СПОСОБЫ ВЫПОЛНЕНИЯ КОНСТРУКТИВНОЙ СИСТЕМЫ ПОЛНОСБОРНОГО ЗДАНИЯ ГРАЖДАНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК E04B1/18 E04B1/35 

Изобретение относится к области капитального строительства и может быть использовано при возведении полносборных зданий и сооружений гражданского назначения.

Известно полносборное каркасное здание с балочной (ригельной) системой, многопустотным настилом перекрытия и навесными либо самонесущими ограждающими стеновыми конструкциями (серия ИИ-04 "Сборные элементы зданий каркасной конструкции", разработчик - ЦНИИЭП торгово-бытовых зданий и туристических комплексов совместно с НИИЖБ Госстроя СССР, утверждена Государственным комитетом по гражданскому строительству и архитектуре при Госстрое СССР, приказ N 9 от 28.01.72; серия 1-020/83 "Конструкции каркаса межвидового применения для многоэтажных общественных зданий, производственных и вспомогательных зданий промышленных предприятий", разработчик - ЦНИИЭП торгово-бытовых зданий и туристических комплексов, Гипростроммаш ЦНИИ промзданий, НИИЖБ Госстроя СССР, утверждена постановлением N 112 от 13.07.84 Госстроя СССР).

К недостаткам указанной конструктивной системы относятся:
- каркасная система может быть размещена только в ортогональной сетке осей, что изначально задает прямоугольную конфигурацию зданий;
- изменение шага колонн по объемно-планировочным требованиям увеличивает количество типоразмеров сборных элементов перекрытий, изготавливаемых в специализированной формооснастке;
- ограждающие конструкции индустриального изготовления требуют специализированной формооснастки и не решают архитектурных задач; ограждающие конструкции из мелкоштучных материалов создают проблемы совместных деформаций;
- функциональное разделение элементов перекрытий требует различных технологических процессов и оборудования.

Известно каркасное здание с безбалочным монолитным перекрытием, монолитными несущими ограждающими стеновыми конструкциями и сборными колоннами ("Экспериментальный 16-этажный жилой дом из монолитного бетона в Ташкенте", разработчик - Ташкентский зональный научно-исследовательский институт экспериментального проектирования, 1987, "Группа 16-20-этажных жилых домов из монолитного бетона в Минске", разработчик ЦНИИЭП жилища, 1972-1977).

К недостаткам указанной конструктивной системы относятся:
- строительство каркасных зданий в монолитном исполнении с удовлетворительными архитектурными и объемно-планировочными характеристиками не позволяет индустриализировать строительные процессы;
- ограничивает производство работ сезонными условиями;
- требует специализированной оснастки и монтажного оборудования и приводит к тиражу одинаковых зданий до амортизации опалубки.

Известен безригельный каркас со сборными и сборно-монолитными перекрытиями, опирающимися на колонны углами, либо гранями (свидетельство на полезную модель N 000071, E 04 В 1/18, 03.06.93; авт.св. СССР N 1730373, E 04 B 1/18, 08.02.90; N 1157186, E 04 В 1/18, 1985; N 903503, E 04 B 5/43, 1982; N 565094, E 04 В 1/18, 1974).

К недостаткам указанной конструктивной системы относятся:
- каркасная система может быть размещена только в ортогональной сетке осей, что изначально задает прямоугольную конфигурацию зданий;
- изменение шага колонн по объемно-планировочным требованиям увеличивает количество типоразмеров сборных элементов перекрытий, изготавливаемых в специализированной формооснастке;
- геодезический контроль должен обеспечивать весьма высокую точность монтажа, практически недостижимую с учетом суммарных допусков на изготовление и монтаж изделий;
- стык колонн по высоте, выполняемый замоноличиванием опорного узла колонн и перекрытий, замедляет темпы монтажа, особенно при отрицательных температурах;
- выполнение предварительного напряжения в построечных условиях требует специализированного оборудования и наличия персонала высокой квалификации;
- монтаж перекрытий движением в горизонтальной плоскости создает аварийные ситуации;
- известные предложения не решают проблем ограждающих конструкций.

