RU2611661C1 - Metal frame of monolithic reinforced concrete slab - Google Patents
Metal frame of monolithic reinforced concrete slab Download PDFInfo
- Publication number
- RU2611661C1 RU2611661C1 RU2016104087A RU2016104087A RU2611661C1 RU 2611661 C1 RU2611661 C1 RU 2611661C1 RU 2016104087 A RU2016104087 A RU 2016104087A RU 2016104087 A RU2016104087 A RU 2016104087A RU 2611661 C1 RU2611661 C1 RU 2611661C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- panels
- metal frame
- reinforced concrete
- rods
- concrete slab
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
- E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
- E04C2/04—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres
- E04C2/06—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres reinforced
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C5/00—Reinforcing elements, e.g. for concrete; Auxiliary elements therefor
- E04C5/01—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings
- E04C5/06—Reinforcing elements of metal, e.g. with non-structural coatings of high bending resistance, i.e. of essentially three-dimensional extent, e.g. lattice girders
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Conveying And Assembling Of Building Elements In Situ (AREA)
- Joining Of Building Structures In Genera (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области монолитного строительства и может быть использовано для возведения крупных административных, общественных, торговых, жилых, складских, производственных зданий и сооружений, в том числе в сейсмических районах.The invention relates to the field of monolithic construction and can be used for the construction of large administrative, public, commercial, residential, warehouse, industrial buildings and structures, including in seismic areas.
Известен металлический каркас монолитной железобетонной плиты, состоящий из соединенных сваркой или вязкой между собой арматурных продольных и поперечных стержней с усилением в надколонной области (см. рис. 3.20 Пособия по проектированию "Армирование элементов монолитных железобетонных зданий" под ред. Тихонова И.Н., изд. Москва 2007 г., ФГУП "НИЦ "Строительство", НИИЖБ им. А.А. Гвоздева, ЗАО" КТБ НИИЖБ).The metal frame of a monolithic reinforced concrete slab is known, consisting of reinforcing longitudinal and transverse rods connected by welding or viscous to each other with reinforcement in the column area (see Fig. 3.20 Design Guides "Reinforcing Elements of Monolithic Reinforced Concrete Buildings" edited by I. Tikhonov, Moscow 2007, Federal State Unitary Enterprise "Research Center" Construction ", NIIZhB named after A. A. Gvozdev, CJSC" KTB NIIZhB).
Недостатки данного каркаса следующие:The disadvantages of this framework are as follows:
1. Низкая поперечная и продольная жесткость металлического каркаса, состоящего из соединенных между собой сваркой или вязкой отдельных арматурных стержней или гнутых хомутов. Каркас начинает работать как силовой элемент только после заливки бетона и его отвердевания.1. Low transverse and longitudinal rigidity of the metal frame, consisting of interconnected by welding or viscous individual reinforcing bars or bent clamps. The frame begins to work as a power element only after pouring concrete and its hardening.
2. Отсутствуют надежные узлы крепления каркаса плиты с другими силовыми элементами здания.2. There are no reliable fasteners for mounting the frame of the slab with other power elements of the building.
3. Для изготовления железобетонной плиты (заливка бетоном) необходима специализированная опалубка.3. For the manufacture of reinforced concrete slabs (concrete pouring), specialized formwork is required.
Также известно безбалочное перекрытие по патенту РФ 2382154, МПК Е04В 5/43 от 16.10.2008 г., металлический каркас которого состоит из соединенных между собой верхних и нижних арматурных стержней и имеет усиление из арматуры в надколонных областях плиты, по диагоналям между колоннами, а также между колоннами по горизонтальным и вертикальным осям их сетки.Beam overlap is also known according to the patent of the Russian Federation 2382154, IPC ЕВВ 5/43 dated 10/16/2008, the metal frame of which consists of interconnected upper and lower reinforcing bars and has reinforcement from reinforcement in the columnar areas of the slab, diagonally between the columns, and also between the columns along the horizontal and vertical axes of their grid.
Недостатки данного перекрытия следующие:The disadvantages of this overlap are as follows:
1. Низкая поперечная и продольная жесткость металлического каркаса перекрытия, состоящего из соединенных между собой сваркой или вязкой отдельных арматурных стержней или гнутых хомутов. Каркас начинает работать как силовой элемент только после заливки бетона и его отвердевания.1. Low transverse and longitudinal stiffness of the metal frame of the ceiling, consisting of interconnected by welding or viscous individual reinforcing bars or bent clamps. The frame begins to work as a power element only after pouring concrete and its hardening.
2. Требуется множество соединительных трудоемких и опасных операций (вязка, сварка) по изготовлению каркаса непосредственно на стройке.2. It requires a lot of connecting labor-consuming and dangerous operations (knitting, welding) for the manufacture of the frame directly at the construction site.
