RU2841863C1

RU2841863C1 - Способ возведения сборно-монолитного железобетонного каркаса

Info

Publication number: RU2841863C1
Application number: RU2024122511A
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Коянкин
Filing date: 2024-08-07
Publication date: 2025-06-17

Abstract

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при строительстве общественных, гражданских и производственных зданий со сборно-монолитным железобетонным каркасом. Достигаемый технический результат заключается в снижении веса перекрытия; повышении тепло-, шумо- и звукоизоляции; снижении расхода цементно-песчаного раствора и трудозатрат на устройство конструкции выравнивающей стяжки; оптимизации процесса строительства в результате расширения технологических возможностей при поэтапном возведении конструкции и разделении процесса монтажа каркаса на два этапа - монтаж сборной части и последующее устройство монолитного бетона, поэтапное или единовременное на весь каркас. Способ возведения сборно-монолитного железобетонного каркаса осуществляют в два этапа. На первом этапе осуществляют монтаж сборной части каркаса и создают геометрически неизменяемую и статически неопределимую систему, причем на данном этапе обеспечивают жесткое сопряжение колонн с фундаментом, шарнирное сопряжение сборных частей ригелей с колоннами, шарнирное сопряжение плит-опалубок с ригелями и жесткое сопряжение колонн верхнего яруса с колоннами нижнего яруса, с обеспечением несущей способности и пространственной жесткости каркаса достаточными для восприятия монтажных нагрузок от собственного веса и веса укладываемого монолитного бетона. На втором этапе осуществляют устройство монолитного бетона на весь каркас, при этом осуществляют также омоноличивание бетоном дисков перекрытий, а после достижения бетоном требуемой прочности обеспечивают жесткое сопряжение сборно-монолитных ригелей с колоннами с созданием неразрезных многопролетных балок, за счет которых, а также жесткого сопряжения колонн с фундаментом и жесткого сопряжения колонн верхнего яруса с колоннами нижнего яруса обеспечивают геометрически неизменяемую систему с несущей способностью и пространственной жесткостью каркаса, достаточными для восприятия монтажных нагрузок в виде собственного веса несущих конструкций, перегородок, пола, ненесущих стен и эксплуатационных нагрузок от оборудования, людей, животных, складируемых материалов и изделий. 14 ил.

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при строительстве общественных, гражданских и производственных зданий со сборно-монолитным железобетонным каркасом.

Известна конструкция сборно-монолитного железобетонного каркаса, содержащая сборные многоярусные колонны, имеющие свободные от бетона участки в местах сопряжения со сборно-монолитными ригелями и диском перекрытия. На сборные части ригелей установлены сборные железобетонные плиты с верхней шероховатой поверхностью, служащие несъемной опалубкой для омоноличивания диска перекрытия. При этом плита несъемной опалубки выполнена с рельефной верхней поверхностью, содержащей продольные желоба, образующие расположенные между ними продольные ребра, армированные плоскими каркасами с арматурными выпусками, расположенными по их длине перпендикулярно плоскости плиты, содержащей также продольную арматуру, сборно-монолитные ригели расположены в продольном и поперечном направлениях, причем, сборные части ригелей выполнены постнапрягаемыми и снабжены каналами для пропуска высокопрочной напрягаемой арматуры, а в колоннах ниже свободной от бетона зоны в двух уровнях во взаимно перпендикулярных направлениях выполнены соответствующие каналам отверстия, через которые также пропущена высокопрочная напрягаемая арматура, диск перекрытия омоноличен легким бетоном и усилен при омоноличивании поперечными шпонками, образованными в шпоночных пазах, выполненных в плитах несъемной опалубки (Патент РФ № 174194 RU, дата приоритета 10.03.2017, дата публикации 06.10.2017, авторы: Коянкин А.А. и Федосова О.Г., RU).

Недостатками аналога являются: необходимость устройства напрягаемой арматуры на строительной площадке, не предусмотрена возможность устройства горизонтальной разводки инженерных трасс систем отопления и водоснабжения.

