СБОРНАЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ КОЛОННА, СТЫКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ КОЛОНН И СПОСОБ ВЫПОЛНЕНИЯ СТЫКОВОГО СОЕДИНЕНИЯ Российский патент 2005 года по МПК E04C3/34 E04B1/38 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в каркасах многоэтажных и высотных зданий и сооружений, в том числе при увеличенных размерах сетки колонн, с большими нагрузками на колонны.

Известна сборная железобетонная колонна, включающая арматурные каркасы, образованные продольными стержнями, объединенными спиральной арматурой, а каркасы объединены между собой поперечными связями хомутами из полосовой стали [1].

Известная колонна имеет высокую несущую способность. Однако, как отмечают даже авторы, колонна отличается повышенной деформативностью, что является недостатком. Кроме того, чрезмерное насыщение арматурой в известной колонне вызывает повышенные трудозатраты на бездефектное изготовление колонны.

Известна сборная железобетонная колонна, включающая продольную и поперечную арматуру, размещенную по ее длине, а также косвенную арматуру в виде поперечных сварных сеток у торцов [2, с.75, рис.3.2].

Известная колонна проста в изготовлении и универсальна в применении.

Вместе с тем известная колонна имеет невысокую несущую способность, поскольку соединяется она со смежными колоннами по торцам плоским стыком, а торцовые поверхности не содержат армирования. В результате под рабочей нагрузкой по торцам колонны под центрирующей прокладкой создается расклинивающее усилие, вызывающее раскалывание торца колонны продольными трещинами, начинающимися от торцовых поверхностей.

Наиболее близкой к предлагаемой сборной железобетонной колонне по замыслу является сборная железобетонная колонна, включающая расположенную по ее длине продольную стержневую и поперечную арматуру, косвенную арматуру у концов колонны и снабженная по торцам поперечными стальными листами [2, с.89, рис.3.10].

Известная колонна имеет высокую несущую способность, если обеспечена требуемая точность размещения и крепления поперечных торцовых стальных листов. Для плотного примыкания торцовых стальных листов смежных колонн необходимо, чтобы листы были расположены строго перпендикулярно оси колонн. При перекосах в контактах стыков примыкание к смежным колоннам будет происходить по одной точке или по линии поперечного сечения и вызывать при относительно небольших усилиях сколы бетона по углам, ослабление сечений колонны на концевых участках и снижение, в конце концов, несущей способности всей колонны. Прикрепление торцовых стальных листов к концам длинномерной рабочей продольной арматуры в требуемом - нормальном к продольной оси колонны положении практически невозможно из-за разброса длин стержней этой арматуры в заготовках, а также из-за температурных сварочных деформаций стержней каркаса. При сварке в кондукторах эти деформации вызывают в арматуре дополнительные сварочные напряжения, способные вызвать перекос этих пластин сразу же после снятия кондуктора. Вместе с тем не учитываемые температурные сварочные напряжения отрицательно влияют и на прочностные показатели колонны, так как создают в стержнях продольной арматуры различное напряженное состояние. Таким образом, известная колонна является недостаточно надежной, значительное насыщение продольной арматурой снижает эффективность ее использования в составе колонны под нагрузкой, а также требует значительных трудозатрат на ее изготовление.

Известно стыковое соединение колонн со стальными вкладышами и стальными обоймами, объединенными со стальными поперечными торцовыми листами [3].

Известное стыковое соединение относительно простое в выполнении. Однако оно недостаточно надежно, т.к. усилие в стыке передается через центрирующую прокладку, что может привести к раскалыванию торцов колонн при эксплуатации под нагрузкой.

Наиболее близким к предлагаемому является стыковое соединение колонн, включающее концевые участки колонн с поперечными стальными листами, прикрепленными к стержням продольной арматуры колонны на торцах и центрирующую прокладку [2, с.89, рис.3.10].

Недостатком стыка являются температурные сварочные деформации и внутренние напряжения, возникающие при изготовлении в элементах стыка и снижающие надежность стыкового соединения.