3. Для изготовления железобетонного изделия (заливка бетоном) необходима специализированная опалубка.3. For the manufacture of reinforced concrete products (concrete pouring), specialized formwork is required.
4. Отсутствуют надежные и простые узлы крепления с другими силовыми элементами здания.4. There are no reliable and simple fasteners with other power elements of the building.
Также известен металлический каркас стыкового соединения железобетонного перекрытия с колонной по патенту РФ 2305159, МПК Е04В 5/43 от 27.09.2005 г., состоящий из соединенных между собой продольных и поперечных арматурных стержней каркаса перекрытия и вертикальных металлических пластин, сваренных между собой, расположенных в надколонной области плиты и выходящих за периметр поперечного сечения колонны.Also known is the metal frame of the butt joint of the reinforced concrete floor with the column according to the patent of the Russian Federation 2305159, IPC ЕВВ 5/43 dated September 27, 2005, consisting of longitudinal and transverse reinforcing rods of the floor frame and vertical metal plates welded together interconnected, located in the column area of the slab and the column extending beyond the perimeter.
Недостатки данного металлического каркаса следующие:The disadvantages of this metal frame are as follows:
1. Низкая поперечная и продольная жесткость металлического каркаса перекрытия, состоящего из соединенных между собой сваркой или вязкой отдельных арматурных стержней или гнутых хомутов. Каркас начинает работать как силовой элемент только после заливки бетона и его отвердевания. Металлические пластины усиления расположены в надколонных зонах и не имеют надежного соединения с арматурными сетками.1. Low transverse and longitudinal stiffness of the metal frame of the ceiling, consisting of interconnected by welding or viscous individual reinforcing bars or bent clamps. The frame begins to work as a power element only after pouring concrete and its hardening. Metal reinforcement plates are located in the column areas and do not have a reliable connection with reinforcing meshes.
2. Требуется множество соединительных трудоемких и опасных операций (вязка, сварка) по изготовлению каркаса непосредственно на стройке.2. It requires a lot of connecting labor-consuming and dangerous operations (knitting, welding) for the manufacture of the frame directly at the construction site.
3. Для изготовления железобетонного изделия (заливка бетоном) необходима специализированная опалубка.3. For the manufacture of reinforced concrete products (concrete pouring), specialized formwork is required.
4. Отсутствуют надежные и простые узлы крепления с другими силовыми элементами здания.4. There are no reliable and simple fasteners with other power elements of the building.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности - прототипом является арматурный каркас железобетонных изделий по патенту РФ 2433228, МПК Е04С 5/06 от 15.04.2010 г., выполненный из связанных между собой продольных и поперечных арматурных стержней и вертикальных и горизонтальных металлических пластин, сваренных между собой, расположенных в надколонной области между арматурными стержнями и выходящими за габариты поперечного сечения колонны. Недостатки данного арматурного каркаса следующие:The closest to the claimed technical essence - the prototype is the reinforcing cage of reinforced concrete products according to the patent of the Russian Federation 2433228, IPC Е04С 5/06 of 04/15/2010, made of interconnected longitudinal and transverse reinforcing bars and vertical and horizontal metal plates welded between located in the column area between the reinforcing bars and extending beyond the dimensions of the cross section of the column. The disadvantages of this reinforcing cage are as follows:
1. Низкая поперечная и продольная жесткость металлического каркаса перекрытия, состоящего из соединенных между собой сваркой или вязкой отдельных арматурных стержней или хомутов. Каркас начинает работать как силовой элемент только после заливки бетона и его отвердевания. Металлические пластины усиления расположены в надколонных зонах и не имеют надежного соединения с арматурными сетками.1. Low transverse and longitudinal rigidity of the metal frame of the ceiling, consisting of interconnected by welding or viscous individual reinforcing bars or clamps. The frame begins to work as a power element only after pouring concrete and its hardening. Metal reinforcement plates are located in the column areas and do not have a reliable connection with reinforcing meshes.
2. Требуется множество соединительных трудоемких и опасных операций (вязка, сварка) по изготовлению каркаса непосредственно на стройке.2. It requires a lot of connecting labor-consuming and dangerous operations (knitting, welding) for the manufacture of the frame directly at the construction site.
3. Для изготовления железобетонного изделия (заливка бетоном) необходима специализированная опалубка.3. For the manufacture of reinforced concrete products (concrete pouring), specialized formwork is required.
4. Отсутствуют надежные и простые узлы крепления с другими силовыми элементами здания.4. There are no reliable and simple fasteners with other power elements of the building.
Технической задачей заявляемого изобретения является повышение несущей способности металлического каркаса и, как следствие, всей плиты, уменьшение сроков и стоимости строительства при повышении его технологичности.The technical task of the invention is to increase the bearing capacity of the metal frame and, as a consequence, the entire plate, reducing the time and cost of construction while increasing its manufacturability.