В качестве прототипа принят способ возведения сборно-монолитного железобетонного каркаса со сборными многоярусными колоннами, имеющими участки свободные от бетона в местах сопряжения со сборно-монолитными предварительно-напряжёнными ригелями, на которые устанавливаются сборные предварительно-напряжённые железобетонные плиты, выполняемые с верхней шероховатой поверхностью и служащие несъёмной опалубкой для укладываемого монолитного слоя бетона, причем при бетонировании монолитного слоя плита-опалубка, включая ригели, подпирается системой инвентарных опор, а монолитный слой перекрытия выполняется из тяжелого бетона (Шембаков В. А., Сборно-монолитное каркасное домостроение: Руководство к принятию решения. Издание 2-е переработанное и дополненное. Чебоксары, 2005 г. с. 24 – 29, прототип).

Недостатками прототипа являются: повышенный расход материалов из-за необходимости устройства стяжки, большой вес перекрытия, недостаточная тепло-, шумо-, звукоизоляция, повышенные сроки производства работ из-за необходимости ожидания набора прочности монолитного бетона для монтажа вышележащих конструкций.

Технической проблемой является необходимость оптимизации процесса строительства для расширение технологических возможностей при возведении конструкции, снижения веса перекрытия, обеспечения большей тепло-, шумо- и звукоизоляции, снижения расхода цементно-песчаного раствора и трудозатрат на устройство выравнивающей стяжки, а также для устройства монолитного бетона единовременно на весь каркас.

Для решения поставленной задачи предложен способ возведения сборно-монолитного железобетонного каркаса здания, содержащего сборные многоярусные колонны, жестко сопряженные со сборно- монолитными ригелями и диском перекрытия, в котором на сборные части ригелей оперты железобетонные плиты, являющиеся несъёмной плитой-опалубкой монолитной части диска перекрытия, а сборно-монолитные ригели представляют собой многопролетную неразрезную балку, при этом колонны в указанных местах сопряжения выполнены со свободными от бетона участками или выполнены сплошного сечения с устройством соответствующих опорных консолей для ригелей с отверстиями для пропуска продольной арматуры, сборные части ригелей выполнены предварительно напряженными или без предварительного напряжения и установлены в одном или в двух направлениях, а монолитная часть выполнена из лёгкого или тяжёлого бетона, заключающийся в том, что включает устройство сборной и монолитной частей каркаса, причем возведение каркаса осуществляют в два этапа, на первом из которых осуществляют монтаж сборной части каркаса и создают геометрически неизменяемую и статически неопределимую систему, причем на данном этапе обеспечивают жесткое сопряжение колонн с фундаментом, шарнирное сопряжение сборных частей ригелей с колоннами, шарнирное сопряжение плит-опалубок с ригелями и жесткое сопряжение колонн верхнего яруса с колоннами нижнего яруса, с обеспечением несущей способности и пространственной жесткости каркаса достаточными для восприятия монтажных нагрузок от собственного веса и веса укладываемого монолитного бетона, на втором этапе осуществляют устройство монолитного бетона на весь каркас, при этом осуществляют также омоноличивание бетоном дисков перекрытий, а после достижения бетоном требуемой прочности обеспечивают жесткое сопряжение сборно-монолитных ригелей с колоннами с созданием неразрезных многопролетных балок, за счет которых, а также жёсткого сопряжения колонн с фундаментом и жёсткого сопряжения колонн верхнего яруса с колоннами нижнего яруса, обеспечивают геометрически неизменяемую систему с несущей способностью и пространственной жёсткостью каркаса достаточными для восприятия монтажных нагрузок в виде собственного веса несущих конструкций, перегородок, пола, ненесущих стен и эксплуатационных нагрузок от оборудования, людей, животных, складируемых материалов и изделий.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где

- на фиг. 1 схематично показан фрагмент каркаса на 1-м этапе возведения со связевым ригелем, вид сверху;

