RU2244789C1 - Composite reinforced concrete column, butt-joint for columns and method of butt-joint forming - Google Patents
Composite reinforced concrete column, butt-joint for columns and method of butt-joint forming Download PDFInfo
- Publication number
- RU2244789C1 RU2244789C1 RU2003124087/03A RU2003124087A RU2244789C1 RU 2244789 C1 RU2244789 C1 RU 2244789C1 RU 2003124087/03 A RU2003124087/03 A RU 2003124087/03A RU 2003124087 A RU2003124087 A RU 2003124087A RU 2244789 C1 RU2244789 C1 RU 2244789C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- column
- columns
- steel sheets
- nuts
- sheets
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в каркасах многоэтажных и высотных зданий и сооружений, в том числе при увеличенных размерах сетки колонн, с большими нагрузками на колонны.The invention relates to the field of construction and can be used in frames of multi-storey and high-rise buildings and structures, including with increased dimensions of the grid of columns, with large loads on the columns.
Известна сборная железобетонная колонна, включающая арматурные каркасы, образованные продольными стержнями, объединенными спиральной арматурой, а каркасы объединены между собой поперечными связями хомутами из полосовой стали [1].Known prefabricated reinforced concrete column, including reinforcing cages formed by longitudinal rods connected by spiral reinforcement, and the frames are interconnected by transverse ties of steel straps [1].
Известная колонна имеет высокую несущую способность. Однако, как отмечают даже авторы, колонна отличается повышенной деформативностью, что является недостатком. Кроме того, чрезмерное насыщение арматурой в известной колонне вызывает повышенные трудозатраты на бездефектное изготовление колонны.Known column has a high bearing capacity. However, as even the authors note, the column is characterized by increased deformability, which is a drawback. In addition, excessive saturation of the reinforcement in a known column causes increased labor costs for defect-free production of the column.
Известна сборная железобетонная колонна, включающая продольную и поперечную арматуру, размещенную по ее длине, а также косвенную арматуру в виде поперечных сварных сеток у торцов [2, с.75, рис.3.2].Known prefabricated reinforced concrete column, including longitudinal and transverse reinforcement placed along its length, as well as indirect reinforcement in the form of transverse welded grids at the ends [2, p. 75, Fig. 3.2].
Известная колонна проста в изготовлении и универсальна в применении.Known column is easy to manufacture and versatile in application.
Вместе с тем известная колонна имеет невысокую несущую способность, поскольку соединяется она со смежными колоннами по торцам плоским стыком, а торцовые поверхности не содержат армирования. В результате под рабочей нагрузкой по торцам колонны под центрирующей прокладкой создается расклинивающее усилие, вызывающее раскалывание торца колонны продольными трещинами, начинающимися от торцовых поверхностей.However, the known column has a low bearing capacity, since it connects to adjacent columns at the ends with a flat joint, and the end surfaces do not contain reinforcement. As a result, under the working load, a proppant is created at the ends of the column under the centering gasket, causing the end of the column to crack along longitudinal cracks starting from the end surfaces.
Наиболее близкой к предлагаемой сборной железобетонной колонне по замыслу является сборная железобетонная колонна, включающая расположенную по ее длине продольную стержневую и поперечную арматуру, косвенную арматуру у концов колонны и снабженная по торцам поперечными стальными листами [2, с.89, рис.3.10].The closest to the proposed precast reinforced concrete column, according to the plan, is a precast reinforced concrete column, including longitudinal rod and transverse reinforcement located along its length, indirect reinforcement at the ends of the column and equipped with transverse steel sheets at the ends [2, p. 89, Fig. 3.10].
Известная колонна имеет высокую несущую способность, если обеспечена требуемая точность размещения и крепления поперечных торцовых стальных листов. Для плотного примыкания торцовых стальных листов смежных колонн необходимо, чтобы листы были расположены строго перпендикулярно оси колонн. При перекосах в контактах стыков примыкание к смежным колоннам будет происходить по одной точке или по линии поперечного сечения и вызывать при относительно небольших усилиях сколы бетона по углам, ослабление сечений колонны на концевых участках и снижение, в конце концов, несущей способности всей колонны. Прикрепление торцовых стальных листов к концам длинномерной рабочей продольной арматуры в требуемом - нормальном к продольной оси колонны положении практически невозможно из-за разброса длин стержней этой арматуры в заготовках, а также из-за температурных сварочных деформаций стержней каркаса. При сварке в кондукторах эти деформации вызывают в арматуре дополнительные сварочные напряжения, способные вызвать перекос этих пластин сразу же после снятия кондуктора. Вместе с тем не учитываемые температурные сварочные напряжения отрицательно влияют и на прочностные показатели колонны, так как создают в стержнях продольной арматуры различное напряженное состояние. Таким образом, известная колонна является недостаточно надежной, значительное насыщение продольной арматурой снижает эффективность ее использования в составе колонны под нагрузкой, а также требует значительных трудозатрат на ее изготовление.A known column has a high bearing capacity, if the required accuracy of placement and fastening of the transverse end steel sheets is ensured. For a tight abutment of the end steel sheets of adjacent columns, it is necessary that the sheets are located strictly perpendicular to the axis of the columns. When the joints are skewed, the adjacency to adjacent columns will occur along one point or along the cross-sectional line and, with relatively small efforts, will cause concrete chips in the corners, weakening the cross-sections of the column at the end sections and, finally, reducing the bearing capacity of the entire column. Attaching end steel sheets to the ends of a lengthy working longitudinal reinforcement in the required position, normal to the longitudinal axis of the column, is practically impossible due to the spread of the lengths of the rods of this reinforcement in the workpieces, as well as due to temperature welding deformations of the frame rods. When welding in conductors, these deformations cause additional welding stresses in the reinforcement, which can cause distortion of these plates immediately after removal of the conductor. At the same time, the neglected temperature welding stresses also negatively affect the strength characteristics of the column, since they create a different stress state in the rods of longitudinal reinforcement. Thus, the known column is not reliable enough, a significant saturation of the longitudinal reinforcement reduces the efficiency of its use in the composition of the column under load, and also requires significant labor costs for its manufacture.
