RU2664562C1 - Method of increasing the seismic resistance of large-panel houses without wall columns - Google Patents
Method of increasing the seismic resistance of large-panel houses without wall columns Download PDFInfo
- Publication number
- RU2664562C1 RU2664562C1 RU2017135152A RU2017135152A RU2664562C1 RU 2664562 C1 RU2664562 C1 RU 2664562C1 RU 2017135152 A RU2017135152 A RU 2017135152A RU 2017135152 A RU2017135152 A RU 2017135152A RU 2664562 C1 RU2664562 C1 RU 2664562C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frame
- metal
- racks
- seismic
- building
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 62
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 claims 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 abstract description 14
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 12
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000712 assembly Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 abstract description 2
- 230000006735 deficit Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 14
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 14
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- 240000007377 Petunia x hybrida Species 0.000 description 1
- 229910001294 Reinforcing steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
- E04G23/00—Working measures on existing buildings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при сейсмоусилении существующих крупнопанельных жилых домов, возведенных в конструкциях серии 1-335с без пристенных колонн и имеющих дефицит сейсмостойкости.The invention relates to the field of construction and can be used for seismic amplification of existing large-panel residential buildings built in designs of a series 1-335c without wall columns and having a deficiency of seismic resistance.
Известен способ реконструкции существующих зданий с усилением конструкций по всему периметру в условиях городской застройки (Патент РФ №2274718, E04G 23/00, 2006). Конструкция усиления представляет собой металлический или железобетонный пространственный каркас, устроенный по всему периметру и на всю высоту здания с зазором относительно существующих наружных стен, имеющий жесткое соединение в узлах и установленный на собственный фундамент. Горизонтальные пояса жесткости из металлического профиля, служащие опорами для дополнительных перекрытий, укладываемых в зазор между каркасом и существующим зданием, через сквозные отверстия с помощью болтов прикрепляются к наружным стенам в уровнях перекрытий каждого этажа. Нагрузка от дополнительных перекрытий, устанавливаемых на 10-15 см выше перекрытий основного здания, передается на пояса жесткости, вызывая обжатие существующих стен.A known method of reconstruction of existing buildings with reinforcement of structures around the perimeter in urban areas (RF Patent No. 2274718, E04G 23/00, 2006). The reinforcement design is a metal or reinforced concrete spatial frame arranged along the entire perimeter and to the entire height of the building with a gap relative to the existing external walls, having a rigid connection in the nodes and mounted on its own foundation. Horizontal stiffening belts made of metal profile, which serve as supports for additional ceilings, laid in the gap between the frame and the existing building, are attached through holes through bolts to the outer walls at the floor levels of each floor. The load from additional ceilings installed 10-15 cm higher than the ceilings of the main building is transferred to stiffeners, causing compression of existing walls.
К недостаткам этого технического решения относится значительная материалоемкость и трудоемкость работ при обстройке существующего здания, невозможность контролировать угол наклона дополнительных перекрытий при эксплуатационных нагрузках, шарнирное соединение в уровне перекрытий между основным зданием и вновь возводимой системой усиления, дополнительные материальные затраты, связанные с отселением жильцов на период производства работ.The disadvantages of this technical solution include the significant material consumption and the complexity of the work when constructing an existing building, the inability to control the angle of inclination of additional floors during operational loads, a swivel in the level of floors between the main building and the newly built reinforcement system, additional material costs associated with the resettlement of residents for the period production work.
Известным изобретением является способ усиления крупнопанельного здания, которое включает стойки стального каркаса, установленные на собственном фундаменте вдоль вертикальных стыков наружных панелей и соединенные между собой горизонтальными поясами жесткости, расположенными параллельно горизонтальным стыкам панелей. В поперечном направлении здания стальной каркас стянут цельными стальными тяжами, пропущенными по нижней поверхности плит перекрытий и пересекающий внутреннюю продольную железобетонную стену с последующим закреплением концов тяжей в горизонтальных поясах жесткости. По направлению тяжей имеются ограничители сжатия, состоящие из пакета арматурных стержней, размещенных в стальной обойме, и закрепленные на нижней поверхности плиты перекрытия с одновременной фиксацией в горизонтальном поясе жесткости и в продольной внутренней стене. Продольная внутренняя стена усилена с обеих сторон предварительно напряженными распорками, соединенными между собой в уровне перекрытий и с каркасом усиления торцевых панелей. Каркас, стальные тяжи, ограничители и распорки образуют единую конструкцию с наружными панелями, внутренней продольной стеной и плитами перекрытия (Патент РФ №2081274, МНК E04G 23/00, 1997).The known invention is a method of reinforcing a large-panel building, which includes steel frame racks installed on their own foundation along the vertical joints of the outer panels and interconnected by horizontal stiffeners parallel to the horizontal joints of the panels. In the transverse direction of the building, the steel frame is pulled together with solid steel bands, passed along the lower surface of the floor slabs and intersecting the inner longitudinal reinforced concrete wall with subsequent fixing of the ends of the bands in horizontal stiffening belts. In the direction of the strands there are compression limiters, consisting of a package of reinforcing bars placed in a steel cage, and fixed on the bottom surface of the floor slab with simultaneous fixation in the horizontal stiffening belt and in the longitudinal inner wall. The longitudinal inner wall is reinforced on both sides by prestressed struts connected to each other at the level of the ceilings and to the reinforcement frame of the end panels. The frame, steel bands, stops and struts form a single structure with external panels, an internal longitudinal wall and floor slabs (RF Patent No. 2081274, MNC E04G 23/00, 1997).
