EA007917B1 - Строительство большепролетных зданий с самораскреплением из составных несущих стеновых панелей и перекрытий - Google Patents

Строительство большепролетных зданий с самораскреплением из составных несущих стеновых панелей и перекрытий Download PDF

Info

Publication number
EA007917B1
EA007917B1 EA200600166A EA200600166A EA007917B1 EA 007917 B1 EA007917 B1 EA 007917B1 EA 200600166 A EA200600166 A EA 200600166A EA 200600166 A EA200600166 A EA 200600166A EA 007917 B1 EA007917 B1 EA 007917B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
walls
steel
concrete
panels
panel
Prior art date
Application number
EA200600166A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200600166A1 (ru
Inventor
Милован Скендзик
Бранко Смрчек
Original Assignee
Мара-Институт Д.О.О.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Мара-Институт Д.О.О. filed Critical Мара-Институт Д.О.О.
Publication of EA200600166A1 publication Critical patent/EA200600166A1/ru
Publication of EA007917B1 publication Critical patent/EA007917B1/ru

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/04—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/02—Structures consisting primarily of load-supporting, block-shaped, or slab-shaped elements
    • E04B1/04—Structures consisting primarily of load-supporting, block-shaped, or slab-shaped elements the elements consisting of concrete, e.g. reinforced concrete, or other stone-like material
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/02—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units
    • E04B5/04—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units with beams or slabs of concrete or other stone-like material, e.g. asbestos cement
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/02—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units
    • E04B5/04—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units with beams or slabs of concrete or other stone-like material, e.g. asbestos cement
    • E04B5/046—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units with beams or slabs of concrete or other stone-like material, e.g. asbestos cement with beams placed with distance from another
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/04—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres
    • E04C2/044—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres of concrete
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/29—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces built-up from parts of different material, i.e. composite structures
    • E04C3/293—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces built-up from parts of different material, i.e. composite structures the materials being steel and concrete
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/38—Arched girders or portal frames
    • E04C3/44—Arched girders or portal frames of concrete or other stone-like material, e.g. with reinforcements or tensioning members

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Building Environments (AREA)
  • Panels For Use In Building Construction (AREA)
  • Residential Or Office Buildings (AREA)
  • Joining Of Building Structures In Genera (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Load-Bearing And Curtain Walls (AREA)

Abstract

Большепролетные здания, не имеющие обычных балок и колонн, сооружаются из вертикальных несущих составных стеновых панелей и составных перекрытий, причем и те, и другие имеют два бетонных слоя, соединенных между собой стенками из стальной полосы. Жесткая горизонтальная плоскость, образованная собранными узлами крыши/потолка, опирающаяся на стеновые панели, соединенная с обеими торцевыми стенами, ограничивает поперечное перемещение продольно расположенных стеновых панелей, прикрепленных верхами, одновременно раскрепляя их от увода и уменьшая их приведенную длину при продольном изгибе. Перекрытия, если таковые используются, будучи жестко соединенными с вертикальными панелями, дополнительно повышают устойчивость всего сооружения. Также предлагаются составные стеновая панель и перекрытие, адаптированные для той же цели. Все сооружение, раскрепленное таким образом, ведет себя как жесткая коробка, изготовленная из гибких панелей.