Известно стыковое соединение колонн со стальными вкладышами и стальными обоймами, объединенными со стальными поперечными торцовыми листами [3].Known butt connection of columns with steel liners and steel cages, combined with steel transverse end sheets [3].
Известное стыковое соединение относительно простое в выполнении. Однако оно недостаточно надежно, т.к. усилие в стыке передается через центрирующую прокладку, что может привести к раскалыванию торцов колонн при эксплуатации под нагрузкой.Known butt joint is relatively simple to perform. However, it is not reliable enough, because the force at the joint is transmitted through the centering gasket, which can lead to cracking of the ends of the columns during operation under load.
Наиболее близким к предлагаемому является стыковое соединение колонн, включающее концевые участки колонн с поперечными стальными листами, прикрепленными к стержням продольной арматуры колонны на торцах и центрирующую прокладку [2, с.89, рис.3.10].The closest to the proposed is the butt joint of the columns, including the end sections of the columns with transverse steel sheets attached to the rods of the longitudinal reinforcement of the column at the ends and a centering gasket [2, p. 89, Fig. 3.10].
Недостатком стыка являются температурные сварочные деформации и внутренние напряжения, возникающие при изготовлении в элементах стыка и снижающие надежность стыкового соединения.The disadvantage of the joint is the temperature welding deformations and internal stresses that occur during manufacture in the joint elements and reduce the reliability of the butt joint.
Известен способ выполнения стыкового соединения колонн, включающий ванную сварку выпусков рабочей арматуры стыкуемых колонн с последующим замоноличиванием или зачеканкой зазоров в стыках мелкозернистой бетонной смесью [2, с.82, рис.3.6 и 3.7].There is a method of making a butt joint of columns, including bathing the outlets of the working reinforcement of the joined columns with subsequent monolithic or caulking gaps at the joints with a fine-grained concrete mixture [2, p. 82, Fig. 3.6 and 3.7].
Способ выполнения стыкового соединения колонн широко освоен в отечественной строительной практике. Однако известный способ энергоемок и сложен в производстве, требует обязательного ультразвукового или рентгеновского контроля сварки специализированной лабораторией. Вследствие большой свободной длины стыкуемых сваркой стержней рабочей арматуры в стыке под нагрузкой стержни могут терять устойчивость, и несущая способность получаемого стыка является недостаточной.The method of making a butt joint of columns is widely mastered in domestic construction practice. However, the known method is energy-intensive and difficult to manufacture, requires mandatory ultrasonic or X-ray inspection of welding by a specialized laboratory. Due to the large free length of the welding reinforcing rods of the working reinforcement in the joint under load, the rods can lose stability, and the bearing capacity of the resulting joint is insufficient.
Наиболее близким к предлагаемому является способ выполнения стыкового соединения, включающий поочередную установку на одной оси стыкуемых колонн, выполненных с поперечными стальными листами на торцах, прикрепление к ним по контуру стального окаймления и последующее заполнение раствором зазора между торцовыми стальными листами стыкуемых колонн [3, рис.12, с.27...29].Closest to the proposed one is a method of making a butt joint, which includes alternately installing abutting columns on the same axis made with transverse steel sheets at the ends, attaching them along the steel border and then filling the gap between the end steel sheets of abutting columns with a solution [3, Fig. 12, p. 27 ... 29].
Известный способ сравнительно прост в исполнении. Однако получаемый таким способом стык недостаточно надежен, он также не способен воспринять возникающий под нагрузкой в стыке изгибающий момент.The known method is relatively simple to implement. However, the joint obtained in this way is not reliable enough, it is also not able to perceive the bending moment arising under load at the joint.
Основной задачей, на решение которой направлены заявляемые сборная железобетонная колонна, стыковое соединение колонн и способ его выполнения, является обеспечение надежности колонн и тем самым существенное расширение потребительских качеств каркасов зданий и сооружений, сокращение трудозатрат на их изготовление.The main task, which is claimed by the claimed precast concrete column, butt connection of columns and the method of its implementation, is to ensure the reliability of the columns and thereby significantly expand the consumer qualities of the carcasses of buildings and structures, reducing labor costs for their manufacture.
Единым техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленной группы изобретений, является повышение несущей способности колонны и ее стыковых соединений, повышение эффективности использования прочностных свойств рабочей арматуры всей колонны.A single technical result achieved in the implementation of the claimed group of inventions is to increase the bearing capacity of the column and its butt joints, increasing the efficiency of using the strength properties of the working reinforcement of the entire column.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в сборной железобетонной колонне, содержащей продольную стержневую и поперечную арматуру по ее длине, косвенную арматуру у концов колонны и снабженной по торцам поперечными стальными листами, все стержни продольной арматуры колонны выполнены с обрывами и анкеровкой их концов в бетоне у обоих торцов, поперечные стальные листы на обоих торцах колонны снабжены жестко связанными с ними анкерными арматурными стержнями, расположенными параллельно стержням рабочей арматуры, к поперечным торцовым стальным листам и анкерным стержням жестко прикреплены на сварке вертикальные стальные уголки, образующие в бетоне при изготовлении колонны на обоих торцовых листах ниши, расположенные на ее боковых сторонах симметрично относительно главных осей поперечного сечения, а торцовые стальные листы в нишах снабжены сквозными отверстиями для винтовых соединений с примыкающими колоннами.The solution to this problem is achieved by the fact that in a precast concrete column containing longitudinal rod and transverse reinforcement along its length, indirect reinforcement at the ends of the column and equipped with transverse steel sheets at the ends, all the rods of the longitudinal reinforcement of the column are made with breaks and their ends are anchored in concrete at both ends, the transverse steel sheets at both ends of the column are equipped with anchor reinforcing rods rigidly connected to them, located parallel to the bars of the working reinforcement, to the transverse end vertical steel corners are rigidly attached to welding steel sheets and anchor rods, forming niches in concrete during the manufacture of the column on both end sheets, niches located on its sides symmetrically with respect to the main axes of the cross section, and end steel sheets in niches are provided with through holes for screw connections with adjoining columns.