К недостаткам этого способа сейсмоусиления можно отнести высокую металлоемкость, необходимость располагать высококвалифицированными кадрами, способными качественно выполнять работы по преднапряжению арматуры на стройплощадке, дополнительные материальные затраты, связанные с отселением жильцов на период усиления здания.The disadvantages of this method of seismic amplification include high metal consumption, the need to have highly qualified personnel capable of performing high-quality work on prestressing reinforcement at a construction site, and additional material costs associated with relocation of residents for the period of building reinforcement.
Известен также способ повышения сейсмостойкости существующих зданий (Патент РФ №2005155, Е04Н 9/02 2000) за счет возведения вдоль стен здания элементов усиления. С зазором относительно существующих стен, по контуру здания на всю высоту, начиная с обреза фундамента, устанавливают опалубку и возводят усиливающую стену, оставляя в ней вертикальные каналы для бетонирования контрфорсов. В поперечном и продольном направлениях сквозь существующее здание пропускают предварительно напряженные горизонтальные тяжи, концы которых анкеруют в каналах усиливающих элементов. На наружной поверхности стен пробивают вертикальные и горизонтальные пазы, которые при одновременном замоноличивании усиливающих стен, контрфорсов и дополнительного монолитного покрытия образуют железобетонные шпонки. В результате все конструкции оказываются жестко связанные между собой. Свободные концы предварительно напряженных горизонтальных тяжей наружных торцевых стен здания крепят к внутренней несущей продольной стене.There is also a method of increasing the earthquake resistance of existing buildings (RF Patent No. 2005155,
Недостатки данного способа аналогичны недостаткам предыдущего способа сейсмоусиления, к которым относится: высокая материалоемкость, сложность выполнения работ на стройплощадке; по существу точечные связи в виде монолитных шпонок соединяют старые ослабленные наружные стены с новыми элементами усиления, что не обеспечивает равнопрочности конструкций; большой объем мокрых процессов и дополнительные затраты на электропрогрев бетона в зимних условиях; увеличение сроков производства работ, связанных с технологическими перерывами, необходимыми для твердения бетона в швах; дополнительные материальные затраты по отселению жильцов на период сейсмоусиления здания.The disadvantages of this method are similar to the disadvantages of the previous method of seismic amplification, which include: high material consumption, the complexity of the work on the construction site; essentially point bonds in the form of monolithic dowels connect the old weakened external walls with new reinforcing elements, which does not provide equal strength designs; a large amount of wet processes and additional costs for electrical heating of concrete in winter conditions; increase in terms of production of work associated with technological interruptions necessary for hardening concrete in joints; additional material costs for resettlement of residents for the period of seismic reinforcement of the building.
Известен способ реконструкции существующих крупнопанельных жилых зданий путем демонтажа балконных конструкций, устройства сплошной пристройки к фасаду остекленных лоджий и надстройки от 4-х до 7 дополнительных этажей (Патент KZ №29984, E04G 23/00 2006.01). Надстраиваемая часть здания представляет собой монолитный железобетонный каркас, состоящий из колонн, которые одновременно являются и боковыми стенками пристраиваемых лоджий по фасадам существующего крупнопанельного здания, монолитных ребристых перекрытий и покрытия, а стеновым заполнением может служить кладка из штучных материалов или монолит из легкого бетона. При этом нагрузки от дополнительно надстроенных этажей передаются на боковые стены вновь устроенных лоджий, которые непосредственно опираются на отдельно устроенные буронабивные свайные фундаменты.A known method of reconstruction of existing large-panel residential buildings by dismantling balcony structures, the device of a continuous extension to the facade of glazed loggias and superstructures from 4 to 7 additional floors (Patent KZ No. 29984, E04G 23/00 2006.01). The built-in part of the building is a monolithic reinforced concrete frame, consisting of columns, which are also the side walls of the attached loggias along the facades of the existing large-panel building, monolithic ribbed ceilings and coverings, and masonry from piece materials or a monolith from light concrete can serve as wall filling. At the same time, the loads from the additionally built-up floors are transferred to the side walls of the newly built loggias, which directly rely on separately arranged bored pile foundations.
Основным недостатком этого способа сейсмоусиления является несоответствие реконструируемого таким способом здания ни одному из перечисленных в табл. 7 СП-14.13330.2014 «Строительство в сейсмических районах» конструктивных типов зданий. Следовательно, для реконструкции каждого жилого дома требуется составление специальных технических условий (СТУ), либо возможность применения данного способа усиления ограничится несейсмическими районами.The main disadvantage of this method of seismic amplification is the mismatch of the building being reconstructed in this way to none of those listed in Table. 7 SP-14.13330.2014 “Construction in seismic areas” of structural types of buildings. Therefore, for the reconstruction of each residential building requires the preparation of special technical conditions (STU), or the possibility of applying this method of amplification is limited to non-seismic areas.
