Здание из панельных элементов Российский патент 2025 года по МПК E04B1/04 E04H1/00 

Предлагаемое изобретение относится к области строительства и предназначено для создания безопасной конструктивной системы панельных и панельно-рамных жилых и гражданских зданий с повышенной живучестью, обеспечивающей восприятие изменяющихся силовых потоков при особых и аварийных воздействиях и защиту от прогрессирующего обрушения.

Известен каркас здания из панельных элементов (патент РФ на изобретение №2281365 С2, дата публикации 10.04.2006, авторы Колчунов В.И., Сафонов Г.А., Клюева Н.В., Мелешкова Е.А., RU), который включает в себя несущие продольные и поперечные стеновые панели, которые соединены с плитами перекрытий, наружные самонесущие стены. Несущие продольные и поперечные стеновые панели дополнительно соединены друг с другом по высоте не менее чем в двух местах. Наружные самонесущие стены разработаны с поэтажной разрезкой. Плиты перекрытий над комнатами с выступающим эркером имеют утолщение приконтурной зоны, участки наружных стен комнат без эркеров выполнены комбинированными. Они состоят из несущего ригеля с терморазъемами в виде отверстий в полке ригеля и кладки из штучных изоляционных блоков.

Недостаток такого конструктивного решения - продольные и поперечные стеновые панели, выполняющиеся из конструктивного бетона, который имеет высокую энергоемкость и материалоемкость. Выполненные в сборном варианте платформенные стыки внутренних стеновых панелей по высоте имеют сравнительно низкую несущую способность, что ограничивает этажность при применении такой конструктивной системы и снижает ее конструктивную безопасность и живучесть при проектных и особых запроектных воздействиях.

Известен каркас здания из панельных элементов индустриального изготовления (патент РФ на изобретение №2506385 С1, дата публикации 10.02.2014, авторы Ильичев В.А., Колчунов В.И., Клюева Н.В., Бухтиярова А.С., RU), в котором железобетонные несущие панели здания выполнены в виде панелей-рам, внутреннее пространство которых заполнено легким бетоном. Ригель выполнен с терморазъемами и имеет арматурные выпуски, панели перекрытия располагаются в плане над смежными перекрываемыми комнатами во взаимно перпендикулярных направлениях. Платформенные стыки стеновых панелей и плит перекрытия замоноличиваются совместно с арматурными выпусками, выступающими из верхней поверхности ригелей стеновых панелей-рам.

Недостаток данного конструктивного решения здания заключается в том, что установленный в бетоне арматурный каркас, замоноличенный между торцами плит перекрытия не обеспечивает жесткого соединения плит перекрытия между собой и стойками стеновых панелей при изменении силовых потоков в конструктивной системе при особых воздействиях, что является важным фактором для повышения живучести и обеспечения защиты здания от прогрессирующего обрушения.

Наиболее близким к заявляемому решению является здание из панельных элементов (патент РФ на изобретение №2790148 С1, дата публикации 14.02.2023, авторы Колчунов В.И., Московцева B.C., Федорова Н.В., Савин С.Ю., RU), включающее несущие панели-рамы здания в виде сборно-монолитных железобетонных перевернутых П-образных элементов, ригель которых имеет арматурные выпуски для создания в пространстве между торцами плит перекрытия монолитного участка ригеля, в котором устанавливаются арматурные продольные и поперечные стержни и, дополнительно отдельные отогнутые арматурные стержни, соединяющие продольную арматуру ригелей, установленную в монолитном участке с рабочей арматурой стоек вышерасположенных панелей-рам. Стойки несущих стеновых панелей-рам соединяются выпусками арматуры и связями-накладками с вышележащей панелью. Панели-рамы по высоте соединяются между собой по вертикали с помощью закладных элементов не менее, чем в двух местах.

Недостатком описанного конструктивного решения является повышенная материалоемкость из-за образования двойных и тройных колонн в местах сопряжения перевернутых «П»-образных элементов в продольном и поперечном направлении здания.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение состоит в создании безопасной индустриальной быстровозводимой конструктивной системы жилых и гражданских зданий низкой материалоемкости, с повышенной несущей способностью и живучестью, обеспечивающей восприятие изменяющихся силовых потоков от особых запроектных воздействий.