При этом сборная колонна выполнена в виде призматического стержня, а ниши для винтовых соединений у торцов размещены по углам поперечного сечения.In this case, the prefabricated column is made in the form of a prismatic rod, and niches for screw connections at the ends are placed at the corners of the cross section.
Сборная колонна может быть выполнена в виде сплошного или полого цилиндрического стержня.The prefabricated column can be made in the form of a solid or hollow cylindrical rod.
В сборной колонне стальные листы на торцах колонны могут быть выполнены с утолщением под вертикальными уголками в местах размещения ниш.In a prefabricated column, steel sheets at the ends of the column can be made with thickening at vertical angles in the niches.
Сборная колонна в уровнях перекрытий может содержать сквозные проемы с обнажением стержней продольной арматуры и возможностью пропуска через сквозные проемы монолитных конструкций перекрытий.A prefabricated column at the floor levels may contain through openings with exposure of rods of longitudinal reinforcement and the possibility of passing through the through openings of monolithic structures of floors.
Указанный технический результат достигается тем, что стыковое соединение колонн включает концевые участки стыкуемых колонн, выполненных с поперечными стальными листами на торцах, и снабжено центрирующей прокладкой и стальным окаймлением поперечных стальных листов по контуру с зазором в стыке между стальными листами, заполненным раствором. В бетоне у торцов колонн выполнены ниши, в отверстиях стальных листов на торцах стыкуемых колонн размещены шпильки с винтовой нарезкой, зафиксированные по обоим концам гайками на стальных листах в нишах обеих колонн, между торцовыми стальными листами в растворе на шпильках размещены юстировочные гайки, а ниши зачеканены быстротвердеющим мелкозернистым бетоном.The specified technical result is achieved in that the butt joint of the columns includes the end sections of the joined columns made with transverse steel sheets at the ends, and is provided with a centering gasket and steel bordering the transverse steel sheets along the contour with a gap in the joint between the steel sheets filled with the solution. Niches are made in concrete at the ends of the columns, in the holes of the steel sheets on the ends of the joined columns there are screwed studs fixed on both ends by nuts on the steel sheets in the niches of both columns, between the end steel sheets in the solution the adjustment nuts are placed on the studs, and the niches are stamped quick-hardening fine-grained concrete.
Указанный технический результат достигается тем, что способ выполнения стыкового соединения колонн включает поочередную установку на одной вертикальной оси нижней и верхней стыкуемых колонн, выполненных на торцах с поперечными стальными листами, прикрепление к ним по контуру стального окаймления и последующее заполнение раствором зазора между торцовыми стальными листами стыкуемых колонн. При этом после установки и закрепления в проектном положении нижней колонны на ее верхнем торце фиксируют направленные кверху шпильки с резьбой, на шпильках размещают юстировочные гайки, а верхнюю колонну в проектное положение устанавливают в два этапа, сначала ее опирают на юстировочные гайки и центрирующую прокладку, посредством юстировочных гаек устанавливают верхнюю колонну в требуемое проектное положение, после окончания регулировки положения колонну снова приподымают, на торец нижней колонны укладывают раствор, а затем верхнюю колонну устанавливают окончательно на свежий раствор, опирая на юстировочные гайки с фиксацией положения верхней колонны гайками на шпильках в ее нишах, а ниши обеих колонн зачеканивают быстротвердеющим мелкозернистым бетоном.The specified technical result is achieved by the fact that the method of making a butt joint of the columns includes the alternate installation on the same vertical axis of the lower and upper abutting columns, made at the ends with transverse steel sheets, attaching to them along the contour of the steel border, and then filling the gap between the end steel sheets of abutting columns. In this case, after installation and fixing in the design position of the lower column, threaded studs directed upwards are fixed on the upper end, adjustment nuts are placed on the studs, and the upper column is installed in the design position in two stages, first it is supported on the adjustment nuts and centering gasket, by adjusting nuts set the upper column to the desired design position, after adjusting the position, the column is raised again, the solution is placed on the end of the lower column, and then the upper the column is finally installed on a fresh mortar, resting on adjustment nuts with fixing the position of the upper column with nuts on the studs in its niches, and the niches of both columns are choked with quick-hardening fine-grained concrete.