Description

Настоящее изобретение относится к строительству перекрытий промышленных или иных подобных зданий из предварительно напряженного железобетона и, в частности, к некоторым стальным деталям, которые становятся составными частями сооружения. Область изобретения описана в классификации Е 04В 1/10 в соответствии с МПК, которая в целом относится к конструкциям или строительным элементам или, в частности, в группе Е 04С 3/00 или 3/294.
Обзор известных технических решений
Целью настоящего изобретения является создание новой сборочной системы для строительства большепролетных зданий из составных вертикальных несущих стеновых панелей и составных перекрытий, благодаря которой достигаются боковое раскрепление и устойчивость сооружения при использовании только гибких элементов стен и перекрытий без необходимости в дополнительной придающей устойчивость конструкции. Конечная цель заключалась в создании способа строительства однопролетного большепролетного здания с плоскими внутренней и наружной поверхностями, не имеющего обычных балок и колонн, выходящих из них. Как это делается, описывается в приведенном ниже описании.
Важно подчеркнуть, что настоящее изобретение относится к большепролетным малоэтажным зданиям (с пролетом примерно 20-30 м, высотой до 15 м) и относится, главным образом, к строительству промышленных или подобных зданий, для которых многие известные подобные системы стеновых панелей никогда не использовались. В наиболее распространенной практике строительства малоэтажных бетонных зданий из стеновых панелей преобладают ненесущие навесные стены, требующие конструктивных дополнительных опор. Самостоятельно устойчивые конструкции, где несущими элементами являются только несущие стеновые панели, встречаются очень редко. Некоторые системы зданий со стеновыми панелями могут иметь элементы, более или менее похожие на элементы системы здания, описанные в настоящем изобретении, но ввиду нереальности предложенных решений их применение для большепролетных зданий невозможно. Самонесущие конструкции из несущих стеновых панелей требуют применения панелей, обладающих значительной жесткостью, способных нести огромные вертикальные нагрузки и горизонтальный силы, одновременно обеспечивая устойчивость всего сооружения. Главной причиной тому, почему несущие конструкции только из стеновых панелей встречаются так редко - это именно устойчивость сооружения, добиться которой при использовании только прочных панелей трудно. В таком случае панели не могут быть тонкими, а должны быть значительной толщины, а увеличение толщины панелей приводит к значительному расходу материала, который в зависимости от высоты здания может стать чрезмерным. Слишком толстые стеновые панели могут быть еще и слишком тяжелыми или неэстетично выглядеть. Толщина панели, за счет которой стеновая панель обретает жесткость, фактически достигается путем увеличения расстояния между двумя бетонными слоями, причем просвет между ними необходимо заполнить каким-либо материалом. Любой материал, используемый для заполнения просвета, вызывает значительные расходы, если учесть большие площади стен здания. Очевидно, что толщину панели необходимо каким-то образом увеличить без расходования слишком большого количества материала, и это тоже одна из целей настоящего изобретения. Но даже если толщину панели и удастся увеличить без значительных затрат, добившись таким путем жесткой несущей стеновой панели, этого по-прежнему будет не достаточно для обеспечения устойчивости сооружения при воздействии большой вертикальной и горизонтальной нагрузки, и это по-прежнему не уменьшит в достаточной степени прогибы верхних частей панелей под действием боковых нагрузок, и, кроме того, не обеспечит соответствие многим требованиям строительных норм и правил. Наиболее распространенные большепролетные здания возводятся из сборных, не раскрепленных в боковом направлении поперечных рам с консольными или, аналогично, вертикальными консольными стеновыми панелями, поддерживающими тяжелую конструкцию крыши, и при этом вертикальные консольные несущие колонны или панели, имеющие приведенную длину (при продольном изгибе), в два раза превышающую их фактическую высоту, поддерживают поперечные балки или подобные плитам конструкции крыши. Устойчивость таких сооружений, основанная на прочных, не раскрепленных в боковом направлении консольных колоннах (или адекватных стеновых панелях), - это, видимо, самая дорогая цена, которую приходится платить за устойчивость. Отсутствие эффективного раскрепления в боковом направлении делает такие сооружения неустойчивыми, не подходящими для того, чтобы придать им устойчивость экономически оправданным способом, и требующими больших размеров поперечного сечения колонн или панелей. Соответственно, еще одной целью настоящего изобретения является придание сооружению устойчивости иным способом, позволяющим уменьшить толщину панелей. В частности, целью является некоторое сооружение с поперечным раскреплением, собранное из вертикальных несущих стеновых панелей умеренной толщины, причем устойчивость сооружения достигается за счет включения всех имеющихся ресурсов сооружения. При этом стеновые панели можно было бы избавить от выполнения функции единственного элемента, от которого зависит устойчивость. Как это делается, описывается в приведенном ниже описании изобретения. Некоторые решения, известные автору, могут иметь частичное сходство с настоящим решением, однако они, как правило, не связаны ни с проблемой устойчивости, ни с применимостью для возведения реальных большепролетных зданий.
Поскольку новая система здания основывается на двух решениях, первое из которых направлено на
- 1 007917 усовершенствование самих узлов панелей и перекрытий, а второе относится к устойчивости, эти две проблемы будут рассматриваться отдельно.
Наиболее близкое решение вертикально размещенной несущей стеновой панели, было описано в патенте США № 1,669,240, изобретатель Джузеппе Амормино (Сшкерре Атогтшо). В этом патенте предлагается несущая многослойная стеновая панель, которая в целом хорошо подходит для цели строительства зданий. Но опять-таки эта панель имеет несколько недостатков, которые могут серьезно ограничить сферу ее применения для строительства реальных большепролетных зданий, среди которых можно отметить следующие. Наличие проволочной арматурной сетки, помещенной в средину поперечного сечения каждого тонкого бетонного слоя, делает их слишком гибкими. Поскольку реальное распределение аксиальных сил по высоте панели скорее внецентренно, чем по центру, слои часто претерпевают некоторый неизбежный местный изгиб. Поэтому решение с помещением арматуры в средину поперечного сечения является неприемлемым. В соответствии с настоящим изобретением предлагается новое расположение двух разнесенных слоев арматурной сетки, помещаемых рядом с поверхностями бетона, как описано ниже. Благодаря такому решению обеспечивается значительное усиление обоих бетонных слоев панели.
Решетки из стальных стержней, используемые в вышеупомянутой панели в качестве работающих на срез соединителей для соединения бетонных слоев и обеспечивающие совместную работу панели, могут оказаться недостаточно жесткими для использования в более высоких, более гибких панелях. В таком случае потребуется их большое количество. Использование слишком большого количества решеток требует использования слишком большого количества более мелких деталей изолирующих полос, что также требует намного большего объема сварочных работ, что в результате приводит к слишком трудоемкому технологическому процессу. Поэтому в настоящем изобретении решетчатые соединители заменены меньшим количеством более жестких стенок, которые намного прочнее и непрерывно заанкерены в оба бетонных слоя. В том же патенте опора для перекрытия, образованная из внутреннего бетонного слоя, утолщенного на его верху для обеспечения достаточной несущей поверхности, выполнена неудачно, поскольку вызывает эксцентриситет. При этом через эту же опору передается вертикальная нагрузка большой величины, создавая ненужные местные изгибающие моменты, вызывая постоянные напряжения в панельных элементах. Более того, при таком решении крыша/перекрытие практически опираются только на один тонкий внутренний слой бетона, имеющего помещенную вовнутрь арматуру. Такие концентрации нагрузки требуют более серьезных опор, чем предложенная. Дальнейший недостаток относится к изготовлению панели, в частности, к способу, каким дно опалубки для верхнего бетонного слоя временно крепят к решеткам, а также сомнительному использованию «приемлемой смолы» для приклеивания стекловолоконных полос, помещенных между смежными парами решеток. Окончательная стадия заливки «раствора или изоляционного материала» в пространство между смежными изоляционными полосами может быть операцией, отнимающей много времени, неприемлемой для быстрого изготовления. Предлагается более эффективный способ изготовления панелей.
Известно много решений несущей стеновой панели, а также много способов строительства зданий из них. Однако в обычной практике такие системы зданий широко не распространены и особенно не использовались в большепролетных малоэтажных промышленных и подобных зданиях. Одной из причин этому, несомненно, является отсутствие устойчивости таких зданий, которую трудно обеспечить только одними панелями, особенно, если пролеты более 20 м и высота панелей превышает 9 м. Все решения в части строительства зданий со стеновыми панелями, которые автору известны, вовсе не учитывают проблемы устойчивости.
Описание изобретения
Настоящее изобретение относится к строительству самостоятельно устойчивых малоэтажных большепролетных промышленных или подобных зданий из составных несущих стеновых панелей без использования обычных элементов, например, колонн, балок или опорных рам - деталей, обычно используемых для обеспечения устойчивости всей конструкции здания. Поэтому преобладающая часть настоящего описания посвящена устойчивости, раскреплению собранного сооружения от увода, помогающим панелям поддерживать тяжелую крышу и перекрытия. Эта новая изобретенная стеновая панель предназначена для адаптации общеизвестной многослойной стеновой панели для строительства большепролетных сооружений, а также быстрого изготовления. Для получения системы для строительства самостоятельно устойчивых большепролетных сооружений, собранных из гибких вертикальных несущих панелей, были внедрены несколько изобретений. Для того чтобы упорядочить изложение, в приведенном ниже описании стеновая панель, элемент перекрытия, устройство для изготовления и способ монтажа зданий будут раскрыты последовательно.
Новая составная панель, показанная на фиг. 1 и 4, представляет собой усиленную обычно используемую конструктивную несущую многослойную стеновую панель, состоящую из внутреннего и наружного бетонных слоев, соединенных по меньшей мере двумя полосами из листовой стали, оцинкованными для защиты от коррозии. Промежуток между двумя бетонными слоями частично заполнен слоем теплоизоляции произвольной толщины. Остальная часть этого промежутка остается пустой и используется для циркуляции воздуха. Главная особенность, достигаемая при этом, помимо хорошо известных свойств