- на фиг. 2 – разрез 1-1 на фиг. 1 (узел сопряжения сборных частей ригелей с колонной на 1-м этапе);

- на фиг. 3 – разрез 2-2 на фиг. 2;

- на фиг. 4 – фрагмент каркаса на 2-м этапе возведения со связевым ригелем, вид сверху;

- на фиг. 5 – разрез 3-3 на фиг. 4;

- на фиг. 6 – разрез 4-4 на фиг. 5;

- на фиг. 7 – фрагмент каркаса на 1-м этапе возведения со связевой плитой-опалубкой, вид сверху;

- на фиг. 8 – разрез 5-5 на фиг. 7 (узел сопряжения сборных частей ригелей с колонной на 1-м этапе);

- на фиг. 9 – разрез 6-6 на фиг. 8;

- на фиг. 10 – фрагмент каркаса на 2-м этапе возведения со связевой плитой, вид сверху;

- на фиг. 11 – разрез 7-7 на фиг. 10;

- на фиг. 12 – разрез 8-8 на фиг. 11;

- на фиг. 13 – расчётная схема фрагмента каркаса на 1-м этапе;

- на фиг. 14 – расчетная схема фрагмента каркаса на 2- м этапе.

На чертежах приведены следующие обозначения позиций:

1 – колонна;

2 – сборная часть несущего ригеля;

3 – плита-опалубка;

4 – сборная часть связевого ригеля;

5 – монолитный бетон в составе сборно-монолитной плиты (диска) перекрытия;

6 – сборно-монолитный несущий ригель;

7 – консоль колонны (постоянная или временная);

8 – связевая плита-опалубка;

9 – сборно-монолитный связевый ригель.

Сборно-монолитный железобетонный каркас возводится в два этапа.

На первом этапе возведения монтируется сборная часть каркаса. Сборные одно- или многоярусные колонны 1 жестко сопрягаются с фундаментом и между собой по высоте. На консоли 7 колонн, которые могут быть постоянными или временными, такими как кондуктора и прочие временные монтажные приспособления, устанавливают шарнирно сопрягаемые сборные части ригелей 2, 4. На несущие сборные части ригелей 2 устанавливают сборные плиты-опалубки 3 (фиг.1, фиг.2, фиг.3). При этом создают геометрически неизменяемую и статически неопределимую систему, в которой на данном этапе обеспечивают жесткое сопряжение колонн с фундаментом, шарнирное сопряжение сборных частей ригелей с колоннами, шарнирное сопряжение плиты-опалубки с ригелями и жесткое сопряжение колонн верхнего яруса с колоннами нижнего яруса (фиг.13). Для снижения веса перекрытия сборные части ригелей 2, 4 и плиты-опалубки 3 могут быть выполнены сложной геометрической формы поперечного сечения, а также предварительно напряжёнными, что обеспечит их необходимую несущую способность и жёсткость для восприятия нагрузок от собственного веса и расчетного веса монолитного бетона, устройство которого возможно и на 1-м этапе без необходимости ожидания набора прочности для монтажа вышележащих конструкций. В варианте со связевой плитой-опалубкой 8, опирающейся на несущие сборные части ригелей 2, также как и в варианте с несущими 2 и связевыми 4 сборными частями ригелей пространственная жёсткость и несущая способность каркаса на 1-м этапе должны быть достаточными для восприятия монтажных нагрузок 1-го этапа: собственного веса сборных элементов и веса монолитного бетона (фиг.7, фиг.8, фиг.9).

