Многоэтажное здание Советский патент 1990 года по МПК E04B1/18 

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям многоэтажных зданий, включающих отдельные опоры, подстенные конструкции и несущие стеновые конструкции верхних этажей.

Цель изобретения - повыщение несущей способности и снижение материалоемкости.

На фиг. 1 показано многоэтажное здание; на фиг. 2 и 3 - то же, вариант со стержневыми связями сдвига и сжатия; на фиг. 4 - то же, вариант со щпоноч- ными связями сдвига и связями сжатия в виде материала заполнения стыка.

Многоэтажное здание содержит отдельные опоры 1, установленные на них под- стенные конструкции 2, на которые оперты через связи сжатия 3 несущие стены 4 выщележащих этажей 5.

Стены 4 снабжены горизонтальной рабочей растянутой арматурой 6, размещенной в нижней зоне стен 4 над подстенными конструкциями 2, и/или соединены с подстенными конструкциями 2 посредством

связей 7 сдвига, установленных в надопор- ной 8 и приопорных 9 зонах их стыка.

Максимальное количество связей 7 сдвига определено из соотношения

05

, . Р(М- М„-Мс) t- К(М )(Ь + Н.)

а сечение горизонтальной рабочей растянутой арматуры 6 определено из соотношения

c-.silbil

2 к Z к

где Е- - пролет подстенной конструкш и. м; М - предельный момент, восприни:,;м:- емый i-M сечением с высотой, равной суммарной высоте стен 4 и под- стенной конструкции 2, кНм; Мп - предельный момент, воспринимаемый i-M сечением подстенной конструкции 2, кНм;

00

00

о to

Me -- предельный момент воспринимаемый i-M сечением стены 4, кНм; Е - расстояние от опоры 1 до i-ro сечения, м;

hx - расстояние от верхней грани до нейтральной оси подстенной конструкции, м; Н - расстояние от нижней грани до

нейтральной оси стены 4, м; -среднее усилие, воспринимаемое

одной связью 7 сдвига, кН;

-распределенная нагрузка на стену 4, К - коэффициент, зависящий от соотношения пролета и высоты стены 4; - плечо внутренней пары в i-м

сечении стены 4, м;

/ - расчетное сопротивление материала горизонтальной рабочей расчетной растянутой арматуры 6, кН/м. Г абочая растянутая арматура может быть размещена, в каналах стен 4 с креп- лением ее к стенке 4 в отдельных точках или снаружи стены 4, может иметь переменное сечение по длине или предварительное напряжение и обеспечивает включение стены 4 в работу на изгиб как элемента составной системы стена - под- стенная конструкция, что позволяет разгрузить подстенную конструкцию 2 и без увеличения высоты и армирования последней существенно повысить несупдую способность здания.

Необходимость определения максимального поперечного сечения рабочей растянутой арматуры 6 из приведенного соотношения определяется тем, что увеличение сечения арматуры б целесообразно до определенного предела, поскольку при избы- точно развитом сечении арматуры 6 могут произойти разрушение по сжатой зоне стены и снижение степени вовлечения подстенной конструкции 2 в работу на изгиб. Связи сдвига препятствуют взаимному смещению стены 4 и подстенной конструкции 2 в их контактной плоскости, что также обеспечивает работу стены 4 на изгиб. Реакции связей сдвига создают благодаря развитой высоте стены 4 существенный разгружающий момент, противо по- ложный по знаку моменту, возникающему от нагрузки, что позволяет повышать несущую способность системы стена - под- стенная конструкция, а следовательно, и уменьшать высоту подстенной конструкции, ее армирование, снижать материалоемкость здания. Влияние связей сдвига на под- стенную конструкцию также способствует некоторому повыщению несущей способности здания, однако эффект в несколько раз меньще, чем при воздействии на стену.