Сопоставление предлагаемого технического решения с прототипом позволяет заметить, что от известного оно отличается новыми признаками: (1) все стержни продольной рабочей арматуры колонны выполнены с обрывами и анкеровкой их в бетоне у обоих торцов и не имеют никакой связи или непосредственного контакта с поперечными торцовыми стальными листами, (2) поперечные стальные листы на обоих торцах колонны снабжены жестко связанными с ними анкерными арматурными стержнями, (3) расположенными параллельно стержням рабочей арматуры, (4) к поперечным торцовым стальным листам и анкерным стержням жестко прикреплены вертикальные стальные уголки, (5) образующие в бетоне на обеих торцовых листах ниши, расположенные на боковых сторонах колонны симметрично относительно главных осей ее поперечного сечения, а (6) торцовые стальные листы в нишах снабжены сквозными отверстиями для винтовых соединений с примыкающими колоннами, (7) колонна выполнена в виде призматического стержня, а ниши для винтовых соединений у торцов размещены по углам поперечного сечения, (8) поперечные торцовые стальные листы выполнены с утолщением в местах размещения ниш, (9) колонна в уровнях перекрытий содержит сквозные проемы с обнажением стержней продольной рабочей арматуры и возможностью размещения через сквозные проемы монолитных конструкций перекрытий, (10) в отверстиях стальных листов на торцах стыкуемых колонн, установленных в проектное положение, размещены шпильки с винтовой нарезкой, зафиксированные по обоим концам гайками на стальных торцовых листах обеих колонн, (11) между торцовыми стальными листами на шпильках в растворе размещены юстировочные гайки, а (12) ниши зачеканены быстротвердеющим мелкозернистым бетоном. Способ выполнения стыкового соединения включает следующую последовательность операций, (13) после установки и закрепления в проектном положении нижней колонны на ее верхнем торце фиксируют направленные кверху шпильки с резьбой и на них размещают юстировочные гайки, (14) верхнюю колонну в проектное положение устанавливают в два этапа: сначала ее опирают на юстировочные гайки и центрирующую прокладку, посредством юстировочных гаек верхнюю колонну устанавливают в проектное положение, после окончания регулировки положения эту колонну приподымают и на торец нижней колонны укладывают раствор и затем (15) верхнюю колонну устанавливают окончательно на свежий раствор, опирая на юстировочные гайки, с фиксацией окончательного положения верхней колонны гайками на шпильках в ее нишах с последующим зачеканиванием ниш быстротвердеющим мелкозернистым бетоном.Comparison of the proposed technical solution with the prototype allows us to note that it differs from the known one with new features: (1) all the rods of the longitudinal working reinforcement of the column are made with breaks and anchored in concrete at both ends and have no connection or direct contact with transverse end steel sheets , (2) the transverse steel sheets at both ends of the columns are equipped with anchor reinforcing rods rigidly connected to them, (3) parallel to the reinforcing rods, (4) to the transverse vertical steel corners are rigidly attached to the steel sheet sheets and anchor rods, (5) forming niches in the concrete on both end sheets, located on the sides of the column symmetrically with respect to the main axes of its cross section, and (6) the end steel sheets in the niches are provided with through holes for screw connections with adjacent columns, (7) the column is made in the form of a prismatic rod, and niches for screw connections at the ends are placed at the corners of the cross section, (8) the transverse end steel sheets are filled with a thickening in the niche placement places, (9) the column at the floor levels contains through openings with exposure of rods of longitudinal working reinforcement and the possibility of placement through the through openings of monolithic floor structures, (10) in the openings of steel sheets at the ends of the joined columns installed in the design position , threaded studs are placed, fixed at both ends with nuts on the steel end sheets of both columns, (11) adjustment g is placed between the end steel sheets on the studs in the solution Menus and (12) niche zachekaneny quick-grained concrete. The method of making a butt joint includes the following sequence of operations, (13) after installing and fixing the lower column in the design position, threaded studs directed upwards are fixed on its upper end and alignment nuts are placed on them, (14) the upper column is installed in the design position in two stages : first, it is supported on the adjusting nuts and the centering gasket, by means of the adjusting nuts, the upper column is set to the design position, after adjustment of the position is completed, this column is attached smoke, and at the lower end of the column, and then the solution is placed (15), the upper column is set finally to fresh solution, based on the adjustment nut, with the final fixing position of the upper column nuts on the studs in its recesses, followed by caulking recesses quick-grained concrete.
Все перечисленные признаки позволяют получить простейшим способом колонну и ее стык повышенной несущей способности и надежности для высотных каркасных зданий и большепролетных сооружений, обеспечивая наиболее полное использование под нагрузкой прочностных и деформативных свойств арматуры и бетона.All these signs make it possible to obtain in a simplest way a column and its joint of increased bearing capacity and reliability for high-rise frame buildings and large-span structures, providing the most complete use under load of the strength and deformation properties of reinforcement and concrete.
Способ выполнения стыкового соединения позволяет получить бессварной стык с высокоточным размещением колонн в проектном положении без применения монтажных кондукторов и специальной технологической оснастки.The method of making a butt joint allows you to get a welded joint with high-precision placement of columns in the design position without the use of mounting conductors and special technological equipment.
Все перечисленные признаки предлагаемого технического решения в приведенной сумме не известны, а достигаемые технические результаты по предложенному решению превосходят известные, позволяют полностью решить поставленную задачу и создают сверхсуммарный результат вследствие взаимного усиления действия друг на друга каждого из перечисленных признаков.All of the listed features of the proposed technical solution in the above amount are not known, and the technical results achieved by the proposed solution are superior to the known ones, they allow us to completely solve the problem and create an ultimately total result due to the mutual reinforcement of each of the listed features.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами. На фиг.1 представлена предлагаемая колонна одноэтажной разрезки; на фиг.2 - то же, многоэтажная колонна; на фиг.3 - торцовый стальной лист с анкерными арматурными стержнями; на фиг.4 - заделка анкерного арматурного стержня на сварке в торцовом стальном листе, разрез А-А на фиг.3; на фиг.5 - то же, что на фиг.3 - торцовый стальной лист с утолщениями под уголками в местах размещения ниш; на фиг.6 - предлагаемый стык колонн, продольный разрез вдоль оси колонн; на фиг.7 - то же, поперечный разрез колонны у стыка по Б-Б на фиг.6; на фиг.8 - то же, что на фиг.6 и 7, поперечный разрез по В-В на фиг.6; на фиг.9 - поперечный разрез Г-Г стыка между торцовыми стальными листами на фиг.6.The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings. Figure 1 presents the proposed column of a one-story cutting; figure 2 is the same, a multi-story column; figure 3 - mechanical steel sheet with anchor reinforcing rods; figure 4 - termination of the anchor reinforcing bar for welding in the end steel sheet, section aa in figure 3; in Fig.5 - the same as in Fig.3 - butt steel sheet with thickenings at the corners in the places of placement of niches; figure 6 - the proposed joint of the columns, a longitudinal section along the axis of the columns; Fig.7 is the same, a cross section of the column at the junction along BB in Fig.6; in Fig.8 is the same as in Fig.6 and 7, a cross section along BB in Fig.6; in Fig.9 is a transverse section GG of the joint between the end steel sheets in Fig.6.