Известным способом сейсмоусиления существующих крупнопанельных зданий с неполным каркасом является конструктивное решение с устройством предварительно напряженных пристенных колонн, позволяющих разгрузить несущие наружные стены из газозолобетона, имеющие значительный физический износ и степень повреждения, пристройкой лифтовых шахт и эркеров за пределами контура существующего здания и надстройкой мансардных этажей (А.В. Петров, А.Г. Петунии, «Строительный вестник Байкальского региона» №2 (13), 2013, с. 24-28). При реконструкции производится удаление отслоившейся части наружного слоя газозолобетонной стеновой панели с последующим ее восстановлением методом торкретирования по вновь установленной арматурной сетке и одновременное устройство монолитных эркеров по контуру здания, а в зданиях с неполным каркасом дополнительное устройство внутренних диафрагм жесткости в уровне каждого этажа. Для 5-этажных зданий мансардная надстройка составляет один этаж, для 4-этажных - два этажа.A well-known method of seismic amplification of existing large-panel buildings with an incomplete frame is a constructive solution with the device of prestressed wall columns, which allow unloading load-bearing external walls made of gas and ash concrete, which have significant physical wear and damage, by extension of elevator shafts and bay windows outside the contour of an existing building and by attic floors ( A.V. Petrov, A.G. Petunia, Construction Bulletin of the Baikal Region No. 2 (13), 2013, pp. 24-28). During the reconstruction, the exfoliated part of the outer layer of the gas-ash-concrete wall panel is removed with its subsequent restoration by gunning using a newly installed reinforcing mesh and the monolithic bay windows are simultaneously installed along the building contour, and in buildings with an incomplete frame, an additional device of internal stiffness diaphragms at the level of each floor is installed. For 5-story buildings, the attic superstructure is one floor, for 4-story buildings - two floors.
К недостаткам данного способа сейсмоусиления относится: большой объем мокрых процессов и сложность их производства в осеннее - зимний период в условиях стройплощадки; сложность работ, связанных с преднапряжением арматуры в существующем доме, дополнительное ослабление наружных газозолобетонных стеновых панелей при переустройстве оконных в дверные проемы для эркера, дополнительные материальные затраты по отселению жильцов на период сейсмоусиления здания.The disadvantages of this method of seismic amplification include: a large volume of wet processes and the complexity of their production in the autumn - winter period at the construction site; the complexity of the work related to the prestressing of the reinforcement in the existing house, the additional weakening of the outdoor gas-reinforced concrete wall panels during the conversion of windows into doorways for a bay window, the additional material costs of resettling residents for the period of the building's seismic reinforcement.
Данное техническое решение является наиболее близким к изобретению, поэтому оно является для него прототипом.This technical solution is the closest to the invention, therefore, it is a prototype for it.
Задачей данного изобретения является разработка способа повышения сейсмостойкости существующих крупнопанельных жилых домов без пристенных колонн, позволяющего сохранять пространственную устойчивость здания при снижении несущей способности как отдельных конструктивных элементов, так и здания в целом вследствие физического и сейсмического износа, которым здание подвергалось в течение нескольких десятилетий эксплуатации, не прибегая при этом к отселению жителей при проведении работ по сейсмоусилению здания.The objective of the invention is to develop a method of increasing the seismic resistance of existing large-panel residential buildings without wall columns, which allows to maintain the spatial stability of the building while reducing the bearing capacity of both individual structural elements and the building as a whole due to the physical and seismic wear that the building has been exposed to for several decades, without resorting to the resettlement of residents during seismic reinforcement of the building.
Техническим результатом изобретения является:The technical result of the invention is:
- снижение сейсмического риска существующего жилищного фонда серии 1-335с до приемлемого уровня.- reduction of seismic risk of the existing housing stock of series 1-335с to an acceptable level.
Технический результат обеспечивается тем, что по осям наружного контура здания устраивается система встроенных в наружные стены металлических стоек из равнобоких уголков, которые объединяются с помощью горизонтальных металлических обвязок в пространственную каркасную систему и опираются на существующий фундамент жилого дома. По осям, в уровне перекрытий каждого этажа, устраивается специальный конструктивный металлический элемент, имеющий крепление с одной стороны к торцу железобетонного прогона с помощью болтов системы HILTI, а с другой к элементам внешнего каркаса, который служит, по существу, продолжением прогона. Таким образом, основная часть вертикальной нагрузки, воспринимавшаяся ранее ослабленными наружными стенами из газозолобетона, передается на металлические стойки внешнего каркаса. Вертикальные нагрузки от междуэтажных перекрытий воспринимаются несущими поперечными прогонами с последующей передачей нагрузок на дополнительно установленные металлические стойки внешнего каркаса и на существующие железобетонные колонны внутреннего каркаса здания. Внутренний неполный каркас с железобетонными колоннами по средней оси, будучи дополненным внешним каркасом с металлическими стойками, образует полный каркас, способный воспринимать все вертикальные нагрузки без участия наружных стеновых панелей. Горизонтальные сейсмические нагрузки в поперечном направлении воспринимаются наружными торцевыми стенами из газозолобетона, внутренними межсекционными стенами из тяжелого бетона и вентиляционными панелями из тяжелого бетона, установленными по границам лестничных клеток. В продольном направлении горизонтальные сейсмические нагрузки воспринимаются внешним металлическим каркасом, при этом наружные стены из газозолобетона принимают участие в работе здания в продольном направлении. В целом предложенная система образует замкнутый наружный металлический каркас с жесткими рамными узлами, обеспечивающий повышение сейсмостойкости жилого дома, уровень сейсмоусиления которого назначается на основании расчетов сейсмического риска с учетом остаточного срока его эксплуатации. При этом приемлемый уровень сейсмического риска принимается не выше 5⋅10-5 (1/год), т.