УЗЕЛ СТЫКА КОЛОННЫ С НАДКОЛОННОЙ ПЛИТОЙ ПЕРЕКРЫТИЯ Российский патент 2006 года по МПК E04B1/38 

Изобретение относится к области строительного производства и предназначено для использования при монтаже сборных и сборно-монолитных жилых, общественных и административных зданий и сооружений, в частности при применении безригельного каркаса.

Известно стыковое соединение панелей с колонной для монтажа сборных железобетонных конструкций зданий и сооружений (1). Техническое решение предусматривает создание отверстий в колонне от передней стенки до задней ее стенки для размещения в нем соединительного элемента. Отверстие имеет конусное расширение в передней части и расширение под крепежный элемент в задней части. Панель снабжена выемкой для обеспечения доступа к одному из элементов стержневой рабочей арматуры. Соединительный элемент выполнен в виде гибкой замкнутой петли, один конец которой обвязывает открытый участок арматуры панели, а другой - пропущен через сквозное отверстие в колонне и зафиксирован крепежной деталью. Крепежная деталь имеет форму трезубца, при этом соединительный элемент взаимодействует со средним зубом последнего.

К недостатку конструкции можно отнести необходимость выполнения крепежных отверстий в колонне, что усложняет технологию сборки зданий, а также невозможность использования такого стыкового соединения при монтаже надколонных плит перекрытия.

Известно устройство для монтажа надколонной плиты перекрытия преимущественно в безригельном каркасном здании (2). Устройство содержит раму с фиксирующими элементами, выполненную Т-образной в плане формы, образованной стойкой и перекладиной. Фиксирующие элементы снабжены резьбой и установлены с возможностью продольного перемещения во втулках, жестко смонтированных на концах рамы под углом 75-90° к ее плоскости. Стойка и перекладина рамы составлены каждая из двух частей, соединенных друг с другом на шарнирах, оси которых расположены в плоскости рамы, а части, образующие перекладину, снабжены упорами, жестко закрепленными на раме и выступающими за ее нижнюю плоскость.

К недостатку устройства следует отнести большую трудоемкость и нетехнологичность применения в связи с необходимостью его постоянного монтажа и демонтажа в процессе сборки каркаса здания.

Известно техническое решение узла соединения колонны и плиты перекрытия, в котором сборная колонна имеет разрыв в уровне перекрытия, а плита перекрытия снабжена отверстием для пропуска колонны (3). Отверстие плиты обрамлено обечайкой, прикрепленной к рабочей арматуре плиты, сквозь которую пропущена колонна. Торцы отверстия плиты выполнены со скосом в верхней ее части с образованием треугольной призмы, при этом узел снабжен плоскими трапециевидными элементами, соединяющими рабочую арматуру колонны с верхней частью обечайки двух смежных торцов отверстия плиты. После установки колонны в монтажное отверстие последней устанавливают Т-образное приспособление в виде трубы с балкой, на концах которой имеются резьбовые втулки под винты. Затем плиту перекрытия поднимают краном, одевают на колонну и устанавливают на винты монтажного приспособления и, перемещая винты, плиту устанавливают в проектное положение. Далее приваривают трапециевидные элементы к двум смежным сторонам обечайки в верхней ее части и к рабочей арматуре колонны в месте разрыва бетона. Затем производят бетонирование полости узла и после замоноличивания стыка и достижения необходимой прочности монтажное приспособление снимают.

Недостатком конструкции узла стыка является использование обечайки в качестве промежуточной детали соединительного элемента между плитой перекрытия и колонной, что снижает технологичность сборки каркаса здания.