Известен безригельный каркас со сборными и сборно-монолитными плоскими и ребристыми плитами перекрытия, имеющими монтажное отверстие в поле плиты ("Безригельная архитектурно-строительная система "Барс" (развитие КУБ). Альбом технических решений, проекты 3-4- и 9-10-этажных жилых домов" ЦНИИЭП жилища 1983; свидетельство на полезную модель N 594, E 04 В 1/02, 16.03.94; авт.св. СССР N 1325147, E 04 B 5/43, 1985; N 1726680, E 04 B 1/18, 26.07.89; N 1689536, E 04 B 1/18, 10.08.89; N 1709040, E 04 B 1/18, 10.10.88; N 767311, E 04 B 1/18, 1978; N 1746893, E 04 B 1/18, 1/38, 25.09.90; авт.св. РФ N 1280091, E 04 B 1/18, 1987; N 212499, E 04 B 1/21, 1988; N 1649052, E 04 B 1/18, 1989).

К недостаткам указанной конструктивной системы относятся:
- каркасная система может быть размещена только в ортогональной сетке осей либо с поворотом на угол 45^o и 90^o, что изначально ограничивает конфигурацию зданий;
- изготовление ребристых плит требует специализированной формооснастки;
- изменение шага колонн по объемно-планировочным требованиям увеличивает количество типоразмеров сборных элементов перекрытий, изготавливаемых в специализированной формооснастке;
- заданность шага колонн ограничивает планировочные возможности;
- стык колонн по высоте, выполняемый замоноличиванием опорного узла колонн и перекрытий, снижает надежность узла, замедляет темпы монтажа, особенно при отрицательных температурах;
- монтаж перекрытий поворотом на 45^o в проектное положение реально не возможен при смонтированных смежных перекрытиях;
- известные предложения не решают проблем ограждающих конструкций.

Известна стеновая конструктивная система крупнопанельных зданий, имеющая панельные несущие ограждающие конструкции, в том числе с гибкими связями, и плоские сплошные, либо многопустотные панели перекрытий (серия 25 "Комплексная серия типовых проектов крупнопанельных жилых домов и общественных зданий", разработчик - КБ по железобетону им. Якушева Госстроя РСФСР, утверждена постановлением N 102 от 21.10.86 г. Госстроя РСФСР; серия 121 "Крупнопанельные жилые дома и блок-секции", разработчик - ЦНИИЭП жилища, 1970; серия 90 "Крупнопанельные жилые дома и блок-секции", разработчик - ЦНИИЭП жилища, 1987).

К недостаткам указанной конструктивной системы относятся:
- жесткая планировочная структура;
- заданная номенклатура изделий со специализированным парком форм;
- ограниченные возможности по архитектурным решениям;
- значительная удельная материалоемкость.

В качестве прототипа выбрана совокупность конструктивных решений, узлов и систем названных аналогов, существенные признаки которых с заявляемым изобретением могут быть сформулированы как каркасная безригельная конструктивная полносборная система с крупнопанельными элементами перекрытий и стеновых конструкций.

Целью предлагаемого изобретения является создание конструктивной системы и способа строительства зданий, которые позволят индустриально возводить полносборные здания с индивидуализированными архитектурными признаками, многофункциональными гибкими планировочными решениями при сокращении сроков и себестоимости строительства.

Сущность предполагаемого изобретения заключается в следующем.

На колонну поэтажной разрезки каркасной системы здания с произвольным шагом колонн через призматическое отверстие, образуемое контурной закладной деталью, нанизывается плоская крупноразмерная сплошная железобетонная надколонная панель перекрытия произвольной конфигурации, фиксируемая в проектном положении приваренными к закладным деталям колонн структурными сварными металлическими клиньями без использования иных элементов и бетона замоноличивания стыка.

Крепление панелей перекрытия между собой для создания жесткого диска производится сваркой выпусков арматуры либо сваркой закладных деталей с последующим замоноличиванием стыков. При необходимости возможна установка пролетных панелей, опертых на надколонные панели с замоноличиванием стыка. Монтаж панелей перекрытия до фиксации их в проектном положении производится при помощи временных инвентарных опор. Высота этажей в одном здании может быть различна. При необходимости в местах пересечения панелей перекрытия с ограждающими конструкциями в панелях устанавливаются термовкладыши из эффективного утеплителя.

На диск перекрытия поэтажно монтируются несущие сборные железобетонные ограждающие стеновые панели с выпусками арматуры (гибкие связи металлические либо безметалльные), перпендикулярными плоскости панели для построечного выполнения утепляющего и облицовочного слоев, как непосредственно после монтажа вышележащего перекрытия, так и после монтажа несущей системы всего здания. В качестве несущих ограждающих конструкций могут быть использованы стены построечного изготовления из мелкоштучных или блочных изделий. Основанием несущих ограждающих стеновых конструкций служат ленточные фундаменты монолитные, сборные, свайные.

