RU2790148C1

RU2790148C1 - Panel building

Info

Publication number: RU2790148C1
Application number: RU2022121477A
Authority: RU
Inventors: Виталий Иванович Колчунов; Виолетта Сергеевна Московцева; Наталия Витальевна Федорова; Сергей Юрьевич Савин
Filing date: 2022-08-08
Publication date: 2023-02-14

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to the field of construction, in particular to buildings made of industrial panel elements. The building of panel elements includes load-bearing longitudinal and transverse wall panels made in the form of panels-frames connected to each other in height at least in two places. The crossbar of panels-frames has reinforcing outlets. Floor panels have a multi-connected cross-section with voids, at the ends of the upper shelf of which there are cutouts for dowels. Platform joints of wall panels and floor panels are monolithic together with the reinforcing bars on the surface of the crossbars. The external self-supporting walls of the building are layered. Panel-frame is made in the form of an inverted U-shaped element. In racks of panel-frames and supporting parts of crossbars there are reinforcing outlets connected to reinforcing outlets from racks of the overlying frame-panel and with reinforcement outlets protruding from the supporting part of the crossbar. Racks of panel-frames are interconnected in height by vertical ties, and vertical reinforcing cages are installed in the seams between the floor panels, a quarter of the span of the slab on each side, which intersect the monolithic part of the crossbar.

EFFECT: creation of a safe structural system of buildings with increased bearing capacity, spatial rigidity and survivability, perceiving changes in power flows during sudden beyond-design impacts.

1 cl, 5 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области строительства и предназначено для создания безопасной индустриальной конструктивной системы жилых и гражданских зданий с повышенной живучестью и пространственной жесткостью, обеспечивающей восприятие изменяющихся силовых потоков при особых и аварийных воздействиях, и как следствие - защиту от прогрессирующего обрушения. The present invention relates to the field of construction and is intended to create a safe industrial structural system of residential and civil buildings with increased survivability and spatial rigidity, providing the perception of changing power flows under special and emergency impacts, and as a result - protection from progressive collapse.

Известно здание из панельных элементов (патент РФ на изобретение №2 627 524 С2, дата публикации 08.08.2017, авторы Клюева Н.В., Кореньков П.А., RU), состоящее из расположенных в плане над смежными комнатами во взаимно перпендикулярных направлениях многопустотных плит перекрытия, опертых на внутренние несущие стеновые панели, имеющих проемы, верхняя зона панели армирована каркасом, который имеет выпуски из плоскости верхней грани панели, на которую опираются плиты перекрытия, между торцами плит перекрытия, используя эти выпуски, устроен армированный монолитный пояс, арматура которого соединена с вертикальными рабочими стержнями вышерасположенной панели и обетонирована, на боковых гранях плит перекрытия присутствуют углубления трапециевидной формы, расположенные в пространстве между плитами плоского арматурного каркаса и связывающие между собой расположенные рядом плиты перекрытия, образуя сборно-монолитный горизонтальный жесткий диск перекрытия.A building made of panel elements is known (RF patent for the invention No. 2 627 524 C2, publication date 08.08.2017, authors Klyueva N.V., Korenkov P.A., RU), consisting of located in the plan above adjacent rooms in mutually perpendicular directions multi-hollow floor slabs supported on internal load-bearing wall panels with openings, the upper zone of the panel is reinforced with a frame, which has outlets from the plane of the upper edge of the panel on which the floor slabs rest, between the ends of the floor slabs, using these outlets, a reinforced monolithic belt is arranged, reinforcement which is connected to the vertical working rods of the overlying panel and concreted, on the side faces of the floor slabs there are recesses of a trapezoidal shape, located in the space between the plates of the flat reinforcing cage and connecting the floor slabs located next to each other, forming a prefabricated-monolithic horizontal hard disk of the floor.

Недостаток такого конструктивного решения здания заключается в том, что в этом здании имеется жесткое сопряжение верхних и нижних панелей-рам за счет установки конструкции арматурного каркаса, образующего между плитами перекрытия монолитный армированный пояс, но не обеспечивает жесткого сопряжения верхней стойки панели-рамы и конструкции ригеля нижележащей панели-рамы, вследствие чего конструкция такого платформенного стыка соответственно не обеспечивает защиту здания от прогрессирующего обрушения при внезапном удалении одной из стоек панелей-рам.The disadvantage of such a constructive solution of the building is that in this building there is a rigid interface between the upper and lower panel-frames due to the installation of a reinforcing cage structure that forms a monolithic reinforced belt between the floor slabs, but does not provide a rigid interface between the upper rack of the panel-frame and the crossbar structure underlying panel-frame, as a result of which the design of such a platform joint, respectively, does not protect the building from progressive collapse when one of the pillars of the panel-frames is suddenly removed.