Предлагаемая сборная железобетонная колонна (фиг.1...9) включает бетонный брус 1, в котором размещены стержни 2 продольной рабочей арматуры, хомуты 3 поперечной арматуры вдоль по длине колонны, косвенную в виде сварных сеток 4 арматуру у концов колонны. На торцах колонны закреплены поперечные стальные листы 5. Все стержни 2 продольной рабочей арматуры колонны, проходящие по всей ее длине, оборваны в бетоне у торцовых стальных листов 5, не контактируют и не связаны с этими листами 5. Концы стержней 2 размещены в бетоне на концевых участках колонны в зоне, содержащей косвенную арматуру 4.The proposed precast concrete column (figure 1 ... 9) includes a
К торцовым листам 5 в развальцованных конусных отверстиях 6 на сварке швом 7 жестко прикреплены анкерные арматурные стержни 8. К торцовым стальным листам 5 и к некоторым анкерным стержням 8 жестко на сварке прикреплены вертикальные стальные уголки 9, размещенные по углам сечения колонны прямоугольного сечения. Торцовые стальные листы 5 в местах, отделенных уголками 9, снабжены сквозными отверстиями 10 для винтовых соединений с торцовыми листами смежных колонн. Анкерные арматурные стержни 8 в колонне размещены в зоне косвенной арматуры 4 параллельно стержням 2 ее рабочей продольной арматуры. На стадии изготовления колонны к уголкам 9 для образования ниш 11 прикрепляют пенополистирольные вкладыши 12 в форме прямоугольного параллелепипеда.
При относительно небольших величинах моментов и продольных сил, действующих в колоннах, для сокращения расхода стали торцовые стальные листы 5 можно выполнить меньшей толщиной, но непосредственно под нишами 11 (под уголками 9) выполнить утолщенными. Для этого под стальные уголки 9 размещают дополнительные стальные пластины 13, жестко прикрепленные к торцовым листам 5. Анкерные стержни 8 при этом также могут быть жестко закреплены на сварке в развальцованных отверстиях пластин 13. В этом случае поперечные стальные пластины под уголками 9 оказываются по сравнению с их остальной частью утолщенными на величину толщины пластин 13. Стальные уголки 9 могут быть выполнены из двух пластин, объединенных вертикальным сварным швом. Они могут быть также выполнены цельными из прокатных или гнутых профилей.With relatively small values of the moments and longitudinal forces acting in the columns, to reduce the consumption of steel, the
В бетонном теле 1 колонны могут быть выполнены сквозные проемы 14 для размещения монолитных конструкций промежуточных перекрытий 15. Для полного и надежного заполнения сквозного проема 14 бетоном при устройстве перекрытия 15 в теле 1 колонны может быть выполнен канал 16 для подачи бетона сверху до полного заполнения им проема 14. В колонны под проемом 14 размещено косвенное армирование в виде сварных сеток 17.Through
Стыковое соединение колонн осуществлено при их размещении на одной вертикальной оси при опирании торцового поперечного стального листа 5 верхней колонны на такой же лист 5 нижней колонны через центрирующую прокладку 18. Стальной торцовый лист 5 нижней колонны снабжен боковым окаймлением из стальной полосы 19, закрепленной по его периметру. Торцовые стальные листы 5 стыкуемых колонн в нишах 11 объединены вертикальными шпильками 20, пропущенными через отверстия 10 в этих листах и зафиксированными по концам гайками 21. Между торцовыми листами 5 в стыке на шпильках 20 размещены юстировочные гайки 22. Зазор между стальными листами 5 на торцах стыкуемых колонн, в котором размещены центрирующая прокладка 18 и юстировочные гайки 22, заполнен раствором (на чертежах не показан и не обозначен).The butt joint of the columns was carried out when they were placed on the same vertical axis with the end face of the
Предлагаемая сборная железобетонная колонна и стыковое соединение колонн предназначены воспринимать продольные сжимающие усилия как с малым эксцентриситетом, так и с большим, когда сечение работает под нагрузкой с двухзначной эпюрой напряжений. При этом в любом поперечном сечении как колонны, так и стыкового соединения обеспечивается равнопрочность в соответствии с распределением в этих сечениях усилий от действия приложенной нагрузки. При этом обрывы стержней 2 продольной рабочей арматуры в бетоне у торцов колонны позволяют исключить внутренние неравномерные напряжения в этих стержнях 2, образующиеся при сварке каркаса в прототипе [2], поскольку в прототипе они жестко связаны с торцовыми листами. Кроме того, из-за невозможности точного изготовления каркаса из-за длинномерности арматурных стержней 2, имеющих неизбежно различную длину в заготовке, в случае их стыковки на сварке с торцовым листом 5, в стыке прототипа возникает неопределенное напряженное состояние в этих стержнях 2. Поэтому колонны, известные по аналогу и прототипу [2, 3] при действии рабочей нагрузки получают случайные эксцентриситеты и в сечениях этих колонн возникают дополнительные нерасчетные усилия, снижающие их несущую способность, несмотря на чрезмерное насыщение колонн рабочей арматурой.The proposed precast concrete column and the butt joint of the columns are designed to absorb longitudinal compressive forces with both a small eccentricity and a large eccentricity when the cross section operates under load with a two-digit stress diagram. Moreover, in any cross section of both the column and the butt joint, equal strength is ensured in accordance with the distribution of forces in these sections from the action of the applied load. At the same time, the breaks of the
