EA011944B1 - Железобетонный каркас многоэтажного здания системы аркос - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к строительству и, в частности, к конструкциям жилых и общественных зданий массового назначения, возводимых в различных регионах, включая сейсмические. АРКОС означает архитектурно-конструктивную открытую систему многоэтажных зданий. Железобетонный каркас включает сборные колонны и плоские плиты перекрытий со сквозной арматурой, размещенной в составе армокаркасов призматической формы, образующих в плитах перекрытий систему перекрестных ригелей, скрытых в их плоскости, а также ячейки плит перекрытий, заключенные между перекрестными ригелями. Армокаркасы включают пролетные элементы с длиной, не превышающей расстояние между гранями колонн, цельные на ширину ригелей, и надопорные вставки, выполненные над каждой колонной в виде отдельных арматурных стержней, размещенных во взаимно-перпендикулярных направлениях вдоль граней колонн внахлест с продольной арматурой пролетных элементов армокаркасов в их объеме. Сборные колонны для опирания перекрытий снабжены опорными устройствами в виде опорных площадок, размещенных частично или полностью в объеме ствола колонны. Сборные колонны по высоте объединены винтовыми стыками. При этом опорные площадки могут быть размещены в сквозных проемах с обнажением в них стержней продольной арматуры колонн и в середине каждого проема по оси колонны дополнительно размещен пучок арматурных стержней-коротышей. Опорные площадки могут быть размещены понизу в пазах, выполненных по периметру сечения колонн и снабжены стальной пластиной, зафиксированной на продольной арматуре колонн. Плиты перекрытий могут быть выполнены двухслойными с нижним слоем из сборных

Description

Изобретение относится к строительству и, в частности, к конструкциям жилых и общественных зданий массового назначения, возводимых в различных регионах, включая сейсмические. АРКОС означает архитектурно-конструктивную открытую систему многоэтажных зданий.

Известен железобетонный каркас многоэтажного здания, включающий колонны, плиты перекрытий, монолитные несущие ригели, выполненные с утолщением их опорных частей и опертые на грани колонн посредством бетонных шпонок [1].

Известный каркас имеет высокую несущую способность. Недостатками известного каркаса являются выступающие книзу утолщения несущих ригелей, ограничивающие возможности по объемнопланировочным решениям. Несовершенная конструкция стыка колонны с перекрытием вызывает необходимость не только утолщения ригелей у колонн, но и вынос консолей перекрытия за крайние колонны, что в совокупности существенно снижает потребительские качества каркаса и здания, вызывает повышенные трудозатраты на возведение.

Известен каркас многоэтажного здания, включающий колонны и плоские сборно-монолитные диски перекрытий с ригелями, защемленными в колоннах [2].

В известном каркасе здания благодаря плоским дискам перекрытия обеспечены свободные объемно-планировочные решения, а также высокие потребительские качества зданий с его применением. Недостатком каркаса является высокая трудоемкость возведения и повышенный расход арматуры на устройство ригелей.

Наиболее близким к предлагаемому является железобетонный каркас многоэтажного здания, включающий колонны и плиты перекрытий со сквозной арматурой, размещенной вдоль колонн в составе армокаркасов призматической формы, образующих в плитах перекрытий систему перекрестных ригелей, скрытых в их плоскости [3].

Известный каркас здания обеспечивает свободные планировочные решения и высокие потребительские качества многоэтажных зданий. Недостатком его является повышенная трудоемкость возведения. Выполнение колонн в известном каркасе из монолитного железобетона снижает надежность каркаса, а также темп возведения здания из-за трудностей контроля качества и получения в монолитном бетоне колонн заданной прочности. Кроме того, нагружение молодого бетона колонн постоянной и технологической нагрузкой в раннем возрасте может вызывать в нем повышенные деформации от усадки и ползучести бетона.