- 2 007917 составной конструкции, - это адаптивность толщины, которая обеспечивается без значительного расходования материала. Увеличение пространства между двумя бетонными слоями приводит к значительному увеличению момента инерции поперечного сечения панели, причем это осуществляется путем увеличения высоты стальных стенок-полос, что связано с почти пренебрежимо малым увеличением расхода материала. Что действительно увеличивается, так это ширина воздушного пространства между двумя бетонными слоями, что ничего не стоит. Следовательно, стеновая панель, обретающая прочность за счет уменьшения ее гибкости (поскольку увеличивается момент инерции), становится более прочной при большем разнесении ее бетонных слоев, а это малая цена, которую приходится платить для того, чтобы получить мощную панель. Наиболее широко распространенные стальные решетки, соединяющие эти два бетонные слоя, заменяются стенками из стальной полосы, которые намного лучше отвечают цели строительства тяжелых зданий по нескольким причинам. Во-первых, стальные полосы существенно жестче решеток. Стальные стенки, имеющие значительную площадь поперечного сечения, прочно заанкеренные в оба бетонных слоя, могут воспринимать некоторую часть вертикальной нагрузки. Вертикальная нагрузка, прикладываемая к стальной трубе в опоре, частично передается в окружающий бетон, в которой труба заанкерена, и частично в две длинные непрерывные соединительные линии между обоими бетонными слоями и стальной стенкой, как показано на фиг. 4 и 6, благодаря чему концентраций напряжений в опорах удается избежать. Количество стали, расходуемой на используемые стенки (не имеющие полок), приблизительно равно количеству, необходимому для решеток. Обычно для достижения требуемой жесткости панели, которая должна быть достаточно жесткой, чтобы оказывать сопротивление боковым прогибам в допустимых пределах, решеток требуется больше, чем стальных стенок. Используемое расположение двух слоев стальной сетки, заделанных в каждый бетонный слой, значительно повышает ее местную жесткость, одновременно снижая вероятность изгиба и растрескивания. Анкеры из коротких стальных стержней, вставленные через отверстия в петлях, которые привариваются на обоих продольных краях стенок, служат, главным образом, как анкеры, предотвращающие проскальзывание между бетоном и стенкой и, кроме того, поддерживающие постоянное расстояние (равное диаметру короткого стального стержня) между двумя сетками по всему бетонному слою, как показано на фиг. 1. Арматурный каркас, собранный в опалубке перед бетонированием каждого бетонного слоя, хорошо закреплен, легко перемещается и контролируется и имеет надежные промежуточные пространства, что снижает допуски. Здесь необходимо подчеркнуть, что введение двух стальных проволочных сеток с дополнительными продольными арматурными или прядями предварительного напряжения между ними позволяет, несомненно, использовать тонкие стены меньшей толщины из разных бетонных элементов, чем обычно разрешено строительными нормами и правилами. Однако строительные нормы и правила, обычно ограничивающие защитные слои бетона поверх балок и стоек, не учитывают тех случаев, когда арматура заключена столь оптимально между двумя слоями сеток.
Другой особенностью предлагаемой панели является закладная стальная труба, расположенная перпендикулярно и приваренная к стальным стенкам между двумя бетонными слоями, определяющая верх опор для поддержки конструкции крыши или перекрытия собранных узлов, которая исключает какой-либо эксцентриситет. При этом реакции опирающихся узлов крыш или перекрытий прикладываются концентрично стальной трубе, заанкеренной в обоих бетонных слоях на верху опоры. Труба приварена к обеим стальным стенкам, и реакции эффективно передаются в оба бетонных слоя, благодаря чему предотвращаются концентрации напряжений возле опор. Новая панель вначале (при сборке) монтируется как консоль (в конечном итоге, как панель с одним защемленным концом с прикрепленным сбоку верхом) с ее нижним концом, жестко зафиксированным в гнезде фундамента, как показано на фиг. 11. Нижняя часть панели имеет полностью бетонное поперечное сечение с длиной, заданной для входа в грунт или фундамент ниже плиты перекрытия первого этажа, как показано на фиг. 4 и 8. Именно здесь возникают наибольшие изгибающие моменты, поэтому полное поперечное сечение вполне приемлемо. Еще одно преимущество такого сплошного низа заключается в том, что стеновую панель можно легко монтировать, поворачивая относительно ее низа, и при этом некоторые сколы или выкрашивания можно допускать, поскольку низ панели в итоге входит в гнездо, заливаемое бетоном. Просачивание капиллярной влаги вверх панели можно легко предотвратить с помощью соответствующего наружного негигроскопичного покрытия до уровня окружающего грунта. Другой возможный способ прерывания пути влаги встроенный прерыватель влаги. Еще одной целью изобретения являются способ быстрого изготовления такого типа панелей, обеспечивающий их массовое производство, и устройство для его осуществления. Способ изготовления связан с дополнительным устройством, являющимся частью опалубки, имеющим подвижное, временно закрепленное дно верхней части опалубки для заливки верхнего бетонного слоя, как показано на фиг. 9 и 10. Это устройство имеет несколько боковых прутков, протянутых через отверстия в формовочных боковинах опалубки и отверстия в стальных стенках панели. Изоляционные полосы с шероховатой поверхностью используются для образования дна верхней опалубки, устраиваемой поверх нижних прутков, которые (полосы) после бетонирования остаются прилипшими с одной стороны к бетону. После отверждения верхнего бетонного слоя панели подвижное дно вытягивают в сторону. Все обычные особенности многослойных панелей, которыми отличаются многие другие панели, в настоящем описании не рассматриваются, а упоминаются лишь вкратце, поскольку цель данного изобретения за
- 3 007917 ключалась в том, чтобы получить жесткую и способную нести нагрузку панель, надежную для обеспечения устойчивости здания. Поэтому до сих пор описывалась надежная панель, из которой можно строить реальные большепролетные здания.
Другой строительный элемент, узел составного перекрытия, изготавливается аналогично только что описанной стеновой панели и показан на фиг. 5. Он имеет верхний и нижний слои из литого бетона, соединенные двумя или более полосами из оцинкованной листовой стали, помещенными в промежуток между ними, заанкеренными в бетон таким же образом, что и полосы стеновой панели. Оба бетонных слоя узла перекрытия, подвергающиеся только чистому изгибу, усилены двумя слоями стальной проволочной сетки, причем верхний слой толще нижнего, чтобы принять центр тяжести поперечного сечения. Сжатая верхняя панель может содержать дополнительную арматуру, которая требуется редко из-за большой площади поперечного сечения бетона. Нижняя панель, растянутая из-за изгиба, всегда усиливается дополнительными арматурными стержнями, заделанными между двумя слоями сеток. В случае предварительного напряжения, арматурные стержни могут частично или полностью - в зависимости от требуемой степени предварительного напряжения - заменяться проволочными прядями предварительного напряжения. Особая выгода от использования стальных стенок возникает возле опор, где действуют большие поперечные силы. Основные напряжения растяжения в основном воспринимаются стальными стенками. Кроме того, если возникают поперечные напряжения чрезмерной величины, есть возможность добавить некоторые дополнительные, более короткие стенки из полосы листовой стали только возле концов элемента перекрытия, которые не обязательно должны проходить по всей длине элемента, как показано на фиг. 5, на котором такая дополнительная стенка иллюстрируется средней стенкой, показанной пунктирной линией. Еще одним преимуществом предлагаемых стальных стенок является их использование для достижения жесткого соединения сталь-сталь между стеновой панелью и узлом перекрытия, как показано на фиг. 4 и 7. Путем крепления стальных стенок элемента перекрытия к стенкам стеновой панели парой болтов достигается жесткое соединение, которое может дополнительно повысить устойчивость здания, имеющего перекрытия. Однако использование только одних жестких панелей, которые не раскреплены, позволяет возводить только здания с меньшими пролетами при условии, что они не слишком высоки. Такое использование стеновых панелей наверняка будет сведено к некоторой доступной области применения, ограниченной несущими способностями панели, а также ее гибкостью, или требованиями строительных норм и правил. В ином случае потребовалось бы огромное увеличение толщины стеновой панели, что может вызвать различного рода архитектурные проблемы, делающие их неприемлемыми. Например, если бы изготавливалась простая конструкция из двух защемленных на одном конце стеновых панелей общей толщиной примерно 35 см, несущая конструкцию крыши с простым опиранием пролетом 25 м, как показано на фиг. 11, предельная высота панели составляла бы примерно 7 м. При превышении этого предела, даже если бы временное сопротивление и устойчивость под действием вертикальной нагрузки были удовлетворительными, такая конструкция не отвечает требованиям ограничения боковых прогибов ее гибких панелей при воздействии боковых нагрузок, например, при землетрясении или ветре. Следовательно, предлагаемая панель, подобно многим другим известным панелям, без раскрепления оставалась бы лишь моделью для строительства небольших зданий, а не реальных зданий с большими пролетами и повышенной высоты. Поэтому многие из ранее запатентованных систем так и не нашли широкого применения на практике. Очевидно, что строительство реального большепролетного высокого малоэтажного здания требует дополнительного решения самораскрепления от увода, помогающего стеновым панелям стать самостоятельно устойчивой опорной конструкцией для крыши/перекрытия. Описание такого решения, применимого к зданиям, имеющим подобные плитам узлы крыши/перекрытия, приводится ниже. Основная идея заключается в раскреплении продольных рядов несущих вертикальных панелей от увода на уровне крыши-потолка широкой жесткой плоскостью, образованной соединенными между собой узлами крыши-потолка, с горизонтальным соединением с двумя торцевыми стенами (фронтонами), как показано на фиг. 12, 13 и 14. В этой идее не было ничего нового, если бы речь шла о многоэтажных зданиях с короткими пролетами, а не о большепролетных зданиях с мощными монолитными перекрытиями, отлитыми на месте и соединенными со стенами жесткости на коротких пролетах. Однако большепролетные малоэтажные сборные здания так не строят из-за отсутствия возможности образовать требуемую большую жесткую плоскость, способную соединить две удаленные торцевые стены, собранные из стеновых панелей, и заставить их служить стенами жесткости. Простейшая конструкция образуется из двух точно продольно выставленных рядов собранных стеновых панелей, поддерживающих конструкции крыши-потолка с плоской нижней поверхностью, как показано на фиг. 11. Применимые конструкции крыши-потолка были описаны в документе \¥О 02/053852 А1. Каждая пара стеновых панелей поддерживает один одиночный узел крыши-потолка, как проиллюстрировано. Стеновые панели жестко встроены в продольные ленточные фундаменты, имеющие продольные гнезда. Такое сооружение устойчиво, пока гибкие консольные стеновые панели могут поддерживать свою собственную устойчивость. Но поскольку с увеличением высоты здания гибкость стеновых панелей быстро возрастает, сооружение становится неустойчивым. Увеличивать толщину стеновых панелей сверх некоторого разумного с архитектурной и экономической точек зрения значения бессмысленно, и поэтому предел сооружения достигается довольно скоро. При соединении теперь смежных плит софита узлов