Известен способ выполнения стыкового соединения колонн, включающий ванную сварку выпусков рабочей арматуры стыкуемых колонн с последующим замоноличиванием или зачеканкой зазоров в стыках мелкозернистой бетонной смесью [2, с.82, рис.3.6 и 3.7].

Способ выполнения стыкового соединения колонн широко освоен в отечественной строительной практике. Однако известный способ энергоемок и сложен в производстве, требует обязательного ультразвукового или рентгеновского контроля сварки специализированной лабораторией. Вследствие большой свободной длины стыкуемых сваркой стержней рабочей арматуры в стыке под нагрузкой стержни могут терять устойчивость, и несущая способность получаемого стыка является недостаточной.

Наиболее близким к предлагаемому является способ выполнения стыкового соединения, включающий поочередную установку на одной оси стыкуемых колонн, выполненных с поперечными стальными листами на торцах, прикрепление к ним по контуру стального окаймления и последующее заполнение раствором зазора между торцовыми стальными листами стыкуемых колонн [3, рис.12, с.27...29].

Известный способ сравнительно прост в исполнении. Однако получаемый таким способом стык недостаточно надежен, он также не способен воспринять возникающий под нагрузкой в стыке изгибающий момент.

Основной задачей, на решение которой направлены заявляемые сборная железобетонная колонна, стыковое соединение колонн и способ его выполнения, является обеспечение надежности колонн и тем самым существенное расширение потребительских качеств каркасов зданий и сооружений, сокращение трудозатрат на их изготовление.

Единым техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленной группы изобретений, является повышение несущей способности колонны и ее стыковых соединений, повышение эффективности использования прочностных свойств рабочей арматуры всей колонны.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в сборной железобетонной колонне, содержащей продольную стержневую и поперечную арматуру по ее длине, косвенную арматуру у концов колонны и снабженной по торцам поперечными стальными листами, все стержни продольной арматуры колонны выполнены с обрывами и анкеровкой их концов в бетоне у обоих торцов, поперечные стальные листы на обоих торцах колонны снабжены жестко связанными с ними анкерными арматурными стержнями, расположенными параллельно стержням рабочей арматуры, к поперечным торцовым стальным листам и анкерным стержням жестко прикреплены на сварке вертикальные стальные уголки, образующие в бетоне при изготовлении колонны на обоих торцовых листах ниши, расположенные на ее боковых сторонах симметрично относительно главных осей поперечного сечения, а торцовые стальные листы в нишах снабжены сквозными отверстиями для винтовых соединений с примыкающими колоннами.

При этом сборная колонна выполнена в виде призматического стержня, а ниши для винтовых соединений у торцов размещены по углам поперечного сечения.

Сборная колонна может быть выполнена в виде сплошного или полого цилиндрического стержня.

В сборной колонне стальные листы на торцах колонны могут быть выполнены с утолщением под вертикальными уголками в местах размещения ниш.

Сборная колонна в уровнях перекрытий может содержать сквозные проемы с обнажением стержней продольной арматуры и возможностью пропуска через сквозные проемы монолитных конструкций перекрытий.

Указанный технический результат достигается тем, что стыковое соединение колонн включает концевые участки стыкуемых колонн, выполненных с поперечными стальными листами на торцах, и снабжено центрирующей прокладкой и стальным окаймлением поперечных стальных листов по контуру с зазором в стыке между стальными листами, заполненным раствором. В бетоне у торцов колонн выполнены ниши, в отверстиях стальных листов на торцах стыкуемых колонн размещены шпильки с винтовой нарезкой, зафиксированные по обоим концам гайками на стальных листах в нишах обеих колонн, между торцовыми стальными листами в растворе на шпильках размещены юстировочные гайки, а ниши зачеканены быстротвердеющим мелкозернистым бетоном.

