RU2808244C1

RU2808244C1 - Building made of panel-block elements

Info

Publication number: RU2808244C1
Application number: RU2023106010A
Authority: RU
Inventors: Виталий Иванович Колчунов; Татьяна Александровна Ильющенко; Сергей Юрьевич Савин; Виолетта Сергеевна Московцева
Filing date: 2023-03-15
Publication date: 2023-11-28

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to prefabricated monolithic reinforced concrete buildings. The building has a mixed structural system consisting of panel-frame elements and volumetric glass-type blocks. External self-supporting walls on each floor rest on the lower or upper slab of the volumetric block, made with thermal connectors along the outer edge of the slab, or on a load-bearing crossbar with thermal connectors in the form of holes. The floor panels are made multi-hollow, and rest on a recess in the rack of the underlying volumetric block, and are connected by an embedded part to the wall of the overlying block. The frame panels are connected using embedded parts with volumetric blocks to each other in at least two places along the floor height, and are monolithic together with the upper monolithic part of the crossbar. The technical result to which the invention is aimed is to create a building from panel-block elements, including load-bearing panels of the building, made in the form of reinforced concrete frame panels, the crossbar of which has reinforcing outlets, the external self-supporting walls of the building are made of layers and supported on a load-bearing rectilinear or curved in plan, a crossbar with thermal connectors in the form of holes in the cantilever flange of the crossbar, hollow-core floor panels have cutouts for installing dowels, while hollow-core floor panels are placed in plan above adjacent overlapped rooms in mutually perpendicular directions, platform joints of wall panels and hollow-core floor panels are monolithic together with reinforcement outlets located on the upper surface of the crossbars of wall panels-frames. The building has a mixed structural system, consisting of a combination of panel-frame elements and volumetric glass-type blocks, external self-supporting walls on each floor rest on the lower or upper slab of a glass-type volumetric block, made with thermal connectors along the outer edge of the slab, or on a crossbar with thermal connectors, hollow-core floor panels rest on a special recess in the rack of the underlying glass-type volumetric block and are connected by an embedded part to the wall of the overlying block; frame panels are connected with the help of embedded parts with glass-type volumetric blocks to each other in at least two places along the floor height, and are monolithic together with the upper monolithic part of the crossbar with thermal connectors.

EFFECT: ensuring the stability of the frame and improving the thermal insulation properties of the building.

1 cl, 5 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области строительства и предназначено для создания энергоэффективных индустриальных быстровозводимых конструктивных систем жилых и общественных зданий с высоким уровнем механической безопасности.The proposed invention relates to the field of construction and is intended to create energy-efficient industrial prefabricated structural systems of residential and public buildings with a high level of mechanical safety.

Известно здание из панельных элементов (патент РФ на изобретение №2627524 С2, дата публикации 08.08.2017), 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 invention No. 2627524 C2, publication date 08/08/2017), consisting of hollow-core floor slabs located in plan above adjacent rooms in mutually perpendicular directions, supported on internal load-bearing wall panels, having openings, the upper zone of the panel reinforced with a frame that 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, the reinforcement of which is connected to the vertical working rods of the overlying panel and concreted; on the side faces of the floor slabs there are trapezoidal recesses located in the space between the slabs of a flat reinforcement frame and connecting adjacent floor slabs 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 не обеспечено жесткое сопряжение верхней стойки панели-рамы и конструкции ригеля нижележащей панели-рамы, вследствие чего конструкция такого платформенного стыка не отвечает требованиям защиты здания от прогрессирующего обрушения при внезапном удалении одной из стоек панелей-рам.The disadvantage of such a structural solution of the building is that this building does not provide a rigid connection between the upper pillar of the panel-frame and the crossbar structure of the underlying panel-frame, as a result of which the design of such a platform joint does not meet the requirements for protecting the building from progressive collapse in the event of the sudden removal of one of the pillars panels-frames.

Известен объемно-блочный модуль (см. Пат. 161277 , опубл. 20.04.2016), представляющий собой замкнутый контур в виде полого параллелепипеда, замкнутого по торцам панелями, которые могут иметь оконный и (или) дверной проем, панели объемно - блочного модуля выполнены армированными и соединены по принципу «паз - выступ», причем с внутренней стороны в горизонтальных панелях выполнен паз, в вертикальных - выступ, а с наружной стороны горизонтальные панели имеют выступ, а вертикальные - паз, причем все горизонтальные панели объемно - блочного модуля смещены относительно вертикальных на половину их ширины.A volume-block module is known (see Pat. 161277, published on April 20, 2016), which is a closed circuit in the form of a hollow parallelepiped, closed at the ends by panels that can have a window and (or) doorway, the panels of the volume-block module are made reinforced and connected according to the “groove-protrusion” principle, with a groove made in the horizontal panels on the inside, a protrusion in the vertical ones, and on the outside the horizontal panels have a protrusion, and the vertical ones have a groove, and all horizontal panels of the volumetric block module are offset relative to vertical by half their width.