- 4 007917 крыши-потолка несколькими простыми сварными деталями в местах, показанных на фиг. 14, получается широкая, крайне жесткая горизонтальная плоскость, которая таким же образом соединена на своих концах (на продольных краях последней плиты софита) с обеими торцевыми стенами. Торцевые стены, тоже собранные из стеновых панелей, направленные под прямым углом к продольным стенам и имеющие крайне высокую жесткость в своей плоскости, способны обеспечить поперечное раскрепление сооружения. Эти торцевые стены становятся фактически стенами жесткости. Таким путем длинная и широкая жесткая горизонтальная плоскость, будучи сама вертикально поддерживаемой стеновыми панелями, удерживает верхи тех же стеновых панелей, не позволяя им перемещаться в горизонтальном боковом направлении, как показано на фиг. 14. Поскольку верхи продольно расположенных стеновых панелей прикреплены к жесткой горизонтальной плоскости, панели уже не являются простыми вертикальными консолями, а становятся консолями, имеющими верхи, защемленные в боковом направлении, и, следовательно, не могут выгибаться, как раньше. Защемление от бокового перемещения на их верхах значительно уменьшает приведенную длину панелей при продольном изгибе, а также их гибкость. Уменьшение приведенной длины (обозначенной ЬЬ) стеновой панели показано в сравнении, сделанном на фиг. 15 и 16. На фиг. 15 проиллюстрирован увод не раскрепленного ряда консольных стеновых панелей под действием вертикальной и горизонтальной нагрузки при отсутствии помощи от торцевых стен. На фиг. 16 показан прогиб того же ряда консольных стеновых панелей, раскрепленных торцевыми стенами посредством горизонтально жесткой плоскости, под действием той же нагрузки. Видно, что во втором случае приведенная длина значительно уменьшилась, что является преимуществом в смысле устойчивости сооружения. Ниже это преимущество будет подтверждено теоретически.
Однако будучи достаточно большой, жесткая горизонтальная плоскость сама является гибкой в боковом направлении в зависимости от длины здания и из-за наличия нескольких относительно тонких и упругих стальных соединителей. Горизонтальная плоскость действует как пружина, прикрепленная сбоку к верху вертикальной панели, как схематически показано на фиг. 16. Если обратиться теперь к фиг. 16, критическая нагрузка Рсг (Ν0Γ) определена для статического состояния:
ΝΟΓ·δ = θ·δ·1. + ^·δ·Ι_ откуда
При сравнении с хорошо известным выражением для критической нагрузки консольной панели (как показано на фиг. 17)
Ь2 41_2 41_2 |_2 и пренебрегая разницей и принимая оба выражения приблизительно равными:
3^-« 2,465
Ь2 1_2 получаем
Таким образом, критическая сила консоли, удерживаемой пружиной на своем верху, отличается от критической силы для чистой консоли на элемент к · Ь. Жесткость пружины, с, характеризующая взаим ную жесткость плоскости крыши и торцевых стен, имеющая высокое значение, делает верх колонны практически защемленным, как если бы это был вертикально подвижный шарнирно опертый конец. Даже если бы жесткость пружины, с, имела низкое значение, это все равно вызывало бы значительное уменьшение формы прогиба стеновой панели, и это является преимуществом, поскольку в любом случае критическая нагрузка существенно возрастает. Жесткие пружины, представляющие реальную жесткость горизонтальных плоскостей, могут повысить критическую нагрузку одной и той же панели в несколько раз. Приведенная длина определена, исходя из следующих соображений. Хорошо известное выражение для критической нагрузки обычно имеет следующий вид:
Для консольной колонны с боковой пружиной на ее верху было получено:
где с - жесткость пружины.
Приравнивая эти выражения, получаем
- 5 007917
Эта формула нужна для определения фактической гибкости панели.
Следовательно, и гибкость панели
Жесткость пружины, с, можно довольно точно определить с помощью любой компьютерной программы расчета строительных конструкций на модели здания, имеющего моделируемые соединения. Жесткость горизонтальной плоскости, собранной из плит крыши/потолка, будет зависеть от длины плоскости, пролета собранных узлов и особенно от деформируемости соединений. Жесткость пружины будет зависеть и от гибкости торцевых стен, и при этом учесть более крупные проемы в торцевых стенах. Зная горизонтальную силу Н и горизонтальный прогиб, рассчитанный для модельной горизонтальной плоскости, легко получить изгибную жесткость эквивалентной продольной рамы Е1Р, содержащей комбинацию эквивалентного заменителя балки Е1ь, и эквивалентного заменителя колонны Е1с, заменяющих горизонтальную плоскость и торцевые стены соответственно, как показано на фиг. 17. Истинные значения можно измерить на реальной модели и ввести как поправочные коэффициенты в вышеприведенные выраже ния.
Максимальный прогиб, происходящий на верху продольной рамы в поперечном направлении, имеет две составляющие: прогиб из-за согнутых колонн (торцевых стенок) £с и прогиб балки (горизонтальной плоскости) £ь, как показано на фиг. 17:
Бах — С + ί|,
Ть=Н
48Е1Ь
Н Ц
3Е1С ί — н ф’1ь ,ь-н4вв;
Н-Ц
Бах + φ
ЗЕ1С Ψ 48Е1Ь
Наконец, получаем жесткость пружины раскрепления:
где
1с - Е1с - суммарный момент инерции панелей торцевой стенки;
1ь - момент инерции горизонтальной плоскости;
Ьс - средняя высота панели торцевой стенки;
Ьь - длина здания;
φ - понижающий коэффициент, учитывающий снижение жесткости горизонтальной плоскости из-за податливости соединений. Его можно рассчитать на модели или определить опытным путем.
Описание графического материала
Фиг. 1 представляет собой поперечное сечение панели, на котором показаны ее составные части.
Фиг. 2 - частичный вертикальный разрез панели.
Фиг. 3 - частичный вид стальной стенки части с фиг. 2.
- 6 007917
Фиг. 4 - общий вид узла составного перекрытия.
Фиг. 5 - частичный вертикальный разрез части с одной стороны конструкции здания, на котором показана сборка вертикально собранной панели с перекрытием и крышей-потолком.
Фиг. 6 - подробный общий вид окончательной опоры узла крыши/потолка, прикрепленного к стеновой панели.
Фиг. 7 - подробный общий вид окончательной опоры узла перекрытия перед заливкой бетона, на котором показано жесткое соединение сталь-сталь между узлом перекрытия и стеновой панелью.
Фиг. 8 - подробный общий вид нижней части стеновой панели, на котором показано ее жесткое соединение с фундаментом.
Фиг. 9 - общий вид части опалубки, на котором иллюстрируется конкретная стадия изготовления после заливки нижнего бетонного слоя.
Фиг. 10 - общий вид части опалубки, на котором показана конкретная стадия изготовления после заливки верхнего бетонного слоя.
Фиг. 11 - общий вид простейшего узла поперечной рамы, образованного парой вертикальных консольных стеновых панелей, поддерживающих узел крыши-потолка.
Фиг. 12 - общий вид части предлагаемого здания.
Фиг. 13 - упрощенную модель здания, иллюстрирующую концепцию самостоятельно устойчивой конструкции здания.
Фиг. 14 - подвергшуюся деформации модель здания, иллюстрирующую, как действует механизм устойчивости здания.
Фиг. 15 - схематическую модель поперечной рамы простейшей конструкции, содержащую консольные стеновые панели, удерживаемые на их верхах, иллюстрирующую уменьшенную приведенную длину панелей при продольном изгибе из-за бокового раскрепления.
Фиг. 16 - схематическую модель поперечной рамы простейшего сооружения, имеющего консольные стеновые панели, удерживаемые на их верхах, иллюстрирующую увод конструкции без бокового раскрепления.
Фиг. 17 - схематическую модель, полученную из реальной модели, показанной на фиг. 14, использованную для определения параметров системы раскрепления конструкции.
Описание предпочтительного варианта осуществления
Описание приводится под следующими заголовками:
а) Стеновая панель
б) Элемент перекрытия
в) Устройство для изготовления стеновой панели
г) Способ монтажа здания
а) Составная стеновая панель 1, показанная в поперечном сечении на фиг. 1, в частичном вертикальном разрезе на фиг. 2 и как часть здания на фиг. 4, имеет внутренний 2 и наружный 3 слои из литого бетона, каждый толщиной примерно 70 мм. Бетонные элементы соединены между собой по меньшей мере двумя полосами 4 из оцинкованной листовой стали, помещенными в промежуток между ними. Оба бетонных панельных элемента 2 и 3 армированы двумя слоями 5 стальной проволочной сетки. В каждом бетонном слое между двумя слоями стальной проволочной сетки по всей ширине панели имеется достаточно свободного пространства, в которое можно поместить дополнительные продольные арматурные стержни 6, используемые для упрочнения панели при необходимости в этом. Арматурные стержни можно заменить проволочными прядями предварительного напряжения (полностью или частично) в зависимости от требуемой степени предварительного напряжения. Идеальное место для арматурных стержней (или проволочных прядей предварительного напряжения) - это их заделка, с обеих сторон ограниченная двумя слоями сеток. Полосы 4 из листовой стали толщиной 4-7 мм заделаны в оба - внутренний и наружный - слои бетона, заанкеренными в них несколькими стальными петлями 7 треугольной формы и анкерами 8 в виде коротких стальных стержней, пропущенных через отверстия 9, как показано на фиг. 1, 2 и 3. Стальные стержневые анкеры, выступающие с обеих сторон из петель 7, помещены точно между двумя слоями сетки 5 каждого из бетонных панельных элементов 2 и 3, поддерживая таким образом постоянное расстояние между двумя слоями стальных сеток. Короткие стальные стержневые анкеры 8, будучи надежно заанкерованными в бетон, одновременно служат мощными соединителями. Изоляционный слой 10 лишь частично заполняет промежуток между бетонными панельными элементами 2 и 3, прилипая к внутренней стороне внутреннего бетонного слоя 2 стеновой панели. Незаполненный остаток промежутка образует воздушную зону 11, служащую для вентиляции изоляции. Общая толщина стеновой панели 1, а также соотношение между толщиной воздушного пространства 11 и толщиной изоляции 10 является произвольным, зависящим от климатических условий по месту, и легко изменяется путем изменения толщины изоляции в технологическом процессе изготовления.
Верхняя часть внутреннего слоя 2 панели, будучи короче наружного слоя 3, как показано на фиг. 4 и 6, определяет уровень опоры для элементов крыши-потолка 13, опирающихся на панель. Верхняя концевая часть 3.1 наружного панельного элемента 3 проходит вверх за опору, скрывая конструкцию крыши 13 и делая ее невидимой снаружи. Верхняя опора создается стальной трубой 14 небольшого размера, за
- 7 007917 анкеренной сбоку в оба бетонных слоя 2 и 3, утолщенных возле опоры, через несколько стальных петель 15, выступающих сбоку наружу, длинными стержневыми анкерами, подобно тому, как были заанкерены стенки. Оба бетонных слоя 2 и 3 панели утолщены возле опоры для размещения боковых петель 15 трубы 14 на необходимую длину, требуемую для передачи реакций элементов опертой крыши 13 постепенно с трубы 14 в оба бетонных слоя, с предотвращением тем самым концентрации напряжений. Кроме того, для этой же цели труба 14 приварена к обеим стенкам 4 сварными швами 17. Стальная труба 14, сама являющаяся непосредственной опорой, немного выступает вверх выше верха окружающего бетона, обеспечивая тем самым опирание элементов крыши-потолка 13 точно на нее. Через трубу 14 стеновая панель нагружается центрально, причем оба бетонных слоя при отсутствии боковых сил сжимаются одинаково. Предлагаемая стеновая панель 1 вначале (при сборке) монтируется и жестко соединяется с элементами сборного фундамента 18 как консоль (с защемлением на одном конце), как показано на фиг. 4 и 8. Нижняя часть 19 стеновой панели выполнена как сплошной бетон без изоляции, подогнана для размещения выше уровня земли и снабжена небольшими закладными деталями 20 в виде стальных пластин для закрепления на фундаменте. Стеновая панель закрепляется на продольных элементах 18 из сборного железобетона ленточного фундамента с использованием пары закладных деталей 20 в виде стальных пластин возле своего нижнего конца по бокам с обеих сторон. Такие же стальные пластины 21 предусмотрены в заданных точках по дну неглубокого гнезда 22 элементов 18 ленточного фундамента. После монтажа стеновая панель 1 стоит вертикально, опираясь на дно (гнезда) фундамента, будучи вначале выставленной точно в вертикальное положение любым известным способом. Стальные пластины 20 и 21 соединяются стальными пластинами 23 треугольной формы, помещенными перпендикулярно им и приваренными сварными швами 24 и 25 соответственно, как показано на фиг. 4 и 8. В другом варианте осуществления стальные пластины могут иметь специальные детали, выступающие с обеих сторон панели, предназначенные для надевания через их отверстия на болты, выступающие вертикально вверх с верха дна канала в фундаменте, на которые накручиваются крепежные гайки. Основание находится ниже уровня земли на заданной глубине. Полностью бетонная сплошная секция панели возле ее нижнего конца проходит на всю длину от ее низа в гнезде 22 до верхнего уровня бетонной плиты 26 первого этажа, бетонируемой по месту, которое обычно находится выше уровня поверхности земли 27, как показано на фиг. 4 и 8. Стеновая панель 1 крепится в горизонтальном направлении к массивной бетонной плите 26 первого этажа боковыми анкерами 28.