Поставленная задача решается тем, что в металлическом каркасе монолитной железобетонной плиты, состоящем из соединенных между собой продольных и поперечных стержней и усилительных металлических пластин, расположенных между стержнями, продольные и поперечные стержни и усилительные пластины выполнены из тонкостенного профилированного проката и соединены между собой в форме замкнутых сборных панелей, имеющих внешние и внутренние стержни и монтажные отверстия на их гранях, габариты панелей выполнены меньшими, чем их посадочные места, с обеспечением гарантированных зазоров между соседними панелями, панели соединены между собой через болтовые соединения с обеспечением гарантированного натяга - преднапряжения элементов металлического каркаса плиты.The problem is solved in that in the metal frame of a monolithic reinforced concrete slab, consisting of interconnected longitudinal and transverse rods and reinforcing metal plates located between the rods, the longitudinal and transverse rods and reinforcing plates are made of thin-walled profiled rolled products and are interconnected in the form of closed prefabricated panels having external and internal rods and mounting holes on their faces, the dimensions of the panels are made smaller than their seats, with providing guaranteed gaps between adjacent panels, the panels are interconnected via bolted connections to ensure guaranteed interference - prestressing of the elements of the metal frame of the plate.
Кроме того, внешние и внутренние продольные и поперечные стержни панелей выполнены из уголка.In addition, the outer and inner longitudinal and transverse rods of the panels are made of a corner.
Кроме того, внешние и внутренние продольные и поперечные стержни панелей выполнены из труб.In addition, the external and internal longitudinal and transverse rods of the panels are made of pipes.
Кроме того, внешние стержни панелей выполнены из швеллеров.In addition, the outer panel rods are made of channels.
Кроме того, внешние стержни панелей выполнены из двутавра.In addition, the outer rods of the panels are made of I-beams.
Кроме того, внешние стержни панелей выполнены из проката большего или равного размера, чем их внутренние стержни.In addition, the outer rods of the panels are made of rolled metal of a larger or equal size than their inner rods.
Кроме того, на нижних гранях стержней панелей выполнены отверстия, предназначенные для закрепления опалубки.In addition, holes are made on the lower faces of the panel rods to secure the formwork.
Данное изобретение представлено на чертежах фиг. 1-16.The invention is presented in the drawings of FIG. 1-16.
Металлический каркас монолитной железобетонной плиты, представленный на фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, состоит из соединительных панелей поз. 1, связывающих между собой каркасы соседних колонн, опирающихся на них и выполняющих роль скрытых балок, и промежуточных панелей поз. 2, опирающихся на соединительные панели, связанных с ними и между собой и заполняющих все тело плиты. Привязка промежуточных и соединительных панелей друг к другу осуществляется через болты поз. 3 и поз. 4 (см. фиг. 3). Таким образом, создается непрерывное объемное стержневое поле по всей плите. Соединительная панель, сечение которой изображено на фиг. 3, выполнена из основных силовых уголков поз. 5 и опорно-монтажных уголков поз. 6, сваренных между собой через полосы поз. 7, 8, 9. Соединительная панель, сечение которой изображено на фиг. 4, выполнена из квадратных труб поз. 10, сваренных между собой через полосы поз. 11. Соединительная панель, сечение которой изображено на фиг. 5, выполнена из швеллеров поз. 12, сваренных через полосы поз. 13. Соединительная панель, сечение которой изображено на фиг. 6, выполнена из двутавров поз. 14, сваренных через полосы поз. 15. Монтаж соединительных панелей поз. 1 между собой и с каркасами колонн выполняется с помощью стяжных винтов поз. 16 и болтов поз. 17 (см. фиг. 7, фиг. 8). На фиг. 9 изображено соединение двух соседних промежуточных панелей поз. 2, имеющих зазор k между собой, через болты поз. 18 с обеспечением гарантированного натяга и преднапряжения силовых элементов. Соединительная панель, изображенная на фиг. 10, 11, 12, состоит из основных уголков поз. 5 и опорно-монтажных уголков поз. 6, сваренных между собой через полосы поз. 7, 8, 9. На горизонтальных гранях уголков поз. 6 выполнены отверстия поз. 19, а на их вертикальных гранях - отверстия поз. 20, предназначенные для соединения с промежуточными панелями поз. 2. Отверстия поз. 21, выполненные на уголках поз. 5, служат для закрепления листовой опалубки. Промежуточная панель, изображенная на фиг. 13, 14, 15, выполнена из внешних уголков поз. 22 и внутренних продольных поз. 23 и поперечных уголков поз. 24. На вертикальных гранях внешних уголков выполнены отверстия поз. 25, предназначенные для соединения промежуточных панелей между собой и с соединительными панелями. Отверстия поз. 26 преназначены для соединения промежуточных панелей с соединительными панелями, а отверстия поз. 27 - для закрепления листовой опалубки. На фиг. 16 показано поперечное сечение монолитной плиты по линии Б-Б (см. фиг. 1) с металлическим каркасом из уголков. Соединительная панель поз. 1 связана с промежуточной панелью поз. 2 через болты поз. 3. Листовая опалубка поз. 28 крепится на металлическом каркасе с помощью винтов-саморезов поз. 29 через отверстия поз. 21, 27 и поддерживается снизу стойками.The metal frame of the monolithic reinforced concrete slab shown in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, consists of connection panels pos. 1, connecting the frames of adjacent columns, resting on them and acting as