СТЫКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СБОРНОГО МНОГОПРОЛЕТНОГО ЗДАНИЯ Российский патент 1999 года по МПК E04B1/38 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при сооружении многоэтажных многопролетных зданий, в том числе с мансардным этажом.

Известна конструкция многоэтажных зданий, выполненная в виде колонн, объединенных ригелями, на которые уложены плиты перекрытия. Колонны, расположенные по периферии здания, выполнены сдвоенными, а ригеля смонтированы на колоннах попарно и охватывают рядовые колонны с двух сторон (1).

Известен также платформенный стык плит перекрытия и рамных несущих элементов каркаса многоэтажного многопролетного здания. Стык включает верхний ригель нижележащего рамного элемента, опертые на него и соединенные с ними плиты перекрытий и нижний ригель вышележащего рамного элемента, установленный на плиты перекрытия и соединенный с ними. Ригель вышележащего рамного элемента установлен в пазах смежных плит перекрытия. Соединение ригелей рамных элементов с плитами может быть осуществлено известным способом, например, на сварке с последующим обетонированием (2).

Оба описанных аналога сокращают полезный объем помещения здания.

Еще одно известное стыковое соединение ригеля с колонной включает расположенные в нижней зоне стыка закладные пластины, установленные на боковой поверхности ригеля, закладные детали колонны и накладки, соединяющие оба закладных элемента на сварке. В верхней зоне ригеля выполнены выпуски опорной арматуры, соединенные с выпусками арматуры, заделанной в колонну (3). Эта конструкция предусматривает ограниченное частное решение опирания ригеля на колонну и не дает решения соединения с колонной плит перекрытия или опирания плит перекрытия на не несущую сборную стену, или опирания несущих конструкций вышележащего этажа на эту стену.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип заявленного изобретения, является конструкция быстромонтируемого многопролетного здания, в котором сопряжение стеновой панели с плитой покрытия размещено в одной плоскости: верхняя плоскость покрытия находится в одном уровне с верхней гранью стеновой панели. При этом плита покрытия оперта на специальные металлические столики, заанкеренные в ребрах стеновой панели (4).

Недостатком этого конструктивного решения является ограниченность высоты здания высотой ребристой наружной стеновой панели и как следствие нерешенность узлов опирания несущих конструкций вышележащего этажа на эту панель; кроме того, прототип предусматривает применение колонн высотой на этаж или высотой на все здание, что приводит к расширению номенклатуры применяемых изделий.

Задача предлагаемой полезной модели заключается в том, чтобы увеличить площадь здания и количество его этажей и упростить технологию монтажа составляющих его конструкций.

Эта задача решается тем, что стыковое соединение элементов сборного многопролетного здания включает наружную ребристую железобетонную панель вертикальной разрезки, опорные элементы, колонны и плиты перекрытия, опертые на наружную ребристую железобетонную панель в одной горизонтальной плоскости с ее верхним торцом. Опорные элементы смонтированы на стенке наружной ребристой панели на расстоянии от верхнего торца панели, равном толщине плиты перекрытия. Плита перекрытия оперта одним концом на эти опорные элементы. Ее верхняя плоскость объединена с торцом ребристой стеновой панели опорной закладной деталью. Второй конец плиты перекрытия опирается на колонны или смонтированные между колоннами ригели. Вышележащий этаж имеет несущие конструкции, опорная часть которых установлена над плитой перекрытия нижележащего этажа, расположена над вертикальными ребрами наружной панели и жестко связана с опорной закладной деталью в зоне ее примыкания к торцу наружной ребристой панели. Смежные плиты перекрытия одним из своих углов оперты на оголовок колонны, а сверху на эти углы установлена вышележащая колонна, размещенная соосно с нижней колонной и соединенная с ней вертикальными арматурными стержнями. Стержни пропущены в зазорах между плитами перекрытия и приварены к закладным деталям, смонтированным на концах обеих колонн. Зазоры между плитами и колоннами замоноличены. Кроме того, смонтированные между колоннами ригели могут иметь ширину, равную толщине сопряженного с ригелем грани колонны, и могут опираться на расположенные на колоннах опорные элементы. На боковых гранях ригелей также установлены опорные элементы, на которые уложены своими свободными торцами плиты перекрытия. Верхние поверхности плит перекрытия и верхние грани ригелей расположены в одной горизонтальной плоскости, а зазоры между ними забетонированы.

Сопоставительный анализ заявленного изобретения с прототипом показывает, что оно отличается расположением опорных элементов на наружной ребристой панели в зависимости от толщины плиты перекрытия, опиранием одного конца плиты перекрытия на этот элемент с объединением его верхней плоскости с торцом ребристой стеновой панели опорной закладной деталью, на которую опираются несущие конструкции вышележащего этажа, расположенные над вертикальными ребрами наружной стеновой панели и жестко связанные с опорной закладной деталью.

