СТЫКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ РИГЕЛЯ С КОЛОННОЙ Российский патент 1994 года по МПК E04B1/38 

Изобретение относится к строительству, а именно к соединениям железобетонных каркасов зданий и сооружений.

Известно стыковое соединение ригеля с колонной, включающее верхние арматурные выпуски из колонны и ригеля и нижние соединительные элементы в виде металлических уголков из колонны и арматурных выпусков из ригеля, арматурные хомуты, расположенные в зоне бетонирования, и гофрированные торцовые грани стыкуемых элементов.

Недостатком такого решения является низкая прочность соединения для восприятия вертикальных сил как монтажных, так и эксплуатационных. В стыке монтажные вертикальные нагрузки воспринимаются нижними соединительными элементами из уголков и арматурных выпусков, которые не обладают достаточной жесткостью и прочностью, эксплуатационные нагрузки воспринимаются бетоном замоноличивания с арматурными хомутами, которые по технологическим условиям не могут обеспечить равнопрочное сцепление с торцовыми гранями стыкуемых сборных элементов. Учитывая, что на соединение воздействуют знакопеременные изгибающие усилия от ригеля, при которых происходят продольные деформации растяжения верхних и нижних арматурных соединений и деформации сжатия бетона с раскрытием вертикальных трещин по граням сцепления бетона замоналичивания с стыкуемыми поверхностями элементов, соединение не обеспечивает необходимую прочность для восприятия вертикальной нагрузки, что подтвердило землетрясение в Армении в 1988 г.

Известно решение, включающее наклонные торцовые грани стыкуемых элементов перпендикулярно главным сжимающим напряжениям и соединенные между собой верхние арматурные выпуски.

Недостатком такого решения является низкая прочность соединения для восприятия знакопеременных изгибающих моментов, которые воспринимаются в основном арматурными и металлическими соединительными элементами, с малой долей участия бетона замоноличивания в сжатой зоне в работе узла. В таком решении также возможно взаимное "проскальзывание" стыкуемых наклонных граней при монтаже ригеля, когда требуется временная опора для фиксации ригеля в проектном положении.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является соединение ригеля с колонной, состоящее из прямоугольной полки колонны, консольного ребра ригеля с подрезкой, соединительных металлических элементов на сварке в верхнем и нижнем уровнях соединения и бетона замоноличивания.

Недостатком такого решения является низкая прочность на восприятие знакопеременных изгибающих моментов в ригеле и вертикальных сил от ригеля ввиду малого плеча сварных соединений и малой высоты (сечения) полки колонны.

Цель изобретения - повышение прочности соединения и упрощение монтажа ригеля.

Это достигается тем, что в стыковом соединении ригеля с колонной, включающем прямоугольную полку колонны, консольное ребро ригеля с подрезкой, соединительные металлические элементы на сварке в верхнем и нижнем уровнях соединения и бетон замоноличивания, полка колонны и подрезка ребра ригеля выполнены с горизонтальной и наклонной гранями, а по боковым граням ребра ригеля установлены закладные детали, которые соединены с колонной через верхние наклонные арматурные выпуски, расположенные по направлениям главных растягивающих напряжений в соединении, при этом соединение может быть выполнено с верхним уступом и надопорными арматурными выпусками, наклонными гофрированными торцовыми гранями перпендикулярно главным сжимающим напряжениям и арматурными "хомутами".

В предлагаемом решении отличительным признаком является выполнение полки колонны с горизонтальной и наклонной верхней гранью и соответствующей по форме и размерам подрезки в консольном ребре ригеля, установки в колонне верхних наклонных арматурных выпусков, соединенных с ребром ригеля сваркой с закладными деталями, установленными по боковым граням ребра, позволяющие использовать отогнутые стержни в балках на восприятие вертикальной нагрузки.

На фиг. 1 изображено предлагаемое стыковое соединение ригеля с колонной; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Колонна 1 выполнена с полкой 2, имеющей горизонтальную и наклонную верхнюю грани, и с наклонными арматурными выпусками 3. Ригель 4 выполнен с консольным ребром 5, имеющим верхний уступ и подрезку, повторяющий по форме полку 2 колонны и опирающийся по этой поверхности на полку 2. По боковым граням ребра 5 и полки 2 установлены закладные детали 6 и 7 соответственно.