б) Элемент перекрытия 29 имеет верхний 30 и нижний 31 панельные элементы из литого бетона, соединенные между собой двумя или более стенками 32 из полосы из оцинкованной стали, помещенными в промежуток, частично заполненный изоляцией 33, частично имеющий воздушное пространство 34 между ними, и заанкеренными подобно полосам панели. Оба бетонных слоя армированы двумя слоями стальной проволочной сетки подобно стеновой панели (см. фиг. 1).
Верхний панельный элемент 30 толще нижнего панельного элемента 31, чтобы принять центр тяжести поперечного сечения, что необходимо для изгиба. При необходимости, верхний панельный элемент 30 узла перекрытия может иметь некоторую дополнительную арматуру 35, работающую на сжатие, как показано на фиг. 5, аналогично стеновой панели, заделанную между двумя слоями сеток. Растянутая нижняя панель 31 узла перекрытия 29 всегда армируется достаточным количеством дополнительных арматурных стержней 36, заделанных между двумя слоями сеток. Вместо арматурных стержней 36 таким же образом можно использовать большее или меньшее количество проволочных прядей предварительного напряжения в зависимости от требуемой степени предварительного напряжения. В случае чрезмерных поперечных сил можно рядом с опорами добавить некоторые дополнительные, более короткие стенки 37 из полосы листовой стали, которые не обязательно должны проходить по всей длине элемента перекрытия.
Концы стальных стенок используются для создания жесткого соединения между стеновой панелью и узлом перекрытия, как показано на фиг. 7. Внутренний бетонный панельный элемент 2 стеновой панели имеет разрыв на опоре, образующий продольную канавку 38, предназначенную для вставки элементов перекрытия. Стеновая панель 1 имеет опору внутри продольной канавки 38 на заданной отметке перекрытия. Для обеспечения прикладывания нагрузки перекрытия на опору по центру используется стальная труба 39 (заанкеренная таким же образом, как и труба 14 в опоре крыши). Вертикальные стальные стенки 4 стеновой панели проходят непрерывно под прямым углом через канавку 38. Смонтированные элементы перекрытия 29 опираются на трубу 39 через нижний бетонный слой 31, имеющий две прорези 39, которые совпадают со стенками 4 стеновой панели и в которые стенки 4 жестко входят, как показано на фиг. 7. Вертикальные стальные стенки 4 стеновой панели 1, проходящие через горизонтальную канавку 38, усиливают временно ослабленное поперечное сечение панели в канавке. После точного выставления стальные стенки 4 стеновой панели и стенки 32 элемента перекрытия перекрываются и легко соединяются болтами с гайками 40. Доступ для выполнения этой операции при сборке обеспечивается между широким отверстием канавки 30 и укороченным верхним бетонным слоем 30 узла перекрытия возле опоры, и после затяжки болтов 40 этот промежуток заливается бетоном. Уровень окончательного бетонного слоя перекрытия 41, залитого по месту поверх верхней поверхности собранного узла перекрытия, находится выше верхнего уровня опорной канавки 38, и в итоге все соединение становится скрытым, как показано на фиг. 4.
- 8 007917
в) Опалубка для изготовления стеновых панелей и узлов перекрытия, частично показанная на фиг. 9 и 10, имеет дно 42, прикрепленное к некоторой обычной жесткой подлежащей конструкции 43, и две наружные формовочные боковины 44 и 45. Левая формовочная боковина 44 является подвижной и может сдвигаться в сторону в боковом направлении, а правая формовочная боковина 45 является неподвижной. В обеих формовочных боковинах в продольном направлении по всей длине на определенном расстоянии друг от друга выполнены несколько отверстий прямоугольной формы. При помещении в опалубку продольное расположение отверстий 47 в формовочных боковинах опалубки совпадает с соответствующими отверстиями 46 в стальных полосах стенок 32 или 4, которые используются как составная часть стеновой панели 1 или узла перекрытия 29 соответственно. Эти отверстия используются для временного формирования низа верхнего литого панельного элемента стеновой панели или узла перекрытия путем вставки нескольких боковых прутков 48 - вручную или с помощью специального устройства. Для понятности технологический процесс изготовления будет описан ниже поэтапно со ссылками на фиг. 9 и 10, иллюстрирующие порядок изготовления на двух различных стадиях. Вначале опалубку открывают, сдвигая в сторону левую формовочную боковину 44, и на дно 42 кладут два слоя армирующих сеток. Полосы 4 (или 32 в случае узла перекрытия) продольных стальных стенок устанавливают вертикально на петлях 7 вдоль опалубки перпендикулярно дну 42, как показано на фиг. 9. Петли 7 на своих верхах имеют пластиковые прокладки 12, обеспечивающие требуемую толщину защитного бетонного слоя арматуры. Поскольку тонкие полосы 4 стенок не устойчивы по длине опалубки, их временно раскрепляют от разворачивания вбок или скручивания несколькими прутками 48, пропускаемыми через соответствующие отверстия формовочных боковин и отверстия 46 в полосах 4 по всей опалубке. Кроме того, полосы стенок 4 можно вставлять в оба торца опалубки в специальные вертикальные прорезные приспособления. Если поднять сетку верхнего слоя, короткие стальные стержневые анкеры (длиной примерно 20 см) легко вставляются в отверстия 9 в петлях 7, направленных под прямым углом к полосам 4 стенок между сетками в два слоя. Вышесказанное очевидно из фиг. 1 и 9. Стальные стержневые анкеры 8 поддерживают расстояние между двумя слоями проволочных сеток 5, служа одновременно анкерами для стальных полос 4 стенок. После укладки всей арматуры указанным образом формовочные боковины 44 и 45 опалубки закрывают, все боковые прутки 48 объединяют, и затем заливают нижний бетонный слой требуемой толщины (70 мм), покрывающий уложенную арматуру. В случае предварительного напряжения, вместо арматурных стрежней можно таким же способом поместить пряди предварительного напряжения. Для предварительного напряжения требуется дополнительная подлежащая конструкция опалубки, имеющая мощную продольную раму с соответствующими упорами на обоих концах. Расположенный ниже бетонированный слой соответствует наружному элементу стены в случае стеновой панели (с его наружной стороной, обращенной вниз) или нижнему бетонному элементу в случае узла перекрытия. Стадия после бетонирования первого слоя показана на фиг. 9. После того как верхний бетонный слой готов, боковые прутки 48 пропускают через отверстия в формовочных боковинах, а также через отверстия во всех стальных полосах 4 стенок. Расположенные на коротких расстояниях друг от друга боковые прутки 48 образуют на своих верхних сторонах временную одностороннюю сетчатую платформу, на которую укладывают изоляционные полосы 10 из полистирола или каменной крошки, плотно помещая их между полосами 4 стенок между полосами стенок и между полосами стенок и формовочными боковинами, как показано на фиг. 10. После этого верхняя поверхность, выполненная из изоляционных полос 10, образует дно опалубки верхнего бетонного слоя, закрытой с боков теми же боковинами 44 и 45 опалубки. Верхняя опалубка, образованная таким образом, используется для бетонирования внутреннего элемента стены в случае стеновой панели или верхнего бетонного элемента в случае узла перекрытия. Петли 7, приваренные ранее к стальным полосам 4 стенок, выступающие над поверхностью изоляции, имеют отверстия, которые используются таким же образом, как и в случае нижнего бетонного элемента, как показано на фиг. 10. Затем в верхнюю опалубку укладывают первый слой стальной сетки 5, надевая его на вертикально стоящие петли 7, выступающие над сеткой. Затем, перед укладкой второго слоя сетки, короткие стальные стержневые анкеры 8 вставляют в отверстия 9, и, наконец, сверху укладывают второй слой сетки, и при необходимости можно вставить несколько дополнительных продольных арматурных стержней 6. В случае стеновой панели с предварительным напряжением с обеих сторон, перед укладкой последнего слоя сетки, вместо арматурных стержней можно было бы уложить несколько прядей предварительного напряжения. Затем верхний бетонный слой бетонируют, разравнивают и разглаживают. Оба бетонных слоя, имеющие широкие открытые поверхности, легко пропариваются. После отверждения бетона обоих слоев боковые прутки 48 удаляют путем вытягивания наружу, освобождая стеновую панель или узел перекрытия, после чего ее или его можно вынимать из опалубки. Благодаря их достаточной жесткости такие панели можно поднимать и хранить в горизонтальном положении - в том же положении, в каком они забетонированы.
г) Простейший фрагмент конструкции образован двумя вертикальными стеновыми панелями 1, установленных и жестко закрепленных в неглубоком продольном гнезде 22 элементов 18 ленточного фундамента и поддерживающих узлы крыши-потолка 13, известный под названием «Составные конструкции крыши-потолка с двойным предварительным напряжением с плоской нижней поверхностью» в соответствии с документом XVО 02/053852 А1, как показано на фиг. 11. Две вертикальные стеновые панели 1
- 9 007917 были смонтированы и жестко соединены с продольным сборным ленточным фундаментом, как описано в части (а). Как показано на фиг. 11, две стеновые панели 1 поддерживают один одиночный узел крышипотолка 13, ширина которого в точности равняется ширине стеновой панели. Это является преимуществом, поскольку при этом всегда обеспечивается полная совместимость их соединительных деталей. Следовательно, допуски тем самым снижаются до минимума, благодаря чему болты и другие точные соединительные средства можно уверенно использовать, не опасаясь ошибок по вине человека. Соединение узла крыши 13 и стеновой панели 1 показано на фиг. 4 и 6. Подобный плите опорный конец узла крыши 13 имеет два отверстия 49 по одному на каждой стороне возле концов бетонной плиты софита, выполненные закладными деталями в виде короткой стальной трубы. Концы плиты опираются на стальную трубу 14, заложенную между двумя бетонными слоями, причем оба отверстия вначале совмещаются с двумя болтами 50, выступающими вверх с верхней поверхности трубы 14, и затем концы плиты крепятся к болтам гайками.
Длинное здание строится монтажом один за другим нескольких поперечных фрагментов, как показано на фиг. 12. Стеновые панели 1 точно выставляются вдоль нескольких сборных элементов 18 ленточного фундамента и крепятся к ним, как описано в части (а) и показано на фиг. 4 и 8. Смежные стеновые панели 1 непрямо соединяются между собой через общую горизонтальную плоскость, образованную собранными плитами софита узлов крыши. Узлы крыши соединяются между собой в нескольких точках вдоль их общих краев плит софита обычным способом стальными сварными закладными соединениями, способными выдерживать продольные и поперечные силы. Подобные соединения наиболее широко используются для выравнивания общих краев смежных плит софита и не являются предметом настоящего изобретения. Жесткая горизонтальная плоскость 51 соединена на обоих торцах здания с панелями 52, которые образуют торцевые стены, несколькими работающими на срез сварными соединениями вдоль продольных краев расположенных последними плит софита. Таким образом, стеновые панели 1, расположенные вдоль двух продольных сторон, по существу раскреплены в поперечном направлении, и удерживаются на своих верхах горизонтально жесткой плоскостью 51 крыши-потолка.

