Сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания Российский патент 2023 года по МПК E04B1/20 

Предлагаемое изобретение относится к области строительства и предназначено для создания несущих многоэтажных каркасов жилых и гражданских зданий, сопротивляющихся эксплуатационным нагрузкам и особым аварийным воздействиям, способствующих повышению жесткости и несущей способности при внезапном перераспределении силовых потоков в каркасе здания.

Известен сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания «Московия» (патент РФ на изобретение № 2250966 , дата публикации 27.04.2005), который включает сборные железобетонные колонны с отверстиями в уровне перекрытий, имеющие непрерывное продольное армирование предварительно напряженной арматурой, в том числе в пределах отверстий в уровне перекрытий, где арматура пропущена через толстостенные трубы, имеющие стальные опорные пластины и запущенные в тело на длину анкеровки, сборные предварительно напряженные ригели, имеющие на торцевых гранях горизонтальные углубления треугольного сечения, плиты перекрытия с зазором между их торцами, замоноличенные заодно с выпущенными в них арматурными выпусками из сборных элементов каркаса.

Недостатком такого решения каркаса является отсутствие в каркасе жестких соединений продольной арматуры несущих ригелей с рабочей арматурой колонн, из-за чего узел сопряжения ригеля и колонны не может воспринимать знакопеременные поперечную силу и моменты.

Известно сборно-монолитное железобетонное перекрытие, включающее многопустотные плиты, продольные и поперечные ригели, опертые на колонны и состоящие из нижней сборной и верхней монолитной части, снабженной верхней арматурой, установленной на приопорных участках и по длине монолитной части ригелей, многопустотные плиты смонтированы на нижней сборной части продольных ригелей и омоноличены заодно с верхней монолитной их частью, содержащей монолитные армированные шпонки, образованные в пустотах плит (патент РФ №140555 , дата публикации 10.05.2014).

Недостатками аналога являются односторонние моментные связи в конструктивной системе «ригель-колонна», которая не воспринимает изгибающие моменты при перемене их знака от внезапной структурной перестройки, вызванной удалением одной из несущих колонн.

Наиболее близким по назначению и достигаемому эффекту является сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания (патент РФ на изобретение № 2755669 , дата публикации 20.09.2020), включающий сборные железобетонные колонны, сборно-монолитные предварительно напряженные в нижней сборной части ригели, многопустотные плиты перекрытия. Корытообразный профиль сборной части ригеля и сборные многопустотные плиты диска перекрытия с зазором между торцами плит, которые вместе с отверстиями бетона в колоннах, выпусками поперечной арматуры, установленной в сборной части ригеля, выпусками продольной арматуры ригелей и пространством между торцами плит, имеющих шпонки, замоноличены заодно. Предварительно напряженная арматура устанавливается в верхней монолитной части ригеля и проходит через два и более пролета здания по всей его длине и закрепляется на траверсах, опирающихся на грани сборной железобетонной колонны, в верхней монолитной части ригеля устанавливается и ненапряженная рабочая арматура, стержни которой так же, как и ненапряженные стержни, выходящие из сборной части, перекрестно отгибаются вниз и вверх соответственно и соединяются с продольными стержнями колонны.

Недостатком данного конструктивного решения является относительно высокая трудоемкость и материалоемкость конструктивных решений узлов сопряжения ригелей с колоннами.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение состоит в создании железобетонного сборно-монолитного каркаса здания, обеспечивающего восприятие заданных эксплуатационных нагрузок и изменяющихся в нем силовых потоков при особом аварийном воздействии, вызванном внезапным удалением одной из несущих колонн, и как следствие - повышении сопротивляемости такого каркаса прогрессирующему обрушению.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение защиты каркаса от прогрессирующего обрушения при особом воздействии, вызванном внезапным удалением одной из колонн первого этажа.