е. пять пострадавших в результате землетрясения на 100 тысяч человек в течение года.The technical result is ensured by the fact that along the axes of the outer contour of the building, a system of metal racks is built in the outer walls of isosceles, which are combined using horizontal metal strapping into a spatial frame system and are based on the existing foundation of a residential building. Along the axes, at the level of the floors of each floor, a special structural metal element is arranged, which is fastened on one side to the end of the reinforced concrete run using HILTI bolts, and on the other, to the elements of the external frame, which essentially serves as a continuation of the run. Thus, the main part of the vertical load, which was perceived by previously weakened outer walls of gas-concrete, is transferred to the metal posts of the outer frame. Vertical loads from interfloor ceilings are perceived by bearing transverse girders with subsequent transfer of loads to additionally installed metal racks of the external frame and to existing reinforced concrete columns of the internal frame of the building. An incomplete internal frame with reinforced concrete columns along the middle axis, supplemented by an external frame with metal columns, forms a complete frame capable of absorbing all vertical loads without the participation of external wall panels. Horizontal seismic loads in the transverse direction are perceived by the external end walls of gas-concrete, the internal intersection walls of heavy concrete and the ventilation panels of heavy concrete installed along the borders of staircases. In the longitudinal direction, horizontal seismic loads are perceived by the external metal frame, while the outer walls of gas-concrete take part in the work of the building in the longitudinal direction. In general, the proposed system forms a closed external metal frame with rigid frame units, which provides increased seismic resistance of a residential building, the level of seismic amplification of which is assigned on the basis of seismic risk calculations taking into account the residual life of it. Moreover, an acceptable level of seismic risk is assumed to be no higher than 5 выше10 -5 (1 / year), i.e. five affected by the earthquake per 100 thousand people during the year.
Наличие новых отличительных признаков по сравнению с прототипом обуславливает соответствие заявленного технического решения критерию «новизна».The presence of new distinctive features in comparison with the prototype determines the conformity of the claimed technical solution to the criterion of "novelty."
Предложенная совокупность существенных признаков обладает «изобретательским уровнем», т.к. позволяет обеспечить новый технический результат, неизвестный из существующего уровня техники в данной области на дату подачи настоящей заявки.The proposed set of essential features has an "inventive step", because allows you to provide a new technical result, unknown from the existing level of technology in this field at the filing date of this application.
Изобретение поясняется представленными чертежами.The invention is illustrated by the drawings.
Фиг. 1 - монтажный план типового этажа жилого дома серии 1-335с, усиленный элементами внешнего каркаса;FIG. 1 - installation plan of a typical floor of an apartment building of a series 1-335с, reinforced by elements of an external framework;
Фиг. 2 - схема мест установки внешнего каркаса - металлических стоек и горизонтальных обвязок на фасаде здания;FIG. 2 - a diagram of the installation locations of the external frame - metal racks and horizontal strapping on the facade of the building;
Фиг. 3 - узел опирания железобетонного прогона на наружные стеновые панели из газозолобетона (вид снаружи), разработанный по типовому проекту;FIG. 3 - node supporting the reinforced concrete run on the outer wall panels of gas-ash concrete (outside view), developed according to the standard design;
Фиг. 4 - специальный конструктивный узел;FIG. 4 - special structural unit;
Фиг. 5 - узел соединения внешнего каркаса с железобетонным прогоном (вид снаружи);FIG. 5 - connection node of the outer frame with reinforced concrete run (outside view);
Фиг. 6 - узел соединения прогона с внешним каркасом (вид изнутри здания);FIG. 6 - connection node run with an external frame (view from the inside of the building);
Фиг. 7 - металлическая стойка внешнего каркаса;FIG. 7 - metal rack of the outer frame;
Фиг. 8 - вид А-А на фиг. 7. Горизонтальное сечение конструкции металлической стойки;FIG. 8 is a view AA in FIG. 7. Horizontal section of the metal rack construction;
Фиг. 9 - горизонтальный элемент металлической обвязки внешнего каркаса;FIG. 9 - horizontal element of the metal strapping of the outer frame;
Фиг. 10 - соединение внешнего каркаса с элементами сейсмоусиления. Фрагмент фасада.FIG. 10 - connection of the external frame with seismic amplification elements. Fragment of the facade.
Фиг. 11 - схема испытаний специального конструктивного узла статической нагрузкой.FIG. 11 is a test diagram of a special structural unit with static load.