Указанный технический результат достигается тем, что способ выполнения стыкового соединения колонн включает поочередную установку на одной вертикальной оси нижней и верхней стыкуемых колонн, выполненных на торцах с поперечными стальными листами, прикрепление к ним по контуру стального окаймления и последующее заполнение раствором зазора между торцовыми стальными листами стыкуемых колонн. При этом после установки и закрепления в проектном положении нижней колонны на ее верхнем торце фиксируют направленные кверху шпильки с резьбой, на шпильках размещают юстировочные гайки, а верхнюю колонну в проектное положение устанавливают в два этапа, сначала ее опирают на юстировочные гайки и центрирующую прокладку, посредством юстировочных гаек устанавливают верхнюю колонну в требуемое проектное положение, после окончания регулировки положения колонну снова приподымают, на торец нижней колонны укладывают раствор, а затем верхнюю колонну устанавливают окончательно на свежий раствор, опирая на юстировочные гайки с фиксацией положения верхней колонны гайками на шпильках в ее нишах, а ниши обеих колонн зачеканивают быстротвердеющим мелкозернистым бетоном.

Сопоставление предлагаемого технического решения с прототипом позволяет заметить, что от известного оно отличается новыми признаками: (1) все стержни продольной рабочей арматуры колонны выполнены с обрывами и анкеровкой их в бетоне у обоих торцов и не имеют никакой связи или непосредственного контакта с поперечными торцовыми стальными листами, (2) поперечные стальные листы на обоих торцах колонны снабжены жестко связанными с ними анкерными арматурными стержнями, (3) расположенными параллельно стержням рабочей арматуры, (4) к поперечным торцовым стальным листам и анкерным стержням жестко прикреплены вертикальные стальные уголки, (5) образующие в бетоне на обеих торцовых листах ниши, расположенные на боковых сторонах колонны симметрично относительно главных осей ее поперечного сечения, а (6) торцовые стальные листы в нишах снабжены сквозными отверстиями для винтовых соединений с примыкающими колоннами, (7) колонна выполнена в виде призматического стержня, а ниши для винтовых соединений у торцов размещены по углам поперечного сечения, (8) поперечные торцовые стальные листы выполнены с утолщением в местах размещения ниш, (9) колонна в уровнях перекрытий содержит сквозные проемы с обнажением стержней продольной рабочей арматуры и возможностью размещения через сквозные проемы монолитных конструкций перекрытий, (10) в отверстиях стальных листов на торцах стыкуемых колонн, установленных в проектное положение, размещены шпильки с винтовой нарезкой, зафиксированные по обоим концам гайками на стальных торцовых листах обеих колонн, (11) между торцовыми стальными листами на шпильках в растворе размещены юстировочные гайки, а (12) ниши зачеканены быстротвердеющим мелкозернистым бетоном. Способ выполнения стыкового соединения включает следующую последовательность операций, (13) после установки и закрепления в проектном положении нижней колонны на ее верхнем торце фиксируют направленные кверху шпильки с резьбой и на них размещают юстировочные гайки, (14) верхнюю колонну в проектное положение устанавливают в два этапа: сначала ее опирают на юстировочные гайки и центрирующую прокладку, посредством юстировочных гаек верхнюю колонну устанавливают в проектное положение, после окончания регулировки положения эту колонну приподымают и на торец нижней колонны укладывают раствор и затем (15) верхнюю колонну устанавливают окончательно на свежий раствор, опирая на юстировочные гайки, с фиксацией окончательного положения верхней колонны гайками на шпильках в ее нишах с последующим зачеканиванием ниш быстротвердеющим мелкозернистым бетоном.

Все перечисленные признаки позволяют получить простейшим способом колонну и ее стык повышенной несущей способности и надежности для высотных каркасных зданий и большепролетных сооружений, обеспечивая наиболее полное использование под нагрузкой прочностных и деформативных свойств арматуры и бетона.

Способ выполнения стыкового соединения позволяет получить бессварной стык с высокоточным размещением колонн в проектном положении без применения монтажных кондукторов и специальной технологической оснастки.