Известен каркас здания из панельных элементов (патент РФ №2 281 365 С2, дата публикации 10.08.2006, авторы Колчунов В.И., Сафонов Г.А., Клюева Н.В., Мелешкова Е.А.), включающий несущие продольные и поперечные стеновые панели, соединенные с плитами перекрытий, наружные самонесущие стены. Несущие продольные и поперечные стеновые панели дополнительно соединены друг с другом по высоте не менее чем в двух местах, наружные самонесущие стены выполнены с поэтажной разрезкой, плиты перекрытий над комнатами с выступающим эркером имеют утолщение приконтурной зоны, участки наружных стен комнат без эркеров выполнены комбинированными из несущего ригеля с терморазъемами в виде отверстий в полке ригеля и кладки из штучных изоляционных блоков.The frame of a building made of panel elements is known (RF patent No. 2 281 365 C2, publication date 10.08.2006, authors Kolchunov V.I., Safonov G.A., Klyueva N.V., Meleshkova E.A.), including load-bearing longitudinal and transverse wall panels connected to floor slabs, external self-supporting walls. Bearing longitudinal and transverse wall panels are additionally connected to each other in height at least in two places, external self-supporting walls are made with a floor cut, floor slabs above rooms with a protruding bay window have a thickening of the contour zone, sections of the outer walls of rooms without bay windows are made combined of a carrier crossbars with thermal connectors in the form of holes in the crossbar shelf and masonry from piece insulating blocks.

Недостатком этого конструктивного решения является то, что продольные и поперечные стеновые панели выполняются из одного материала - конструктивного бетона, относительно высокой энергоемкости и материалоемкости. Платформенные стыки внутренних стеновых панелей по высоте, выполненные в сборном варианте, имеют сравнительно низкую несущую способность, что ограничивает этажность при применении такой конструктивной системы и снижает ее конструктивную безопасность и живучесть при проектных и особенно запроектных воздействиях.The disadvantage of this constructive solution is that the longitudinal and transverse wall panels are made of the same material - structural concrete, relatively high energy and material consumption. Platform joints of internal wall panels in height, made in a prefabricated version, have a relatively low bearing capacity, which limits the number of storeys when using such a structural system and reduces its structural safety and survivability under design and especially beyond design impacts.

Наиболее близким к заявляемому решению является здание из панельных элементов индустриального изготовления (патент РФ на изобретение №2 506 385 С1, дата публикации 10.02.2014, авторы Ильичев В.А., Колчунов В.И., Клюева Н.В., Бухтиярова А.С., RU), в котором несущие панели здания выполнены в виде несущих железобетонных панелей-рам, внутреннее пространство которых заполнено легким бетоном, ригель которых выполнен с терморазъемами и имеет арматурные выпуски, панели перекрытия располагаются в плане над смежными перекрываемыми комнатами во взаимно перпендикулярных направлениях, платформенные стыки стеновых панелей и плит перекрытия замоноличиваются совместно с арматурными выпусками, выступающими из верхней поверхности ригелей стеновых панелей-рам.The closest to the claimed solution is a building made of panel elements of industrial production (RF patent for the invention No. 2 506 385 C1, publication date 10.02.2014, authors Ilyichev V.A., Kolchunov V.I., Klyueva N.V., Bukhtiyarova A. .S., RU), in which the load-bearing panels of the building are made in the form of load-bearing reinforced concrete frame panels, the internal space of which is filled with lightweight concrete, the crossbar of which is made with thermal connectors and has reinforcing outlets, the floor panels are located in the plan above adjacent overlapped rooms in mutually perpendicular directions, platform joints of wall panels and floor slabs are monolithic together with reinforcing protrusions protruding from the upper surface of the crossbars of wall panels-frames.

Недостаток такого конструктивного решения здания заключается в том, что арматурный каркас, установленный в бетоне замоноличивания между торцами плит перекрытия, не обеспечивает жесткого соединения плит перекрытия между собой и стойками стеновых панелей при особых воздействиях, что является важным фактором для повышения живучести и обеспечения защиты здания от прогрессирующего обрушения.The disadvantage of such a constructive solution of the building is that the reinforcing cage installed in the concrete of embedding between the ends of the floor slabs does not provide a rigid connection of the floor slabs between themselves and the racks of the wall panels under special impacts, which is an important factor for increasing the survivability and ensuring the protection of the building from progressive collapse.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение состоит в создании безопасной индустриальной конструктивной системы жилых и гражданских зданий с повышенной несущей способностью, пространственной жесткостью и живучестью, воспринимающей изменения силовых потоков при внезапных запроектных воздействиях.The technical result to which the invention is directed is to create a safe industrial structural system of residential and civil buildings with increased bearing capacity, spatial rigidity and survivability, perceiving changes in power flows during sudden beyond-design impacts.