Предлагаемое изобретение решает задачу упрощения технологии, сокращение трудозатрат и повышение темпов строительства, а также повышение надежности конструкции каркаса.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в железобетонном каркасе многоэтажного здания, включающем колонны, снабженные продольной и поперечной арматурой, и плоские плиты перекрытий со сквозной арматурой, размещенной в составе армокаркасов призматической формы, включающих пролетные элементы и надопорные вставки и образующих в плитах перекрытий на всю длину и ширину здания систему перекрестных ригелей, скрытых в их плоскости, а также ячейки плит перекрытий, заключенные между перекрестными ригелями и снабженные понизу арматурной сеткой, пролетные элементы армокаркасов по обоим направлениям выполнены с длиной, не превышающей расстояние между гранями колонн, и цельными на ширину скрытых в плоскости перекрытия ригелей. Надопорные вставки выполнены над каждой колонной в виде отдельных арматурных стержней, размещенных во взаимно перпендикулярных направлениях вдоль граней колонн внахлест с продольной арматурой пролетных элементов армокаркасов в их объеме. Колонны выполнены сборными и снабжены для объединения с плитами перекрытий опорными устройствами в виде опорных площадок, размещенных частично или полностью в объеме стволов колонн, а по высоте сборные колонны объединены винтовыми стыками.

При этом опорные площадки размещены в сквозных проемах с обнажением в них стержней продольной арматуры колонн, и в середине каждого сквозного проема вдоль их оси дополнительно размещен пучок арматурных стержней-коротышей, закрепленный по концам в бетоне ствола колонны.

Опорные площадки могут быть размещены понизу в пазах, выполненных по периметру сечения колонны, и снабжены стальной пластиной, зафиксированной на продольной арматуре колонн.

При этом у пазов с опорной площадкой по периметру сечения колонн стержни продольной арматуры колонн могут быть оборваны снизу и сверху, и внахлест к оборванным стержням у паза размещены смещенные к оси колонны арматурные стержни-коротыши, объединенные в арматурный каркас, соосный с ее осью.

Ячейки плит перекрытий между перекрестными ригелями могут быть выполнены двухслойными с нижним слоем из сборных железобетонных плоских скорлуп в виде несъемной опалубки и верхним слоем из монолитного бетона, уложенного по верху сборных скорлуп.

Плита каждого перекрытия может быть выполнена двухслойной и включать нижний слой из сборных железобетонных плоских скорлуп, снабженных выступающими кверху армокаркасами, и верхний слой из монолитного бетона, уложенного по верху сборных скорлуп.

В монолитном бетоне в ячейках плит перекрытий между перекрестными ригелями могут быть размещены вкладыши в виде неизвлекаемых пустотообразователей и/или легких поризованных изделий.

Выполнение каркаса в предложенном виде со сквозной арматурой вдоль створов колонн, разме

- 1 011944 щенной в предварительно изготовленных армокаркасах призматической формы, снабженных поперечной арматурой, позволяет, как в прототипе [3], создать в плоскости каждой плиты перекрытия опорную систему ригелей, жестко объединенных в перекрестную раму, замкнутую по контуру перекрытия и опертую с защемлением на колонны. Продольная сквозная арматура таких скрытых в плоскости плиты перекрытия ригелей, как в прототипе [3], может быть оптимально и концентрированно размещена вдоль створов колонн, в которых действуют наибольшие по величине усилия, возникающие в плите перекрытия. Количество этой продольной сквозной арматуры в любом сечении таких ригелей может быть назначено по расчету адекватным величине этих усилий. Кроме того, наличие поперечной арматуры в армокаркасах по сравнению с известными существенно повышает сопротивление плит перекрытий продавливанию колонной. Выполнение пролетных элементов армокаркасов цельными на всю ширину скрытого в перекрытии ригеля и на длину между гранями колонн позволяет, в отличие от прототипа, существенно упростить технологию выполнения перекрытия. В этом случае цельнопролетные элементы армокаркасов укладывают между гранями колонн в их створах по предварительно уложенной нижней сетке плиты перекрытия. Над каждой колонной во взаимно перпендикулярных направлениях выполняют надопорные вставки в виде отдельных стержней, располагаемых внахлест с концами продольной арматуры пролетных армокаркасов в их объеме с охватом перехлеста поперечной арматурой этих армокаркасов. Таким образом, выполнение армокаркасов цельными с попролетным членением позволяет по сравнению с прототипом сократить трудозатраты на их устройство в перекрытии, уменьшить монтажный вес пролетных элементов, снизить их деформативность и опасность повреждений при хранении, транспортировке и укладке. А выполнение подопорных вставок в предложенном виде обеспечивает получение надёжной конструкции ригелей, скрытых в перекрытии, всего перекрытия и каркаса в целом.