Все перечисленные признаки предлагаемого технического решения в приведенной сумме не известны, а достигаемые технические результаты по предложенному решению превосходят известные, позволяют полностью решить поставленную задачу и создают сверхсуммарный результат вследствие взаимного усиления действия друг на друга каждого из перечисленных признаков.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами. На фиг.1 представлена предлагаемая колонна одноэтажной разрезки; на фиг.2 - то же, многоэтажная колонна; на фиг.3 - торцовый стальной лист с анкерными арматурными стержнями; на фиг.4 - заделка анкерного арматурного стержня на сварке в торцовом стальном листе, разрез А-А на фиг.3; на фиг.5 - то же, что на фиг.3 - торцовый стальной лист с утолщениями под уголками в местах размещения ниш; на фиг.6 - предлагаемый стык колонн, продольный разрез вдоль оси колонн; на фиг.7 - то же, поперечный разрез колонны у стыка по Б-Б на фиг.6; на фиг.8 - то же, что на фиг.6 и 7, поперечный разрез по В-В на фиг.6; на фиг.9 - поперечный разрез Г-Г стыка между торцовыми стальными листами на фиг.6.

Предлагаемая сборная железобетонная колонна (фиг.1...9) включает бетонный брус 1, в котором размещены стержни 2 продольной рабочей арматуры, хомуты 3 поперечной арматуры вдоль по длине колонны, косвенную в виде сварных сеток 4 арматуру у концов колонны. На торцах колонны закреплены поперечные стальные листы 5. Все стержни 2 продольной рабочей арматуры колонны, проходящие по всей ее длине, оборваны в бетоне у торцовых стальных листов 5, не контактируют и не связаны с этими листами 5. Концы стержней 2 размещены в бетоне на концевых участках колонны в зоне, содержащей косвенную арматуру 4.

К торцовым листам 5 в развальцованных конусных отверстиях 6 на сварке швом 7 жестко прикреплены анкерные арматурные стержни 8. К торцовым стальным листам 5 и к некоторым анкерным стержням 8 жестко на сварке прикреплены вертикальные стальные уголки 9, размещенные по углам сечения колонны прямоугольного сечения. Торцовые стальные листы 5 в местах, отделенных уголками 9, снабжены сквозными отверстиями 10 для винтовых соединений с торцовыми листами смежных колонн. Анкерные арматурные стержни 8 в колонне размещены в зоне косвенной арматуры 4 параллельно стержням 2 ее рабочей продольной арматуры. На стадии изготовления колонны к уголкам 9 для образования ниш 11 прикрепляют пенополистирольные вкладыши 12 в форме прямоугольного параллелепипеда.

При относительно небольших величинах моментов и продольных сил, действующих в колоннах, для сокращения расхода стали торцовые стальные листы 5 можно выполнить меньшей толщиной, но непосредственно под нишами 11 (под уголками 9) выполнить утолщенными. Для этого под стальные уголки 9 размещают дополнительные стальные пластины 13, жестко прикрепленные к торцовым листам 5. Анкерные стержни 8 при этом также могут быть жестко закреплены на сварке в развальцованных отверстиях пластин 13. В этом случае поперечные стальные пластины под уголками 9 оказываются по сравнению с их остальной частью утолщенными на величину толщины пластин 13. Стальные уголки 9 могут быть выполнены из двух пластин, объединенных вертикальным сварным швом. Они могут быть также выполнены цельными из прокатных или гнутых профилей.

В бетонном теле 1 колонны могут быть выполнены сквозные проемы 14 для размещения монолитных конструкций промежуточных перекрытий 15. Для полного и надежного заполнения сквозного проема 14 бетоном при устройстве перекрытия 15 в теле 1 колонны может быть выполнен канал 16 для подачи бетона сверху до полного заполнения им проема 14. В колонны под проемом 14 размещено косвенное армирование в виде сварных сеток 17.

Стыковое соединение колонн осуществлено при их размещении на одной вертикальной оси при опирании торцового поперечного стального листа 5 верхней колонны на такой же лист 5 нижней колонны через центрирующую прокладку 18. Стальной торцовый лист 5 нижней колонны снабжен боковым окаймлением из стальной полосы 19, закрепленной по его периметру. Торцовые стальные листы 5 стыкуемых колонн в нишах 11 объединены вертикальными шпильками 20, пропущенными через отверстия 10 в этих листах и зафиксированными по концам гайками 21. Между торцовыми листами 5 в стыке на шпильках 20 размещены юстировочные гайки 22. Зазор между стальными листами 5 на торцах стыкуемых колонн, в котором размещены центрирующая прокладка 18 и юстировочные гайки 22, заполнен раствором (на чертежах не показан и не обозначен).