Для достижения технического результата в сборно-монолитном железобетонном каркасе многоэтажного здания, представляющем собой строительную конструктивную систему, состоящую из железобетонных колонн, сборно-монолитных ригелей и многопустотных плит диска перекрытия, в колоннах второго этажа установлена предварительно напряженная арматура, а также концы выпусков нижней рабочей арматуры сборной части несущих ригелей отогнуты вверх, заведены в тело вышележащей колонны и соединены с ее рабочей арматурой.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где:

- на фиг. 1 изображен разрез сборно-монолитного железобетонного каркаса многоэтажного здания со схемой установки предварительно напряженной арматуры в колоннах второго этажа;

- на фиг. 2 изображен фрагмент плана каркаса здания;

- на фиг. 3 изображен узел А с конструкцией траверс и предварительно напряженной арматуры на колонне второго этажа;

- на фиг. 4 изображен поперечный разрез 1-1 по колонне на уровне траверсы;

- на фиг. 5 изображен разрез сборной части ригеля по 2-2;

- на фиг.6 изображен разрез монолитной части ригеля по 3-3.

Сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания, включает в себя железобетонные колонны 1, сборно-монолитные ригели 2 и многопустотные плиты 3 диска перекрытия со шпонками 4 на боковых гранях и торцах. В колоннах 1 второго этажа в зоне их сопряжения с ригелями 2 выполнены углубления бетона до рабочей арматуры 5 колонны 1, в этих углублениях установлены траверсы 6 в виде уголков. На траверсах 6, опирающихся на рабочие арматурные стержни 5 колонны 1 и соединенных между собой стержнями-стяжками 7 попарно не менее, чем в двух местах, закреплены стержни предварительно напряженной арматуры 8 на высоту равную высоте колонн 1, включая высоту двух перекрытий. Концы выпусков нижней рабочей арматуры сборной части несущих ригелей 2 отогнуты вверх, заведены в тело вышележащей колонны 1 и соединены с ее рабочей арматурой 5 при помощи ванной сварки 9 или резьбовых соединений. Монолитная часть ригелей 2 бетонируется совместно с углублениями для установки траверс 6, расположенных с обеих сторон предварительно напрягаемых колонн 1 второго этажа.

Работоспособность представленного сборно-монолитного железобетонного каркаса многоэтажного здания обеспечивается следующим образом. Во всех колоннах второго этажа установлена предварительно напряженная арматура по всей их длине на высоту колонны, включая высоту двух перекрытий. Предварительно напряженная арматура закреплена на траверсах, опирающихся на продольные арматурные стержни колонн. Концы выпусков нижней рабочей арматуры сборной части несущих ригелей отогнуты вверх, заведены в тело вышележащей колонны и соединены с ее рабочей арматурой. Монолитная часть ригелей забетонирована совместно с углублениями, выполненными для установки траверс, расположенных с обеих сторон предварительно напрягаемых колонн второго этажа. Описанное решение в совокупности всех перечисленных элементов обеспечивает восприятие изменяющихся в сборно-монолитном каркасе здания силовых потоков и перераспределение усилий между частями конструктивной системы при внезапном удалении колонны первого этажа.

Изобретение относится к области строительства, в частности к сборно-монолитным железобетонным каркасным зданиям. Технический результат заключается в повышении сопротивляемости такого каркаса прогрессирующему обрушению. Сборно-монолитный железобетонный каркас включает железобетонные колонны, сборно-монолитные ригели и многопустотные плиты диска перекрытия. В колоннах второго этажа установлена предварительно напряженная арматура по всей их длине на высоту колонны, включая высоту двух перекрытий. Стержни предварительно напряженной арматуры закреплены на траверсах, опирающихся на продольные арматурные стержни колонн. Концы выпусков нижней рабочей арматуры сборной части несущих ригелей отогнуты вверх, заведены в тело вышележащей колонны и соединены с ее рабочей арматурой. Монолитная часть ригелей забетонирована совместно с углублениями, выполненными для установки траверс, расположенных с обеих сторон предварительно напрягаемых колонн второго этажа. 6 ил.

Сборно-монолитный железобетонный каркас многоэтажного здания, включающий железобетонные колонны, сборно-монолитные ригели и многопустотные плиты диска перекрытия со шпонками на боковых гранях и торцах, отличающийся тем, что в колоннах второго этажа в зоне их сопряжения с ригелями выполнены углубления бетона до рабочей арматуры колонны, в которых установлены траверсы в виде уголков, соединенных между собой стержнями-стяжками попарно не менее, чем в двух местах, на которых закреплены стержни предварительно напряженной арматуры на высоту, равную высоте колонн, включая высоту двух перекрытий, с последующим обетонированием монолитной части ригелей совместно с углублениями для установки траверс, расположенных с обеих сторон предварительно напрягаемых колонн второго этажа.