Для изменения наружного контура здания на верхних этажах здания стеновые панели могут быть навешены на колонны каркаса.

Крепление несущих стеновых панелей между собой и к колоннам производится сваркой закладных деталей.

Пространственная устойчивость смешанной конструктивной системы обеспечивается совместной работой каркасной стержневой системы с произвольным шагом колонн, диска перекрытия из плоских сплошных панелей перекрытий произвольной конфигурации и стеновой системы несущих ограждающих конструкций из крупнопанельных железобетонных однослойных элементов, либо штучных изделий.

Внутренняя планировка создается перегородочными элементами (мелкоштучными, панельными, каркасно-обшивными и пр.). Лестнично-лифтовой узел, конструкции вертикального транспорта образуются железобетонными несущими и самонесущими панелями, плоскими либо объемными.

Техническая сущность и способ выполнения поясняется чертежами, на которых:
фиг. 1 изображает фрагмент каркасной безригельной конструктивной полносборной системы многоэтажного здания гражданского назначения;
фиг. 2 изображает узел крепления панели перекрытия на колонне;
фиг. 3 изображает схему монтажа панелей перекрытия и стеновой панели;
фиг. 4 изображает фрагмент стыка панелей перекрытия сваркой закладных деталей;
фиг. 5 изображает фрагмент стыка панелей перекрытия сваркой арматурных выпусков;
фиг. 6 изображает фрагмент стыка панелей перекрытия сваркой арматурных выпусков (вариант);
фиг. 7 изображает схему несущей стеновой ограждающей конструкции.

Конструктивная система полносборного здания состоит из каркасной системы с произвольным шагом сборных колонн поэтажной разрезки 1, нанизываемых на них сборных плоских крупноразмерных сплошных железобетонных надколонных панелей перекрытия произвольной конфигурации 2 и поэтажно монтируемых на перекрытие несущих ограждающих конструкций 3 из однослойных стеновых панелей, либо из мелкоштучных или блочных изделий. Панели перекрытия опираются на структурные металлические сварные клинья 4. В процессе монтажа панели перекрытия опираются по периметру на временные инвентарные опоры 5. Стык панелей перекрытия между собой осуществляется сваркой закладных деталей 8 монтажными пластинами 9 либо сваркой выпусков арматуры 10 с последующим замоноличиванием стыка. Утепляющий 6 и отделочный 7 слои ограждающих конструкций, разделенные вентилируемой прослойкой, выполняются в построечных условиях как непосредственно после монтажа вышележащего перекрытия, так и после монтажа несущей системы всего здания.

Перечисленные выше конструктивные элементы выполняются следующим образом:
1. Применяемые колонны изготавливаются по аналогии и в оснастке колонн серий ИИ-04, 1-020/83 и пр.

Допускается применение колонн из металлопроката, сплошных либо составных в сечении.

2. Фиксирующие металлические клинья выполняются сварными в кондукторе либо строганными по шаблону.

3. Применяемые панели перекрытий изготавливаются в оснастке изделий домов серий 121, 1-464 и пр. Контурная закладная деталь, образующая монтажное отверстие, крепится на арматурный блок. Контурная закладная деталь сваривается в кондукторе. Выпуски арматуры для сварки панелей перекрытий между собой при формовании панелей перекрытий образуются нанизыванием на стержни арматурного блока брусков пенопласта либо иным известным способом.

При варианте стыка панелей перекрытий сваркой закладных деталей последние крепятся на арматурный блок.

Произвольная конфигурация панелей перекрытий достигается установкой временной бортоснастки из деревянного бруса либо иным известным способом.

4. Несущие однослойные сборные стеновые панели изготавливаются из тяжелого цементного бетона в горизонтальном положении по стендовой либо агрегатно-поточной технологии со сменной технологической и бортоснасткой. Формование изделий производится на универсальных поддонах с креплением бортоснастки и проемообразователей к поддону инвентарными болтами.

Арматурные выпуски ( гибкие связи ) из нержавеющей арматурной стали, либо из обыкновенной арматурной стали с защитным покрытием, либо безметалльные, фиксируются на арматурном блоке с заданным шагом перпендикулярно к плоскости стеновой панели.

5. В построечных условиях плитный утеплитель нанизывается на арматурные выпуски (гибкие связи ) стеновых панелей. Возможно применение напыляемого вспенивающегося утеплителя. До установки утеплителя на поверхности стеновой панели при необходимости выполняется пароизоляция.