В соединении установлены верхние и нижние арматурные выпуски 8 и 9, а также арматурные хомуты 10. Торцовые грани соединения выполнены гофрированными. При этом торцовая гофрированная грань ригеля 4 может быть выполнена с уклоном, сужающим длину стыка кверху, а на стыкуемых гранях колонны 1 и ригеля 4 устанавливаются закладные детали для сварного соединения.

Монтаж осуществляется в следующей последовательности: ригель 4 через ребро 5 устанавливается на полку 2 колонны 1, привариваются нижние арматурные выпуски 9 ригеля к закладным деталям 7 полки 2, наклонные выпуски 3 из колонны 1 - к закладным деталям 6 ребра 5, соединяются верхние арматурные выпуски 8 и 9, устанавливаются хомуты 10 и производится замоноличивание стыка.

При установке закладных деталей в стыкуемых торцовых гранях ребра 5 ригеля и колонны 1 до установки хомутов и бетонирования выполняется их сварка.

Положительный эффект решения достигается увеличением прочности полки колонны для восприятия монтажных нагрузок за счет увеличения высоты в опорной зоне и устройства наклонной грани, позволяющей уменьшить влияние изгибающего момента на полку от вертикальной силы ребра ригеля ввиду появления горизонтальной сжимающей составляющей на наклонной грани. Наличие горизонтальной площадки на полке позволяет исключить соскальзывание ригеля с полки в процессе его монтажа. Увеличение общей прочности соединения на вертикальную нагрузку достигается за счет сварки наклонных выпусков из колонн с закладными деталями ребра ригеля, которые, в свою очередь, приварены к отогнутым арматурным стержням ригеля, расположенным внутри, при этом наклон выпусков из колонны принимается вдоль отогнутых стержней в ригеле по направлению главных растягивающих напряжений в соединении, установкой хомутов и бетона замоноличивания, а также устройством наклонных торцовых граней ригеля, создающих объемно-напряженное состояние в бетоне замоноличивания за счет сужения верхней части соединения и сварки торцовой грани бетона и колонны. Знакопеременные изгибающие моменты воспринимаются верхними и нижними арматурными соединениями и бетоном замоноличивания. Наличие бетона замоноличивания по боковым граням соединения обеспечивает достаточную жесткость соединения и в горизонтальной плоскости, что имеет значение при перекосах перекрытия от горизонтальных сил, возникающих при землетрясении.

Стыковое соединение ригеля с колонной включает ригель ┴ - образной формы, полку колонны с горизонтальной и наклонной гранями. Арматурные хомуты и бетон замоноличивания, арматурные выпуски ригеля и колонны жестко соединены между собой. Стыковое соединение снабжено закладными металлическими пластинами и наклонными арматурными стержнями колонны, а ригель выполнен с выступом в виде проямоугольного параллелепипеда, сечение которого меньше сечения вертикального ребра ригеля и ось симметрии которого совпадает с осью симметрии ригеля. Нижняя грань параллелепипеда выполнена по форме полки колонны с горизонтальной и наклонной гранями. Закладные пластины расположены по боковым граням параллелепипеда и жестко соединены с наклонными стержнями. 2 ил.

1. СТЫКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ РИГЕЛЯ С КОЛОННОЙ, включающее ригель ┴ -образной формы, полку колонны с горизонтальной и наклонной гранями, торцевые грани колонны и ригеля выполнены гофрированными, арматурные выпуски ригеля и колонны жестко соединены между собой, арматурные хомуты и бетон замоноличивания, отличающееся тем, что оно снабжено закладными металлическими пластинами и наклонными арматурными стержнями колонны, а ригель выполнен с выступом в виде прямоугольного параллелепипеда, сечение которого меньше сечения вертикального ребра ригеля и ось симметрии которого совпадает с осью симметрии ригеля, причем нижняя грань параллелепипеда выполнена по форме полки колонны с горизонтальной и наклонной гранями, а закладные пластины расположены по боковым граням параллелепипеда и жестко соединены с наклонными стержнями. 2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что торцевые грани ригеля выполнены наклонными, сужающими длину стыка кверху.