УЗЛОВОЕ СОПРЯЖЕНИЕ КОЛОННЫ С МОНОЛИТНЫМ ПЕРЕКРЫТИЕМ Российский патент 2015 года по МПК E04B1/38 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении перекрытий гражданских и промышленных зданий.

Известна железобетонная колонна для многоэтажных зданий [а.с. 962489, СССР, М., кл.³ E04B 1/18, E04B 1/38, E04C 3/30, заявл. 10.03.1981; опубл. 30.09.1982, Бюл. №36], содержащая полый ствол. В стволе закреплены стержни верхних арматурных выпусков для соединения с надопорной арматурой ригелей, симметрично расположенных на диаметрально противоположных сторонах колонны, и опорные консоли для упомянутых ригелей. Колонна в уровне примыкания ригелей выполнена с отверстиями, а стержни противоположно расположенных арматурных выпусков жестко связаны между собой и пропущены через эти отверстия. Кроме того, колонна снабжена установленным внутри ствола на уровне примыкания ригелей бетонным сердечником, ограниченным поперечными перегородками, причем нижние опорные консоли расположены на уровне нижней перегородки сердечника. Недостатками такой конструкции являются: большая собственная масса; повышенный расход металла из-за арматурных выпусков и опорных консолей, перегородок сердечника; перекрытие работает в одном направлении, что увеличивает конструктивную высоту перекрытия; сечение колонны увеличено из-за созданной полости.

Известен железобетонный каркас многоэтажного здания [а.с. 672301, СССР, М., кл.² E04B 1/18, E04B 1/38, заявл. 30.09.1977; опубл. 05.07.1979, Бюл. №25], включающий колонны, арматурные выпуски колонн с анкерными деталями, опорные консоли, опирающиеся на консоли ригелей с выпусками надопорой арматуры, соединенные с выпусками колонн.

Колонны имеют полость. Анкерные детали выпусков выполнены в виде замоноличенных в их полости металлических обойм. Колонна на участках арматурных выпусков и крепления опорных столиков снабжены наружными металлическими обоймами. Недостатками такой конструкции являются: большая собственная масса; повышенный расход металла из-за арматурных выпусков и опорных консолей, металлических обойм; перекрытие работает в одном направлении, что увеличивает конструктивную высоту перекрытия, увеличенное сечение колонны из-за созданной полости.

Наиболее близким по технической сущности является безбалочное перекрытие [пат. RU 2362856, Российская Федерация, C1 МПК E04B 5/43, заявл. 26.02.08; опубл. 27.07.09, Бюл. №21], включающее колонны без капителей и плоскую плиту. В теле плиты размещена n-ветвевая консоль с кольцевой и радиальной рабочими арматурами, центр пересечения которых совпадает с осью колонны. Ветви n-ветвевой консоли жестко прикреплены к обрезку трубы. Обрезок трубы помещен внутрь колонны таким образом, что ось обрезка трубы совпадает с осью колонны. Длина окружности обрезка трубы больше суммарной ширины полок ветвей n-ветвевой консоли. Длина обрезка трубы определяется суммарным изгибающим моментом в ветвях n-ветвевой консоли. Недостатками такой конструкции являются: большая собственная масса, повышенный расход металла, так как армирование узла перекрытия выполнено не только арматурой, но и ветвями консоли, со значительным количеством сварных соединений.

Цель изобретения является повышение несущей способности и надежности узлового сопряжения колонны с монолитным перекрытием.

Поставленная цель достигается тем, что узловое сопряжение состоит из колонны, полки плиты и сходящихся балок, при этом число балок возможно более четырех. При количестве балок более четырех монолитное перекрытие отличается повышенной прочностью и жесткостью, так как балки помимо ортогональных направлений идут еще в одном направлении. Например, монолитное перекрытие с диагональными и осевыми балками имеет восемь сходящихся балок на колонне, которые направлены под углом 45° по отношению друг к другу, при этом две диагональные балки одной ячейки, пересекаясь в центре ее, обеспечивают передачу усилий от равномерно распределенной нагрузки на перекрытие, перераспределяя ее поровну.

Предлагаемый узел основан на равномерном распределении в плоскости плиты арматуры балок. Арматура балки, расположенная в углах ее сечения, передает усилия на трубобетонный сердечник колонны. Трубобетонный сердечник колонны представляет собой обрезок трубы, заполненный бетоном, помещенный в тело колонны и прикрепленный к продольной рабочей арматуре колонны. Арматура зафиксирована на обрезке трубы. Диаметр трубы определяется по расстоянию в свету между рабочей арматурой балок. При этом арматура балки горизонтального слоя, состоящего из двух угловых стержней, представляет собой стержни одного диаметра, огибающих обрезок трубы совместно с стержнями других балок. При этом продольная горизонтальная арматура балки состоит из двух стержней, образованных одним стержнем, огибающим обрезок трубы со смещением по высоте, при этом концы стержня, удаленные от обрезка трубы, выровнены в горизонтальной плоскости и размещены в теле балки. Стержень каждой балки прилегает непосредственно к поверхности обрезка трубы со смещением в вертикальной плоскости как по резьбе, далее при удалении от обрезка продолжения стержня выравниваются в горизонтальной плоскости балки.