hidden beams, and intermediate panels pos. 2, based on the connecting panels, connected with them and among themselves and filling the whole body of the plate. The binding of the intermediate and connecting panels to each other is carried out through the bolts pos. 3 and pos. 4 (see FIG. 3). Thus, a continuous volumetric core field is created over the entire plate. The connection panel, the cross section of which is shown in FIG. 3, made of the main power corners pos. 5 and mounting corners pos. 6, welded together through strips of pos. 7, 8, 9. A connection panel, the cross section of which is shown in FIG. 4, made of square pipes pos. 10, welded together through strips of pos. 11. The connection panel, the cross section of which is shown in FIG. 5, made of channel pos. 12, welded through strips pos. 13. A connection panel, the cross section of which is shown in FIG. 6, made of I-beams pos. 14, welded through strips pos. 15. Installation of connection panels pos. 1 between each other and with the frameworks of the columns is performed using the clamping screws pos. 16 and bolts pos. 17 (see FIG. 7, FIG. 8). In FIG. 9 shows the connection of two adjacent intermediate panels pos. 2, having a gap k between each other, through the bolts pos. 18 with guaranteed tightness and prestressing of power elements. The connection panel shown in FIG. 10, 11, 12, consists of the main corners of the poses. 5 and mounting corners pos. 6, welded together through strips of pos. 7, 8, 9. On the horizontal edges of the corners pos. 6 holes are made pos. 19, and on their vertical faces - holes pos. 20, intended for connection with intermediate panels pos. 2. Holes pos. 21, made at the corners of the poses. 5 serve to secure sheet formwork. The intermediate panel shown in FIG. 13, 14, 15, made of external corners of the poses. 22 and internal longitudinal poses. 23 and transverse corners pos. 24. On the vertical faces of the outer corners made holes pos. 25, designed to connect the intermediate panels with each other and with the connecting panels. Holes pos. 26 are assigned to connect the intermediate panels with the connecting panels, and the holes pos. 27 - for fixing sheet formwork. In FIG. 16 shows a cross-section of a monolithic plate along the line BB (see Fig. 1) with a metal frame from the corners. Connection panel pos. 1 is connected to the intermediate panel pos. 2 through the bolts pos. 3. Sheet formwork pos. 28 is mounted on a metal frame using self-tapping screws pos. 29 through the holes pos. 21, 27 and is supported from below by struts.
Получение технического результата - достижение технической задачи - обеспечивается за счет появления возможности изготовления панелей на серийных заводах, где выше производительность труда и качество, чем на стройке. В этом случае сварные швы между продольными и поперечными стержнями (уголками или квадратными трубами) выполняются достаточно протяженными, длиной несколько сантиметров каждый и, как следствие, достигается надежное, прочное и жесткое соединение стержней друг с другом - каждый шов контролируется по длине и размеру катета. На заводах при сварке протяженных конструкции обычно используется технологическое приспособление - стапель, что обеспечивает точность размеров сварных панелей. В этом случае отсутствуют такие ненадежные и непрочные способы соединения стержней, как вязка арматуры вязальной отожженной проволокой или точечная прихватка сваркой на стройке, что дает повышение технологичности и отсутствие возможности возникновения пожаров на стройке. Кроме того, механические характеристики тонкостенного профилированного проката намного выше, чем у равной по площади поперечного сечения арматуры. Например, у арматурного прутка диаметром 25 мм площадь поперечного сечения равна 4,91 см2, момент сопротивления поперечного сечения равен 1,53 см2, а у уголка сечением 50×50×5 мм площадь поперечного сечения равна 4,8 см2, момент сопротивления поперечного сечения намного больше и равен 3,13 см3, у трубы сечением 40×40×3,5 мм площадь поперечного сечения равна 5,1 см2, а момент сопротивления поперечного сечения равен 5,72 см3. Этот фактор значительно повышает механические характеристики металлического каркаса и плиты в целом, повышается изгибная прочность, уменьшаются прогибы. Наличие на панелях крепежно-монтажных отверстий позволяет весьма быстро монтировать весь каркас путем выполнения простой и безопасной операции - свинчивания болтов и гаек с помощью обычного гаечного ключа. При этом соединение осуществляется не только между панелями, но и между панелями и металлическими каркасами колонн. Использование болтов для соединения панелей и наличие гарантированных зазоров между ними, то есть изготовление панелей меньшего размера, чем их номинальный посадочный размер по чертежу, позволяет производить в ходе монтажа каркаса на стройке предварительный натяг всей конструкции, что и делает ее преднапряженной. Использование для внешних стержней панелей проката большего размера, чем для внутренних стержней, позволяет делать узлы стыковки панелей более жесткими, что уменьшает деформации конструкции под нагрузкой. Высокая несущая способность каркаса позволяет сократить высоту поперечного сечения плиты h, уменьшает объем необходимого бетона и снижает стоимость строительств, а нагрузка как бы переходит с бетона плиты на металлический каркас, который обладает не только высокой прочностью, но и высокой упругостью с повышенной сейсмостойкостью. Сокращение сроков и стоимости строительства происходит также и при закреплении листового материала на имеющейся нижней плоской поверхности каркаса через винты-саморезы, головки которых могут служить упорами для поддерживающих стоек. Необходимость