Известен также узел соединения колонны и плиты перекрытия для использования при возведении сборного безригельного бескапительного каркаса зданий, наиболее близкий к заявляемому изобретению, который и выбран в качестве прототипа (4). Узел содержит сборную плиту перекрытия с прямоугольным отверстием, в котором жестко смонтирована стальная обечайка, выполненная в виде двух усеченных пирамид, и пропущенную сквозь обечайку колонну с обнаженной в зоне стыка силовой арматурой, соединенной на сварке с обечайкой посредством стальных соединительных элементов. Соединительные элементы выполнены в виде одиночной или спаренной в плане под прямым углом трапеции, смонтированной нормально к продольной оси колонны. Прямое боковое ребро трапеции примыкает к силовой арматуре колонны, а наклонное боковое ребро - к верхней части стальной обечайки. Спаренная прямоугольная трапеция выполнена из сваренных друг с другом по вертикальным боковым ребрам плоских пластин или из равнобокого прокатного или гнутого уголка. Пропущенная сквозь обечайку колона может быть выполнена составной по высоте со стыком ее частей в уровне перекрытия, причем силовая арматура верхней части колонны выполнена в виде стержней, образующих замкнутую петлю прямоугольной формы, а силовая арматура нижней части колонны выполнена в виде выпусков стержней арматуры, охватывающих соответствующие стержни верхней части колонны на их верхних участках, и приварена к этим верхним участкам. Монтаж узла осуществляют посредством специального приспособления, на которое сверху одевают плиту перекрытия таким образом, что колонна проходит сквозь обечайку отверстия плиты и последняя устанавливается в уровне обнаженной арматуры колонны. В зазор между силовой арматурой колонны и обечайкой вводят стальные соединительные элементы и приваривают их прямое боковое ребро к силовой арматуре колонны, а наклонное боковое ребро - к верхней части стальной обечайки. Затем узел бетонируется с тщательным его уплотнением. После набора прочности монтажное приспособление снимают.

Недостатком конструкции узла стыка является необходимость использования промежуточной детали - силовой обечайки, встраиваемой в отверстие плиты перекрытия для пропуска колонны, и необходимость использования монтажных столиков - специальных приспособлений, что усложняет технологию сборки каркаса здания.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков и повышение технологичности процесса сборки безригельных каркасных зданий и сооружений.

Поставленная цель достигается тем, что узел стыка колонны с надколонной плитой перекрытия, содержащий сборную плиту перекрытия с отверстием для пропуска колонны и рабочей арматурой, колонну с обнаженной силовой арматурой в уровне стыка с плитой перекрытия и стальные соединительные трапецеидальные элементы, согласно изобретению грани отверстия плиты перекрытия выполнены под углом 60° к нижней горизонтальной плоскости плиты с образованием направляющих для пропуска колонны, а соединительные трапецеидальные элементы смонтированы в теле плиты перекрытия и расположены с возможностью опоры на колонну ребром, соответствующим большему основанию трапеции, при этом ребро, соответствующее меньшему основанию трапеции, выполнено с пазами для монтажа рабочей арматуры плиты перекрытия, снабженной дополнительной арматурой, пропущенной через монолитный бетон стыка.

Надколонная плита перекрытия содержит по одному соединительному элементу, которые установлены по центру каждый торцевой грани отверстия для пропуска колонны.

Надколонная плита перекрытия содержит по два соединительных элемента, которые смонтированы по краям двух противоположных торцевых граней отверстия для пропуска колонны.

Новизна заявляемого устройства по сравнению с прототипом заключается в том, что соединительные элементы смонтированы непосредственно в теле плиты и установлены в торцах граней отверстия для пропуска колонны. При этом торцы отверстия надколонной плиты перекрытия выполнены под углом порядка 60° к нижней горизонтальной плоскости плиты с образованием направляющего конуса для пропуска колонны. Такое исполнение не требует промежуточной детали - обечайки, а необходимая прочность и надежность узла стыка достигается за счет трапециевидной форма соединительного элемента, соединения его с рабочей арматурой плиты перекрытия посредством сварки и введения в бетон стыка дополнительной рабочей арматуры.

Новизна заключается также в том, что соединительный элемент выполнен в виде металлической пластины в форме прямоугольной трапеции, при этом косое ребро исполнено под углом 60°, выпущено из торца грани обратно конусу отверстия плиты и замоноличено бетоном в узле стыка, а прямое ребро трапеции вмонтировано в тело плиты и сварено с ее рабочей арматурой. Ребро пластины с меньшим основанием трапеции выполнено, по меньшей мере, с двумя пазами для монтажа силовой арматуры плиты перекрытия. Ребро большего основания трапеции выпущено из торца грани отверстия плиты перекрытия, установлено с возможностью опоры на оголовок колонны и сваркой связано с закладными деталями силовой арматуры последней. Металлическая пластина смонтирована в теле плиты перекрытия таким образом, что большое и малое основания трапеции размещены заподлицо с ее нижней и верхней плоскостями соответственно. Такое конструктивное расположение соединительных элементов - металлических трапецеидальных пластин в теле плиты в сочетании с армированием узла стыка дополнительной рабочей арматурой обеспечивает существенное повышение несущей способности плиты на продавливание и повышает надежность соединения плиты перекрытия с колонной.