6. В построечных условиях отделочный слой из мелкоштучных, либо структурных, изделий крепится к арматурным выпускам (гибким связям) стеновых панелей. Утепляющий и отделочный слои разделяются вентилируемой прослойкой и могут выполняться как непосредственно после монтажа вышележащего перекрытия, так и после монтажа несущей системы всего здания.

7. Конструкции лестнично-лифтового узла выполняются из изделий серии 121, либо из мелкоштучных элементов.

Каркасная безригельная конструктивная полносборная система здания гражданского назначения выполняется следующим образом.

К закладным деталям смонтированных колонн 1 после геодезической выверки привариваются структурные металлические сварные клинья 4, служащие опорой панели перекрытия. Панели перекрытия, имеющие отформованное призматическое отверстие с контурной закладной деталью, нанизываются на колонны с опиранием по периметру на временные инвентарные опоры 5. Панели перекрытия монтируются со строительным подъемом, создаваемым за счет разности в отметках опорного узла на колонне и временных опорах. Равнопрочный стык смежных панелей перекрытий образуется сваркой арматурных выпусков 10 либо закладных деталей 8 монтажными пластинами 9 с последующим бетонированием. Торцы панелей перекрытия формуются для создания клинообразного стыка. На смонтированное перекрытие этажа на подкосах выставляются несущие ограждающие конструкции 3 из стеновых панелей либо из штучных элементов. После геодезической выверки и сварки закладных деталей стеновых панелей монтируется следующее перекрытие. Утепляющий 6 и отделочный 7 слои ограждающих конструкций, разделенные вентилируемой прослойкой, а также заполнение проемов выполняется в построечных условиях независимо от последовательности монтажа этажей. Предложенная конструктивная система полносборного здания при указанном способе изготовления, помимо прочего, позволяет надежно решать проблемы герметического сопротивления здания в любых климатических поясах на местной базе строительных материалов без переналадки заводских производств, а также решать вопросы архитектурного оформления индивидуально для каждого здания, используя освоенные технологические процессы и стандартные конструкции.

Изобретение относится к области капитального строительства. Способ выполнения безбалочной конструкции полносборного здания гражданского назначения включает нанизывание на колонну поэтажной разрезки плоской сплошной железобетонной надколонной панели перекрытия с отверстием, которая выполнена крупноразмерной и произвольной конфигурации. Отверстие призматической формы, образуется контурной закладной деталью. Панель фиксируется в проектном положении путем приваривания к закладным деталям колонн металлических клиньев без использования иных элементов и бетона замоноличивания. На смонтированное перекрытие из крупноразмерных железобетонных панелей произвольной конфигурации поэтажно монтируют ограждающие несущие стеновые однослойные панели с арматурными выпусками для построечного выполнения утепляющего и облицовочного слоев как непосредственно после монтажа вышележащего перекрытия, так и после монтажа несущей системы всего здания. Техническим результатом изобретения является создание конструктивной системы и способа строительства зданий, которые позволят индустриально возводить здания с индивидуализированными архитектурными признаками, многофункциональными гибкими планировочными решениями при резком сокращении сроков и себестоимости строительства. Строительство зданий по данному изобретению не требует новой монтажной оснастки и специальной организации строительного производства при возведении, кроме того, при изготовлении изделий используются освоенные технологические процессы и формооснастка. 2 с.п.ф-лы, 7 ил.

1. Способ выполнения безбалочной конструкции перекрытия полносборного здания гражданского назначения, включающий нанизывания на колонну поэтажной разрезки плоской сплошной железобетонной надколонной панели перекрытия с отверстием, отличающийся тем, что крупноразмерную панель перекрытия произвольной конфигурации с отверстием призматической формы, образуемым контурной закладной деталью, фиксируют в проектном положении путем приваривания к закладным деталям колонн металлических клиньев без использования иных элементов и бетона замоноличивания. 2. Способ выполнения безбалочной конструкции полносборного здания гражданского назначения, включающего каркасную систему, плоские сплошные панели перекрытий, которые нанизывают на колонны, и ограждающие сборные стеновые конструкции, отличающийся тем, что на смонтированное перекрытие из крупноразмерных железобетонных панелей произвольной конфигурации поэтажно монтируют ограждающие несущие стеновые однослойные панели с арматурными выпусками для построечного выполнения утепляющего и облицовочного слоев как непосредственно после монтажа вышележащего перекрытия, так и после монтажа несущей системы всего здания.