RU2460855C1

RU2460855C1 - Reinforced stone socle of small light building with basement

Info

Publication number: RU2460855C1
Application number: RU2011100448/03A
Authority: RU
Inventors: Павел Фёдорович Уренев (RU); Павел Фёдорович Уренев
Priority date: 2011-01-11
Filing date: 2011-01-11
Publication date: 2012-09-10
Also published as: RU2011100448A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: reinforced stone socle of a small building includes a spatial frame structural system from rigidly coupled vertical and horizontal bar reinforced stone elements with thin stiffening diaphragms made by high-quality masonry from an ordinary ceramic brick and reinforcing their spatial reinforcement frames. Couplings of bar elements are laid along tying systems and by bringing all longitudinal rods of the reinforcement frame of each of coupled bar elements for the entire thickness of an element of a transverse direction, at the same time to the main longitudinal rods of the spatial reinforcement frame of each bar element stretching through the entire length of this element there are additional longitudinal rods added stretching via a coupling and a quarter of its length, in which rods of transverse reinforcement are installed twice more frequently than in the middle part of the element. Rods of reinforcement frames are installed with thorough closing in brick holes, in masonry joints or in cut slots of brick flat edges. Brick masonry is made in horizontal rows, in accordance with a multi-row system with binding of joints into a half of a brick permitting match of these joints in not more than three neighbouring rows, with tight and full closing of all brick holes, masonry joints, cut slots in bricks with a high-quality, low-grain plasticized multi-component concrete.

EFFECT: higher bearing capacity, stability, rigidity and durability of structures of small stone buildings with a basement.

2 dwg

Description

Изобретение разработано для строительства, относится к сложным пространственным каркасным конструктивным системам из жестко-сопряженных брусковых армокаменных элементов с относительно тонкими ребристыми или плоскими диафрагмами жесткости и предназначено для небольших (из облегченных конструкций, например, таких, у которых стены основных этажей из легкого бетона, каменные трехслойные облегченных кладок, или деревянные) зданий с подвальными или полуподвальными помещениями, удаленных от предприятий стройиндустрии или с решением архитектурно-художественных задач по взаимосвязи новой застройки с имеющейся старинной архитектурой городских районов. Названые здания могут располагаться практически на любых грунтах, возможно в сейсмических или других районах с особыми условиями эксплуатации.The invention is designed for construction, relates to complex spatial frame structural systems of rigidly conjugated squared beams of stone-stone elements with relatively thin ribbed or flat diaphragms of rigidity and is intended for small (of lightweight structures, for example, those in which the walls of the main floors are made of light concrete, stone three-layer lightweight masonry, or wooden) buildings with basement or semi-basement rooms, remote from construction industry enterprises or with the decision of architects structural and artistic tasks on the relationship of the new building with the existing ancient architecture of urban areas. The named buildings can be located on virtually any soil, possibly in seismic or other areas with special operating conditions.

Известны и широко применяются возведение цоколей каменных зданий из сборных бетонных фундаментных блоков, цокольных панелей заводского изготовления или монолитного бетона /Каменные конструкции и их возведение. Справочник строителя. - М., Стройиздат., 1989. - С.117/ [1].The construction of socles of stone buildings from precast concrete foundation blocks, basement panels of factory-made or monolithic concrete / Stone structures and their construction are known and widely used. Reference builder. - M., Stroyizdat., 1989. - P.117 / [1].

Недостатком этих конструкций является высокая массивность, материалоемкость и стоимость, а их возведение нередко оказывается нерациональными из-за больших энергозатрат, расходов на спецтранспорт и крановое оборудование.The disadvantage of these designs is the high massiveness, material consumption and cost, and their construction is often irrational due to high energy costs, costs of special vehicles and crane equipment.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство цоколя каменного здания из керамического кирпича с маркой по морозостойкости не ниже F50 в виде массивных стен постоянной толщины, выполненных обычной кладкой при строительстве на слабых грунтах с включением армированных швов. /Кирпич и камень керамические. Межгосударственный стандарт. Общие технические условия. ГОСТ 530-2007. - М., ГОССТРОЙ., 2007. - С.8/ [2]. Принят за прототип.The closest to the invention in technical essence is the device of the basement of a stone building made of ceramic brick with a frost resistance mark of at least F50 in the form of massive walls of constant thickness, made by ordinary masonry during construction on soft soils with reinforced joints. / Brick and stone ceramic. Interstate standard. General specifications. GOST 530-2007. - M., GOSSTROY., 2007. - P.8 / [2]. Adopted for the prototype.