Конструктивное решение на фиг. 1 и фиг. 2, повышающее сейсмостойкость существующих жилых домов серии 1-335с, достигается за счет устройства в наружных стенах 1 по осям здания внешнего пространственного каркаса из металлического профиля, состоящего из стоек 2 и элементов горизонтальной обвязки 3, а также специального конструктивного металлического узла 4, являющегося искусственно созданным продолжением железобетонного прогона 5, жестко связанного как с вновь возведенным несущим каркасом, так и с поперечными прогонами 5 внутри здания и передающим основную часть вертикальной нагрузки с железобетонного прогона 5 на металлические стойки внешнего каркаса 2.The design of FIG. 1 and FIG. 2, which increases the seismic resistance of existing residential buildings of the 1-335s series, is achieved due to the device in the
На фиг. 1 представлен монтажный план типового этажа жилого дома серии 1-335с, усиленный элементами внешнего каркаса. К первоначальной конструктивной схеме здания с неполным внутренним каркасом, состоящего из железобетонных колонн 6 сечением 300×400 мм, расставленных по средней оси здания, и поперечных железобетонных прогонов 5 сечением 200×350 мм, опирающихся на колонны 6 и несущие наружные стены из газозолобетона 1, добавлено усиление в виде внешнего каркаса, состоящее из металлических стоек 2, горизонтальных обвязок 3 (на фиг. 1 не показаны) и специальных конструктивных узлов 4. В местах отсутствия колонн 6 опорами для плит перекрытий служат железобетонные дымовентиляционные панели 7, являющиеся стенами лестничной клетки, межсекционные стены либо торцевые и продольные наружные стены из газозолобетона 1, имеющие связь с элементами внешнего каркаса.In FIG. 1 shows the installation plan of a typical floor of a residential building of the 1-335c series, reinforced with elements of the external frame. To the initial structural scheme of a building with an incomplete internal frame, consisting of reinforced
На фиг. 2 изображена схема мест установки внешнего каркаса - металлических стоек 2 и горизонтальных обвязок 3 на примере фасада 3-этажного жилого дома. Металлические стойки 2, изготовленные из равнобоких уголков 8 сечением 100×100×10 мм, встроены в наружные стены 1, а элементы горизонтальной металлической обвязки 3 из неравнобоких уголков 9 сечением 80×125×8 мм, объединяют стойки в единую пространственную систему внешнего каркаса. Дополнительная пространственная неизменяемость системы сейсмоусиления обеспечивается за счет крепления вертикальных 2 и горизонтальных 3 элементов каркаса к наружным стеновым панелям 1 с помощью металлических закладных деталей 10, приваренных с определенным шагом к элементам внешнего каркаса.In FIG. 2 shows a diagram of the installation locations of the external frame -
На фиг. 3 показан проектный не усиленный узел опирания железобетонного прогона 5 на наружные стеновые панели из газозолобетона 1. Конструктивно наружные стеновые панели 1 имеют гнезда глубиной 250 мм, в которые при монтаже здания устанавливается железобетонный прогон 5, с последующей сваркой закладных деталей. Заделка шва между стеновыми панелями 1 условно не показана.In FIG. Figure 3 shows a design, non-reinforced unit for supporting the reinforced
На фиг. 4 - изображен специальный конструктивный узел 4, состоящий из вертикально расположенной металлической пластины 11 сечением 200×350×10 мм и перпендикулярно приваренного к ней ребра жесткости 12 в виде вертикальной пластины размером 155×510 мм толщиной 10 мм, который, в свою очередь, с наружной стороны соединяется со стойками внешнего каркаса 2 с помощью сварки. Кроме того, вертикально расположенная пластина 11 имеет крепление к торцу железобетонного прогона 5 с помощью шести болтов системы «HILTI» 13 и к горизонтальной металлической пластине 14 размером 100×125×10 мм служащей дополнительным связующим элементом при установке верхней металлической стойки каркаса 2 следующего этажа.In FIG. 4 - shows a special
На фиг. 5 показан узел соединения внешнего каркаса с железобетонным прогоном 5 (вид снаружи здания), а на фиг. 6 тот же узел представлен изнутри здания. На обеих фигурах даны в сборе все конструктивные элементы, расположенные в зоне узла соединения 4 в уровне перекрытия: железобетонный прогон 5, жестко связанный болтами системы «HILTI» 13 с вертикальной металлической пластиной 11 и с перпендикулярно приваренным к ней ребром жесткости 12, который, в свою очередь, соединен со стойкой 2 и горизонтальной обвязкой 3 внешнего металлического каркаса. Кроме того, на фиг. 6 показано проектное положение опорной металлической пластины 14 при установке металлической стойки 2 верхнего этажа.In FIG. 5 shows the connection unit of the external frame with reinforced concrete run 5 (view from the outside of the building), and in FIG. 6 the same node is presented from the inside of the building. In both figures, all structural elements are located that are located in the area of the
На фиг. 7 изображена металлическая стойка 2 внешнего каркаса длиной 2690 мм, выполненная из двух равнобоких уголков 8, объединенных между собой на сварке с помощью накладных элементов 15 сечением 100×100×6 мм. По обеим сторонам стойки каркаса 2, выступающей на поверхности наружной стены 1, на расстоянии 1500 мм друг от друга приварены металлические закладные детали 10, служащие для фиксации вертикального положения стойки 2 и ее связи с панелями наружной стены из газозолобетона 1.In FIG. 7 depicts a
Фиг. 8 является пояснением к фиг. 7, на которой вид А-А отображает горизонтальное сечение конструкции металлической стойки 2, состоящей из двух равнобоких уголков 8 сечением 100×100×10 мм, соединенных между собой с помощью накладного металлического элемента 15 сечением 100×100×6 мм.FIG. 8 is an explanation of FIG. 7, in which view A-A shows a horizontal section of the structure of a