в штатной опалубке, состоящей обычно из деревянных опорных двутавров высотой 150 мм, досок толщиной 50 мм, древесно-волокнистого листа толщиной 3-5 мм и изоляционного материала - рубероида, отпадает. Тонкие листы металла или пластика многократно дешевле, чем штатная опалубка. Так как данный металлический каркас имеет сборную структуру, то появляется возможность монтажа каркасов нескольких этажей здания сразу за один прием (вместе с каркасами колонн) и последующей непрерывной заливки бетоном всей конструкции, что положительно влияет на прочностные характеристики всего здания. Кроме того, ввиду возможности осуществления непрерывного технологического процесса по сборке металлического каркаса плиты отпадает необходимость в площадке для хранения элементов конструкции здания, а именно арматуры. Изготовление панелей может быть поставлено на конвейер, а каркас высотного здания в 30 этажей может быть смонтирован за один летний сезон. Также высокие прочностные качества данного металлического каркаса позволяют выполнять крупноразмерные монолитные железобетонные плиты-перекрытия с расстоянием между опорами 6-12 м и более и небольшой толщиной 200-300 мм без наружных балок и капителей.Obtaining a technical result — achieving the technical objective — is ensured by the appearance of the possibility of manufacturing panels at serial plants, where labor productivity and quality are higher than at a construction site. In this case, the welds between the longitudinal and transverse rods (angles or square pipes) are made quite long, a few centimeters long each and, as a result, a reliable, strong and rigid connection of the rods to each other is achieved - each seam is controlled by the length and size of the leg. In factories, welding of long structures usually uses a technological device - a slipway, which ensures dimensional accuracy of the welded panels. In this case, there are no such unreliable and fragile ways of connecting the rods, such as knitting reinforcement with annealed knitting wire or spot tack welding at a construction site, which gives an increase in manufacturability and the absence of the possibility of fires at a construction site. In addition, the mechanical characteristics of thin-walled profiled steel are much higher than that of reinforcing bars with equal cross-sectional area. For example, for a reinforcing bar with a diameter of 25 mm, the cross-sectional area is 4.91 cm 2 , the moment of resistance of the cross-section is 1.53 cm 2 , and for a corner with a cross section of 50 × 50 × 5 mm, the cross-sectional area is 4.8 cm 2 , the moment the cross-sectional resistance is much greater and equal to 3.13 cm 3 , for a pipe with a section of 40 × 40 × 3.5 mm, the cross-sectional area is 5.1 cm 2 , and the moment of resistance of the cross-section is 5.72 cm 3 . This factor significantly increases the mechanical characteristics of the metal frame and the plate as a whole, the bending strength increases, and the deflections decrease. The presence of mounting and mounting holes on the panels allows you to quickly mount the entire frame by performing a simple and safe operation - making bolts and nuts with a conventional wrench. Moreover, the connection is made not only between the panels, but also between the panels and the metal frames of the columns. The use of bolts to connect the panels and the presence of guaranteed gaps between them, that is, the manufacture of panels of a smaller size than their nominal landing size according to the drawing, makes it possible to preload the entire structure during installation of the frame at the construction site, which makes it prestressed. The use of rolled panels for external rods of a larger size than for internal rods makes it possible to make panel docking units more rigid, which reduces structural deformations under load. The high load-bearing capacity of the frame allows to reduce the height of the cross section of the slab h, reduces the volume of necessary concrete and reduces the cost of construction, and the load, as it were, transfers from the concrete of the slab to a metal frame, which has not only high strength, but also high elasticity with increased seismic resistance. Reducing the time and cost of construction also occurs when fixing the sheet material on the existing lower flat surface of the frame through self-tapping screws, the heads of which can serve as stops for the supporting posts. The need for a standard formwork, usually consisting of wooden supporting I-beams with a height of 150 mm, boards with a thickness of 50 mm, a wood-fiber sheet with a thickness of 3-5 mm and insulation material - roofing felt, disappears. Thin sheets of metal or plastic are many times cheaper than regular formwork. Since this metal frame has a prefabricated structure, it becomes possible to install frames of several floors of the building at once in one go (together with column frames) and subsequent continuous pouring of concrete throughout the structure, which positively affects the strength characteristics of the entire building. In addition, due to the possibility of implementing a continuous technological process for assembling a metal frame of a plate, there is no need for a platform for storing structural elements of a building, namely reinforcement. The manufacture of panels can be put on the conveyor, and the frame of a high-rise building of 30 floors can be mounted in one summer season. Also, the high strength properties of this metal frame allow large-sized monolithic reinforced concrete floor slabs with a distance between supports of 6-12 m or more and a small thickness of 200-300 mm without external beams and capitals.