Недостатком этой конструкции является большая материалоемкость в сочетании с часто встречающимся отсутствием армированных швов в фундаментах небольших зданий, что приводит к недостаточной их несущей способности, и поэтому их не рационально применять на слабых, просадочных грунтах и в районах с особыми условиями эксплуатации.The disadvantage of this design is the high consumption of materials in combination with the often encountered lack of reinforced joints in the foundations of small buildings, which leads to insufficient bearing capacity, and therefore it is not rational to use them on weak, subsiding soils and in areas with special operating conditions.

Сущность изобретения заключается в снижении экономических и материальных затрат при строительстве цокольных частей стен небольших каменных зданий с подвалами, удаленных от предприятий стройиндустрии, расположенных практически на любых грунтах, возможно в сейсмических районах или с другими особыми условиями эксплуатации.The essence of the invention is to reduce the economic and material costs during the construction of the basement parts of the walls of small stone buildings with basements, remote from the construction industry enterprises located on virtually any soil, possibly in seismic areas or with other special operating conditions.

Техническим результатом изобретения является совершенствование конструктивного решения, технологии возведения, повышение несущей способности, устойчивости, жесткости и долговечности конструкций небольших каменных зданий с подвалом.The technical result of the invention is to improve the design, construction technology, increase bearing capacity, stability, rigidity and durability of the structures of small stone buildings with a basement.

Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном армокаменном цоколе небольшого здания, включающем пространственную рамную конструктивную систему из жестко-сопряженных вертикальных и горизонтальных брусковых армокаменных элементов с тонкими диафрагмами жесткости, выполненных высококачественной кладкой из рядового керамического кирпича, и усиливающие их пространственные арматурные каркасы, особенностью является то, что сопряжения брусковых элементов выложены по системам перевязок и заведением всех продольных стержней арматурного каркаса каждого из сопрягаемых брусковых элементов на всю толщину элемента поперечного направления, при этом к основным продольным стержням пространственного арматурного каркаса каждого брускового элемента, проходящим через всю длину этого элемента, добавлены дополнительные продольные стержни, проходящие через сопряжение и четверть его длины, в которой стержни поперечной арматуры размещены в два раза чаще, чем в средней части элемента; стержни арматурных каркасов размещены с тщательной заделкой в отверстиях кирпича, в швах кладки или в прорезанных пазах краев постелей кирпичей; кладка кирпича выполнена горизонтальными рядами по многорядной системе с перевязкой швов в половину кирпича с допущением совпадения этих швов не более чем в трех соседних рядах, с плотной и полной заделкой всех отверстий кирпича, швов кладки, прорезанных пазов в кирпичах высококачественным, мелкозернистым, пластифицированным, многокомпонентным бетоном. Отличное сцепление последнего с поверхностью кирпича существенно увеличивает несущую способность, жесткость и долговечность конструкций. Кроме того, сочетание высокопрочных рамных брусковых элементов и тонких вертикальных диафрагм улучшает пространственную работу конструкций по восприятию внешних нагрузок и приводит к более экономичным конструктивным решениям.The technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the well-known reinforced-stone basement of a small building, including a spatial frame structural system of rigidly-paired vertical and horizontal squared reinforced-stone elements with thin stiffeners made of high-quality masonry from ordinary ceramic bricks, and spatial reinforcing frames reinforcing them , a feature is that the mates of squared elements are laid out according to the dressing systems and the establishment all longitudinal rods of the reinforcing cage of each of the mating bar elements to the entire thickness of the transverse directional element, while additional longitudinal rods passing through the mating and a quarter of its length are added to the main longitudinal rods of the spatial reinforcing cage of each bar element passing through the entire length of this element, in which the rods of the transverse reinforcement are placed twice as often as in the middle part of the element; rebar cores are carefully sealed in the holes of the brick, in the joints of the masonry or in the grooves of the edges of the bricks; brick laying is performed in horizontal rows according to a multi-row system with dressing of joints in half of the brick with the assumption of coincidence of these joints in no more than three adjacent rows, with tight and complete sealing of all brick holes, masonry joints, cut grooves in bricks with high-quality, fine-grained, plasticized, multi-component concrete. Excellent adhesion of the latter to the surface of the brick significantly increases the bearing capacity, rigidity and durability of structures. In addition, the combination of high-strength frame bar elements and thin vertical diaphragms improves the spatial work of structures to absorb external loads and leads to more economical structural solutions.