Сравнение заявляемого устройства с известным уровнем техники показывает наличие "изобретательского уровня". Так исполнение узла стыка, при котором в отверстии плиты для пропуска колонны отсутствует такой силовой элемент, как металлическая обечайка, достаточно неочевидное техническое решение. Вместо обечайки использована замоноличенная дополнительная рабочая арматура, которая сваркой связана с силовой арматурой плиты и вместе с соединительными элементами обеспечивает необходимую прочность и надежность узла стыка. Кроме того, соединительные элементы - металлические трапецеидальные пластины - монтируют в тело плиты заблаговременно, в заводских условиях, что упрощает монтаж плиты на строительной площадке, так как не требует, в отличие от прототипа, использования специальных приспособлений - монтажных столиков.

Техническим результатом изобретения является повышение технологичности процесса сборки безригельных зданий и сооружений, что достигается сборкой в заводских условиях силового узла - элементов в виде металлических трапецеидальных пластин, а также упрощением технологии монтажа надколонной плиты на строительной площадке благодаря исключению из технологического процесса использования специального приспособления - монтажного столика.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен разрез общего вида узла стыка плиты перекрытия со сборной колонной;

На фиг.2 - вид в плане узла стыка плиты перекрытия со сборной колонной (сечение 2-2, фиг.1);

На фиг.3 - узел стыка плиты перекрытия с монолитной колонной;

На фиг.4 - вид в плане узла стыка плиты перекрытия с монолитной колонной (сечение 1-1, фиг.3);

Сборная колонна 1 (или монолитная 2) соединена узлом стыка с надетой сверху надколонной плитой перекрытия 3 с отверстием 4, сквозь которое пропущена колонна 1. На гранях 5, выполненных под углом 60° к плоскости плиты 3 с образованием направляющего конуса отверстия 4, смонтированы соединительные элементы в виде трапецеидальных металлических пластин 6 и соединены сваркой с силовой арматурой 7 плиты перекрытия 3, уложенной в монтажные пазы 8 ребер 9 малого основания трапеции. Ребро 10 большого основания трапецеидальной пластины 6 оперто на колонну 1 и сваркой соединено через закладную деталь 11 с силовой арматурой 12 колонны 1. Прямое боковое ребро 13 пластины 6 вмонтировано в тело плиты перекрытия 3, а косое боковое ребро 14 с углом наклона 60° к большому основанию трапецеидальной пластины 6 выпущено из грани 5 отверстия 4 и контактирует с бетоном 15. Бетон 15 стыка армирован дополнительной рабочей арматурой 16, которая сваркой связана с силовой арматурой 7 плиты перекрытия 3.

Монтаж узла стыка осуществляют следующим образом. На сборную колонну 1 (или монолитную 2) сверху надевают надколонную плиту перекрытия 3 с предварительно установленными в заводских условиях в отверстии 4 соединительными элементами - трапецеидальными пластинами 6, при этом колонну 1 пропускают через направляющий конус отверстия 4 плиты перекрытия 3, которую устанавливают в уровне обнаженной силовой арматуры 12 колонны 1. Ребра 10 пластин 6 опирают на оголовок колонны 1 и тем самым фиксируют плиту перекрытия 3 на колонне 1. Части сборной колонны стыкуют в уровне стыка колонны с плитой перекрытия и посредством сварки соединяют выпуски частей силовой арматуры 12 колонны 1. Затем в узел стыка укладывают дополнительную рабочую арматуру 16, соединяют ее сваркой с силовой арматурой 7 плиты перекрытия 3 и силовой арматурой 12 колонны 1 и замоноличивают узел стыка бетоном 15, при этом производят тщательное уплотнение бетонной смеси.

Конструкция узла стыка колонны с надколонной плитой перекрытия хорошо себя зарекомендовала при строительстве жилых зданий и сооружений с безригельным каркасом. При этом колонны могут использоваться любой длины, а сборные плоские железобетонные плиты перекрытия сплошного сечения имеют размеры 3×3 м толщиной 160 мм.