Предлагаемая сборная железобетонная колонна и стыковое соединение колонн предназначены воспринимать продольные сжимающие усилия как с малым эксцентриситетом, так и с большим, когда сечение работает под нагрузкой с двухзначной эпюрой напряжений. При этом в любом поперечном сечении как колонны, так и стыкового соединения обеспечивается равнопрочность в соответствии с распределением в этих сечениях усилий от действия приложенной нагрузки. При этом обрывы стержней 2 продольной рабочей арматуры в бетоне у торцов колонны позволяют исключить внутренние неравномерные напряжения в этих стержнях 2, образующиеся при сварке каркаса в прототипе [2], поскольку в прототипе они жестко связаны с торцовыми листами. Кроме того, из-за невозможности точного изготовления каркаса из-за длинномерности арматурных стержней 2, имеющих неизбежно различную длину в заготовке, в случае их стыковки на сварке с торцовым листом 5, в стыке прототипа возникает неопределенное напряженное состояние в этих стержнях 2. Поэтому колонны, известные по аналогу и прототипу [2, 3] при действии рабочей нагрузки получают случайные эксцентриситеты и в сечениях этих колонн возникают дополнительные нерасчетные усилия, снижающие их несущую способность, несмотря на чрезмерное насыщение колонн рабочей арматурой.

Поэтому выполнение колонны с обрывом и анкеровкой стержней 2 продольной арматуры в бетоне у торцов колонны и выполнение торцовых стальных листов 5 с жестко связанными с ними арматурными анкерными стержнями 8 позволяют исключить дополнительные нерасчетные усилия в рабочей арматуре 2 колонн и обеспечить ее максимальную несущую способность.

С другой стороны, выполнение торцовых стальных листов 5 с более короткими чем стержни 2 арматурными анкерами 8 позволяет более качественно изготовить торцовые листы 5 и разместить их при изготовлении самой колонны значительно более точно, чем в аналогах и прототипе [1, 2, 3], исключить перекосы торцовых поверхностей относительно продольной оси колонны, создать более равномерную передачу усилий по стыку и по колонне в целом, чем в известных, и тем самым обеспечить повышение надежности и несущей способности. Прикрепление к поперечным торцовым листам 5 и анкерным стержням 8 вертикальных стальных уголков 9 позволяет не только образовать ниши 11 для винтовых соединений стыков колонн, но и реализовывать у торцов колонн с большими контактными напряжениями в бетоне объемное напряженное состояние, работу его в объеме, ограниченном по сторонам уголками 9, и тем самым повысить несущую способность стыка, нейтрализовать отрицательное влияние контактных напряжений, возникающее при передаче продольного сжимающего усилия в стыке через центрирующую прокладку и юстировочные гайки.

Сквозные отверстия 10 в торцовых стальных листах 5 позволяют разместить в них винтовые соединения в виде шпилек 20 с винтовой нарезкой с закреплением этих шпилек 20 в нишах 11 посредством гаек 21, навинчиваемых на шпильки 20 с обеих концов и фиксирующих положение стыкуемых колонн.

Ниши 11 с фиксирующими шпильками 20 и гайками 21 располагают на боковых сторонах колонны симметрично относительно главных осей ее поперечного сечения. Такое расположение соответствует плоскостям действия наибольших усилий в сечениях колонны и позволяет наиболее эффективно и определенно воспринять их в стыке шпильками 20. Поэтому при прямоугольных поперечных сечениях колонн ниши 11 и соответственно уголки 9 следует размещать по углам поперечного сечения. В таком случае на изгиб в любой главной плоскости действия усилий в работу на их восприятие включается по две пары винтовых соединений шпильками 20. По этой же причине выполнение сборной колонны в виде цилиндрического сплошного или полого сечения требует устройства, как минимум, четырех ниш 11, распределенных равномерно по периметру сечения колонны и под углом 45° к его главным осям.