Claims (5)

1. Составная стеновая панель 1, отличающаяся тем, что имеет два разных бетонных слоя 2 и 3, один толстый и один тонкий, оба армированные, по существу, двумя слоями стальной проволочной сетки 5 и непрерывно соединенные между собой по всей длине панели по меньшей мере двумя стенками 4 из тонкой стальной полосы, и при этом между ними образуется широкий промежуток, частично заполненный теплоизоляцией 10, приклеенной изнутри к внутреннему бетонному слою, а остальная часть пространства 11 используется для вентиляции воздуха, причем полосы-стенки 4 заанкерены в оба бетонных слоя посредством нескольких приваренных вдоль их краев стальных петель 7, имеющих отверстия 9, в которые вставлены короткие стальные стержневые анкеры 8, поддерживающие расстояние между слоями сеток, через которые пропущены дополнительные продольные арматурные стержни 6 или пряди предварительного напряжения.
2. Составная стеновая панель по п.1, отличающаяся тем, что имеет специальные опоры для опирания узлов 13 крыши с плоской нижней поверхностью с закладной стальной трубой 14, слегка выступающей над обоими утолщенными возле опор бетонными слоями 2 и 3, в которые труба 14 заанкерена, и, кроме того, приваренной перпендикулярно к стальным стенкам 4, постепенно передающей таким путем нагрузку крыши со стальной трубы в оба бетонных слоя 2 и 3 по центру без значительной концентрации напряжений, причем соединение легко осуществляется посредством двух болтов 50, выступающих вверх с верхней поверхности трубы 14, на которые плита софита узла 13 крыши-потолка насаживается через два отверстия 49 и крепится гайками.
3. Составная стеновая панель по п.1, отличающаяся тем, что имеет специальные опоры для опирания узлов 29 перекрытия внутри горизонтальной канавки 38, образованной вдоль разрыва внутреннего бетонного слоя, в которой заложена стальная труба 14, заанкеренная в оба бетонных слоя стальными стенками 4, проходящими под прямым углом к трубе 14, благодаря чему достигается жесткое соединение узла перекрытия 29 и стеновой панели 1 путем соединения перекрывающихся стенок 4 стеновой панели и открытых стенок 32 элемента перекрытия болтами и гайками 40 внутри канавки 38, после чего канавка заливается бетоном, при этом нижний бетонный слой 31 узла перекрытия, который был предварительно оперт на трубу 14 стенками 4 стеновой панели, вставленными в прорези 39 возле стенок 4, так что после выполнения соединения получается идеальный прямой соединительный край на обеих, верхней и нижней, сторонах соединения, не требующий дальнейшей обработки.
4. Конструкция здания из составных несущих вертикальных стеновых панелей 1 и узлов составной крыши-потолка 13, которая может иметь несколько узлов перекрытия 29, отличающаяся тем, что стеновые панели 1 точно выставлены и жестко прикреплены как консоли к ленточным сборным фундаментам 18 с продольными гнездами 22, расположенными по периметру здания, причем ширина стеновых панелей 1 точно совпадает с шириной узлов крыши-потолка (13) и перекрытий 29, обеспечивая таким образом точное совпадение соединительных деталей, благодаря чему достигается здание со всеми плоскими
- 10 007917 внутренними поверхностями, не имеющее ни колонн, ни балок.
5. Способ бокового раскрепления для самостоятельно устойчивых зданий, построенных из составных несущих вертикальных стеновых панелей 1 и узлов составных крыши-потолка 13 и перекрытий 29 по п.4, отличающийся тем, что стеновые панели 1 монтируют и временно жестко закрепляют как консоли, после чего прикрепляют их верхами к жесткой горизонтальной плоскости 51, образованной всеми плитами крыши-потолка 13, соединенными между собой вдоль своих наружных краев деталями, таким образом закрепляя их в боковом направлении от увода со значительным уменьшением их приведенной длины при продольном изгибе благодаря соединению концевых плит узлов крыши вдоль их контактов со стеновыми панелями торцевых стен с раскреплением всего сооружения и обеспечением его боковой устойчивости.
EA200600166A 2003-07-02 2003-07-02 Строительство большепролетных зданий с самораскреплением из составных несущих стеновых панелей и перекрытий EA007917B1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/HR2003/000034 WO2005003481A1 (en) 2003-07-02 2003-07-02 Constructing the large-span self-braced buildings of composite load-bearing wal-panels and floors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200600166A1 EA200600166A1 (ru) 2006-06-30
EA007917B1 true EA007917B1 (ru) 2007-02-27