Поэтому выполнение колонны с обрывом и анкеровкой стержней 2 продольной арматуры в бетоне у торцов колонны и выполнение торцовых стальных листов 5 с жестко связанными с ними арматурными анкерными стержнями 8 позволяют исключить дополнительные нерасчетные усилия в рабочей арматуре 2 колонн и обеспечить ее максимальную несущую способность.Therefore, the execution of the column with breakage and anchoring of the
С другой стороны, выполнение торцовых стальных листов 5 с более короткими чем стержни 2 арматурными анкерами 8 позволяет более качественно изготовить торцовые листы 5 и разместить их при изготовлении самой колонны значительно более точно, чем в аналогах и прототипе [1, 2, 3], исключить перекосы торцовых поверхностей относительно продольной оси колонны, создать более равномерную передачу усилий по стыку и по колонне в целом, чем в известных, и тем самым обеспечить повышение надежности и несущей способности. Прикрепление к поперечным торцовым листам 5 и анкерным стержням 8 вертикальных стальных уголков 9 позволяет не только образовать ниши 11 для винтовых соединений стыков колонн, но и реализовывать у торцов колонн с большими контактными напряжениями в бетоне объемное напряженное состояние, работу его в объеме, ограниченном по сторонам уголками 9, и тем самым повысить несущую способность стыка, нейтрализовать отрицательное влияние контактных напряжений, возникающее при передаче продольного сжимающего усилия в стыке через центрирующую прокладку и юстировочные гайки.On the other hand, the implementation of
Сквозные отверстия 10 в торцовых стальных листах 5 позволяют разместить в них винтовые соединения в виде шпилек 20 с винтовой нарезкой с закреплением этих шпилек 20 в нишах 11 посредством гаек 21, навинчиваемых на шпильки 20 с обеих концов и фиксирующих положение стыкуемых колонн.The through holes 10 in the
Ниши 11 с фиксирующими шпильками 20 и гайками 21 располагают на боковых сторонах колонны симметрично относительно главных осей ее поперечного сечения. Такое расположение соответствует плоскостям действия наибольших усилий в сечениях колонны и позволяет наиболее эффективно и определенно воспринять их в стыке шпильками 20. Поэтому при прямоугольных поперечных сечениях колонн ниши 11 и соответственно уголки 9 следует размещать по углам поперечного сечения. В таком случае на изгиб в любой главной плоскости действия усилий в работу на их восприятие включается по две пары винтовых соединений шпильками 20. По этой же причине выполнение сборной колонны в виде цилиндрического сплошного или полого сечения требует устройства, как минимум, четырех ниш 11, распределенных равномерно по периметру сечения колонны и под углом 45° к его главным осям.
В тех случаях, когда колонна работает по второму случаю продольного сжатия, когда в сечении преобладает изгибающий момент, нет необходимости на торцах колонны устраивать сплошной торцовый лист 5 постоянной толщины. В этом случае более целесообразно выполнить торцовые листы 5 с утолщением под вертикальными уголками 9 в местах размещения ниш 11. Для этого лист 5 по торцам колонн выполняют минимальной толщины и к нему под уголками 9 прикрепляют дополнительно стальные пластины 13.In those cases when the column operates in the second case of longitudinal compression, when the bending moment prevails in the section, there is no need to arrange a
Колонна может быть выполнена как на один этаж (фиг.1), так и многоэтажной (фиг.2). Во втором случае для размещения монолитных конструкций перекрытия 15 по высоте колонны могут быть выполнены сквозные проемы 14 с обнажением ее рабочей арматуры на толщину перекрытия. Для восприятия контактных напряжений в сечениях колонны под проемом 14 размещают косвенную арматуру в виде сварных сеток 17. Для полного заполнения проема 14 бетоном и исключения в нем воздушного зазора над перекрытием вверху над проемом 14 в теле 1 колонны размещен канал 16 для подачи мелкозернистого бетона или высокопрочного раствора в проем 14 сверху. После размещения в проеме 14 монолитных железобетонных конструкций перекрытия 15 на всю его высоту колонна в этом узле может достаточно жестко воспринимать передающиеся на нее сжимающее усилие и изгибающий момент.The column can be made both on one floor (figure 1), and multi-storey (figure 2). In the second case, for the placement of monolithic structures of the
В стыке между торцовыми стальными листами 5 (по сечению Г-Г на фиг.6, 9) продольные сжимающие усилия передаются по контактам в центре - через центрирующую прокладку и по периферии сечения - через юстировочные гайки 22 винтовых соединений на шпильках 20, расположенных примерно равномерно у периметра. При передаче изгибающего момента по главным осям в работу на его восприятие в стыке включаются в сжатой зоне раствор и контакты пары юстировочных гаек 22, а другая пара шпилек 20 включается в работу на растяжение. От этих контактных точек благодаря торцовым стальным листам 5 и косвенной арматуре 8 на концах колонны обеспечивается выравнивание напряжений в бетоне, равномерное и эффективное включение в работу на восприятие усилий продольной рабочей арматуры 2 колонны.At the junction between the end steel sheets 5 (along the cross section GG in FIGS. 6, 9), the longitudinal compressive forces are transmitted through the contacts in the center — through the centering gasket and along the periphery of the section — through the