Выполнение колонн сборными в предлагаемом каркасе существенно повышает его надежность и сокращает материалоемкость. В сборных колоннах в отличие от монолитных бетон имеет гарантированную и контролируемую прочность. Более того, прочность бетона колонн может быть регулируема, что позволяет размеры сечений колонн устанавливать расчетом с оптимальным расходом бетона и арматуры.

Снабжение сборных колонн для объединения с плитами перекрытий опорными устройствами в виде опорных площадок, размещенных частично или полностью в объеме стволов колонн, позволяет по сравнению с прототипом достичь ряда преимуществ. Во-первых, сборные колонны выполняют бесконсольными и не требуются специальные формы для их изготовления; во-вторых, может быть обеспечено жёсткое или шарнирное объединение плит перекрытий со сборными колоннами, требуемое для конкретных условий и наиболее приемлемое для оптимальной конструкции каркаса; в-третьих, обеспечена высокая надежность узла объединения плиты перекрытия со сборной колонной, полностью исключена опасность продавливания плиты колонной. Кроме того, обеспечена простота выполнения объединения перекрытия со сборной колонной, что позволяет сократить трудозатраты на возведение перекрытий и каркаса в целом.

Объединение сборных колонн по высоте винтовыми стыками позволяет обеспечить минимальные трудозатраты и высокий темп возведения каркаса, а также точность установки колонн в проектное положение. В сочетании с гарантированной прочностью бетона в сборных колоннах указанное существенно повышает надёжность, прочность и пространственную устойчивость каркаса.

Размещение опорных площадок в сквозных проемах колонн с обнажением стержней их продольной арматуры позволяет обеспечивать жесткое объединение плит перекрытий со сборной колонной. Дополнительная установка в каждом сквозном проеме вдоль оси колонны пучка арматурных стержнейкоротышей, закрепленных концами в бетоне ствола колонн, позволяет существенно уменьшить податливость и деформативность колонны в сквозных проёмах при ее транспортировке и монтаже. В целом это позволяет обеспечить высокую точность размещения и фиксации колонн в каркасе, увеличить длину монтажных секций колонн до 3-4 этажей (ярусов).

Размещение опорных площадок понизу в пазах, выполненных по периметру сечения колонны и снабженных стальной пластиной, зафиксированной на продольной арматуре колонн, позволяет исключить смятие бетона колонны под нагрузкой от перекрытия и выполнять пазы в пределах толщины защитного слоя колонн. Указанное эффективно при сплошной плите перекрытия и относительно небольших размеров сетки колонн (до 6,0-6,3 м). Это существенно упрощает технологию устройства перекрытия и позволяет сократить трудозатраты на изготовление сборных колонн и устройство перекрытия.

Выполнение обрыва стержней продольной арматуры колонн снизу и сверху пазов с опорной площадкой по периметру их сечения в сочетании с размещенными внахлест к оборванными стержнями и смещенными к оси колонн арматурными коротышами позволяет сохранить целостность ствола колонны и увеличить размеры опорной площадки для опирания плиты перекрытия. Объединение арматурных стержней-коротышей в арматурный каркас, соосный со стволом колонны и размещенный на длину анкеровки коротышей в обе стороны (книзу и кверху) от нижней и верхней граней перекрытия, позволяет увеличить жесткость узлов сопряжения скрытых ригелей перекрытий с колоннами, а также увеличить до 7,20-8,0 м размеры сетки колонн каркаса.