Армокаменный цоколь небольшого легкого здания представляет собой пространственную рамную конструктивную систему из жестко-сопряженных вертикальных и горизонтальных брусковых элементов с тонкими, ребристыми или плоскими диафрагмами жесткости, выполненных высококачественной кладкой из рядового керамического кирпича пластического прессования с тремя цилиндрическими, вертикальными и симметрично расположенными отверстиями с марками не ниже чем: по прочности М200 и по морозостойкости F50, с усиливающими устанавливаемыми в процессе кладки пространственными арматурными каркасами, стержни которых размещают и заделывают в отверстиях кирпичей и в швах кладки или для уменьшения толщины последних в прорезанных пазах в краях постелей кирпичей. Кладку ведут с полной и плотной заделкой всех швов, пазов и отверстий мелкозернистым, пластифицированным, многокомпонентным бетоном классом по прочности не ниже чем В25, с маркой по морозостойкости не ниже чем F50. Жесткость стыков горизонтальных и вертикальных брусковых элементов, а также мест примыкания к ним диафрагм и их ребер обеспечивают полным заведением их стержней продольной арматуры на всю толщину элемента поперечного направления. Кладку выполняют с перевязкой вертикальных швов в половину кирпича по многорядной системе, в которой допускается совпадение этих швов не более чем в трех соседних рядах. В случае отсутствия между некоторых брусковых элементов диафрагм жесткости, целесообразно горизонтальные брусковые элементы выполнять кладкой кирпичей на ребро с размещением и заделкой продольных стержней пространственных арматурных каркасов в цилиндрических отверстиях кирпичей. Опирание армокаменного цоколя на основание осуществляют в зависимости от характеристик грунтов или на уширенные нижние горизонтальные брусковые элементы, или на дополнительные фундаменты. Расчет и конструирование армокаменного цоколя небольшого здания выполняют как для статически неопределимой, многопролетной рамы из брусковых элементов с учетом ее совместной работы с основанием по нормам проектирования оснований и фундаментов зданий и сооружений, железобетонных, каменных и армокаменных конструкций.The stone base of a small light building is a spatial frame structural system of rigidly conjugated vertical and horizontal squared elements with thin, ribbed or flat stiffness diaphragms made of high-quality masonry from an ordinary ceramic brick of plastic pressing with three cylindrical, vertical and symmetrically located openings with marks not lower than: strength M200 and frost resistance F50, with reinforcing treasures installed in the process and spatial reinforcing cage, and rods which are placed in holes in the seams and bricks or masonry to reduce the thickness of the latter in slotted grooves in the edges of beds bricks. The masonry is carried out with a complete and tight seal of all joints, grooves and holes with fine-grained, plasticized, multicomponent concrete with a strength class not lower than B25, with a frost resistance grade not lower than F50. The stiffness of the joints of horizontal and vertical squared elements, as well as the places where the diaphragms and their ribs adjoin, ensure that their rods of longitudinal reinforcement are fully inserted over the entire thickness of the transverse element. Masonry is performed with ligation of vertical joints in half a brick according to a multi-row system in which the coincidence of these joints in no more than three adjacent rows is allowed. In the absence of stiffness diaphragms between some of the bar elements, it is advisable to carry out horizontal bar elements by laying masonry bricks on the rib with the placement and termination of the longitudinal rods of the spatial reinforcing cages in the cylindrical holes of the bricks. The support of the armored stone base on the base is carried out depending on the characteristics of the soil or on the widened lower horizontal squared elements, or on additional foundations. Calculation and construction of the reinforced-stone basement of a small building is carried out both for a statically indeterminable, multi-span frame of squared elements, taking into account its joint work with the foundation according to the norms of designing the foundations and foundations of buildings and structures, reinforced concrete, stone and reinforced concrete structures.