Заполнение зазора между торцовыми стальными листами 5 раствором позволяет благодаря его работе в объемном напряженном состоянии в некоторой мере отвлечь часть контактных усилий с юстировочных гаек 22 и центрирующей прокладки 18 на раствор. Важнейшей задачей раствора является и обеспечение антикоррозионной защиты стальных деталей. Такую же цель преследует и зачеканка ниш 11 быстротвердеющим мелкозернистым бетоном. В сочетании с упорядочением напряженно-деформированного состояния сечений колонн и стыков посредством обрывов всей рабочей арматуры 2 колонны у торцов, выполнения торцовых стальных листов 5 с анкерными стержнями 8, заполнение зазора между листами 5 и зачеканка ниш 11 быстротвердеющими растворами позволяют повысить эксплуатационную надежность и долговечность как колонны, так и ее стыкового соединения.Filling the gap between the
Таким образом, по сравнению с аналогами [1, 2] и прототипом [3] в предлагаемых колонне и стыковом соединении колонн, представляющих собой единый замысел, при наличии приведенных выше признаков получено новое их качество, при котором обеспечено повышение несущей способности как колонны, так и стыкового соединения. Вместе с тем принятое размещение продольной арматуры 2, анкерных стержней 8 и торцовых листов 5 позволило исключить дополнительные и неопределенные внутренние сварочные температурные усилия, и соответственно одновременно обеспечено как повышение несущей способности, так и сокращение расхода стали на армирование колонны.Thus, in comparison with the analogues [1, 2] and the prototype [3] in the proposed column and the butt joint of the columns, which are a single concept, in the presence of the above signs, their new quality is obtained, which ensures an increase in the bearing capacity of both the column and and butt joint. At the same time, the accepted placement of
Предлагаемое стыковое соединение сборных колонн выполняют в следующей последовательности. Сначала устанавливают и закрепляют в проектное положение нижнюю колонну и на ее верхнем торцовом листе 5 устанавливают и закрепляют шпильки 20. На шпильки 20 наворачивают юстировочные гайки 22 до требуемого положения на шпильках. Затем на юстировочные гайки 22 через отверстия 10 для шпилек 20 и на центрирующую прокладку 18 в середине сечения устанавливают верхнюю колонну, регулируя ее положение по вертикали юстировочными гайками 22. После выверки этими гайками 22 и установки верхней колонны в требуемом положении по вертикали и по высоте ее снова приподнимают краном. На торец нижней колонны выкладывают раствор и верхнюю колонну сразу же возвращают в выверенное положение на юстировочные гайки 22 с выдавливанием излишков раствора из стыка и окончательно закрепляют на нижней колонне верхними гайками 21 шпилек 20. После фиксации положения верхней колонны ниши 11 обеих колонн у стыка заделывают быстротвердеющим мелкозернистым бетоном или раствором. Таким образом, верхняя колонна сразу же оказалась в требуемом проектном положении, и это ее положение кроме шпилек 20, юстировочных гаек 22 и фиксирующих гаек 21 ничем подкреплять не требуется. Исключается потребность в монтажных кондукторах, а точность монтажа обеспечивается простейшим средством - конструкцией самого стыка.The proposed butt connection of prefabricated columns is performed in the following sequence. First, the lower column is installed and fixed in the design position, and the
Приведенный способ выполнения стыкового соединения колонн дополняет преимущества конструктивного решения, обеспечивает получение надежного, прочного и высокоточного стыкового соединения, технологическую надежность и высокий темп строительства с его применением. Стыковое соединение не требует сварочных работ на стройплощадке, оно практически не зависит от погодных условий, поскольку при отрицательных температурах могут применять полимерные клеи, растворы и бетоны.The above method of making a butt joint of columns complements the advantages of a constructive solution, provides reliable, durable and high-precision butt joints, technological reliability and a high construction rate with its use. The butt joint does not require welding at the construction site, it is practically independent of weather conditions, since at low temperatures polymeric adhesives, mortars and concrete can be used.
Предлагаемое техническое решение получит широкое применение для строительства многоэтажных зданий и сооружений с повышенными нагрузками на колонны.The proposed technical solution will be widely used for the construction of multi-storey buildings and structures with increased loads on the columns.
Источники информацииSources of information
1. Патент РФ №2059052, кл. Е 04 С 3/34, БИ №12, 27.04.96.1. RF patent No. 2059052, cl. E 04
2. Дыховичный Ю.А., Максименко В.А. Сборный железобетонный унифицированный каркас: Опыт московского строительства. Проектирование, изготовление, монтаж, перспективы развития. - М.: Стройиздат, 1985, 296 с., ил.2. Dykhovichny Yu.A., Maksimenko V.A. Prefabricated reinforced concrete unified framework: Moscow construction experience. Design, manufacturing, installation, development prospects. - M .: Stroyizdat, 1985, 296 p., Ill.