На фиг. 9 изображен горизонтальный элемент металлической обвязки 3 внешнего каркаса, который имеет конструктивное решение, аналогичное металлической стойке 2 на фиг. 7. Элемент обвязки состоит из двух прокатных уголков 9 сечением 80×125×8 мм, объединенных между собой на сварке с помощью накладного элемента 15. Также по обеим сторонам обвязки 3, выступающей на поверхности наружной стены 1, на расстоянии 1500 мм друг от друга приварены металлические закладные детали 10 для обеспечения ее горизонтального положения и связи с панелями наружной стены из газозолобетона 1.In FIG. 9 shows a horizontal element of the metal strapping 3 of the outer frame, which has a structural solution similar to the
На фиг. 10 изображен фрагмент фасада в аксонометрии, где представлено конструктивное решение сейсмоусиления жилых домов. Внешний каркас из металлического профиля, состоящий из стоек 2 и обвязок 3, встроенный в наружные стены 1 по всем осям здания, имеет жесткое соединение с внутренними поперечными железобетонными прогонами 5 через специальный конструктивный металлический элемент 4, передающий основную часть вертикальной нагрузки с железобетонных прогонов 5 на металлические стойки внешнего каркаса 2.In FIG. 10 shows a fragment of the facade in a perspective view, which presents a constructive solution for the seismic amplification of residential buildings. The external frame of the metal profile, consisting of
На фиг. 11 представлена схема испытаний специального конструктивного узла 4 на контрольную статическую нагрузку. Основным силовым элементом испытательного стенда служит металлическая траверса 16, изготовленная из двух швеллеров №30 и закрепленная к силовому полу 17 с помощью 4-х тяг 18 из арматурной стали ∅25 мм класса А400. С помощью траверсы 16 гидравлический домкрат 19 марки ДГ-50 создает вертикальную статическую нагрузку на железобетонный прогон 5 длиной 3000 мм, который, в свою очередь, через специальный конструктивный узел 4 передает ее на металлические стойки 2 внешнего каркаса. Контрольная статическая нагрузка на специальный конструктивный узел 4 должна быть не менее 140 кН, при котором усилие на домкрате 19 составит 280 кН. Изменяя уровень давления в гидравлической сети насосной станции можно оценить резервы несущей способности соединения «железобетонный прогон - специальный конструктивный узел - колонна внешнего каркаса».In FIG. 11 shows a test diagram of a special
Приведенная совокупность существенных признаков, характеризующих предлагаемое конструктивное решение, повышающее уровень сейсмостойкости существующих жилых домов серии 1-335с без пристенных колонн, в литературе не описана. Новизна решения заключается в том, что по всем осям здания в наружные стены встраивается внешний пространственный каркас из металлических профилей, который воспринимает через специальные конструктивные элементы, жестко соединенные с внутренними прогонами, вертикальную нагрузку, передающуюся с плит перекрытия на железобетонные прогоны. Внутренний неполный железобетонный каркас существующего здания, дополненный внешним пространственным металлическим каркасом, образует полный каркас жилого дома, способный воспринимать как вертикальные нагрузки без участия значительно ослабленных за счет физического износа наружных стеновых панелей из газозолобетона, так и горизонтальные сейсмические нагрузки в продольном направлении.The given set of essential features characterizing the proposed constructive solution, increasing the level of seismic resistance of existing residential buildings of the 1-335s series without wall columns, is not described in the literature. The novelty of the solution lies in the fact that on all axes of the building an external spatial frame of metal profiles is built into the external walls, which, through special structural elements rigidly connected to the internal girders, perceives the vertical load transmitted from the floor slabs to the reinforced concrete girders. The internal incomplete reinforced concrete frame of an existing building, supplemented by an external spatial metal frame, forms a full frame of a residential building, capable of absorbing both vertical loads without the participation of external gas-concrete concrete wall panels, which are significantly weakened, and horizontal seismic loads in the longitudinal direction.
Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».Therefore, the claimed technical solution meets the condition of patentability "industrial applicability".
Основополагающими принципами сейсмоусиления являются:The fundamental principles of seismic amplification are:
- Выполнение всех ремонтно-восстановительных работ только с наружного контура жилого дома без вторжения технологического процесса во внутренние жилые помещения.- Fulfillment of all repair and restoration work only from the external contour of a residential building without intrusion of the technological process into internal residential premises.
- Проведение работ по сейсмоусилению по принципу «сухого строительства», то есть на болтах, без применения мокрых процессов, за исключением ремонта стеновых панелей в местах отслоения наружного отделочного слоя.- Carrying out work on seismic amplification on the principle of "dry construction", that is, on bolts, without the use of wet processes, with the exception of repair of wall panels in places of exfoliation of the outer finishing layer.
Строгое соблюдение требований Федерального закона об энергоэффективности строительных объектов 261-ФЗ.Strict compliance with the requirements of the Federal Law on Energy Efficiency of Construction Facilities 261-FZ.