На фиг.1 приведен пример фрагмента армокаменного цоколя небольшого здания, где приняты следующие обозначения: нижние горизонтальные брусковые элементы - 1, вертикальные брусковые элементы - 2, верхние горизонтальные брусковые элементы - 3, столбчатые фундаменты - 4, диафрагмы - 5, вертикальные ребра жесткости - 6, горизонтальные ребра жесткости - 7, основные продольные стержни горизонтальных брусковых элементов - 8, дополнительные продольные стержни горизонтальных брусковых элементов - 9, основные продольные стержни вертикальных брусковых элементов - 10, дополнительные продольные стержни вертикальных брусковых элементов - 11.Figure 1 shows an example of a fragment of an armored stone basement of a small building, where the following designations are accepted: lower horizontal squared elements - 1, vertical squared elements - 2, upper horizontal squared elements - 3, columnar foundations - 4, diaphragms - 5, vertical stiffeners - 6, horizontal stiffening ribs - 7, main longitudinal rods of horizontal squared elements - 8, additional longitudinal rods of horizontal squared elements - 9, main longitudinal rods of vertical squared elements ntov - 10, additional longitudinal bars of vertical elements squared - 11.

На фиг.2 приведены сечения горизонтального - а и вертикального - б брусковых элементов, находящихся у мест их сопряжений, где изображены: порядные раскладки кирпича, основные продольные стержни горизонтальных брусковых элементов - 8, дополнительные продольные стержни горизонтальных брусковых элементов - 9, горизонтальные стержни поперечной арматуры - 13, вертикальные стержни поперечной арматуры - 14, основные продольные стержни вертикальных брусковых элементов - 10, дополнительные продольные стержни вертикальных брусковых элементов - 11, зигзагообразные сетки - 12.Figure 2 shows the cross sections of horizontal - and vertical - b squared elements located at the places of their conjugation, which depict: orderly brick layouts, the main longitudinal rods of horizontal squared elements - 8, additional longitudinal shafts of horizontal squared elements - 9, horizontal transverse rods reinforcement - 13, vertical rods of transverse reinforcement - 14, main longitudinal rods of vertical squared elements - 10, additional longitudinal rods of vertical squared elements - 11, zigz sides to the grid - 12.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Устройство армокаменного цоколя небольшого легкого здания осуществляют по разработанным подробным рабочим чертежам и по проекту организации работ. Его возведение целесообразно начинать с одного из углов, являющегося сопряжением вертикального брускового элемента - 2, нижних горизонтальных брусковых элементов - 1 и верхних горизонтальных брусковых элементов - 3, показанных на фиг.1. По заранее возведенным столбчатым фундаментам - 4 и выровненному и уплотненному грунту или, возможно, согласно рабочим чертежам, по бетонной подготовке, по принятой системе перевязки высококачественной кладкой последовательно возводят нижние горизонтальные брусковые элементы - 1, вертикальные брусковые элементы - 2, диафрагмы - 5 с вертикальными ребрами жесткости - 6 и горизонтальными ребрами жескости - 7, верхние горизонтальные брусковые элементы - 3 с установкой и заделкой в процессе кладки соответствующих стержней пространственных арматурных каркасов в отверстиях кирпичей, в швах кладки или в прорезанных пазах в краях постелей кирпичей, как это показано на фиг.1 и фиг.2. Высококачественность кладки достигается полной и плотной заделкой всех отверстий в кирпиче, устройством тонких плотных швов из высококачественного мелкозернистого пластифицированного бетона с классом по прочности не ниже В25, с подвижностью 2-4 см и высоким сцеплением материала шва с поверхностью кирпичей, для чего кладку ведут кирпичом в водонасыщенном состоянии, иногда с последующим доувлажнением. Дополнительно применяют шприцы инъекторы для заполнения отверстий в кирпичах, подобно инъецированию каналов с предварительно напряженной арматурой железобетонных конструкций. Применяют специальные шаблоны, кондукторы, направляющие рейки, порядовки, временные крепления рядов кирпича и стержней арматуры, специальные инструменты и другие приспособления, улучшающие качество кладки. Если степень насыщения сечений кладки арматурой невелика, то рационально, где это возможно, заменять кирпич с отверстиями на равноценный рядовой полнотелый кирпич. Жесткое сопряжение вертикальных брусковых элементов - 2, нижних горизонтальных брусковых элементов - 1 и верхних горизонтальных брусковых элементов - 3, армокаменного цоколя достигается их выкладкой по системам перевязки сопряжений и заведением или пересечением основных продольных стержней горизонтальных брусковых элементов - 8, основных продольных стержней вертикальных брусковых элементов - 10, дополнительных продольных стержней горизонтальных брусковых элементов - 9 и дополнительных продольных стержней вертикальных брусковых элементов - 11 арматурных каркасов каждого из сопрягаемых элементов через всю толщину элемента поперечного направления. Основными продольными стержнями горизонтальных брусковых элементов - 8, основными продольными стержнями вертикальных брусковых элементов - 10 арматурных