Выполнение ячеек плит перекрытий между перекрестными ригелями двухслойными, с нижним слоем из сборных железобетонных скорлуп в виде несъемной опалубки и верхним слоем из монолитного

- 2 011944 бетона, позволяет существенно (на 60-70%) сократить расход дорогой опалубки из водостойкой фанеры для устройства перекрытия, повысить темп строительства и уровень его индустриализации.

Выполнение плиты каждого перекрытия каркаса целиком двухслойной, с нижним слоем из железобетонных скорлуп заводского изготовления, снабженных выступающими кверху армокаркасами, и верхним слоем из монолитного бетона, уложенного по скорлупам, позволяет полностью исключить потребность в опалубке из водостойкой фанеры для возведения каркаса, повысить уровень индустриальности строительства каркаса до максимального и, соответственно, нарастить темп возведения каркаса.

Размещение в монолитном бетоне в ячейках плит перекрытий между перекрестными ригелями неизвлекаемых пустотообразователей и/или легких поризованных изделий позволяет существенно (на 2530% и более) уменьшить постоянную нагрузку от массы перекрытия, адекватно сократить материалоемкость и металлоемкость перекрытий каркаса.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет заключить, что предлагаемое техническое решение отличается от прототипа новыми признаками: (1) пролетные элементы армокаркасов по обоим направлениям выполнены с длиной, не превышающей расстояние между гранями колонн и цельными на ширину ригелей, скрытых в плоскости перекрытия, а (2) надопорные вставки выполнены над каждой колонной в виде отдельных арматурных стержней, размещенных во взаимно перпендикулярных направлениях вдоль граней колонн внахлест с продольной арматурой пролетных элементов армокаркасов в их объеме, (3) колонны выполнены сборными и снабжены для объединения с плитами перекрытий опорными устройствами в виде (4) опорных площадок, размещенных частично или полностью в объеме стволов колонн, а (5) по высоте сборные колонны объединены винтовыми стыками. (6) Опорные площадки размещены в сквозных проемах с обнажением в них стержней продольной арматуры колонн, и в середине каждого сквозного проема вдоль их оси дополнительно размещен пучок арматурных стержнейкоротышей, закрепленный по концам в бетоне ствола колонны. (7) Опорные площадки размещены понизу в пазах, выполненных по периметру сечения колонны, и снабжены стальной пластиной, зафиксированной на продольной арматуре колонн. (8) У пазов с опорной площадкой по периметру сечения колонн стержни продольной арматуры колонн оборваны снизу и сверху, и (9) внахлест к оборванным стержням у паза размещены смещенные к оси колонны арматурные стержни-коротыши, объединенные в арматурный каркас, соосный с ее осью. (10) Ячейки плит перекрытий между перекрестными ригелями выполнены двухслойными, с нижним слоем из сборных железобетонных плоских скорлуп в виде несъемной опалубки и верхним слоем из монолитного бетона, уложенного поверху сборных скорлуп. (11) Плита каждого перекрытия выполнена двухслойной и включает нижний слой из сборных железобетонных плоских скорлуп, снабженных выступающими кверху армокаркасами, и верхний слой из монолитного бетона, уложенного поверху сборных скорлуп. (12) В монолитном бетоне в ячейках плит перекрытий между перекрестными ригелями размещены вкладыши в виде неизвлекаемых пустотообразователей и/или легких поризованных изделий.

В целом все перечисленные признаки в предлагаемом техническом решении в приведенной сумме неизвестны, а полученные технические результаты этого решения превосходят известные и обеспечивают достижение поставленной задачи, а при осуществлении предлагаемого технического решения достигается сверхсуммарный результат.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен предлагаемый каркас здания, вид в плане;

на фиг. 2 - то же, разрез А-А на фиг. 1, случай сплошной монолитной плиты перекрытия;

на фиг. 3 - то же, разрез А-А на фиг. 1, случай двухслойной плиты с железобетонной сборной скорлупой в ячейках перекрытия;