На втором этапе возведения уложенный на первом этапа или устроенный единовременно на весь каркас монолитный бетон 5 набирает прочность и вовлекается в процесс восприятия внешней нагрузки. Сборно-монолитные ригели 6 представляют собой многопролётную неразрезную балку и сопрягаются со сборными колоннами 1 жёстко. Плита перекрытия, включающая плиты-опалубки 3 и монолитный бетон 5, представляет собой жёсткий диск перекрытия (фиг.5, фиг.6, фиг.11, фиг.12, фиг.14). Монолитный бетон 5 может выполнить функцию цементно-песчаной стяжки, что позволяет отказаться от её выполнения для снижения веса перекрытия, расхода цементно-песчаного раствора и трудозатрат на устройство конструкции выравнивающей стяжки. Выполнение монолитного бетона 5 лёгким приведёт к снижению веса перекрытия, а также повышению его тепло-, шумо- и звукоизоляционных свойств. После набора монолитным бетоном 5 требуемой прочности пространственная жёсткость и несущая способность каркаса на втором этапе достаточны для восприятия монтажных нагрузок второго этапа: собственного веса несущих конструкций, перегородок, пола, ненесущих стен и т. д., а также эксплуатационных нагрузок: от оборудования, людей, животных, складируемых материалов и изделий, транспортных средств и т. д.

Выполнение сборно-монолитного каркаса в два этапа позволяет оптимизировать процесс строительства в результате:

- изготовления сборной части каркаса при любых погодных условиях (нет необходимости ожидать набора монолитным бетоном требуемой прочности);

- устройства монолитного бетона единовременно на весь каркас в наиболее благоприятные тёплые погодные условия.

Достигаемый при этом технический результат заключается в снижении веса перекрытия; повышении тепло-, шумо- и звукоизоляции; снижении расхода цементно-песчаного раствора и трудозатрат на устройство конструкции выравнивающей стяжки; оптимизации процесса строительства в результате расширения технологических возможностей при разделении процесса монтажа каркаса на два этапа - монтаж сборной части и последующее устройство монолитного бетона на весь каркас.

Claims

Способ возведения сборно-монолитного железобетонного каркаса здания, содержащего сборные многоярусные колонны, жестко сопряженные со сборно-монолитными ригелями и диском перекрытия, в котором на сборные части ригелей оперты железобетонные плиты, являющиеся несъемной плитой-опалубкой монолитной части диска перекрытия, а сборно-монолитные ригели представляют собой многопролетную неразрезную балку, при этом колонны в указанных местах сопряжения выполнены со свободными от бетона участками или выполнены сплошного сечения с устройством соответствующих опорных консолей для ригелей с отверстиями для пропуска продольной арматуры, сборные части ригелей выполнены предварительно напряженными или без предварительного напряжения и установлены в одном или в двух направлениях, а монолитная часть выполнена из легкого или тяжелого бетона, заключающийся в том, что включает устройство сборной и монолитной частей каркаса, причем возведение каркаса осуществляют в два этапа, на первом из которых осуществляют монтаж сборной части каркаса и создают геометрически неизменяемую и статически неопределимую систему, причем на данном этапе обеспечивают жесткое сопряжение колонн с фундаментом, шарнирное сопряжение сборных частей ригелей с колоннами, шарнирное сопряжение плит-опалубок с ригелями и жесткое сопряжение колонн верхнего яруса с колоннами нижнего яруса, с обеспечением несущей способности и пространственной жесткости каркаса достаточными для восприятия монтажных нагрузок от собственного веса и веса укладываемого монолитного бетона, на втором этапе осуществляют устройство монолитного бетона на весь каркас, при этом осуществляют также омоноличивание бетоном дисков перекрытий, а после достижения бетоном требуемой прочности обеспечивают жесткое сопряжение сборно-монолитных ригелей с колоннами с созданием неразрезных многопролетных балок, за счет которых, а также жесткого сопряжения колонн с фундаментом и жесткого сопряжения колонн верхнего яруса с колоннами нижнего яруса обеспечивают геометрически неизменяемую систему с несущей способностью и пространственной жесткостью каркаса, достаточными для восприятия монтажных нагрузок в виде собственного веса несущих конструкций, перегородок, пола, ненесущих стен и эксплуатационных нагрузок от оборудования, людей, животных, складируемых материалов и изделий.