Недостаток такого конструктивного решения заключается в отсутствии возможной свободной планировки при проектировании здания из таких объемно-блочных модулей.The disadvantage of this design solution is the absence of a possible free layout when designing a building from such volumetric block modules.

Наиболее близким по назначению и достигаемому эффекту является здание из панельных элементов (см. Пат. 2506385 опубл. 10.02.2014, Бюл. №4), в котором несущие панели здания выполнены в виде несущих железобетонных панелей-рамок, внутреннее пространство которых заполнено легким штучным материалом, наружные стены оперты на несущий ригель с терморазъемами, панели перекрытия располагают в плане над смежными комнатами во взаимно перпендикулярных направлениях, в торцах верхней полки панелей перекрытий имеются вырезы для устройства шпонок, платформенные стыки стеновых панелей и панелей перекрытия замоноличиваются совместно с арматурными выпусками по верхней поверхности ригелей панелей-рамок.The closest in purpose and achieved effect is a building made of panel elements (see Pat. 2506385 publ. 02/10/2014, Bulletin No. 4), 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 light piece material, the outer walls are supported on a load-bearing beam with thermal connectors, the floor panels are placed in plan above adjacent rooms in mutually perpendicular directions, at the ends of the upper flange of the floor panels there are cutouts for installing dowels, platform joints of wall panels and floor panels are monolid together with reinforcement outlets along the top surfaces of crossbars of frame panels.

Недостатком такого решения каркаса является недостаточная жесткость каркаса здания и высокая трудоемкость из-за большого количества конструктивных элементов и закладных деталей и в следствие этого относительно длительные возведения и соответственно повышенная уязвимость стыковых соединений, требующих высокой квалификации при монтаже. The disadvantage of this frame solution is the insufficient rigidity of the building frame and high labor intensity due to the large number of structural elements and embedded parts and, as a result, relatively long construction and, accordingly, increased vulnerability of butt joints that require high qualifications during installation.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, состоит в создании индустриальной энерго-, ресурсоэффективной конструктивной системы жилых и общественных зданий со свободной планировкой, обеспечении общей пространственной устойчивости каркаса и живучести при особых и аварийных воздействиях, улучшении теплозащитных свойств наружного контура здания, обеспечении высокой скорости возведения.The technical result to which the invention is aimed is to create an industrial energy-, resource-efficient structural system of residential and public buildings with an open plan, ensuring the overall spatial stability of the frame and survivability under special and emergency impacts, improving the heat-shielding properties of the outer contour of the building, ensuring high speed construction.

Технический результат достигается тем, что здание имеет смешанную конструктивную систему, состоящую из комбинации панельно-рамных элементов и объемных блоков стаканного типа, наружные самонесущие стены на каждом этаже опираются на нижнюю или верхнюю плиту объемного блока, выполненную с терморазъемами по наружному краю плиты, или на несущий прямолинейный или криволинейный в плане ригель с терморазъемами в виде отверстий в теле ригеля, панели перекрытий имеют многосвязное поперечное сечение с крупными полигональной, овалоидальной или другой формы пустотами и опираются на специальное углубление в стойке нижележащего объемного блока и соединяются закладной деталью со стенкой вышележащего блока, панели-рамы соединяются с помощью закладных деталей с объемными блоками между собой не менее, чем в двух местах по высоте этажа и замоноличиваются совместно с верхней монолитной частью ригеля.The technical result is achieved by the fact that the building has a mixed structural system consisting of a combination of panel-frame elements and glass-type volumetric blocks, external self-supporting walls on each floor rest on the lower or upper slab of the volumetric block, made with thermal connectors along the outer edge of the slab, or on load-bearing rectilinear or curved in plan crossbar with thermal connectors in the form of holes in the body of the crossbar, the floor panels have a multi-connected cross-section with large polygonal, ovaloid or other shaped voids and rest on a special recess in the rack of the underlying volumetric block and are connected by an embedded part to the wall of the overlying block, The frame panels are connected using embedded parts with volumetric blocks to each other in at least two places along the floor height and are monolithic together with the upper monolithic part of the crossbar.