Family

ID=33561665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200600166A EA007917B1 (ru) 2003-07-02 2003-07-02 Строительство большепролетных зданий с самораскреплением из составных несущих стеновых панелей и перекрытий

Country Status (20)

Country Link
US (1) US7900410B2 (ru)
EP (1) EP1641985A1 (ru)
JP (1) JP2007516367A (ru)
KR (2) KR20100126526A (ru)
CN (1) CN100365229C (ru)
AR (1) AR044979A1 (ru)
AU (1) AU2003249099A1 (ru)
BR (1) BR0318365A (ru)
CA (1) CA2531192A1 (ru)
CL (1) CL2004001676A1 (ru)
EA (1) EA007917B1 (ru)
EG (1) EG23862A (ru)
HR (1) HRP20051028A2 (ru)
HU (1) HUP0600113A2 (ru)
MX (1) MXPA05013851A (ru)
RO (1) RO123301B1 (ru)
RS (1) RS51618B (ru)
TW (1) TWI241374B (ru)
UA (1) UA82533C2 (ru)
WO (1) WO2005003481A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2645314C1 (ru) * 2017-04-10 2018-02-20 Алексей Игоревич Махалин Многослойный строительный элемент, способ его производства и технологическая линия по производству многослойного строительного элемента

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE531419C2 (sv) * 2007-05-03 2009-03-31 Bau How As Sätt att bilda en tung modulenhet och en modulenet sålunda framställd
US8438816B2 (en) * 2008-10-23 2013-05-14 John Murchie Composite panel
US9388561B2 (en) * 2009-07-15 2016-07-12 Frank Johnson Modular construction mold apparatus and method for constructing concrete buildings and structures
US8429876B2 (en) * 2009-08-27 2013-04-30 Eugenio Santiago Aburto Concrete rib construction method
CN102345395A (zh) * 2010-08-02 2012-02-08 李尚喜 一种予制与商砼现浇相结合的高层楼房结构与施工
WO2013090455A1 (en) * 2011-12-13 2013-06-20 University Of Idaho Concrete building panel
US8613172B2 (en) 2012-01-06 2013-12-24 Clark—Pacific Corporation Composite panel including pre-stressed concrete with support frame, and method for making same
CN102561506A (zh) * 2012-01-13 2012-07-11 高志星 预制水泥空心板组合式建筑及其施工方法
BR112014028775A2 (pt) * 2012-05-18 2017-06-27 Nexgen Framing Solutions LLC sistema de enquadramento de painel isolado estrutural
CN104641055A (zh) * 2012-06-29 2015-05-20 沃尔夫冈·阿道夫·宾德 建造系统及方法
CN102787648B (zh) * 2012-08-10 2018-03-16 上海理想家园工程营造有限公司 一种多功能快速建房模屋板结构体系及其施工方法
US9617724B2 (en) * 2012-10-17 2017-04-11 Matthew John Lubberts Building systems and methods
CA2887945C (en) * 2012-10-17 2021-02-02 Matthew John LUBBERTS Building systems and methods with panel subassemblies
EP3060725B1 (de) * 2013-10-24 2021-12-15 Knauf Gips KG Durchbruchhemmender verbund sowie ständerwand-, dach- oder deckenkonstruktion
WO2017055645A1 (es) * 2015-10-01 2017-04-06 Iconkrete 2012, S.L. Sistema de construcción industrializado de edificaciones y procedimiento de construcción mediante el mismo
CN105696706B (zh) * 2016-02-04 2019-07-12 中清大科技股份有限公司 一种插接式组合房屋
US10584486B2 (en) * 2017-03-20 2020-03-10 Grand Siding, LLC Outer building construction
CN107152113A (zh) * 2017-05-22 2017-09-12 郎佃富 一种钢混空心楼盖
CN107143063B (zh) * 2017-06-26 2023-06-20 华南理工大学 一种装配式拉杆约束多腔组合墙及其装配方法
US11105084B1 (en) * 2017-07-24 2021-08-31 Bing Cui Dry connection prefabricated assembly steel-concrete composite beam
CN107401215A (zh) * 2017-07-28 2017-11-28 武汉轻工大学 装配式建筑及建筑方法
CN107642163A (zh) * 2017-10-23 2018-01-30 重庆凌锋投资管理有限公司 一种自支撑式钢板混凝土一体式梁板整浇结构及其施工方法
CN107859232B (zh) * 2017-12-14 2023-07-18 陕西凝远新材料科技股份有限公司 一种预埋线盒线管的砂加气混凝土板材及其制备方法
WO2020028948A1 (en) 2018-08-07 2020-02-13 John Clement Preston Facade panel system and method of erecting a multi-storey structure and facade
CN109049323A (zh) * 2018-09-04 2018-12-21 广东蕉岭建筑工程集团有限公司 板钢筋网架制作方法
CN109162398A (zh) * 2018-09-26 2019-01-08 中建科技（深汕特别合作区）有限公司 双向预应力密肋楼板构件及双向预应力密肋楼板
CN110102149A (zh) * 2019-05-18 2019-08-09 山西汾西重工有限责任公司 大直径制氮吸附塔中支撑花板结构及其加工组装方法
CN110439175B (zh) * 2019-08-19 2021-11-23 苏道远 具有蒙皮效应壳体结构的陶粒砼板及其加工方法
CN111350347A (zh) * 2019-10-22 2020-06-30 昆明理工大学 一种用于钢框架结构现浇混凝土楼板的施工支撑装置
CN110847423B (zh) * 2019-12-09 2024-06-25 中国十七冶集团有限公司 一种半钢接框架内填钢筋混凝土剪力墙结构
CN111749372B (zh) * 2020-07-15 2024-04-16 湖南大学 一种预制填充墙板连接装置及装配方法
RU203099U1 (ru) * 2020-11-06 2021-03-22 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Опорный узел металлической консольной фермы к горизонтальной бетонной площадке
CN112459347A (zh) * 2020-12-16 2021-03-09 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种冷弯薄壁型钢轻混凝土复合一体墙板结构
CN113502948B (zh) * 2021-08-13 2023-02-24 中铁二十局集团市政工程有限公司 带型钢连接件和软钢支撑的钢筋混凝土剪力墙及施工方法
CA3168309A1 (en) 2021-08-16 2023-02-16 Brent G. Olund Building core and kit for assembly
KR102629792B1 (ko) * 2021-11-11 2024-01-29 주식회사 브리콘 중단열 프리캐스트 콘크리트 패널
CN114043170B (zh) * 2021-11-12 2023-12-12 中铁山桥集团有限公司 一种六边形钢箱拱制造方法
CN114608772B (zh) * 2022-04-15 2023-12-05 中国水利水电第七工程局有限公司 基于智能应变纤维的混凝土构件挠度实时监测系统及方法
CN114876121A (zh) * 2022-06-27 2022-08-09 中建三局科创发展(江苏)有限公司 一种适用于建筑工业化的全装配式组合墙板及生产方法
KR20240035060A (ko) 2022-09-08 2024-03-15 대진대학교 산학협력단 프리스트레싱 철골 시스템
CN115538814B (zh) * 2022-12-01 2023-03-21 北京市第三建筑工程有限公司 一种用于建筑改造的大面积带应力焊接施工方法
CN115898027B (zh) * 2023-02-13 2024-10-01 浙江中南绿建科技集团有限公司 一种大跨度屋面结构分段提升拼装方法
CN116397805B (zh) * 2023-04-14 2023-10-31 天津大学 一种压型钢板速生木组合楼板