В качестве примера конкретного исполнения представлен металлический каркас монолитной железобетонной плиты сечением Н=200 мм (см. фиг. 7, 16). Металлический каркас плиты выполняется из стального уголка и полосы (см. фиг. 3). Материал стержней - сталь С275 по ГОСТ 27772-88, расчетное сопротивление стали равно Rу=2750 кГ/см2. Уголки соединительных панелей имеют сечение 50×50×5 мм по ГОСТ 8509-93 (см. поз. 5, 6 фиг. 3, 10, 11, 12), сечение полосы равно 30×3 мм (см. поз. 7, 8, 9 фиг. 3, 10, 11, 12). Уголки промежуточных панелей имеют следующие сечения внешние - 50×50×5 мм (см. поз. 22 Фиг. 13), внутренние - 40×40×4 мм (см. поз. 23, 24 фиг. 13). Все уголки и полосы панелей сварены между собой электродами 346. Катеты сварных швов 4-5 мм. Высота соединительной панели h=120 мм, ширина b=480 мм, длина L=5400 мм (см. фиг. 3, 10) при расстоянии между колоннами 6×6 м. Полосы поз. 7, 8, 9 сварены с уголками поз. 5, 6 с шагом 300 мм. Диаметр отверстий поз. 19, 20 равен 18 мм, диаметр отверстий поз. 21 равен 8 мм. Промежуточные панели имеют габариты l×l=2745×2745 мм. Их внутренние уголки сварены с шагом 300×300 мм. Отверстия поз. 25, 26 имеют диаметр 18 мм, отверстия поз. 27 - 8 мм (см. фиг. 13, 14) При указанных размерах панелей зазор k между соединительной и промежуточной панелями равен 5 мм, а между двумя соседними панелями зазор равен 10 мм. В качестве болтов поз. 3, 4 берутся высокопрочные болты ГОСТ 22356-77 из стали 40Х с временным сопротивлением Rbn=11000 кГ/см2 диаметром М16. Такие болты имеют площадь сечения А=1,57 см2 и могут выдерживать осевую нагрузку до 16 тонн на один болт. Таким образом, общее усилие преднапряжения при сборке всего каркаса на один пролет между колоннами может достигнуть до 288 тонн по каждой из двух горизонтальных осей при наличии 18-ти стяжных болтов между промежуточными панелями в каждом направлении, что сильно влияет на уменьшение прогибов металлического каркаса и, как следствие, всей плиты перекрытия. Стяжные винты поз. 16 имеют наружный диаметр 40 мм и внутреннюю резьбу М30×3 мм (правую и левую). Толщина листовой опалубки 10 мм для оргстекла, размер винтов-саморезов составляет ∅10×100 мм (см. фиг. 16, поз. 28 и 29 соответственно). Для металлического каркаса, изображенного на фиг. 4, могут быть использованы квадратные трубы сечением 120×120×6 мм и прямоугольные трубы сечением 60×40×4 мм по ГОСТ 30245-94. Для каркаса на фиг. 5 могут быть использованы швеллера 12П, 10П по ГОСТ 8240-82 и уголки 40×40×4 мм. Для каркаса фиг. 6 могут быть использованы двутавры 12Б2, 10Б1 по ГОСТ 26020-83 и уголки 40×40×4 мм.As an example of a specific embodiment, a metal frame of a monolithic reinforced concrete slab with a cross section of H = 200 mm is presented (see Fig. 7, 16). The metal frame of the plate is made of a steel corner and strip (see Fig. 3). The core material is S275 steel according to GOST 27772-88, the design resistance of the steel is R y = 2750 kg / cm 2 . The corners of the connecting panels have a cross section of 50 × 50 × 5 mm according to GOST 8509-93 (see pos. 5, 6 of Fig. 3, 10, 11, 12), the cross section of the strip is 30 × 3 mm (see pos. 7, 8 , 9 Fig. 3, 10, 11, 12). The