (жилье, общественные здания, многоэтажные гаражистоянки и т.д.).

Предлагаемый каркас возводят в той же последовательности, что и прототип [3]. Сначала устанавливают сборные колонны высотой на 1-2 этажа, затем в створе колонн монтируют поддерживающие устройства с опалубкой поверху для монолитных несущих ригелей (на чертежах не показаны). На поддерживающие устройства опирают в проектное положение концами сборные плиты 7. Затем в створах колонн 1 между ними в каждом пролете укладывают по нижним полухомутам 22 цельнопролетные армокаркасы 3 (см. фиг. 1), а по их сторонам вдоль колонн 1 укладывают боковые армокаркасы 4 и фиксируют их посредством дискретных связей 5 с загибом концов 23 нижних полухомутов 22 и установкой верхних полухомутов 22. В уширенные межплитные швы 9, под которыми предварительно размещена подвесная полосовая опалубка (не показана), устанавливают сквозную арматуру 10, организованную в виде плоских армокаркасов. После установки сборных плит и всех арматурных изделий диска перекрытия производят укладку монолитного бетона в несущие ригели 5 и межплитные швы 8,9. После набора монолитным бетоном диска перекрытия требуемой прочности на готовое перекрытие переставляют освобождаемые снизу поддерживающие устройства и цикл повторяется на каждом очередном этаже.

В отличие от аналогов и прототипа [3] технология возведения каркаса благодаря принятой конструкции отличается предельной простотой. Исключены ручные операции по армированию узлов сопряжения колонн с неразрезными ригелями. В результате по сравнению с известными на 25-35% снижены трудозатраты на возведение каркаса, с использованием предлагаемого каркаса, существенно наращен темп возведения здания, на 10-20% сокращена потребность в опалубочных устройствах из дорогостоящей водостойкой фанеры, требуемая для устройства связевых ригелей в прототипе [3].

- 5 007115

Предлагаемый каркас найдет широкое применение для строительства многоэтажных жилых и общественных зданий массового назначения.

Источники информации

1. Патент РФ № 2052591, 1996, Бюл. № 2, Е04В 1/18, Е04Н9/02.

2. Патент РФ № 2166032, 2001, Бюл. № 12, Е04В 1/18.

3. Патент РФ № 2118430, 1998, Бюл. № 24, Е04В 1/18, Е04Н9/02.

Claims (6)

1. Каркас многоэтажного здания или сооружения, включающий сборные колонны и плоские диски перекрытий, образованные монолитными неразрезными железобетонными несущими ригелями, опертыми на колонны, связевыми ригелями, а также сборными железобетонными плитами, соединенными по боковым сторонам межплитными швами и опертыми по концам на несущие ригели, отличающийся тем, что сборные колонны по высоте выполнены сплошными, на уровне каждого перекрытия они снабжены опорными устройствами, обеспечивающими шарнирное опирание на них неразрезного несущего ригеля, а боковые поверхности колонн по толщине дисков перекрытия снабжены антифрикционным покрытием, неразрезные несущие ригели в каждом пролете вдоль их оси содержат цельнопролетный армокаркас, включающий нижнюю продольную рабочую арматуру и хомуты, выполненный с шириной, равной ширине сечения колонны в месте пересечения ее с перекрытием, а вдоль граней каждой колонны с перехлестом относительно концов цельнопролетных армокаркасов, расположенных у колонны, с обеих их сторон размещены боковые армокаркасы, которые содержат поперечную и верхнюю продольную рабочую арматуру и выполнены с длиной, равной или превышающей длину участка действия у колонн отрицательного момента с учетом длины анкеровки их верхней рабочей арматуры, цельнопролетные и боковые армокаркасы вдоль каждого неразрезного несущего ригеля объединены в единый армокаркас посредством объемлющих дискретных связей, а связевые ригели выполнены в виде уширенных межплитных швов.

2. Каркас здания или сооружения по п.1, отличающийся тем, что опорное устройство на колоннах выполнено в виде паза по периметру сечения колонны, на горизонтальной полке которого размещены нижние опорные кромки несущего ригеля.

3. Каркас здания или сооружения по п.1, отличающийся тем, что опорное устройство на колоннах выполнено в виде коротких консолей, размещенных понизу в пределах высоты неразрезного несущего ригеля.

4. Каркас здания или сооружения по пп.1-3, отличающийся тем, что антифрикционное покрытие боковых поверхностей колонн по толщине дисков перекрытий выполнено из неотверждаемого полимерного материала.

5. Каркас здания или сооружения по пп.1-3, отличающийся тем, что антифрикционное покрытие боковых поверхностей колонн по толщине дисков перекрытий выполнено в виде стального короба из жести, охватывающего колонну по периметру и покрытого опалубочными смазками.

6. Каркас здания или сооружения по пп.1-5, отличающийся тем, что объемлющие дискретные связи для объединения цельнопролетных и боковых армокаркасов выполнены в виде составных хомутов, включающих П-образные полухомуты с охватом вперехлест объединяемых ими армокаркасов снизу и сверху и с анкеровкой П-образных полухомутов в несущем ригеле.