каркасов считаются стержни, проходящие по всей длине элементов; дополнительными продольными стержнями горизонтальных брусковых элементов - 9 и дополнительными продольными стержнями вертикальных брусковых элементов - 11 считаются стержни, проходящие по четвертям длин элементов у торцов и обеспечивающие жесткость сопряжений и прочность элементов от изгибающих узловых моментов и перерезывающих усилий у сопряжений. Последнее обеспечивается также стержнями поперечной арматуры элемента, располагаемыми в два раза чаще в четвертях длин элементов у сопряжений, чем в половинах длин средних частей элементов. В качестве поперечной арматуры преимущественно и рационально применять в вертикальных элементах зигзагообразные сетки - 12. Их применяют попарно, располагая в двух соседних швах с взаимно перпендикулярным расположением стержней. При необходимости, например, для ограждения подвальных помещений или для увеличения жесткости рамной конструкции армокаменного цоколя, вертикальное пространство между брусковыми элементами может быть заполнено относительно тонкими диафрагмами - 5 с вертикальными ребрами жесткости - 6, горизонтальными ребрами жесткости - 7 или без них.Information confirming the possibility of carrying out the invention. The armock basement of a small light building is carried out according to the developed detailed working drawings and according to the project of the organization of work. It is advisable to start its construction from one of the corners, which is the conjugation of the vertical squared element - 2, the lower horizontal squared elements - 1 and the upper horizontal squared elements - 3, shown in figure 1. On pre-erected columnar foundations - 4 and leveled and compacted soil or, possibly, according to working drawings, on concrete preparation, according to the accepted dressing system with high-quality masonry, the lower horizontal squared elements - 1, the vertical squared elements - 2, the diaphragms - 5 with vertical stiffening ribs - 6 and horizontal ribs of rigidity - 7, upper horizontal squared elements - 3 with installation and termination in the process of laying the corresponding rods of spatial reinforcement molecular scaffolds into bricks holes in masonry joints or in slotted grooves in the edges of bricks beds, as shown in Figures 1 and 2. High-quality masonry is achieved by complete and dense sealing of all holes in the brick, the device of thin tight joints from high-quality fine-grained plasticized concrete with a strength class of at least B25, with a mobility of 2-4 cm and a high adhesion of the weld material to the surface of the bricks, for which the masonry is carried out by brick in water saturated condition, sometimes with subsequent moisturizing. In addition, syringes are used for injectors to fill holes in bricks, like injecting channels with prestressed reinforcement of reinforced concrete structures. They use special templates, conductors, guide rails, orders, temporary fastenings of rows of bricks and reinforcement bars, special tools and other devices that improve the quality of masonry. If the degree of saturation of the masonry sections with reinforcement is small, it is rational, where possible, to replace the brick with holes with an equivalent ordinary solid brick. Rigid conjugation of vertical squared elements - 2, lower horizontal squared elements - 1, upper horizontal squared elements - 3, armored basement is achieved by laying them out according to the conjugation dressing systems and establishment or intersection of the main longitudinal rods of horizontal squared squared elements - 8, the main longitudinal rods of vertical squared squared elements - 10, additional longitudinal rods of horizontal squared elements - 9 and additional longitudinal rods of vertical squared elements s - 11 reinforcing cages of each of the mating elements through the entire thickness of the element of the transverse direction. The main longitudinal rods of horizontal squared elements - 8, the main longitudinal rods of vertical squared elements - 10 reinforcing cages are considered to be the rods passing along the entire length of the elements; additional longitudinal rods of horizontal squared elements - 9 and additional longitudinal rods of vertical squared elements - 11 are considered to be rods passing along the fourth lengths of the elements at the ends and ensuring the stiffness of the joints and the strength of the elements from bending nodal moments and cutting forces at the joints. The latter is also provided by the rods of the transverse reinforcement of the element, located twice as often in quarters of the lengths of the elements at the mates than in half the lengths of the middle parts of the elements. It is preferable and rational to use zigzag nets - 12 as vertical reinforcement in vertical elements. They are used in pairs, located in two adjacent seams with mutually perpendicular rods. If necessary, for example, to protect the basement or to increase the rigidity of the frame structure of the stone base, the vertical space between the squared elements can be filled with relatively thin diaphragms - 5 with vertical stiffeners - 6, horizontal stiffeners - 7 or without them.