Такой узел применим к безбалочным монолитным перекрытиям с вовлечением необходимого количества стержней и уменьшением конструктивной высоты сечения перекрытия. При высоте полки, равной высоте балки, получаются скрытые балки в безбалочном перекрытии. Скрытые балки - часть монолитной плиты, армирование которой осуществляется по принципам конструирования балок, то есть присутствует четко выраженные балочные армопояса, поперечная арматура в виде хомутов. Например перекрытие серии Б 1.020.1-7, разработанной в БелНИИС, г. Минск.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 показан план схемы размещения арматуры в узле монолитного перекрытия, состоящего из колонны 1 и балок 2. Колонна 1 имеет продольную рабочую арматуру 3, к которой посредством элементов 4 крепится обрезок трубы 5. Балки 2 армируются продольными стержнями 6, которые огибают обрезок трубы 5.

На фиг. 2 показан вид сбоку схемы размещения арматуры в узле. Стержни балок 6 образуют в перекрытии два горизонтальных слоя арматуры балок верхнего 8 и нижнего 9. Продольные арматурные стержни 6 для балок 2 расположены со смещением в вертикальной плоскости как по резьбе вблизи обрезка трубы. Полка плиты 7 является составной частью перекрытия, образуя вместе с балками ребристое монолитное перекрытие.

На фиг. 3 показана изометрия схемы размещения арматуры в узле.

На фиг. 4 показан разрез по балке 2 и частично полки 7. Два верхних угловых продольных горизонтальных стержня 6 балки 2 образуют верхний горизонтальный слой балки 10 и нижний 11. Два нижних угловых продольных горизонтальных стержня 6 балки 2 образуют нижний горизонтальный слой балки 11. Верхние горизонтальные слои балок 10, пересекающиеся на колонне, образуют один горизонтальный слой арматуры балок 8 вблизи колонны. Нижние горизонтальные слои балок 11, пересекающиеся на колонне, образуют другой нижний горизонтальный слой арматуры балок 9 вблизи колонны.

На фиг. 5 показан разрез по балке 2 при высоте полки, равной высоте балки безбалочного перекрытия со скрытой балкой.

На фиг. 6 показан вид сбоку схемы размещения арматуры в узле безбалочного перекрытия вблизи колонны 1.

Узловое сопряжение колонны с монолитным перекрытием делает возможным устройство сопряжения до восьми балок на колонне или устройство безбалочного перекрытия. За счет расположения балок в четырех и более направлениях уменьшается конструктивная высота перекрытия в целом. Таким образом, применение отгиба арматуры балок на трубобетонный сердечник, заделанный в колонне, для монолитных перекрытий в практике строительства позволит повысить несущую способность и надежность перекрытия, а также значительно улучшить показатели материалоемкости, стоимости и трудоемкости строительства.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении перекрытий гражданских и промышленных зданий. Технический результат изобретения заключается в повышении несущей способности и надежности перекрытия. Узловое сопряжение колонны с монолитным перекрытием состоит из колонны, плиты и сходящихся балок, при этом число балок возможно более четырех. Узел основан на равномерном распределении в плоскости плиты арматуры балок, посредством которой передаются усилия на трубобетонный сердечник, размещенный в теле колонны. Арматура балок зафиксирована на обрезке трубы, прикрепленном к продольной рабочей арматуре колонны. Диаметр трубы определяется по расстоянию в свету между рабочей арматурой балок. При этом арматура балки горизонтального слоя, состоящего из двух угловых стержней, представляет собой один стержень, огибающий обрезок трубы. Стержень каждой балки прилегает непосредственно к поверхности обрезка трубы со смещением в вертикальной плоскости (как по резьбе), далее при удалении от обрезка продолжения стержня выравниваются в горизонтальной плоскости и входят в тело балки. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Узловое сопряжение колонны с монолитным перекрытием, состоящее из сходящихся балок, полки плиты и колонны, отличающееся тем, что число балок, сходящихся на колонне, возможно более четырех; в теле колонны расположен трубобетонный сердечник, прикрепленный к продольной рабочей арматуре колонны, диаметр трубы которого определяется по расстоянию в свету между рабочей арматурой балок; арматура одного горизонтального слоя балки, состоящая из двух угловых стержней, образованная одним стержнем, огибающим обрезок, который прилегает непосредственно к поверхности обрезка со смещением в вертикальной плоскости, далее при удалении от обрезка его продолжения выровнены в горизонтальной плоскости балки.

2. Узловое сопряжение колонны с монолитным перекрытием по п. 1, отличающееся тем, что при большем количестве стержней и уменьшении конструктивной высоты сечения перекрытия делаются скрытые балки в теле плиты, получая тем самым безбалочное перекрытие.