на фиг. 4 - то же, разрез А-А на фиг. 1, случай двухслойной плиты всего перекрытия;

на фиг. 5 - то же, разрез Б-Б на фиг. 1, случай двухслойной плиты перекрытия со сборной скорлупой в ячейках перекрытия, снабженной вкладышами из легких поризованных изделий (неизвлекаемых пустообразователей);

на фиг. 6 - то же, предлагаемый каркас, узел А на фиг. 1;

на фиг. 7 - предлагаемый каркас здания, армирование ригеля пролетным элементом армокаркаса и надопорными вставками;

на фиг. 8 - то же, что на фиг. 7, вид армокаркаса скрытого ригеля в плане;

на фиг. 9 - сборная железобетонная колонна предлагаемого каркаса, установленная в проектное положение и состыкованная с нижней колонной винтовым стыком, общий вид;

на фиг. 10 - то же, узел Б на фиг. 9, опорное устройство с опорной площадкой понизу в пазу по периметру сечения колонны;

на фиг. 11 - то же, что на фиг. 10, разрез В-В;

на фиг. 12 - узел Б на фиг. 9, опорное устройство в виде сквозного проема в колонне с обнажением в проеме ее продольной арматуры и с установленным пучком стержней-коротышей;

на фиг. 13 - то же, что на фиг. 12, сечение Г -Г.

Предлагаемый каркас (фиг. 1-13) включает сборные колонны 1, снабженные продольной 2 и поперечной (не показана) арматурой, плоские плиты 3 перекрытий. Плиты 3 перекрытий снабжены армокар

- 3 011944 касами 4 призматической формы с продольной и поперечной арматурой. Армокаркасы с этой арматурой образуют в плитах 3 перекрытия систему перекрестных ригелей 5, скрытых в их плоскости, а также ячейки 6 плит перекрытий, заключенные между ними. Ячейки 6 плит 3 понизу снабжены арматурной сеткой 7. Пролетные элементы 8 армокаркасов 4 выполнены с длиной, не превышающей расстояние между гранями колонн, и цельными на ширину ригеля 5. Надопорные вставки 9 выполнены над каждой колонной 1 в виде отдельных арматурных стержней, размещенных во взаимно перпендикулярных направлениях вдоль граней колонн 1 внахлест с продольной арматурой пролетных элементов 8 армокаркасов 4 внутри в их объеме (фиг. 7 и 8). Принятое членение армокаркасов 4 на цельнопро летные элементы 8 и надопорные вставки 9 позволяет образовать сквозную арматуру в этих армокаркасах 4 и создать ее распределение в каждом направлении вдоль осей колонн 1 адекватно распределению усилий в сечениях скрытых ригелей 5. Это позволяет оптимизировать ее расход, упростить технологию выполнения арматурных работ и сократить трудозатраты. Сборные колонны 1 для объединения с плитами 3 перекрытий снабжены опорными устройствами в виде опорных площадок 10, размещенных частично или полностью в объеме стволов колонн 1.

При этом опорные площадки 10 могут быть размещены в сквозных проемах 11 с обнажением продольной арматуры 2 колонны 1. В середине каждого проема 11, вдоль оси колонны 1, размещен пучок 12 арматурных стержней-коротышей, закрепленный по концам выше и ниже проема 11 в бетоне ствола колонны 1. Такое выполнение сопряжения плиты 3 перекрытия с колонной 1 образует жесткий узел, является экономичным и позволяет в отличие от аналога [1] осуществить сопряжение с крайней или угловой колоннами 1 без выноса консолей плиты 3 или утолщения кромки перекрытия, как в прототипе [3].

Опорные площадки 10 могут быть размещены в пазах 13, выполненных в уровне плиты 3 перекрытия, и снабжены стальной пластиной 14, зафиксированной, например, вязальной проволокой на продольной арматуре 2 колонны 1. Такое опирание плиты 3 перекрытия на колонне 1 может быть выполнено шарнирным или с жестким их объединением.