В настоящее время Могилевским ДСК освоено производство каркасной безригельной системы серии Б1.02.1-8, в которой использовано заявляемое техническое решение узла стыка колонны с надколонной плитой перекрытия.

Источники информации:

1. Патент RU №2072408 С1, (54) "Стыковое соединение стеновых панелей с колонной", МПК⁶ Е 04 В 1/38, Е 04 Н 9/02, (22) 29.12.1994, (46) 27.01.1997, (54) "Стыковое соединение стеновых панелей с колонной", (71) (73) Проектный институт "Кемеровгорпроект", (72) Изобретатель: Костин Г.В.

2. Патент RU №2151845 С1, (54) "Устройство для монтажа надколонной плиты перекрытия", МПК⁷ Е 04 G 21/18, (22) 28.12.1998, (46) 27.06.2000, Бюл. №18, (71) (73) ООО "Фирма КУБ", (72) Мартынюк К.В., Гулевич А.И., Левонтин Л.Н.

3. А.С. SU №1114749 А, (54) "Узел соединения колонны и плиты перекрытия", МПК³ Е 04 В 1/18, 1/38, (22) 04.05.1982, (46) 23.09.1984, Бюл. №35, (71) ЦОТКЗ НИиПИТиЭПЖ, (72) А.Э.Дорфман и Г.Н.Скороходова.

4. Патент RU №2203369 C1, (54) "Узел соединения колонны и плиты перекрытия", МПК⁷ Е 04 В 1/38, (22)(24) 27.08.2001, (46) 27.04.2003, (71) (73) ООО "Фирма КУБ", (72) Мартынюк К.В., Левонтин Л.Н., Гулевич А.И. (прототип).

Изобретение относится к области строительного производства и предназначено для использования при монтаже сборных и сборно-монолитных жилых, общественных и административных зданий и сооружений, в частности при применении безригельного каркаса. Технической задачей изобретения является повышение технологичности процесса сборки безригельных каркасных зданий и сооружений. Узел стыка колонны с надколонной плитой перекрытия содержит сборную плиту перекрытия с отверстием для пропуска колонны и рабочей арматурой, колонну с обнаженной силовой арматурой в уровне стыка с плитой перекрытия и стальные соединительные трапецеидальные элементы. Грани отверстия плиты перекрытия выполнены под углом 60° к нижней горизонтальной плоскости плиты с образованием направляющих для пропуска колонны. Соединительные трапецеидальные элементы смонтированы в теле плиты перекрытия и расположены с возможностью опоры на колонну ребром, соответствующим большему основанию трапеции. При этом ребро, соответствующее меньшему основанию трапеции, выполнено с пазами для монтажа рабочей арматуры плиты перекрытия, которая снабжена дополнительной арматурой, пропущенной через монолитный бетон стыка. При этом плита перекрытия может содержать по одному соединительному элементу, каждый из которых установлен по центру грани отверстия для пропуска колонны, или по два соединительных элемента, которые смонтированы по краям двух противоположных граней отверстия для пропуска колонны. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Узел стыка колонны с надколонной плитой перекрытия, содержащий сборную плиту перекрытия с отверстием для пропуска колонны и рабочей арматурой, колонну с обнаженной силовой арматурой в уровне стыка с плитой перекрытия и стальные соединительные трапецеидальные элементы, отличающийся тем, что грани отверстия плиты перекрытия выполнены под углом 60° к нижней горизонтальной плоскости плиты с образованием направляющих для пропуска колонны, а соединительные трапецеидальные элементы смонтированы в теле плиты перекрытия и расположены с возможностью опоры на колонну ребром, соответствующим большему основанию трапеции, при этом ребро, соответствующее меньшему основанию трапеции, выполнено с пазами для монтажа рабочей арматуры плиты перекрытия, снабженной дополнительной арматурой, пропущенной через монолитный бетон стыка.2. Узел стыка по п.1, отличающийся тем, что плита перекрытия содержит по одному соединительному элементу, которые установлены по центру, каждый, грани отверстия для пропуска колонны.3. Узел стыка по п.1, отличающийся тем, что плита перекрытия содержит по два соединительных элемента, которые смонтированы по краям двух противоположных граней отверстия для пропуска колонны.