Описание технологии повышения сейсмостойкости крупнопанельных жилых домов серии 1-335с без пристенных колоннDescription of the technology for increasing the seismic resistance of large-panel residential buildings of the 1-335s series without wall columns
1. Вначале выполняются ремонтные работы, связанные с удалением механическим способом отслоившегося наружного слоя газозолобетона толщиной до 130 мм и наружной арматурной сетки, подвергшейся коррозии, из торцевых наружных стеновых панелей. Затем по выровненной с помощью цементно-песчаного раствора наружной поверхности наклеивается несколько слоев стеклоткани, выполняющей роль внешнего армирования в дополнение к арматурной сетке, расположенной ближе к внутренней поверхности стеновой панели и не затронутой коррозией, что подтверждено результатом массового обследования наружных стен.1. Initially, repairs are carried out related to the mechanical removal of the exfoliated outer layer of gas and concrete with a thickness of up to 130 mm and the external reinforcing mesh, which has undergone corrosion, from the end wall panels. Then, several layers of fiberglass are glued along the outer surface leveled with a cement-sand mortar, which acts as an external reinforcement in addition to the reinforcing mesh located closer to the inner surface of the wall panel and not affected by corrosion, which is confirmed by a mass examination of the outer walls.
2. Устранение накопленных дефектов на поврежденных участках наружных стен по продольным фасадам дома, как правило, в зоне перемычек и подоконных поясов, выполняется методом «аппликаций», которые в последующем защищаются от внешнего воздействия с помощью устройства навесных фасадов СНВФ.2. The elimination of accumulated defects in damaged sections of the external walls along the longitudinal facades of the house, as a rule, in the area of lintels and window sashes, is carried out by the method of “applications”, which are subsequently protected from external influences by means of hinged front-wall facades.
3. Далее в результате расчистки вертикальных швов между наружными стеновыми панелями на всю высоту этажа образуются пазухи прямоугольного сечения шириной 40 мм и глубиной 100 мм. В зонах пересечения вертикальных и горизонтальных швов, в месте установки прогона, с помощью дискового инструмента производится срезка наружного слоя стеновых панелей на глубину 140 мм для оголения торца прогона.3. Further, as a result of clearing the vertical joints between the outer wall panels to the entire height of the floor, sinuses of rectangular section with a width of 40 mm and a depth of 100 mm are formed. In the zones of intersection of vertical and horizontal seams, at the place of installation of the run, using a disk tool, the outer layer of wall panels is cut to a depth of 140 mm to expose the end of the run.
4. С помощью 6 болтов ∅16 мм системы «HILTI» к торцу железобетонного прогона производится крепление металлической пластины сечением 200×350×10 мм - элемента специального конструктивного узла.4. Using 6 ∅16 mm HILTI bolts to the end of the reinforced concrete run, a metal plate is fixed with a section of 200 × 350 × 10 mm - an element of a special structural unit.
5. Затем в пазухи между наружными стеновыми панелями устанавливаются стойки 1-го этажа внешнего каркаса, состоящие из двух стальных уголков сечением 100×100×10 мм, соединенные между собой с зазором 12 мм, с помощью накладных металлических пластин; в верхней части стойки имеют 2 пластины сечением 100×125×10 мм для устройства стыка металлической стойки каркаса верхнего этажа.5. Then, in the sinuses between the outer wall panels, racks of the 1st floor of the outer frame are installed, consisting of two steel corners with a section of 100 × 100 × 10 mm, interconnected with a gap of 12 mm, using patch metal plates; in the upper part of the rack there are 2 plates with a section of 100 × 125 × 10 mm for the joint device of the metal rack of the upper floor frame.
6. В верхней части на стойки внешнего каркаса устраиваются ребра жесткости в виде вертикальной пластины размером 500×155 мм толщиной 10 мм и крепятся с помощью болтов к пластине специального конструктивного узла на торце прогона и к уголкам металлической стойки каркаса.6. In the upper part, stiffeners are arranged on the posts of the external frame in the form of a vertical plate 500 × 155 mm in size and 10 mm thick and are bolted to the plate of a special structural unit at the end of the run and to the corners of the metal frame of the frame.
7. Установка внешней металлической стойки каркаса верхних этажей высотой 2690 мм производится аналогично монтажу стойки 1-го этажа, при этом верхняя часть ребра жесткости нижнего яруса пропускается между уголками верхней металлической стойки. Соединение опорной пластина нижней стойки внешнего каркаса с аналогичной деталью верхней стойки внешнего каркаса производится на болтах.7. Installation of the outer metal rack frame of the upper floors with a height of 2690 mm is carried out similarly to the installation of the rack of the 1st floor, while the upper part of the stiffener of the lower tier is passed between the corners of the upper metal rack. The base plate of the lower strut of the external frame is connected to a similar part of the upper strut of the external frame with bolts.
8. Соединение металлических стоек внешнего каркаса в единую пространственную конструкцию предусмотрено за счет горизонтальных металлических обвязок, состоящих из двух прокатных уголков сечением 80×125×8 мм, объединенных накладными элементами на сварке, и устроенных в уровне горизонтальных швов. Указанная система представляет собой внешний металлический каркас с жесткими рамными узлами - «бандаж» для жилого дома, который обеспечивает передачу основной части вертикальной нагрузки с наружных стеновых панелей на колонны внешнего каркаса и является конструктивной реализацией принципа сейсмиусиления жилого дома.8. The connection of metal racks of the external frame into a single spatial structure is provided due to horizontal metal strapping, consisting of two rolling corners with a section of 80 × 125 × 8 mm, united by overhead elements for welding, and arranged at the level of horizontal seams. The specified system is an external metal frame with rigid frame assemblies - a “bandage” for a residential building, which ensures the transfer of the main part of the vertical load from the external wall panels to the columns of the external frame and is a constructive implementation of the principle of seismic amplification of a residential building.