Для достижения технического результата в здании из панельных элементов индустриального изготовления, включающем несущие стены, выполненные в виде панелей-рам, соединенными с плитами перекрытий и между собой по высоте стоек рам не менее, чем в двух местах. Согласно изобретению, несущие панели-рамы здания выполнены в виде сборно-монолитных железобетонных панелей-рам, ригель которых имеет арматурные выпуски для создания в пространстве между торцами плит перекрытия монолитного участка ригеля, в котором устанавливаются арматурные продольные и поперечные стержни и, дополнительно отдельные арматурные стержни, соединяющие продольную арматуру ригелей, установленную в монолитном участке ригелей и стойки вышерасположенных панелей-рам. Задачей предлагаемого изобретения является повышение защиты каркаса от прогрессирующего обрушения при внезапном изменении направления силовых потоков от особого воздействия в виде удаления одной из стоек панели рамы, а также упрощение технологии возведения и снижение материалоемкости всего каркаса здания.To achieve a technical result in a building made of industrially manufactured panel elements, including load-bearing walls made in the form of frame panels connected to floor slabs and to each other along the height of the frame racks in at least two places. According to the invention, the load-bearing frame panels of the building are made in the form of precast-monolithic reinforced concrete frame panels, the crossbar of which has reinforcing outlets to create a monolithic section of the crossbar in the space between the ends of the floor slabs, in which reinforcing longitudinal and transverse rods and, additionally, separate reinforcing rods are installed , connecting the longitudinal reinforcement of the crossbars installed in the monolithic section of the crossbars and the racks of the upstream panels-frames. The objective of the invention is to increase the protection of the frame from progressive collapse in case of a sudden change in the direction of power flows from a special effect in the form of removing one of the racks of the frame panel, as well as simplifying the construction technology and reducing the material consumption of the entire building frame.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где:The essence of the claimed invention is illustrated by drawings, where:

- на фиг.1 изображен общий вид фрагмента каркаса здания;- figure 1 shows a General view of a fragment of the frame of the building;

- на фиг.2 - стеновая панель-рама;- figure 2 - wall panel-frame;

- на фиг.3 - разрез 1-1;- figure 3 - section 1-1;

- на фиг.4 - разрез 2-2;- figure 4 - section 2-2;

- на фиг.5 - разрез 3-3.- figure 5 - section 3-3.

Каркас конструктивной системы здания из панельных элементов включает несущие продольные и поперечные панели-рамы 1, панели перекрытия 2, связи между несущими стеновыми панелями. Панели-рамы 1 выполнены в виде перевернутых П-образных элементов, соединенных между собой по высоте не менее, чем в двух местах, с помощью закладных элементов 3. Сборная часть ригеля панелей-рам имеет сверху арматурные выпуски 4. В стойках панелей-рам и опорных частях ригелей также имеются арматурные выпуски, соединяемые с выпусками рабочей арматуры 5 стоек вышележащей панели-рамы и с выпусками арматуры, выступающими из опорной части ригеля сваркой или резьбовыми соединениями 6. Стойки панелей-рам по высоте соединяются между собой вертикальными связями-накладками 7. Панели перекрытий 2 имеют многосвязное поперечное сечение с крупными полигональной, овалоидальной или другой формы пустотами, шпонки 8 в торцах верхней полки плит 2 для бетонирования с монолитной частью ригеля и обеспечения совместной работы плит и монолитного участка ригеля, ограничительные заглушки 9, устанавливаемые в плитах перекрытия для добетонирования монолитной части ригеля. Платформенные стыки стеновых панелей-рам 1 и панелей перекрытия 2 замоноличиваются совместно с арматурными выпусками 4, имеющимися по верхней поверхности сборной части ригелей стеновых панелей-рам 1. В швах между панелями перекрытий 2 устанавливаются вертикальные арматурные каркасы 10, на четверть пролета плиты с каждой стороны, которые пересекают монолитную часть ригеля.The frame of the structural system of the building from panel elements includes load-bearing longitudinal and transverse frame panels 1, floor panels 2, connections between load-bearing wall panels. Panel-frames 1 are made in the form of inverted U-shaped elements, connected to each other in height at least in two places, using embedded elements 3. the supporting parts of the crossbars also have reinforcing outlets connected to the outlets of the working reinforcement 5 of the uprights of the overlying panel-frame and with the outlets of the reinforcement protruding from the supporting part of the crossbar by welding or threaded connections 6. The racks of the panel-frames are connected in height by vertical ties-overlays 7. Floor panels 2 have a multi-connected cross-section with large polygonal, ovaloid or other voids, dowels 8 at the ends of the upper shelf of slabs 2 for concreting with a monolithic part of the crossbar and ensuring joint operation of the slabs and the monolithic section of the crossbar, restrictive plugs 9 installed in the floor slabs for pre-concreting of the monolithic part of the crossbar. Platform joints of wall panels-frames 1 and floor panels 2 are monolithic together with reinforcing outlets 4, which are present on the upper surface of the prefabricated part of the crossbars of wall panels-frames 1. Vertical reinforcing cages 10 are installed in the seams between the floor panels 2, a quarter of the span of the slab on each side , which cross the monolithic part of the crossbar.