У пазов 13 с опорной площадкой 10 по периметру сечения колонны 1 стержни продольной арматуры 2 могут быть оборваны снизу и сверху, и внахлест к оборванным стержням 2 у каждого паза 13 могут быть размещены смещенные к оси колонны 1 арматурные стержни-коротыши 15, объединенные в арматурный каркас (не обозначен), соосный с осью колонны 1. Опорное устройство для опирания плиты 3 перекрытия в этом случае позволяет за счет увеличения размеров опорной площадки 10 увеличить величину передаваемой на нее опорной реакции плиты 3 перекрытия, и, вследствие этого, развить размеры сетки колонн 1 каркаса.

Сборные колонны 1 выполнены в виде многоярусных монтажных секций с плоскими торцами. Торцы снабжены закрепленными на них закладными деталями 16 в виде стальных листов. Торцы этих секций колонн по высоте объединены в единый столб колонны винтовыми стыками 17 (фиг. 9).

Ячейки 6 плит 1 перекрытия между перекрестными ригелями 5 могут быть выполнены двухслойными с нижним слоем из сборных железобетонных плоских скорлуп 18, представляющих собой несъемную опалубку. Сборные скорлупы 18 должны содержать выпущенную кверху арматуру в виде арматурных каркасов 19, например, по типу ΡΙΓΙΟΚΑΝ (Германия). По верху скорлуп 18, установленных в проектное положение, уложен слой 20 из монолитного бетона. Применение скорлуп 18 с выпущенной кверху арматурой 19 позволяет обеспечить целостность работы плиты 3 перекрытия под нагрузкой, рационально разместить в плите 3 армирование. В то же время их применение приводит к существенному сокращению расхода дорогой водостойкой фанеры, используемой для устройства палубы перекрытия. Кроме того, наличие арматурных каркасов 19 позволяет простыми средствами, практически без дополнительных затрат, зафиксировать в плите 1 неизвлекаемые пустотообразователи (не показаны) или легкие вкладыши 21, укладываемые в монолитном бетоне слоя 20. Для фиксации пустотообразователей или легких вкладышей 21 в бетоне однослойных ячеек 6 (фиг. 2), во избежание их всплытия при укладке бетонной смеси, эти элементы должны быть заранее закреплены к опалубке перекрытия и иметь обтекаемую форму.

Применение неизвлекаемых пустотообразователей или легких вкладышей 21, например, из пенополистирола позволяет на 25-30% уменьшить собственную массу перекрытия и благодаря этому увеличить размеры сетки колонн 1 либо сократить расход арматуры на устройство плиты 3 перекрытия.

При устройстве всей плиты 3 перекрытия двухслойной, с нижним слоем из сборных железобетонных плоских скорлуп 18, пролетные элементы 8 армокаркасов 4 также выполнены с нижней железобетонной скорлупой 18. При двухслойном перекрытии оно понизу составлено из расположенных рядом железобетонных скорлуп 18, снабженных по концам выпусками 22 их рабочей арматуры 23.

Плиты 3 перекрытий на контуре могут быть снабжены консолями 24 за наружные ряды колонн 1 для размещения балконов и/или эркеров, для чего в створах колонн 1 консоли 24 снабжены выпусками армокаркасов 4.

Предлагаемый каркас здания, как и в прототипе [3], работает под нагрузкой как единая многократно статически неопределимая пространственная рамная конструкция с плоскими плитами перекрытий. Эта конструкция совместно с вертикальными диафрагмами (или ядрами) жесткости (не показаны) полностью обеспечивает требуемую пространственную жесткость и устойчивость всего здания в целом. Раз