9. Выполнение требований закона 261-ФЗ об энергоэффективности строительных объектов осуществляется за счет установки одной из систем навесных вентилируемых фасадов СНВФ на наружные ограждающие конструкции - стеновые панели из газозолобетона.9. Fulfillment of the requirements of Law 261-ФЗ on energy efficiency of construction projects is carried out by installing one of the systems of suspended ventilated facades of the strategic offensive air forces on the external enclosing structures - wall panels made of gas and ash concrete.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017135152A RU2664562C1 (en) | 2017-10-04 | 2017-10-04 | Method of increasing the seismic resistance of large-panel houses without wall columns |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017135152A RU2664562C1 (en) | 2017-10-04 | 2017-10-04 | Method of increasing the seismic resistance of large-panel houses without wall columns |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2664562C1 true RU2664562C1 (en) | 2018-08-21 |
Family
ID=63286683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017135152A RU2664562C1 (en) | 2017-10-04 | 2017-10-04 | Method of increasing the seismic resistance of large-panel houses without wall columns |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2664562C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2199071A (en) * | 1986-12-15 | 1988-06-29 | Shui On Engineering Services L | Strengthening load bearing walls |
| SU1819959A1 (en) * | 1990-08-13 | 1993-06-07 | Le Ni I Pi Tipovogo I Ex Proek | Device for reinforcing of large-panel building |
| RU2005155C1 (en) * | 1992-05-28 | 1993-12-30 | Дроздюк Валерий Николаевич; Соколов Михаил Ефимович | Method of increasing seismic stability of existing building |
| RU2274718C2 (en) * | 2004-05-25 | 2006-04-20 | Пензенский государственный университет архитектуры и строительства | Method for building reconstruction and reinforcement along building perimeter |
| EP1982026B1 (en) * | 2006-01-30 | 2017-09-13 | T.T. Työmaatulos Oy | Method for repairing sanitary facilities of a block of flats |
-
2017
- 2017-10-04 RU RU2017135152A patent/RU2664562C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2199071A (en) * | 1986-12-15 | 1988-06-29 | Shui On Engineering Services L | Strengthening load bearing walls |
| SU1819959A1 (en) * | 1990-08-13 | 1993-06-07 | Le Ni I Pi Tipovogo I Ex Proek | Device for reinforcing of large-panel building |
| RU2005155C1 (en) * | 1992-05-28 | 1993-12-30 | Дроздюк Валерий Николаевич; Соколов Михаил Ефимович | Method of increasing seismic stability of existing building |
| RU2274718C2 (en) * | 2004-05-25 | 2006-04-20 | Пензенский государственный университет архитектуры и строительства | Method for building reconstruction and reinforcement along building perimeter |
| EP1982026B1 (en) * | 2006-01-30 | 2017-09-13 | T.T. Työmaatulos Oy | Method for repairing sanitary facilities of a block of flats |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1971727B1 (en) | Construction of buildings | |
| US20150308096A1 (en) | Methods, systems and components for multi-storey building construction | |
| DK2646632T3 (en) | MULTIPLE APARTMENT BUILDING AND PROCEDURE FOR CONSTRUCTION OF SUCH BUILDING | |
| RU59088U1 (en) | DESIGN OF THE METAL FRAME OF THE CONSTRUCTION VOLUME BLOCK FOR A SMALL BUILDING | |
| US9453332B2 (en) | Building system, particularly a residential building | |
| JP2023514035A (en) | MODULAR COMPOSITE ACTION PANEL AND STRUCTURAL SYSTEM USING THE SAME | |
| SK5482000A3 (en) | Prefabricated house/building realised according to a metallic-structure modular construction method | |
| RU2664562C1 (en) | Method of increasing the seismic resistance of large-panel houses without wall columns | |
| RU2706288C1 (en) | Construction method | |
| RU2274718C2 (en) | Method for building reconstruction and reinforcement along building perimeter | |
| CN112696087A (en) | Novel fourth generation building house structure system | |
| RU2484219C2 (en) | Method for reconstruction and superstructure erection on buildings | |
| RU2598615C1 (en) | Method of reconstruction and vertical extension of buildings | |
| Khatavkar et al. | Use of Partial Prefabrication and Non-Traditional Technology in Constructionof Structure in Disaster Prone Areas | |
| RU2634139C1 (en) | Framework universal prefabricated architectural and construction system | |
| CN106760115B (en) | Light assembled composite floor slab and construction method thereof | |
| WO2002064900A1 (en) | Modular structure | |
| RU2820548C1 (en) | Method of reconstruction of buildings and structures | |
| Akramovna et al. | DESIGN CHANGE OF A DETAIL AND ADDITION OF A USEFUL ELEMENT | |
| RU2806002C1 (en) | Prefabricated frame of modular building | |
| RU126343U1 (en) | SPACE-CONSTRUCTION SYSTEM OF FRAME-PANEL BUILDING | |
| US20220235547A1 (en) | Steel and concrete building module and connections | |
| GB2497099A (en) | Construction element and module formed from the element | |
| RU2338843C1 (en) | Method of multistorey building carcassing | |
| Stevanović et al. | Repair of the indoor swimming pool timber structure |