Заявленный армокаменный цоколь небольшого здания следует возводить в теплое время года для получения необходимой прочности мелкозернистого бетона.The declared armored basement of a small building should be erected in the warm season to obtain the necessary strength of fine-grained concrete.

Разработанное конструктивное решение армокаменного цоколя небольшого здания при его практическом и рациональном использовании в строительстве даст значительный экономический эффект и поможет разработать новые технологические приемы возведения армокаменных конструкций.The developed constructive solution of the reinforced-stone basement of a small building with its practical and rational use in construction will give a significant economic effect and will help to develop new technological methods for the construction of reinforced-stone structures.

Источники информацииInformation sources

1. Каменные конструкции и их возведение. Справочник строителя. - М., Стройиздат., 1989. - С.117.1. Stone structures and their construction. Reference builder. - M., Stroyizdat., 1989. - P.117.

2. Кирпич и камень керамические. Межгосударственный стандарт. Общие технические условия. ГОСТ 530-2007. - М., ГОССТРОЙ, 2007. - С.8.2. Ceramic brick and stone. Interstate standard. General specifications. GOST 530-2007. - M., GOSSTROY, 2007. - P.8.

Claims

Armock stone basement of a small building, including a spatial frame structural system of rigidly conjugated vertical and horizontal squared bar-stone elements with thin stiffeners made of high-quality masonry from ordinary ceramic bricks and reinforcing their spatial reinforcing cages, characterized in that the conjugations of the squared elements are laid out according to the systems of bar elements and the establishment of all longitudinal rods of the reinforcing cage of each of the mating squared elements on the thickness of the element of the transverse direction, while to the main longitudinal rods of the spatial reinforcing cage of each bar element passing through the entire length of this element, additional longitudinal rods passing through the interface and a quarter of its length, in which the rods of the transverse reinforcement are placed twice as often, are added than in the middle of the element; rebar cores are carefully sealed in the holes of the brick, in the joints of the masonry or in the grooves of the edges of the bricks; the brickwork is made in horizontal rows, according to a multi-row system with dressing of joints in half of the brick with the assumption of coincidence of these joints in no more than three adjacent rows, with full and tight sealing of all brick holes, masonry joints, cut grooves in bricks with high-quality, fine-grained, plasticized, multi-component concrete.