3. ВНИИИС Госстроя СССР. Серия 8. Строительные конструкции. Обзорная информация. Стыки железобетонных элементов каркасов многоэтажных зданий. Матков Н.Г. Обзор. М.: ВНИИИС, 1982, 95 с., ил. (рис.12, с.27...29).3. VNIIIS Gosstroy of the USSR.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003124087/03A RU2244789C1 (en) | 2003-07-31 | 2003-07-31 | Composite reinforced concrete column, butt-joint for columns and method of butt-joint forming |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003124087/03A RU2244789C1 (en) | 2003-07-31 | 2003-07-31 | Composite reinforced concrete column, butt-joint for columns and method of butt-joint forming |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2244789C1 true RU2244789C1 (en) | 2005-01-20 |
| RU2003124087A RU2003124087A (en) | 2005-02-10 |
Family
ID=34978117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003124087/03A RU2244789C1 (en) | 2003-07-31 | 2003-07-31 | Composite reinforced concrete column, butt-joint for columns and method of butt-joint forming |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2244789C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA010214B1 (en) * | 2007-05-23 | 2008-06-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью «Научно-Технический И Экспериментально-Проектный Центр "Аркос"» | A butt joint of composite reinforced concrete columns and a method of forming thereof |
| EA010212B1 (en) * | 2007-05-23 | 2008-06-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью «Научно-Технический И Экспериментально-Проектный Центр "Аркос"» | A composite reinforced concrete column |
| EA010209B1 (en) * | 2007-05-23 | 2008-06-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью «Научно-Технический И Экспериментально-Проектный Центр "Аркос"» | Prefabricated reinforced concrete columns, butt joint thereof and method therefor |
| RU2623747C1 (en) * | 2015-12-30 | 2017-06-29 | Николай Васильевич Костриков | Screw connection of the portal structure riegel block group |
| EA028789B1 (en) * | 2014-12-17 | 2017-12-29 | Геннадий Александрович Мордич | Joint of prefabricated reinforced concrete columns of the frame "arkos-2014" and method of performing the same |
| CN112323988A (en) * | 2020-11-11 | 2021-02-05 | 东北大学 | Connecting and construction process of prefabricated steel-encased concrete column and profiled steel sheet composite slab |
| CN117552520A (en) * | 2024-01-12 | 2024-02-13 | 中国二十二冶集团有限公司 | Assembled beam column node anchored by high-strength steel bars |
-
2003
- 2003-07-31 RU RU2003124087/03A patent/RU2244789C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ДЫХОВИЧНЫЙ Ю.А. Сборный железобетонный унифицированный каркас: Опыт московского строительства. Проектирование, изготовление, монтаж, перспективы развития. М.: Стройиздат, 1985, с.89, рис.3.10. Матков Н.Г. ВНИИИС Госстроя СССР. Серия 8. Строительные конструкции. Обзорная информация. Стыки железобетонных элементов каркасов многоэтажных зданий. М., ВНИИИС, 1982, с. 27-29, рис.12. * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA010214B1 (en) * | 2007-05-23 | 2008-06-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью «Научно-Технический И Экспериментально-Проектный Центр "Аркос"» | A butt joint of composite reinforced concrete columns and a method of forming thereof |
| EA010212B1 (en) * | 2007-05-23 | 2008-06-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью «Научно-Технический И Экспериментально-Проектный Центр "Аркос"» | A composite reinforced concrete column |
| EA010209B1 (en) * | 2007-05-23 | 2008-06-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью «Научно-Технический И Экспериментально-Проектный Центр "Аркос"» | Prefabricated reinforced concrete columns, butt joint thereof and method therefor |
| EA028789B1 (en) * | 2014-12-17 | 2017-12-29 | Геннадий Александрович Мордич | Joint of prefabricated reinforced concrete columns of the frame "arkos-2014" and method of performing the same |
| RU2623747C1 (en) * | 2015-12-30 | 2017-06-29 | Николай Васильевич Костриков | Screw connection of the portal structure riegel block group |
| CN112323988A (en) * | 2020-11-11 | 2021-02-05 | 东北大学 | Connecting and construction process of prefabricated steel-encased concrete column and profiled steel sheet composite slab |
| CN117552520A (en) * | 2024-01-12 | 2024-02-13 | 中国二十二冶集团有限公司 | Assembled beam column node anchored by high-strength steel bars |
| CN117552520B (en) * | 2024-01-12 | 2024-03-12 | 中国二十二冶集团有限公司 | Assembled beam column node anchored by high-strength steel bars |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003124087A (en) | 2005-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9765521B1 (en) | Precast reinforced concrete construction elements with pre-stressing connectors | |
| CN108060746B (en) | Assembled prestressed concrete large-span frame system and construction method thereof | |
| KR101552176B1 (en) | A Column Structure with the Separative Form | |
| RU165473U1 (en) | STEEL-CONCRETE PRE-STRESSED BEAM | |
| CN109469202A (en) | Prestressed assembly integral concrete frame structure system and construction method thereof | |
| CN108729564B (en) | Assembled building system | |
| EA010209B1 (en) | Prefabricated reinforced concrete columns, butt joint thereof and method therefor | |
| CN207739437U (en) | A kind of prefabricated steel reinforced concrete shear wall structure | |
| CN109723142A (en) | A kind of building structure | |
| CN108005304B (en) | Assembled prestressed concrete frame system and construction method thereof | |
| RU2244789C1 (en) | Composite reinforced concrete column, butt-joint for columns and method of butt-joint forming | |
| CN207739438U (en) | A kind of strip frame precast reinforced concrete shear wall structure | |
| CN110748043A (en) | Anti-buckling steel plate shear wall restrained by all-steel assembly type double-limb steel pipes | |
| KR20100102908A (en) | Apparatus having a girder connection anchor plate and construction method for continuity of precast prestressed concrete girder bridges using the same apparatus | |
| CN217105667U (en) | Semi-rigid connection structure of assembled wallboard | |
| EA010214B1 (en) | A butt joint of composite reinforced concrete columns and a method of forming thereof | |
| RU128636U1 (en) | BASE ASSEMBLY JOINT REINFORCED CONCRETE COLUMN WITH FOUNDATION | |
| RU2233952C1 (en) | Multistorey building frame | |
| WO1996021069A1 (en) | A structural member | |
| GB2170258A (en) | Repairing PRC houses | |
| RU2536902C1 (en) | Contact screw butt joint of precast reinforced concrete columns | |
| CN111101617A (en) | Combined anti-cracking structure of filler wall and construction method | |
| RU2244787C1 (en) | Butt-joint and method for composite columns connection with floor structure | |
| RU2020210C1 (en) | Framework of multistory building | |
| CN212224301U (en) | Anti structure of splitting of infilled wall combination |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20060215 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080801 |