- 4 011944 мещение в створах колонн 1 армокаркасов 4 создает в плоскости плиты 2 перекрытия скрытую систему перекрестных несущих ригелей 5, в которых панели плиты 3 в пределах каждой ячейки 6 оказываются защемленными по краям. При этом вертикальную нагрузку на каждом этаже воспринимает плита 3 перекрытия и посредством скрытых перекрестных ригелей 5 перераспределяет эту нагрузку на колонны 1. Наличие ригелей 5 позволяет реализовать в ячейках 6, защемленных между ними по краям, благодаря стесненным условиям их деформирования под нагрузкой, двухосное распорное усилие, действующее разгружающе и заметно повышающее несущую способность и жесткость этих ячеек 6. Кроме того, в ригелях 5 вдоль створов колонн 1 в предлагаемом каркасе под нагрузкой после образования первых трещин образуются значительные по величине реактивные продольные распорные усилия, существенно, до 2535%, снижающие величины усилий в расчетных сечениях, определенных обычным расчетом. Наличие реактивных распорных усилий в элементах плиты перекрытия под нагрузкой и их разгружающее влияние при работе перекрытия в предложенном каркасе под нагрузкой подтверждено нашими испытаниями.

Узлы соединения сборных колонн 1 с плитой 3 перекрытия могут быть реализованы жесткими, когда стержни надопорных вставок 9 пропущены через сквозные проемы 11 или в пазы 13 колонн 1, а монолитный бетон плиты 3 плотно заполняет проем 11 или паз 13. Если на боковую поверхность колонны 1 в пазах 13 нанести пластиковое покрытие, например, в виде полимерной пленки (не показано), в узлах сопряжений перекрытий с колоннами 1, в отличие от прототипа [3], может быть реализовано шарнирное сопряжение, позволяющее передать на колонну 1 продольное усилие центрально вдоль ее оси. Указанное позволяет обеспечить по сравнению с аналогами и прототипом [3] сокращение расхода арматуры в колоннах 1, особенно, существенное в их крайних рядах.

По сравнению с известными, благодаря сокращению материалоемкости и массы перекрытий за счет рационального их армирования и концентрированного применения неизвлекаемых пустообразователей и/или легких вкладышей, существенно улучшаются частотно-жесткостные характеристики предлагаемого каркаса, что особенно важно для зданий повышенной этажности и сложной конфигурации при пульсирующей ветровой нагрузке. В целом, наличие и учет распорного эффекта в плоских плитах 3 перекрытий монолитных и сборно-монолитных (с предложенными плоскими скорлупами 18) перекрытий позволяет уменьшить на 20-35% усилия, действующие в расчетных сечениях элементов перекрытий и, соответственно, на 15-30% сократить потребность в арматурной стали на их армирование. Предложенная конструкция каркаса позволяет полностью реализовать указанные распорные усилия и достичь указанного эффекта.

Предлагаемый каркас возводят в следующей последовательности. Над готовым фундаментом или ранее возведенным перекрытием устанавливают и фиксируют сборные колонны 1 на 2-3 этажа и устраивают выпуски арматуры монолитных стенок вертикальных диафрагм жесткости. Затем при целиком монолитном перекрытии устанавливают сплошную опалубку под плиту 3 перекрытия на предварительно смонтированных опорных устройствах (на чертежах не показано). При применении сборных скорлуп 18 опалубку устанавливают в виде полос только под перекрестные ригели 5 и опирают на нее концами железобетонные скорлупы 18. В середине пролета под скорлупами 18 монтируют опорные устройства. Затем в створах колонн 1 по опалубке монтируют армокаркасы 4, состоящие из пролетных элементов 8, а также подопорных вставок 9 в виде отдельных арматурных стержней. Затем по скорлупам 18 укладывают и к выпущенной из них арматуре 19 крепят пустотообразователи или вкладыши 21. После выполнения этих работ, а также уплотнения швов между скорлупами 18 и установки верхней монтажной арматуры (не показана), производят укладку бетона верхнего слоя 20 плиты 3 перекрытия. При укладке монолитного бетона производят контроль заполнения бетонной смесью сквозных проемов 11 и/или пазов 13 в колоннах 1.

После набора бетоном плиты 2 перекрытия требуемой прочности, поддерживающие устройства и опалубку демонтируют с конструкций нижнего этажа здания и переставляют на полученное готовое перекрытие. На очередном этаже цикл повторяется. Поэтажно опертые наружные стены здания можно устраивать одновременно с возведением каркаса и использовать их в качестве поддерживающих устройства и опалубки для ригелей 5, расположенных на краю перекрытия.