Количество связей сдвига п и их пара- метры t, оцениваемые су.ммарным усилием .., воспринимаемым всеми связями сдвига существенно влияют на работу системы стена - подстенная конструкция. При сдвиг в контактной плоскости достигает наибольшей величины, чему соответствует минимальный уровень несущей способности данного здания, наиболее высокая материалоемкость.

Устройство связей позволяет уменьшить величину сдвига, вплоть до полного его исключения. В последнем случае при Т Тр система стена - подстенная конструкция имеет самую высокую несущую способность. Дальнейшее наращивание связей сдвига при не имеет практического смысла, так как не влияет на повы- щение несущей способности, а приводит лищь к росту материалоемкости, экономическим потерям, создает технологические трудности, поэтому приведенное соотношение определяет рациональное количество связей сдвига, соответствующее граничному значению суммарного усилия в связях сдвига Тр, выше которого наращивать связи сдвига становится нецелессюбразным. При рациональном конструировании оптимальное суммарное усилие в связях сдвига Топт должно удовлетворять условию Топт ; Тр. Величина Тр определяется с помощью зависимости, полученной в результате исследований системы стена - подстенная конструкция.

Связи сдвига могут быть стержневыми или шпоночными из металла или железобетона. Связи сжатия могут быть в виде материала дополнения шва между стеной 4 и подстенной конструкцией 2 или вертикальных стержней. В зонах стыка могут быть установлены связи сжатия и связи сдвига или только связи одного вида.

Опоры 1 могут быть из свай колонн и других конструкций 2, расположенных дискретно по отнош ению к подстенным конструкциям 2, которые выполнены в виде балок постоянного или переменного сечения, рамы, формы и т. п. Стены 4 могут быть кирпичными, панельными, блочными, а рабочая ар.матура 6 - из металла, стеклопластика, в виде стержней, канатов, проката.

Формула изобретения

Многоэтажное здание, включающее отдельные опоры, установленные на них под- стенные конструкции, на которые оперты через связи сжатия стены выщележащих этажей, отличающееся тем, что, с целью повышения несущей способности и снижения материалоемкости, стены снабжены горизонтальной рабочей растянутой арматурой, размещенной в нижней зоне стен над подстенными конструкциями, и/или соединены с последними посредством связей сдвига, установленных в надопорной и при- опорной зонах их стыка, причем максимальное количество п связей сдвига определено из соотношения

Л Ш-Мл-Мс)

е- K(B-K)(hx+№j

а сечение F горизонтальной рабочей растянутой арматуры - из соотношения

е

м

-пролет подстенной конструкции, м;

-предельный момент, воспринимаемый i-M сечением высотой, равной суммарной высоте стены и под- стенной конструкции, кНм;

Мп - предельный момент, воспринимаемый i-M сечением подстенной конструкции, кНм;

0

М,. - предельный момент, воспринимаемый i-M сечением стены, кНм; -среднее усилие, воспринимаемое

одной связью сдвига, кН; ti - расстояние от опоры до i-ro сечения, м;

hx - расстояние от верхней грани до нейтральной оси подстенной конструкции, м; Нх - расстояние от нижней грани до

нейтральной оси стены м,; о. - распределенная нагрузка на сте- ну, кН/м2;

А( -коэффициент, зависящий от соотношения пролета и высоты стены; -плечо внутренней пары в i-M сечении стены, м;

/ -расчетное сопротивление материала горизонтальной рабочей расчетной растянутой арматуры, кН/м.

Изобретение относится к многоэтажным зданиям. Цель изобретения - повышение несущей способности и снижение материалоемкости. Стены, отрытые на подстенные конструкции, установленные на отдельных опорах, снабжены горизонтальной рабочей растянутой арматурой в нижней зоне над подстенными конструкциями и/или соединены с последним посредством связей сдвига в опорных и приопорных зонах их стыка. Число связей сдвига и сечение горизонтальной рабочей арматуры определено из соотношений, приведенных в формуле изобретения. 4 ил.

Фг/г/

Д

сриг.г

jXL):

Ow.J

Ж