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4669240A (en) * 1984-07-09 1987-06-02 Giuseppe Amormino Precast reinforced concrete wall panels and method of erecting same
WO1993023632A1 (en) * 1992-03-23 1993-11-25 Roger Ericsson Wall for a building, method for erecting such a wall and element therefor

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1669240A (en) 1924-07-15 1928-05-08 Bryant Electric Co Electric switch
US3336709A (en) * 1965-01-22 1967-08-22 Mosaic Building Products Inc Prefabricated building panel wall
DE2008402A1 (de) * 1970-02-24 1971-11-18 Haeussler, Ernst, Dr.-Ing., 4300 Essen Verbundanker
DE2514300C2 (de) * 1975-04-02 1982-12-30 Ernst Dr.-Ing. 4300 Essen Haeussler Rechteckige Mehrschichtenstahlbetonplatte
CH648889A5 (de) * 1979-11-03 1985-04-15 Haeussler Ernst Stahlbetonplatten-aggregat und verfahren zu seiner herstellung.
US4489530A (en) * 1981-12-23 1984-12-25 Chi Ming Chang Sandwich wall structure and the method for constructing the same
US4649682A (en) * 1984-07-23 1987-03-17 Barrett Jr Dave D Prefabricated building panel and method
US4674250A (en) * 1984-08-13 1987-06-23 Wayne Altizer Modular building panel
EP0532140A1 (en) * 1991-09-13 1993-03-17 Board of Regents of the University of Nebraska Precast concrete sandwich panels
CN2152016Y (zh) * 1993-03-10 1994-01-05 石家庄开发区兴科生化技术发展公司 保温隔音性好的复合墙板
US5881516A (en) * 1996-06-26 1999-03-16 Elr Building Technologies, Llc Bearing wall construction system wherein axial loads of walls do no pass through the floor construction
CN2446195Y (zh) * 2000-07-26 2001-09-05 钟文川 建筑墙板的结构
CN2455811Y (zh) * 2000-12-19 2001-10-24 中建新建筑体系有限公司 轻型建筑墙板
US6898912B2 (en) * 2002-04-15 2005-05-31 Leonid G. Bravinski System and method for the reinforcement of concrete
US6920729B2 (en) * 2002-07-03 2005-07-26 Peter J. Konopka Composite wall tie

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4669240A (en) * 1984-07-09 1987-06-02 Giuseppe Amormino Precast reinforced concrete wall panels and method of erecting same
WO1993023632A1 (en) * 1992-03-23 1993-11-25 Roger Ericsson Wall for a building, method for erecting such a wall and element therefor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2645314C1 (ru) * 2017-04-10 2018-02-20 Алексей Игоревич Махалин Многослойный строительный элемент, способ его производства и технологическая линия по производству многослойного строительного элемента

Also Published As

Publication number Publication date
CL2004001676A1 (es) 2005-06-03
CA2531192A1 (en) 2005-01-13
WO2005003481A1 (en) 2005-01-13
KR20060052720A (ko) 2006-05-19
EP1641985A1 (en) 2006-04-05
EG23862A (en) 2007-11-18
RS20050961A (en) 2007-12-31
US20060230706A1 (en) 2006-10-19
RO123301B1 (ro) 2011-06-30
BR0318365A (pt) 2006-07-25
US7900410B2 (en) 2011-03-08
AU2003249099A1 (en) 2005-01-21
RS51618B (sr) 2011-08-31
CN1802477A (zh) 2006-07-12
TWI241374B (en) 2005-10-11
CN100365229C (zh) 2008-01-30
TW200508464A (en) 2005-03-01
AR044979A1 (es) 2005-10-12
EA200600166A1 (ru) 2006-06-30
JP2007516367A (ja) 2007-06-21
HRP20051028A2 (en) 2006-02-28
UA82533C2 (ru) 2008-04-25
KR20100126526A (ko) 2010-12-01
MXPA05013851A (es) 2006-03-13
HUP0600113A2 (en) 2007-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA007917B1 (ru) Строительство большепролетных зданий с самораскреплением из составных несущих стеновых панелей и перекрытий
AU2015246120B2 (en) Open web composite shear connector construction
US6698150B1 (en) Concrete panel construction system
WO1999006642A1 (en) Building panels for use in the construction of buildings
US20050115185A1 (en) Masonry block constructions with polymeric coating
CN111877546B (zh) 一种带屈曲约束支撑的装配式框架梁柱湿节点及施工方法
CN108571169B (zh) 工厂预制钢砼叠合剪力墙装配式建筑施工方法
KR101178168B1 (ko) 건축물의 장스팬 고하중용 아이엠티 슬래브
JP2024045350A (ja) Ｃｌｔを用いた既存建物の耐震補強構造
CN218894444U (zh) 以型钢加固外墙的防控建筑灾变构造
US20050093190A1 (en) Concrete structures and construction methods
CN210562584U (zh) 一种装配式建筑结构
RU67597U1 (ru) Сборно-монолитный предварительно напряженный каркас здания
CN117328578A (zh) 一种钢-混组合连接的预制多层密肋复合墙及其连接方法
RU2281362C1 (ru) СБОРНО-МОНОЛИТНЫЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЙ КАРКАС МНОГОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ "КАЗАНЬ-XXIв"
KR20220086294A (ko) 건물의 층간높이 잠식을 줄인 층간구조체
EP1185748B1 (en) Concrete panel construction system
CA2311222C (en) Concrete panel construction system
WO2022115886A1 (en) A semi-assembled wall and floor structural system and construction method using this system
CN115142553A (zh) 多层装配式混凝土板式结构房屋及其安装方法
CN114960961A (zh) 单层装配式混凝土板式结构房屋及其安装方法
CN113846789A (zh) 一种装配式混凝土双向密肋楼盖结构及其施工方法
KR20100009030A (ko) 공동주택의 단위세대구조
UA79149C2 (en) Reinforced-concrete frame of high-raise building
AU2002256579A1 (en) Masonry block constructions with polymeric coating

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ RU