Технический результат достигается тем, что здание из панельных элементов, включающее несущие панели, выполненные в виде панелей-рам, ригели которых имеют арматурные выпуски, плиты перекрытий многосвязного поперечного сечения с пустотами полигональной, овалоидальной или другой формы, замоноличенные совместно по арматурным выпускам платформенные стыки ригелей панелей рам и панелей перекрытия, при этом панели-рамы в поперечном направлении каркаса здания выполнены из перевернутого «П»-образного элемента и последовательно примыкающих к нему, через консольный выступ, «L»-образных элементов, в нижней части стоек которых устроены сквозные проемы, в продольном направлении панели-рамы из перевернутых «П»-образных элементов и «L»-образных элементов соединены монолитными связевыми ригелями, устраиваемыми между стойками панелей рам и в середине пролета несущих ригелей «П»-образных элементов и «L»-образных элементов, многопустотные плиты, опирающиеся на сборную часть несущих ригелей этих элементов, соединены с ними круглыми шпонками, образуемыми при замоноличивании верхней монолитной части ригеля вместе с пустотами в плитах, многопустотные плиты по продольным боковым поверхностям имеют призматические шпонки, которые замоноличены совместно со связевыми ригелями продольного направления, в приопорной части стоек перевернутых «П»-образных и «L»-образных элементов установлены арматурные стержни, которые отогнуты в монолитную часть несущего и монолитного связевого ригеля и внахлестку соединены с продольной рабочей арматурой этих ригелей, пространство между торцами плит перекрытия, проем в стойках панелей-рам вместе со всеми арматурными элементами замоноличены бетоном, стойки панелей-рам по высоте здания соединены между собой металлическими накладками и штепсельными стыками.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение защиты каркаса от прогрессирующего обрушения при внезапном изменении направления силовых потоков от особого воздействия в виде удаления одной из стоек панели рамы, а также упрощение технологии возведения и снижение материалоемкости всего каркаса здания.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где:

- на фиг. 1 изображен общий вид фрагмента каркаса здания в 3D;

- на фиг. 2 изображен фрагмент плана здания;

- на фиг. 3 изображен перевернутый «П»-образный элемент каркаса здания и разрез этого элемента по 2-2;

- на фиг. 4 изображен «L»-образный элемент каркаса здания и разрез этого элемента по 3-3;

- на фиг. 5 изображен узел сопряжения перевернутых «П»-образных элементов и «L»-образных элементов (узел А);

- на фиг. 6 изображен фрагмент опирания многопустотных плит перекрытия на ригель перевернутого «П»-образного элемента (разрез 1-1)

Каркас конструктивной системы здания из панельных элементов включает несущие панели-рамы в виде перевернутых «П»-образных (1) и «L»-образных (2) элементов и многопустотные плиты (3) перекрытия. Панели-рамы в поперечном направлении каркаса здания выполнены из перевернутого «П»-образного (1) элемента и последовательно примыкающих к нему, через консольный выступ, «L»-образных (2) элементов, в нижней части стоек которых устраиваются сквозные проемы. В продольном направлении панели-рамы из перевернутых «П»-образных и «L»-образных элементов, соединены монолитными связевыми ригелями (4), устраиваемыми между стойками панелей рам и в середине пролета несущих ригелей «П»-образных (1) элементов и «L»-образных (2) элементов. Многопустотные плиты (3) опирающиеся на сборную часть несущих ригелей этих элементов соединяются с ними круглыми шпонками, образуемыми при замоноличивании верхней монолитной части ригеля вместе с пустотами в плитах. Многопустотные плиты (3) по продольным боковым поверхностям имеют призматические шпонки, которые замоноличиваются совместно со связевыми ригелями (4) продольного направления. В приопорной части стоек перевернутых «П»-образных (1) и «L»-образных (2) элементов установлены арматурные стержни (5), которые отогнуты в монолитную часть несущего и связевого ригеля и внахлестку соединены с продольной рабочей арматурой этих ригелей, пространство между торцами плит перекрытия, проем в стойках панелей-рам вместе со всеми арматурными элементами замоноличивается бетоном, стойки панелей-рам по высоте здания соединяются между собой металлическими накладками (6) и штепсельными стыками (7).