В тех случаях, когда колонна работает по второму случаю продольного сжатия, когда в сечении преобладает изгибающий момент, нет необходимости на торцах колонны устраивать сплошной торцовый лист 5 постоянной толщины. В этом случае более целесообразно выполнить торцовые листы 5 с утолщением под вертикальными уголками 9 в местах размещения ниш 11. Для этого лист 5 по торцам колонн выполняют минимальной толщины и к нему под уголками 9 прикрепляют дополнительно стальные пластины 13.

Колонна может быть выполнена как на один этаж (фиг.1), так и многоэтажной (фиг.2). Во втором случае для размещения монолитных конструкций перекрытия 15 по высоте колонны могут быть выполнены сквозные проемы 14 с обнажением ее рабочей арматуры на толщину перекрытия. Для восприятия контактных напряжений в сечениях колонны под проемом 14 размещают косвенную арматуру в виде сварных сеток 17. Для полного заполнения проема 14 бетоном и исключения в нем воздушного зазора над перекрытием вверху над проемом 14 в теле 1 колонны размещен канал 16 для подачи мелкозернистого бетона или высокопрочного раствора в проем 14 сверху. После размещения в проеме 14 монолитных железобетонных конструкций перекрытия 15 на всю его высоту колонна в этом узле может достаточно жестко воспринимать передающиеся на нее сжимающее усилие и изгибающий момент.

В стыке между торцовыми стальными листами 5 (по сечению Г-Г на фиг.6, 9) продольные сжимающие усилия передаются по контактам в центре - через центрирующую прокладку и по периферии сечения - через юстировочные гайки 22 винтовых соединений на шпильках 20, расположенных примерно равномерно у периметра. При передаче изгибающего момента по главным осям в работу на его восприятие в стыке включаются в сжатой зоне раствор и контакты пары юстировочных гаек 22, а другая пара шпилек 20 включается в работу на растяжение. От этих контактных точек благодаря торцовым стальным листам 5 и косвенной арматуре 8 на концах колонны обеспечивается выравнивание напряжений в бетоне, равномерное и эффективное включение в работу на восприятие усилий продольной рабочей арматуры 2 колонны.

Заполнение зазора между торцовыми стальными листами 5 раствором позволяет благодаря его работе в объемном напряженном состоянии в некоторой мере отвлечь часть контактных усилий с юстировочных гаек 22 и центрирующей прокладки 18 на раствор. Важнейшей задачей раствора является и обеспечение антикоррозионной защиты стальных деталей. Такую же цель преследует и зачеканка ниш 11 быстротвердеющим мелкозернистым бетоном. В сочетании с упорядочением напряженно-деформированного состояния сечений колонн и стыков посредством обрывов всей рабочей арматуры 2 колонны у торцов, выполнения торцовых стальных листов 5 с анкерными стержнями 8, заполнение зазора между листами 5 и зачеканка ниш 11 быстротвердеющими растворами позволяют повысить эксплуатационную надежность и долговечность как колонны, так и ее стыкового соединения.

Таким образом, по сравнению с аналогами [1, 2] и прототипом [3] в предлагаемых колонне и стыковом соединении колонн, представляющих собой единый замысел, при наличии приведенных выше признаков получено новое их качество, при котором обеспечено повышение несущей способности как колонны, так и стыкового соединения. Вместе с тем принятое размещение продольной арматуры 2, анкерных стержней 8 и торцовых листов 5 позволило исключить дополнительные и неопределенные внутренние сварочные температурные усилия, и соответственно одновременно обеспечено как повышение несущей способности, так и сокращение расхода стали на армирование колонны.

