Рамная железобетонная конструкция Российский патент 2025 года по МПК E04B1/20 

Изобретение относится к области строительства и предназначено для создания зданий и сооружений с повышенной живучестью несущей системы рамной железобетонной конструкции, устойчивой к прогрессирующему обрушению при возможных запроектных воздействиях.

Известна конструкция безбалочного железобетонного перекрытия, содержащая бетонное тело, внутри которого расположены дополнительные арматурные элементы, и из арматурного каркаса, выполненного из позиционированных напряженных и/или ненапряженных армирующих элементов, расположенных в теле плиты. (Патент РФ на изобретение №2382154 С1, дата приоритета 16.10.2008, дата публикации 20.02.2010, авторы Свинцов А.П., Малов А.Н., Ганин А.А., Шкиленко А.С., RU).

Недостатком данной конструкции является то, что в ней армирование перекрытия рассматривается отдельно от колонны (колонны имеют 4 продольных стержня, хотя при большой этажности здания с таким же пролетом стержней может быть больше); при этом возникают серьезные трудности с размещением всей арматуры на колонне: сплошная основная арматура плиты, дополнительная, в растянутой зоне над колонной, взаимно-пересекающиеся условные ригели, дополнительные радиальные элементы, плюс поперечная арматура. В любом случае - в перекрытии, в надколонной зоне располагается сплошной металл. Из-за этого в крайних пролетах в монолитном железобетонном каркасе, без наличия консольных участков перекрытия, при 12-ти метровых пролетах, образуется большая концентрация напряжений.

Таким образом, конструкция аналога обладает недостаточной эксплуатационной надежностью и требует конструктивной доработки, что делает ее дорогостоящей.

Известна конструкция безбалочного железобетонного перекрытия, включающее плоскую плиту и колонну без капители, отличающееся тем, что в теле плоской плиты размещают n-ветвевую консоль с кольцевой рабочей арматурой, жестко прикрепленной к верхним граням n-ветвевой консоли, при этом в верхней зоне плоской плиты дополнительно размещают радиальную рабочую арматуру, связанную с кольцевой рабочей арматурой, причем центр обеих арматур совпадает с осью колонны, (патент РФ на изобретение №2309228 С1, дата приоритета 10.03.2006, дата публикации 27.10.2007, авторы Ягофаров X., Ягофаров А.Х., RU).

Наличие в теле плиты вертикальных пластинчатых прокатных элементов оказывает раскалывающее воздействие на бетон плиты под нагрузками, что приводит к ее расщеплению на секторы. Необходимость устройства большого количества радиальных элементов из арматуры увеличивает трудоемкость изготовления и монтажа, и, следовательно, приводит к увеличению стоимости изделия.

Кроме того, конструкция не защищена от прогрессирующего обрушения, поскольку в предложенной конструкции, в расчетной схеме отсутствует конструктивная связь колонны с перекрытием, и плита рассматривается отдельно от колонны, что не обеспечивает восприятие внезапно изменяющегося направления силовых потоков в конструкции.

Наиболее близкой к заявленному решению является полезная модель узла рамного каркаса здания, содержащая бетонное тело ригеля и колонны, внутри которых располагается стальной арматурный каркас, а также дополнительное армирование из композитной арматуры на опорном участке, равном ¹А от пролета, при этом соединение композитной арматуры к стальной арматуре выполнено путем вязания, (патент РФ на полезную модель №124278 U1, дата приоритета 01.08.2012, дата публикации 20.01.2013, авторы Соловьев Н.П., Рахмонов А.Д., RU).

К недостаткам аналога относится температурная стойкость, так как при действии высоких температур композитная арматура деформируется. При повышенном содержании хлора, углекислого газа и других агрессивных сред композитная арматура может потерять свои свойства. Композитная арматура может привести к различиям в деформациях между композитной и стальной арматурой в узле. Выпуски из композитной арматуры, установленные на такой длине, при больших пролетах не обеспечивают восприятие изменяющихся силовых потоков. Иные прочностные показатели, дороговизна, повышенная упругость композитной арматуры делают данное решение менее эффективным от прогрессирующего обрушения.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, состоит в повышении живучести несущей системы рамной конструкции с целью предотвращения прогрессирующего обрушения при возможных запроектных воздействиях.