Работоспособность представленной конструктивной системы здания из панельных элементов обеспечивается следующим образом. Стойки несущих стеновых панелей-рам соединяются выпусками арматуры 5 и связями-накладками 7 с вышележащей панелью. Панели-рамы 1 по высоте соединяются между собой по вертикали с помощью закладных элементов 3 не менее, чем в двух местах. Панели перекрытия 2 соединяются арматурными каркасами 10 в зоне опирания на ригель между собой и с монолитной частью ригелей. Такое решение в совокупности всех элементов обеспечивает восприятие и передачу вертикальных и горизонтальных нагрузок с одного элемента каркаса здания на другой, повышение статической неопределимости каркаса здания и его общую устойчивость в случае особого воздействия - аварийного выключения из работы отдельных конструкций каркаса; обеспечивает создание замкнутых поэтажных конструктивных элементов системы высокой жесткости, которые образуют общую совместно деформируемую пространственную конструктивную систему, адаптивную к внезапному удалению одной из несущих конструкций.The operability of the presented structural system of the building from panel elements is ensured as follows. Racks of load-bearing wall panels-frames are connected by reinforcement outlets 5 and ties-overlays 7 with the overlying panel. Panel-frames 1 are vertically interconnected by means of embedded elements 3 in at least two places. Floor panels 2 are connected by reinforcing cages 10 in the zone of support on the crossbar between themselves and with the monolithic part of the crossbars. Such a solution in the aggregate of all elements ensures the perception and transfer of vertical and horizontal loads from one element of the building frame to another, increasing the static indeterminacy of the building frame and its overall stability in the event of a special impact - emergency shutdown of individual frame structures; ensures the creation of closed floor-by-floor structural elements of a high-rigidity system that form a common jointly deformable spatial structural system that is adaptive to the sudden removal of one of the load-bearing structures.

Предлагаемая индустриальная сборно-монолитная конструктивная система жилых и гражданских зданий обеспечивает повышенную несущую способность и пространственную жесткость здания, как при эксплуатационных нагрузках, так и при особых аварийных воздействиях, в том числе, вызванных внезапным гипотетическим удалением одной из несущих конструкций, повышает живучесть конструктивной системы при всех видах воздействий, включая особые и аварийные, обеспечивает возможность индустриального производства основных несущих элементов каркаса здания: панелей-рам и панелей перекрытия, сокращает их материалоемкость, сроки и стоимость защитных мероприятий от прогрессирующего обрушения. Таким образом, описанное техническое решение здания позволяет обеспечить пространственную жесткость каркаса здания, совместную работу всех его элементов при внезапном перераспределении силовых потоков, вызванных внезапным удалением одной из несущих конструкций.The proposed industrial prefabricated-monolithic structural system of residential and civil buildings provides increased bearing capacity and spatial rigidity of the building, both under operational loads and under special emergency impacts, including those caused by the sudden hypothetical removal of one of the supporting structures, increases the survivability of the structural system when all types of impacts, including special and emergency ones, provides the possibility of industrial production of the main load-bearing elements of the building frame: frame panels and floor panels, reduces their material consumption, the time and cost of protective measures against progressive collapse. Thus, the described technical solution of the building makes it possible to ensure the spatial rigidity of the building frame, the joint operation of all its elements in the event of a sudden redistribution of power flows caused by the sudden removal of one of the supporting structures.

Claims

A building made of panel elements, including load-bearing longitudinal and transverse wall panels, made in the form of panel-frames, interconnected in height at least in two places, the crossbar of the panel-frames has reinforcing outlets, the floor panels have a multi-connected cross-section with polygonal voids, ovaloid shape, at the ends of the upper shelf of which there are cutouts for the installation of dowels, and the platform joints of the wall panels and floor panels are monolithic together with the reinforcing bars available on the surface of the crossbars, the external self-supporting walls of the building are made of layered, characterized in that the panel-frame is made in the form inverted U-shaped element, in the racks of the panel-frames and the supporting parts of the crossbars there are reinforcing outlets connected to the reinforcement outlets from the racks of the overlying panel-frame and with the outlets of the reinforcement protruding from the supporting part of the crossbar, the racks of the panel-frames are connected vertically to each other ties, and in the seams between the panels ceilings, vertical reinforcing cages are installed, a quarter of the span of the slab on each side, which intersect the monolithic part of the crossbar.