Работоспособность представленной конструктивной системы здания из панельных элементов обеспечивается следующим образом. В поперечном направлении каркаса здания перевернутые «П»-образные элементы и «L»-образные элементы последовательно примыкают друг к другу через консольный выступ, в продольном направлении панели-рамы соединены монолитными связевыми ригелями устраиваемыми между стойками панелей-рам и в середине пролета несущих ригелей. В приопорной части стойки панели-рамы устанавливаются арматурные стержни, отгибаемые в монолитную часть несущего и монолитного связевого ригеля и соединяемые с продольными рабочими стержнями этих ригелей. Стойки перевернутых «П»-образных элементов и «L»-образных элементов соединяются между собой по высоте здания посредством стальных накладок и штепсельных стыков и после заполнения монолитной части ригеля, пространства между торцами плит и проемов в стойках панелей-рам монолитным бетоном образуют сплошной сборно-монолитный горизонтальный жесткий диск перекрытия. Такое решение в совокупности всех элементов обеспечивает восприятие и передачу вертикальных и горизонтальных нагрузок с одного элемента каркаса здания на другой, повышение статической неопределимости каркаса здания и его общую устойчивость в случае особого воздействия - аварийного выключения из работы отдельных конструкций каркаса, и перераспределение внутренних усилий в каркасе здания; перекрестной системой несущих и связевых ригелей и сопряженных с ними посредством шпонок плит перекрытия обеспечивает создание замкнутых поэтажных конструктивных элементов системы высокой жесткости, которые образуют общую совместно деформируемую пространственную конструктивную систему, адаптивную к изменению знаков внутренних усилий, вызываемому внезапным удалением одной из несущих конструкций.

Предлагаемая индустриальная сборно-монолитная конструктивная система жилых и гражданских зданий имеет высокую несущую способность при внезапном изменении силовых потоков и пространственную жесткость здания, как при эксплуатационных нагрузках, так и при особых аварийных воздействиях, в том числе вызванных внезапным удалением одной из несущих конструкций, повышает живучесть конструктивной системы при всех видах воздействий, включая особые и аварийные.

Таким образом, описанное техническое решение здания позволяет обеспечить высокую пространственную жесткость каркаса здания и совместную работу всех элементов каркаса при перераспределении силовых потоков, вызванных особым воздействием - внезапным удалением одной из несущих конструкций.

Изобретение относится к области строительства, в частности к зданиям из индустриальных панельных элементов. Несущий остов здания выполнен в виде железобетонных П-образных и L-образных панелей-рам, соединенных между собой по высоте здания посредством стальных накладок и штепсельных стыков, многопустотные плиты опираются на сборную часть несущих ригелей панелей-рам. В приопорной части стоек перевернутых П-образных и L-образных элементов установлены арматурные стержни, которые отогнуты в монолитную часть несущего и связевого ригеля, пространство между торцами плит перекрытия, проем в стойках панелей-рам вместе со всеми арматурными элементами замоноличивается бетоном. Решение в совокупности всех элементов обеспечивает восприятие изменяющихся силовых потоков в конструктивной системе здания при особых и аварийных воздействиях и направлено на защиту от прогрессирующего обрушения. 6 ил.

Здание из панельных элементов, включающее:

несущие панели, выполненные в виде панелей-рам, ригели которых имеют арматурные выпуски,

плиты перекрытий многосвязного поперечного сечения с пустотами полигональной, овалоидальной или другой формы,

замоноличенные совместно по арматурным выпускам платформенные стыки ригелей панелей рам и панелей перекрытия,

отличающееся тем, что

панели-рамы в поперечном направлении каркаса здания выполнены из перевернутого П-образного элемента и последовательно примыкающих к нему через консольный выступ L-образных элементов, в нижней части стоек которых устроены сквозные проемы,

в продольном направлении панели-рамы из перевернутых П-образных элементов и L-образных элементов соединены монолитными связевыми ригелями, устраиваемыми между стойками панелей рам и в середине пролета несущих ригелей П-образных элементов и L-образных элементов,

многопустотные плиты, опирающиеся на сборную часть несущих ригелей этих элементов, соединены с ними круглыми шпонками, образуемыми при замоноличивании верхней монолитной части ригеля вместе с пустотами в плитах,

многопустотные плиты по продольным боковым поверхностям имеют призматические шпонки, которые замоноличены совместно со связевыми ригелями продольного направления,

в приопорной части стоек перевернутых П-образных и L-образных элементов установлены арматурные стержни, которые отогнуты в монолитную часть несущего и монолитного связевого ригеля и внахлестку соединены с продольной рабочей арматурой этих ригелей,

пространство между торцами плит перекрытия, проем в стойках панелей-рам вместе со всеми арматурными элементами замоноличены бетоном,

стойки панелей-рам по высоте здания соединены между собой металлическими накладками и штепсельными стыками.