corners of the intermediate panels have the following external sections - 50 × 50 × 5 mm (see pos. 22 of Fig. 13), internal - 40 × 40 × 4 mm (see pos. 23, 24 of Fig. 13). All corners and stripes of panels are welded together by electrodes 346. Welded legs of 4-5 mm. The height of the connecting panel h = 120 mm, the width b = 480 mm, the length L = 5400 mm (see Fig. 3, 10) with a distance between columns of 6 × 6 m. Stripes pos. 7, 8, 9 are welded with the corners of pos. 5, 6 in increments of 300 mm. Diameter of holes pos. 19, 20 is 18 mm, hole diameter pos. 21 is 8 mm. Intermediate panels have dimensions l × l = 2745 × 2745 mm. Their inner corners are welded in steps of 300 × 300 mm. Holes pos. 25, 26 have a diameter of 18 mm, holes pos. 27 - 8 mm (see Fig. 13, 14) With the indicated panel sizes, the gap k between the connecting and intermediate panels is 5 mm, and between two adjacent panels the gap is 10 mm. As a bolt pos. 3, 4, high-strength bolts GOST 22356-77 are made of steel 40X with a temporary resistance R bn = 11000 kg / cm 2 with a diameter of M16. Such bolts have a cross-sectional area of A = 1.57 cm 2 and can withstand an axial load of up to 16 tons per bolt. Thus, the total prestressing force during the assembly of the entire frame for one span between the columns can reach up to 288 tons along each of the two horizontal axes in the presence of 18 tie bolts between the intermediate panels in each direction, which greatly affects the decrease in the deflection of the metal frame and, as a result, the entire floor slab. Tightening screws pos. 16 have an outer diameter of 40 mm and an internal thread M30 × 3 mm (right and left). The thickness of the sheet formwork is 10 mm for plexiglass, the size of self-tapping screws is ∅10 × 100 mm (see Fig. 16,
Соединительная панель, изображенная на фиг. 3, имеет следующие прочностные характеристики при вышеуказанных размерах b=120 мм и l=480 мм момент инерции поперечного сечения Jx=4139 см4, а момент сопротивления поперечного сечения Wx=690 см3, что соответствует двутавру 35Б2. При распределенной нагрузке на соединительную панель q=1000 кГ/п.м и расчетной длине L=540 см максимальные напряжения в металлическом каркасе равны R=146 кГ/см2, что многократно меньше расчетного сопротивления стали С275 Rу=2750 кГ/см2. А максимальный прогиб f=1,3 см, что меньше допустимого прогиба 1/300 (см. СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия" табл. 19).The connection panel shown in FIG. 3, has the following strength characteristics with the above dimensions b = 120 mm and l = 480 mm, the moment of inertia of the cross section J x = 4139 cm 4 , and the moment of resistance of the cross section W x = 690 cm 3 , which corresponds to the I-beam 35B2. With a distributed load on the connecting panel q = 1000 kg / cm and an estimated length L = 540 cm, the maximum stresses in the metal frame are R = 146 kg / cm 2 , which is many times less than the calculated resistance of steel C275 R у = 2750 kg / cm 2 . And the maximum deflection is f = 1.3 cm, which is less than the allowable deflection of 1/300 (see SNiP 2.01.07-85 “Loads and effects” of Table 19).