Предлагаемое стыковое соединение сборных колонн выполняют в следующей последовательности. Сначала устанавливают и закрепляют в проектное положение нижнюю колонну и на ее верхнем торцовом листе 5 устанавливают и закрепляют шпильки 20. На шпильки 20 наворачивают юстировочные гайки 22 до требуемого положения на шпильках. Затем на юстировочные гайки 22 через отверстия 10 для шпилек 20 и на центрирующую прокладку 18 в середине сечения устанавливают верхнюю колонну, регулируя ее положение по вертикали юстировочными гайками 22. После выверки этими гайками 22 и установки верхней колонны в требуемом положении по вертикали и по высоте ее снова приподнимают краном. На торец нижней колонны выкладывают раствор и верхнюю колонну сразу же возвращают в выверенное положение на юстировочные гайки 22 с выдавливанием излишков раствора из стыка и окончательно закрепляют на нижней колонне верхними гайками 21 шпилек 20. После фиксации положения верхней колонны ниши 11 обеих колонн у стыка заделывают быстротвердеющим мелкозернистым бетоном или раствором. Таким образом, верхняя колонна сразу же оказалась в требуемом проектном положении, и это ее положение кроме шпилек 20, юстировочных гаек 22 и фиксирующих гаек 21 ничем подкреплять не требуется. Исключается потребность в монтажных кондукторах, а точность монтажа обеспечивается простейшим средством - конструкцией самого стыка.

Приведенный способ выполнения стыкового соединения колонн дополняет преимущества конструктивного решения, обеспечивает получение надежного, прочного и высокоточного стыкового соединения, технологическую надежность и высокий темп строительства с его применением. Стыковое соединение не требует сварочных работ на стройплощадке, оно практически не зависит от погодных условий, поскольку при отрицательных температурах могут применять полимерные клеи, растворы и бетоны.

Предлагаемое техническое решение получит широкое применение для строительства многоэтажных зданий и сооружений с повышенными нагрузками на колонны.

Источники информации

1. Патент РФ №2059052, кл. Е 04 С 3/34, БИ №12, 27.04.96.

2. Дыховичный Ю.А., Максименко В.А. Сборный железобетонный унифицированный каркас: Опыт московского строительства. Проектирование, изготовление, монтаж, перспективы развития. - М.: Стройиздат, 1985, 296 с., ил.

3. ВНИИИС Госстроя СССР. Серия 8. Строительные конструкции. Обзорная информация. Стыки железобетонных элементов каркасов многоэтажных зданий. Матков Н.Г. Обзор. М.: ВНИИИС, 1982, 95 с., ил. (рис.12, с.27...29).