Технический результат достигается тем, что предложена рамная железобетонная конструкция, включающая колонны, объединенные между собой монолитными железобетонными ригелями, которая дополнительно содержит в теле ригелей верхнюю и нижнюю канатную арматуру с изгибом у основания колонн,

при этом верхняя канатная арматура находится во всем межколонном пространстве, а нижняя обрывается на расстоянии 1/2 от смежной колонны,

к каркасу колонны приварена закладная деталь;

соединение ригелей и колонн выполняется в крайних узлах конструкции с помощью фиксируемого анкера и приваренной к каркасу колонны закладной детали, а в смежных стыках верхняя и нижняя канатная арматура крепятся к каркасу колонны за счет двух приваренных закладных деталей без анкера.

В предложенном технической решении используется канатная арматура без предварительного напряжения, загнутая в области стыка ригеля и колонны, размещаемая во взаимно перпендикулярных направлениях во всем межколонном пространстве в верхней части и прерываемая на половине пролета от смежной колонны в нижней. Это помогает воспринять изменяющиеся в конструкции силовые потоки при особом воздействии, вызванном внезапным удалением одного из несущих элементов, что как следствие повышает живучесть.

Сущность заявляемого патента поясняется чертежами, где:

- на фиг. 1 изображена рамная железобетонная конструкция;

- на фиг. 2 изображен узел А;

- на фиг. 3 изображен узел Б.

На данных рисунках показаны:

1 - колонны;

2 - ригели;

3 - верхняя канатная арматура;

4 - нижняя канатная арматура;

5 - анкер;

6 - каркас колонны;

7 - закладная деталь.

Рамная железобетонная конструкция включает в себя колонны (1) и ригели (2). Внутри ригелей (2) расположена дополнительная верхняя и нижняя канатная арматура (3, 4). Верхняя канатная арматура (3) устанавливается горизонтально во взаимно перпендикулярном направлении в плане на расстоянии 1 в межколонном пространстве в ригелях (2) и загибается у стыка ригелей (2) и колонн (1). Нижняя канатная арматура (4) также загибается у смежных колонн и обрывается на расстоянии 1/2 от смежной колонны. Узлы сопряжения (А, Б) обладают рамными свойствами, т.к. колонны (1) и ригели (2) связаны между собой. Эта связь в крайних узлах конструкции (А) достигается с помощью фиксируемого анкера (5) и приваренной к каркасу колонны (6) закладной детали (7). В смежных стыках (Б) верхняя (3) и нижняя (4) канатная арматура крепятся к каркасу колонны (6) за счет двух приваренных закладных деталей (7) без анкера.

Потеря одного или нескольких вертикальных несущих элементов приводит к увеличению расчетного пролета и как следствие к значительному увеличению изгибающего момента в ригеле (2). При выходе из работы одной из колонн (1) дополнительная арматура (3) включается в работу. Она позволяет адаптироваться к изменяющимся условиям, принимая на себя часть нагрузок и распределяя их по всей конструкции. Выгиб арматуры (3) повышает сопротивляемость, так как он затрудняет ее разгибание.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить живучесть несущей системы рамной конструкции с целью предотвращения прогрессирующего обрушения при возможных запроектных воздействиях.

Изобретение относится к области строительства и предназначено для создания зданий и сооружений с повышенной несущей способностью. Технический результат состоит в создании рамной железобетонной конструкции с повышенной живучестью, обеспечивающей восприятие изменяющихся силовых потоков в конструкции при особом воздействии, вызванном внезапным удалением одного из несущих элементов. Рамная железобетонная конструкция включает в себя бетонное тело, ненапрягаемую изогнутую канатную арматуру и стержневой арматурный каркас. В предлагаемой конструкции канатная арматура установлена во взаимно перпендикулярных направлениях во всем межколонном пространстве в верхней части и прерывается на половине пролета от смежной колонны в нижней части. 3 ил.

Рамная железобетонная конструкция, включающая колонны, объединенные между собой монолитными железобетонными ригелями, отличающаяся тем, что дополнительно содержит в теле ригелей верхнюю и нижнюю канатную арматуру с изгибом у основания колонн, при этом верхняя канатная арматура находится во всем межколонном пространстве, а нижняя обрывается на расстоянии 1/2 от смежной колонны, к каркасу колонны приварена закладная деталь; соединение ригелей и колонн выполнено в крайних узлах конструкции с помощью фиксируемого анкера и приваренной к каркасу колонны закладной детали, а в смежных стыках верхняя и нижняя канатная арматура прикреплена к каркасу колонны за счет двух приваренных закладных деталей без анкера.