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

- на фиг.1 изображен общий вид фрагмента каркаса в изометрии, - figure 1 shows a general view of the frame fragment in isometry,

- на фиг 2 изображен платформенный стык стеновых панелей-рам и объемных блоков стаканного типа,- Fig 2 shows the platform joint of wall panels-frames and volumetric glass-type blocks,

- на фиг. 3 изображен платформенный стык стеновых панелей-рам и панелей перекрытия при различных вариантах опирания панелей перекрытия, - in fig. Figure 3 shows a platform joint of wall panels-frames and floor panels with different options for supporting the floor panels,

- на фиг. 4 изображен узел верхней плиты объемного блока, - in fig. 4 shows the assembly of the top plate of the volumetric block,

- на фиг. 5 изображен узел опирания панелей перекрытия на обвязочный ригель.- in fig. Figure 5 shows a unit for supporting the floor panels on the strapping crossbar.

Каркас конструктивной системы многоэтажного здания из панельно-блочных элементов включает объемные блоки 1 и ригели 2 несущих продольных и поперечных стеновых панелей-рам 3, многопустотные панели перекрытия 4, обвязочные ригели 5 с консольной полкой, имеющей терморазъемы 6 в виде отверстий в полке, наружные слоистые стены 7, закладные элементы 8 между несущими стеновыми панелями-рамами 3, сборно-монолитный платформенный стык 9 между многопустотными панелями перекрытий 4 и стеновыми панелями-рамами 3.The frame of the structural system of a multi-storey building from panel-block elements includes volumetric blocks 1 and crossbars 2 of load-bearing longitudinal and transverse wall panels-frames 3, hollow-core floor panels 4, strapping crossbars 5 with a cantilever shelf having thermal connectors 6 in the form of holes in the shelf, external layered walls 7, embedded elements 8 between load-bearing wall panels-frames 3, prefabricated monolithic platform joint 9 between hollow-core floor panels 4 and wall panels-frames 3.

Работоспособность представленного каркаса конструктивной системы многоэтажного здания из панельно-блочных элементов обеспечивается следующим образом. Объемные блоки стаканного типа 1 и ригели 2, имеющие арматурные выпуски, несущих продольных и поперечных стеновых панелей-рам 3 соединяют платформенным стыком 9 с замоноличиванием 10 по выпускам арматуры 11 с многопустотными панелями перекрытий 4. Продольные и поперечные панели-рамы 3 по высоте соединяются между собой и с объемными блоками стаканного типа 1 с помощью закладных элементов 8 не менее, чем в двух местах. Многопустотные панели перекрытий 4 имеют вырезы для устройства шпонок, при этом многопустотные панели перекрытия 4 располагают в плане над смежными перекрываемыми комнатами во взаимно перпендикулярных направлениях. Многопустотные панели перекрытий 4 одним краем опираются на специальное углубление 12 в верхней плите объемного блока стаканного типа 1 и соединяются закладной деталью 13 со стенкой вышележащего объемного блока стаканного типа 1, а другим краем опираются на верхнюю полку сборной части ригеля 2 панели-рамы 3 и замоноличиваются совместно с арматурными выпусками из этой полки. Наружные слоистые самонесущие стены 7 здания оперты на несущий прямолинейный или криволинейный в плане ригель 5 с терморазъемами 6 в виде отверстий в консольной полке ригеля 5. Установка обвязочного ригеля 5 с терморазъемами 6 в консольной полке в виде отверстий позволяет обеспечить не только теплозащиту по всей толщине перекрытия, но и общую пространственную жесткость всей конструктивной системы здания в целом. Выполнение ригеля 2 панели-рамы 3 заодно со сборно-монолитным платформенным стыком 9 позволяет обеспечить высокую несущую способность платформенного стыка при относительно низкой высоте сборной части ригеля 2. Расположение многопустотных панелей перекрытия 4 в двух взаимно перпендикулярных направлениях и соединение несущих продольных и поперечных стеновых панелей-рам 3 с обвязочными ригелями 5 с помощью закладных деталей 14 обеспечивает пространственную жесткость диска перекрытия на сдвиг и совместную работу всех вертикальных и горизонтальных несущих элементов каркаса здания. Это позволяет повысить жесткость и снизить общую материалоемкость каркаса здания. Применение объемных блоков стаканного типа 1 позволяет использовать предложенную конструктивную систему здания не только для жилых, но и для общественных зданий с неограниченной свободной планировкой.The performance of the presented frame of the structural system of a multi-storey building made of panel-block elements is ensured as follows. Volumetric glass-type blocks 1 and crossbars 2, having reinforcement outlets, load-bearing longitudinal and transverse wall panels-frames 3 are connected by a platform joint 9 with embedding 10 along reinforcement outlets 11 with hollow-core floor panels 4. Longitudinal and transverse panel-frames 3 are connected in height between themselves and with volumetric blocks of glass type 1 using embedded elements 8 in at least two places. The hollow-core floor panels 4 have cutouts for installing dowels, while the hollow-core floor panels 4 are placed in plan above adjacent rooms to be covered in mutually perpendicular directions. Hollow-core floor panels 4 with one edge rest on a special recess 12 in the top plate of the glass-type volumetric block 1 and are connected by an embedded part 13 with the wall of the overlying glass-type volumetric block 1, and with the other edge they rest on the upper flange of the prefabricated part of the crossbar 2 of the panel-frame 3 and are monolithic together with reinforcement outlets from this shelf. The external layered self-supporting walls 7 of the building are supported on a load-bearing rectilinear or curved in plan crossbar 5 with thermal connectors 6 in the form of holes in the cantilever shelf of the crossbar 5. Installation of a strapping crossbar 5 with thermal connectors 6 in the cantilever shelf in the form of holes makes it possible to provide not only thermal protection throughout the entire thickness of the floor , but also the overall spatial rigidity of the entire structural system of the building as a whole. Making the crossbar 2 of the panel-frame 3 integral with the prefabricated monolithic platform joint 9 allows for high load-bearing capacity of the platform joint at a relatively low height of the prefabricated part of the crossbar 2. The arrangement of hollow-core floor panels 4 in two mutually perpendicular directions and the connection of load-bearing longitudinal and transverse wall panels is frame 3 with strapping crossbars 5 with the help of embedded parts 14 ensures the spatial rigidity of the floor disk in shear and the joint operation of all vertical and horizontal load-bearing elements of the building frame. This makes it possible to increase rigidity and reduce the overall material consumption of the building frame. The use of volumetric blocks of glass type 1 allows the proposed structural building system to be used not only for residential, but also for public buildings with an unlimited open plan.