Отличие заключается также в том, что смежные перекрытия одним из своих углов оперты на оголовок колонны, а сверху на эти углы установлена вышележащая колонна, размещенная соосно с нижней колонной и соединенная с ней вертикальными арматурными стержнями, пропущенными в зазорах между плитами перекрытия и приваренными к закладным деталям, смонтированным на концах обеих колонн, причем зазоры между плитами и колоннами замоноличены. Кроме того, вариант выполнения стыка плит перекрытия ригелей и колонн отличается шириной ригеля, равной толщине сопряженной с ним грани колонн, а также опиранием плит перекрытия на размещенные на боковых гранях ригелей опорные элементы и расположением верхней поверхности плит перекрытия и верхних граней ригелей в одной горизонтальной плоскости. Этот анализ позволяет сделать вывод о наличии новизны в предложенном техническом решении.

Сравнение заявленных стыковых соединений с другими известными техническими решениями показывает, что наличие опорной закладной детали, объединяющей торец наружной ребристой стеновой панели и расположенную в одной с этим торцом горизонтальной плоскости верхнюю поверхность панели перекрытия позволяет надстраивать здания, например, за счет мансардного этажа. Расположение опорной части несущих конструкций надстройки здания над вертикальными ребрами наружной стеновой панели позволяет передавать нагрузку от надстройки на стеновую панель в оптимальном варианте. Варианты опирания плит перекрытий на колонны и на наружную ребристую стену позволяют избежать применения парапетных панелей. Применение разрезной по высоте колонны, когда вышележащая колонна опирается на стык смежных плит перекрытий, установлена соосно с колонной нижележащего этажа и связана с ней на сварке при помощи пропущенных через зазоры между плитами перекрытия арматурных стержней, позволяет упростить конструктивную схему здания и расширить возможности вертикальной его планировки.

Применение ригелей, расположенных между колоннами и имеющих ширину, равную толщине сопряженной с ригелем грани колонны, установка на их боковых гранях опорных элементов и монтаж на них плит перекрытий с расположением верхних граней ригелей и верхних поверхностей пит перекрытий в одной горизонтальной плоскости позволяет увеличить "в свету" высоту помещения и несколько увеличить площадь здания. Кроме того, предложенные технические решения дают возможность, во-первых, увеличить полезную площадь здания за счет устройства мансардного этажа и, во-вторых, смонтировать этот мансардный этаж на существующих конструкциях без их усиления и какой-либо принципиальной переработки. Таким образом, заявленное изобретение дает с совокупности своих признаков ранее неизвестный технический эффект, превышающий уровень техники.

Предлагаемое изобретение поясняется на примере его выполнения.

На чертежах изображено:
на фиг. 1 - фрагмент плана здания с вариантом неразрезанных колонн;
на фиг. 2 - то же, в варианте платформенного стыка разрезных колонн;
на фиг. 3 - продольный разрез здания;
на фиг. 4 - узел опирания стропильных стоек мансарды на ребристую наружную панель здания, узел А;
на фиг. 5 - то же, вид Б-Б;
на фиг. 6 - узел опирания плит перекрытия на колонну в варианте неразрезной колонны, узел В (повернуто);
на фиг. 7 - узел опирания плит перекрытия на колонну в варианте платформенного стыка при разрезанной колонне, узел Г (повернуто), четвертая плита перекрытия условно не показана.

Многоэтажное многопролетное сборное здание смонтировано из наружных ребристых железобетонных панелей 1 вертикальной разрезки, на которые установлены плиты перекрытия 2. Для этого на плоской поверхности 3 ребристых панелей замоноличены закладные детали 4, к которым приварены опорные элементы 5. В верхней части ребристой панели опорные элементы размещены так, что верхняя поверхность 6 плиты перекрытия 2 располагается в одной горизонтальной плоскости с торцевой гранью 7 ребристой панели. Закладные детали 4 и опорные элементы 5 смонтированы на стенке наружной ребристой панели на расстоянии "h" от верхнего торца панели, равном толщине "h" плиты перекрытия. Ребро 8 плиты перекрытия присоединено к опорному столику на сварке 9, а верхняя поверхность плиты перекрытия и торцевая грань ребристой панели объединены опорной пластиной 10, установленной также на сварке: таким образом, образован жесткий узел стыка ребристой стеновой панели и плиты покрытия, способной воспринимать и передавать изгибающий момент, возникающий при работе конструкции. Второй конец 11 плиты перекрытия в варианте платформенного стыка опирается на замоноличенную в оголовке 12 колонны 13 нижнего этажа пластину 14. Боковые грани колонны нижнего этажа и колонны 15 верхнего этажа снабжены закладными деталями 16, к которым при сборке колонн привариваются арматурные вертикальные стержни 17, пропущенные в зазорах 18 между плитами перекрытия. Между собой плиты перекрытия соединены при помощи стальных накладок 19 на сварке. Нижняя часть колонны 15 верхнего этажа опирается через подливку мелкозернистым бетоном 20 на зону, где стыкуются ребра четырех смежных плит перекрытий, которые воспринимают нагрузку от конструкций вышележащего этажа и передает ее на нижние колонны 13. На нижней колонне к закладным деталям 16 приварены опорные элементы 21, на которые опираются ригеля 22, расположенные между колоннами. На эти ригеля опираются плиты 2 перекрытия в промежутке между колоннами. Все швы между колоннами и плитами перекрытия и между верхней и нижней колоннами омоноличиваются бетоном 23.