Представленная технология возведения каркаса дополняет преимущество конструкции, обеспечивает всепогодность, высокий темп строительства многоэтажного здания и полное решение поставленной в изобретении задачи.

Предлагаемое техническое решение каркаса многоэтажного здания системы АРКОС представляет собой новое развивающееся направление современного домостроения массового назначения с максимальным использованием местной строительной базы, отличающегося повышенной экономической эффективностью, надежностью и высокими потребительскими качествами.

Источники информации.

1. Патент РФ № 2272108, БИ № 8, 20.03.2006, кл. Е04В 1/18, Е04В 1/20.

2. Евразийское патентное ведомство. Евразийский патент № 007115, кл. Е04В 1/20. Дата публикации и выдачи патента 2006.06.30, № заявки 200500926 от 2005.05.25.

3. Евразийское патентное ведомство. Евразийский патент № 007023; кл. Е04В 1/20. Дата публикации и выдачи патента 2006.06.30, № заявки 200500785 от 2005.04.08 (прототип).

Claims (6)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Железобетонный каркас многоэтажного здания, включающий колонны, снабженные продольной и поперечной арматурой, и плоские плиты перекрытий со сквозной арматурой, размещенной над колоннами в составе армокаркасов призматической формы, включающих пролетные элементы и надопорные вставки и образующих в плитах перекрытий на всю длину и ширину здания систему перекрестных ригелей, скрытых в их плоскости, а также ячейки плит перекрытий, заключенные между перекрестными ригелями и снабженные понизу арматурной сеткой, отличающийся тем, что пролетные элементы армокаркасов по обоим направлениям выполнены с длиной, не превышающей расстояние между гранями колонн, и цельными на ширину ригелей, скрытых в плоскости перекрытия, а надопорные вставки выполнены над каждой колонной в виде отдельных арматурных стержней, размещенных во взаимно перпендикулярных направлениях вдоль граней колонн внахлест с продольной арматурой пролетных элементов армокаркасов в их объеме, колонны выполнены сборными и снабжены для объединения с плитами перекрытий опорными устройствами в виде опорных площадок, опорные площадки размещены в сквозных проемах с обнажением в них стержней продольной арматуры колонн, и в середине каждого сквозного проема вдоль их оси дополнительно размещен пучок арматурных стержней-коротышей, закрепленный по концам в бетоне ствола колонны, а по высоте сборные колонны объединены винтовыми стыками.
2. 2. Железобетонный каркас многоэтажного здания по п.1, отличающийся тем, что опорные площадки размещены понизу в пазах, выполненных по периметру сечения колонны, и снабжены стальной пластиной, зафиксированной на продольной арматуре колонн.
3. 3. Железобетонный каркас многоэтажного здания по п.1, отличающийся тем, что у пазов с опорной площадкой по периметру сечения колонн стержни продольной арматуры колонн оборваны снизу и сверху, и внахлест к оборванным стержням у паза размещены смещенные к оси колонны арматурные стержни-коротыши, объединенные в арматурный каркас, соосный с ее осью.
4. 4. Железобетонный каркас многоэтажного здания по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что ячейки плит перекрытий между перекрестными ригелями выполнены двухслойными с нижним слоем из сборных железобетонных плоских скорлуп в виде несъемной опалубки и верхним слоем из монолитного бетона, уложенного по верху сборных скорлуп.
5. 5. Железобетонный каркас многоэтажного здания по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что плита каждого перекрытия выполнена двухслойной и включает нижний слой из сборных железобетонных плоских скорлуп, снабженных выступающими кверху армокаркасами, и верхний слой из монолитного бетона, уложенного по верху сборных скорлуп.
6. 6. Железобетонный каркас многоэтажного здания по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что в монолитном бетоне в ячейках плит перекрытий между перекрестными ригелями размещены вкладыши в виде неизвлекаемых пустотообразователей и/или легких поризованных изделий.