Изобретение относится к строительству и предназначено для многоэтажных и высотных зданий с повышенными нагрузками на колонны. Техническим результатом является повышение надежности и несущей способности сборной железобетонной колонны и стыкового соединения колонн, повышение технологической надежности исполнения. Предлагаемая сборная колонна включает бетонный брус, в котором по длине колонны размещены стержни продольной рабочей арматуры, хомуты и косвенная арматура в виде сварных сеток у торцов. По торцам колонна содержит поперечные стальные листы, жестко связанные с брусом колонны анкерными стержнями. Стержни не связаны с торцовыми листами и не имеют с ними контакта. К стальным листам, кроме стержней, жестко прикреплены вертикальные стальные уголки, образующие на стальных листах в колонне на ее боковых гранях ниши, расположенные симметрично относительно главных осей колонны. В нишах в торцовых листах выполнены отверстия для размещения винтовых соединений с примыканием верхними и нижними колоннами. Колонна может быть выполнена в виде как призматического, так и цилиндрического стержня. Поперечные стальные листы на торцах колонны под вертикальными уголками в местах размещения ниш могут быть выполнены утолщенными и содержать в этих местах дополнительные пластины. Каждая колонна в случае выполнения ее многоэтажной в уровнях перекрытий содержит сквозные проемы для размещения в них монолитных конструкций перекрытий. Стыковые соединения колонн, включающие концевые участки стыкуемых колонн, выполненных с поперечными листами на торцах, снабжены центрирующей прокладкой и стальным окаймлением по контуру поперечных стальных листов и с зазором между листами, заполненным раствором. Оно отличается тем, что у торцов колонн выполнены ниши, в отверстиях стальных листов размещены шпильки с винтовой нарезкой, зафиксированные на торцовых листах в нишах гайками, а между листами в растворе размещены юстировочные гайки, а ниши зачеканены быстротвердеющим мелкозернистым бетоном. Стыковое соединение колонн выполнено в следующей последовательности. Сначала размещают и фиксируют нижнюю колонну и над ней соосно устанавливают и закрепляют торцом к торцу верхнюю колонну. При этом после установки нижней колонны на ее верхнем торце фиксируют направленные кверху шпильки с резьбой. На шпильки наворачивают и размещают в проектное положение юстировочные гайки. А верхнюю колонну в проектное положение устанавливают в два этапа. На первом этапе, опирая колонну на юстировочные гайки, этими гайками регулируют положение верхней колонны до требуемого по вертикали и горизонтали. Затем на втором этапе, приподняв верхнюю колонну, на торец нижней размещают раствор и сразу же на свежий раствор опускают верхнюю колонну до опирания ее на юстировочные гайки, а положение верхней колонны окончательно фиксируют сверху гайками в нишах верхней колонны. После этого ниши зачеканивают быстротвердеющим мелкозернистым бетоном, а наружные поверхности стыка напротив листов затирают раствором. Предложенное техническое решение обеспечило полное выполнение поставленной задачи. 3 с. и 4 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Сборная железобетонная колонна, содержащая продольную стержневую и поперечную арматуру по ее длине, косвенную арматуру у концов колонны и снабженная по торцам поперечными стальными листами, отличающаяся тем, что все стержни продольной арматуры колонны выполнены с обрывами и анкеровкой их в бетоне у обоих торцов, поперечные стальные листы на обоих торцах колонны снабжены жестко связанными с ними анкерными арматурными стержнями, расположенными параллельно стержням рабочей арматуры, к поперечным торцовым стальным листам и анкерным стержням жестко прикреплены вертикальные стальные уголки, образующие в бетоне при изготовлении колонны на обоих торцовых листах ниши, расположенные на ее боковых сторонах симметрично относительно главных осей поперечного сечения, а торцовые стальные листы в нишах снабжены сквозными отверстиями для винтовых соединений с примыкающими колоннами.2. Сборная колонна по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена в виде призматического стержня, а ниши для винтовых соединений у торцов размещены по углам поперечного сечения.3. Сборная колонна по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена в виде сплошного или полого цилиндрического стержня.4. Сборная колонна по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что поперечные стальные листы на торцах колонны выполнены с утолщением под вертикальными уголками в местах размещения ниш.5. Сборная колонна по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что в уровнях перекрытий она содержит сквозные проемы с обнажением стержней продольной рабочей арматуры и возможностью размещения через сквозные проемы монолитных конструкций перекрытий.6. Стыковое соединение колонн по любому из пп.1-5, включающее концевые участки стыкуемых колонн, выполненных с поперечными стальными листами на торцах, снабженное центрирующей прокладкой и стальным окаймлением поперечных стальных листов по контуру с зазором в стыке между стальными листами, заполненным раствором, отличающееся тем, что у торцов колонн выполнены ниши, в отверстиях стальных листов на торцах стыкуемых колонн, установленных в проектное положение, размещены шпильки с винтовой нарезкой, зафиксированные по обоим концам гайками, на стальных листах в нишах обеих колонн, между торцовыми стальными листами на шпильках в растворе размещены юстировочные гайки, а ниши зачеканены быстротвердеющим мелкозернистым бетоном.7. Способ выполнения стыкового соединения колонн по п.6, включающий поочередную установку на одной вертикальной оси нижней и верхней стыкуемых колонн, выполненных на торцах с поперечными стальными листами, прикрепление к ним по контуру стального окаймления и последующее заполнение раствором зазора между торцовыми стальными листами стыкуемых колонн, отличающийся тем, что после установки и закрепления в проектном положении нижней колонны на ее верхнем торце фиксируют направленные кверху шпильки с резьбой, на шпильках размещают юстировочные гайки, а верхнюю колонну в проектное положение устанавливают в два этапа, сначала ее опирают на юстировочные гайки и центрирующую прокладку, посредством юстировочных гаек устанавливают колонну в требуемое проектное положение, после окончания регулировки положения верхнюю колонну снова приподнимают, на торец нижней колонны укладывают раствор, и затем верхнюю колонну устанавливают окончательно на свежий раствор, опирая на юстировочные гайки с фиксацией положения верхней колонны гайками на шпильках в ее нишах, а ниши обеих колонн зачеканивают быстротвердеющим мелкозернистым бетоном.