В описанном варианте стыковки колонн, плит перекрытий и ригеля плиты перекрытия расположены выше региля, что несколько сокращает высоту помещения "в свету", однако упрощается стык колонн.

Во втором варианте колонна 24 выполнена неразрезной по высоте.

В уровне перекрытия колонну охватывает стальная обойма 25, заанкеренная в теле колонны. К обойме приварены опорные столики 26 и 27; на столике 26 опираются плиты перекрытия 2, на столики 27 - ригеля 28, располагаемые между колоннами. Ширина ригелей равна толщине грани 29 колонны в месте примыкания к ней торца ригеля. На боковых гранях 30 ригеля замоноличены опорные элементы 31, на которые опираются свободные углы 32 плит перекрытия 2. Верхние грани ригеля и плит перекрытия в местах стыковки соединяются стальными накладками 33, привариваемыми к закладным деталям 34. Опорные элементы 26, 27 и 31 расположены таким образом, что верхняя грань 35 ригеля и верхние поверхности плит перекрытия 2 находятся после их монтажа в одной горизонтальной плоскости. Зазоры 36 между колоннами, ригелями и плитами перекрытия заполняются монолитным бетоном.

Стропильные стойки 37 мансардного этажа расположены над вертикальными ребрами железобетонных панелей 1 и жестко закреплены на горизонтальных опорных пластинах 10, смонтированных на верхних торцевых гранях 7 ребристых железобетонных панелей, причем опорная часть стропильной стойки расположена над верхней торцевой гранью ребристых панелей. Узел соединения стропильной стойки 37 с опорной пластиной 10 бетонируется монолитным бетоном 38.

Источники информации:
1. Япония, заявка 63-40021 от 1982 г., МКИ E 04 B 1/20.

2. СССР, а.с. 1362797 от 1987 г. МКИ E 04 B 1/38.

3. СССР, а.с. 1652478 от 1991 г. МКИ E 04 B 1/38.

4. В.И.Луганский и др. статья "Быстромонтируемые здания модульного типа для хранения и переработки сельскохозяйственной продукции", журнал "Бетон и железобетон", 1992 г, N 1, стр. 2-5, р. 3.

Стыковое соединение элементов сборного многопролетного здания содержит наружные железобетонные ребристые стеновые панели, колонны, ригели и плиты перекрытий. Стеновые панели имеют опорные элементы для опирания плит перекрытий с размещением их поверхности в одной горизонтальной плоскости с верхним торцом стеновой панели. Строительные стойки мансардного этажа оперты на верхние торцы стеновых панелей. Плиты перекрытий оперты на разрезную колонну или на опорные элементы, расположенные на боковых гранях ригелей. Последние имеют ширину, равную толщине колонны,и размещены в одной горизонтальной плоскости с плитами перекрытия. 2 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Стыковое соединение элементов сборного многопролетного здания, включающее наружную ребристую железобетонную панель вертикальной разрезки, опорные элементы, колонны и плиты перекрытия, опертые на ребристую железобетонную панель в одной горизонтальной плоскости с ее верхним торцом, отличающееся тем, что опорные элементы смонтированы на стенке наружной ребристой панели на расстоянии от верхнего торца панели, равном толщине плиты перекрытия, опертой одним концом на эти опорные элементы с объединением ее верхней плоскости с торцом ребристой стеновой панели опорной закладной деталью, а вторым концом - на колонны или смонтированные между колоннами ригели, причем вышележащий этаж имеет несущие конструкции, опорная часть которых установлена над плитой перекрытия вышележащего этажа, расположена над вертикальными ребрами наружной панели и жестко связана с опорной закладной деталью в зоне ее примыкания к торцу наружной ребристой панели. 2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что смежные плиты перекрытия одним из своих углов оперты на оголовок колонны, а сверху на эти углы установлена вышележащая колонна, размещенная соосно с нижней колонной и соединенная с ней вертикальными арматурными стержнями, пропущенными в зазорах между плитами перекрытия и приваренными к закладным деталям, смонтированным на концах обеих колонн, причем зазоры между плитами и колоннами замоноличены. 3. Соединение по п. 1, отличающееся тем, что смонтированные между колоннами ригели имеют ширину, равную толщине сопряженного с ригелем грани колонны, и оперты на расположенные на колоннах опорные элементы, причем на боковых гранях ригелей также установлены опорные элементы, на которые уложены своими торцами плиты перекрытия, при этом поверхности плит перекрытия и верхние грани ригелей расположены в одной горизонтальной плоскости, а зазоры между ними забетонированы.