При возведении каркаса здания с предлагаемой конструктивной системой сокращаются сроки строительства за счет готовых индустриальных объемных блоков стаканного типа и панелей-рам заводского изготовления.When constructing the frame of a building with the proposed structural system, construction time is reduced due to ready-made industrial volumetric glass-type blocks and prefabricated frame panels.

Таким образом, предлагаемая система зданий из панельно-блочных элементов обеспечивает общую пространственную жесткость остова здания, обеспечивает высокую энергоэффективность внешнего контура здания, повышает его живучесть при особых и авариных воздействиях, улучшает экологические качества всех элементов остова наружного контура здания, сокращает сроки и стоимость строительства, обеспечивает свободную планировку и как следствие использование такого каркаса для строительства жилых или общественных зданий.Thus, the proposed building system of panel-block elements ensures the overall spatial rigidity of the building’s skeleton, ensures high energy efficiency of the building’s external contour, increases its survivability under special and emergency impacts, improves the environmental qualities of all elements of the building’s external contour, reduces the time and cost of construction, provides a free layout and, as a consequence, the use of such a frame for the construction of residential or public buildings.

Claims

A building made of panel-block elements, including load-bearing panels of the building, made in the form of reinforced concrete frame panels, the crossbar of which has reinforcement outlets, the external self-supporting walls of the building are made of layers and supported on a load-bearing rectilinear or curved in plan crossbar with thermal connectors in the form of holes in the cantilever shelf crossbars, hollow-core floor panels have cutouts for installing dowels, while the hollow-core floor panels are placed in plan above adjacent overlapped rooms in mutually perpendicular directions, platform joints of wall panels and hollow-core floor panels are monolid together with reinforcement outlets located on the upper surface of the wall panel crossbars - frames, characterized in that the building has a mixed structural system consisting of a combination of panel-frame elements and volumetric glass-type blocks, external self-supporting walls on each floor rest on the lower or upper slab of a glass-type volumetric block, made with thermal connectors along the outer edge of the slab, or on a crossbar with thermal connectors, hollow-core floor panels rest on a recess in the rack of the underlying glass-type volumetric block and are connected by an embedded part to the wall of the overlying block, frame panels are connected using embedded parts with glass-type volumetric blocks to each other in at least two places along the height of the floor, and are monolithic together with the upper monolithic part of the crossbar with thermal connectors.