Claims (7)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016104087A RU2611661C1 (en) | 2016-02-09 | 2016-02-09 | Metal frame of monolithic reinforced concrete slab |
| PCT/RU2017/000070 WO2017146612A1 (en) | 2016-02-09 | 2017-02-13 | Metal frame for a cast-in-situ reinforced concrete slab |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016104087A RU2611661C1 (en) | 2016-02-09 | 2016-02-09 | Metal frame of monolithic reinforced concrete slab |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2611661C1 true RU2611661C1 (en) | 2017-02-28 |
Family
ID=58459536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016104087A RU2611661C1 (en) | 2016-02-09 | 2016-02-09 | Metal frame of monolithic reinforced concrete slab |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2611661C1 (en) |
| WO (1) | WO2017146612A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108222989A (en) * | 2018-02-02 | 2018-06-29 | 中交三航局第三工程有限公司 | A kind of constructing tunnel anchor pole securing device and its installation method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2187605C2 (en) * | 2000-05-13 | 2002-08-20 | Научно-исследовательское и экспериментально-проектное государственное предприятие "Институт БелНИИС" | Steel-and-concrete frame of multistory building |
| US20090217612A1 (en) * | 2005-10-08 | 2009-09-03 | John Window | Modular Composite Floor Units |
| WO2011012974A2 (en) * | 2009-07-29 | 2011-02-03 | Fima Cosma Silos S.P.A. | Method for manufacturing a precast composite steel and concrete beam and a precast composite steel and concrete beam made according to said method |
| RU2433228C1 (en) * | 2010-04-15 | 2011-11-10 | Сергей Михайлович Анпилов | Reinforcement frame of reinforced concrete products |
| RU133551U1 (en) * | 2013-04-23 | 2013-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод сборного железобетона № 5 Треста Железобетон" | METAL BEAM, CONNECTION UNIT FOR REINFORCED CONCRETE COLUMN WITH METAL BEAM AND MULTI-STOREY BUILDING FRAME (OPTIONS) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2020227C1 (en) * | 1991-04-16 | 1994-09-30 | Новополоцкий политехнический институт | Reinforcing cage of reinforced-concrete pillar |
-
2016
- 2016-02-09 RU RU2016104087A patent/RU2611661C1/en active
-
2017
- 2017-02-13 WO PCT/RU2017/000070 patent/WO2017146612A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2187605C2 (en) * | 2000-05-13 | 2002-08-20 | Научно-исследовательское и экспериментально-проектное государственное предприятие "Институт БелНИИС" | Steel-and-concrete frame of multistory building |
| US20090217612A1 (en) * | 2005-10-08 | 2009-09-03 | John Window | Modular Composite Floor Units |
| WO2011012974A2 (en) * | 2009-07-29 | 2011-02-03 | Fima Cosma Silos S.P.A. | Method for manufacturing a precast composite steel and concrete beam and a precast composite steel and concrete beam made according to said method |
| RU2433228C1 (en) * | 2010-04-15 | 2011-11-10 | Сергей Михайлович Анпилов | Reinforcement frame of reinforced concrete products |
| RU133551U1 (en) * | 2013-04-23 | 2013-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод сборного железобетона № 5 Треста Железобетон" | METAL BEAM, CONNECTION UNIT FOR REINFORCED CONCRETE COLUMN WITH METAL BEAM AND MULTI-STOREY BUILDING FRAME (OPTIONS) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108222989A (en) * | 2018-02-02 | 2018-06-29 | 中交三航局第三工程有限公司 | A kind of constructing tunnel anchor pole securing device and its installation method |
| CN108222989B (en) * | 2018-02-02 | 2024-03-22 | 中交三航局第三工程有限公司 | Anchor rod stabilizing device for tunnel construction and mounting method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2017146612A1 (en) | 2017-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4833841A (en) | Transportable building module | |
| US20090007520A1 (en) | Modular Reinforced Structural Beam and Connecting Member System | |
| CA2671417A1 (en) | Improved steel building frame system | |
| WO2014126544A1 (en) | Horizontal and vertical reinforcement used on columns and structural walls in buildings | |
| US20140338279A1 (en) | Tubular joist structures and assemblies and methods of using | |
| US10858820B2 (en) | Reinforced beam system | |
| US9103109B2 (en) | Modular support systems | |
| RU2611661C1 (en) | Metal frame of monolithic reinforced concrete slab | |
| US4603532A (en) | Modular building construction | |
| RU82731U1 (en) | DEVICE FOR REINFORCING REINFORCED CONCRETE PANELS OF overlapping | |
| TWI527954B (en) | Structure for promoting seismic resistance of building | |
| EP1577457A1 (en) | Metal truss for building constructions and construction system using said truss | |
| RU2611663C1 (en) | Metal frame of monolithic reinforced concrete columns | |
| WO2018008037A1 (en) | Structural element | |
| KR101148546B1 (en) | Steel built up beam for longspan structure and steel frame using the same | |
| RU167170U1 (en) | RIGID ASSEMBLY UNIT FOR BEAM WITH EXTREME COLUMN IN THE STEEL FRAME OF MULTI-STOREY BUILDING ON LAYERS | |
| RU148108U1 (en) | STEEL CROSS STRUCTURE | |
| RU166510U1 (en) | CORKED WALL BEAM | |
| JP6752006B2 (en) | Fixed structure of building unit and unit building | |
| Laddha et al. | Analytical Investigation of Composite Structure in Comparison of RCC Structure | |
| JP7307472B2 (en) | building unit structure | |
| CN116290373B (en) | Steel frame assembled house system of trapezoid concrete filled steel tubular column and construction method | |
| RU117956U1 (en) | DEVICE FOR STRENGTHENING THE COLUMN AND MOUNTED PANELS OF THE WALL | |
| CN217782366U (en) | Steel structure beam column joint adopting integral H-shaped steel connecting piece | |
| AU2019101290A4 (en) | Method of creating a building framework deck |