Каркас многоэтажного здания и способ его возведения Советский патент 1992 года по МПК E04B1/18 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для возведения каркасов многоэтажных зданий промышленного, жилого и общественного назначения.

Цель изобретения - повыше ние надежности и снижение материалоемкости и трудоемкости монтажа

На фиг.1 изображен каркас многоэтажного здания, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З- эпюра моментов в сечениях ригеля; на фиг.4 - сечение Б -Б вдоль ригеля на фиг.2; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.2; на фиг.6 - сечение Г-Г на фиг 2 на фиг.7 сечение Д-Д на фиг.2; на фиг,8 - сечение Е-Е на фиг.2; на фиг.9 - то же, вариант сборно-монолитного ригеля со сборным элементом; на фиг.10- сечение Ж-Ж на фиг 8; на фиг.11 - фрагмент колонны с прямоугольным основным проемом на уровне перекрытия для пропуска верхней сквозной арматуры и с дополнительным проемом под перекрытием; на фиг. 12 - сечение И-И на фиг.11.

Каркас многоэтажного здания содержит колонны 1 со сквозными прямоугольного сечения отверстиями 2, которые расположены до одной из центральных осей колонны 1 в

4 Ч О

СО

уровне плит перекрытий 3, установленных с зазором А между их гранями, и предварительно напряженную арматуру 5 длиной на ширину и длину здания, размещенную в зазорах 4 между плитами перекрытий 3, про- пущенную через отверстия 2 колонны 1, заанкеренную по периметру здания и замо- ноличенную Ьетоном 6 с образованием сборно-монолитных ригелей 7,8,9 в двух взаимно перпендикулярных направлениях, одни из которых 7 расположены соосно прямоугольным отверстиям 2 колонн 1 и имеют ширину менее ширины смежной грани 10 колонн 1.

Ригели 8 другого направления имеют ширину, превышающую ширину смежной грани 11 колонн 1.

Ригели 9. расположенные по контуру здания, и, по крайней мере, ригели 8 снабжены сборными элементами 12. Последние имеют поперечное сечение тавровой формы с ребром 13 в форме ласточкиного хвоста и установлены полкой 14 вниз в нижней части ригелей 8, 9. Полки 14 армированы предварительно-напряженной арматурой 15.

Предварительно-напряженная арматура 5 размещена по кривой, соответствующей эпюре изгибающих моментов, и имеет в зоне положительных моментов 16 защит- ное покрытие 17, исключающее ее сцепление с бетоном 6. Защитное покрытие 17 может быть выполнено, например, в виде полиэтиленовой трубки. В зонах отрицательных изгибающих моментов 18 ригелей 7,8,9 арматура 5 имеет сцепление с бетоном 6.

Предварительно-напряженная арматура 5, расположенная перпендикулярно отверстиям 2 колонн 1, размещена вне тела колонн 1 в зазорах между, гранями 10 колонн 1 и перекрытии 3 над полками сборных элементов 12.

Плиты перекрытий 3 выполнены с пустотами 19, расположены торцами парал- лельно арматуре 5. пропущенной через отверстия 2 колонн 1, и снабжены полыми пробками 20, которые расположены в торцах пустот 19 заполнены бетоном 6 с образованием шпонок ригелей 7,9, длина которых определяется необходимостью защемления плит перекрытий 3 в ригелях.

Ригели 7,8,9 могут быть снабжены дополнительной ненапрягаемой арматурой 21 в виде сеток и стержней, размещенных в зонах отрицательных изгибающих момен- тов 17 с заведением ее а полости пробок 19 плит перекрытий 3.

В ригелях 9, установленных по периметру здания, сборные элементы 12 смещены

низ относительно плит перекрытий 3, что ает возможность опирать последние на поки 14 сборных элементов 12,

Прямоугольные отверстия 2 колонн 1 меют наклонную верхнюю грань 22, распооженную над верхней гранью плит перерытий 3, что улучшает условия бетонирования отверстий 2,

Возможно использование сборных элеентов в ригелях 7. но в этом случае последние также будут иметь ширину, ревышающую ширину смежной грани 10 колонн 1,

Колонны 1 для исключения закладных еталей выполняют с дополнительным квозным отверстием 23, расположенным соосно основным отверстиям 2 ниже плит перекрытий 3 для установки монтажных опор.

Способ возведения каркаса многоэтажного здания включает следующие операции,

Монтируют колонны 1 и фиксируют их в проектном положении. Устанавливают в отверстиях колонн 1 монтажные столики, на которых размещают инвертарные мостики (на чертеже не показаны). На последних размещают а проектное положение сборные элементы 12, плиты перекрытий 3 и боковую опалубку по периметру здания. На напрягаемую арматуру 5 наносят защитное покрытие 17 и устанавливают ее по кривой, соответствующей эпюре изгибающих моментов, а нен апрягаемую арматуру - в зонах отрицательных моментов 18. Затем укладывают бетон 6 ригелей 7, 8,9 в пределах защитного покрытия 17 арматуры 5 на всю высоту ригелей 7,8,9 и одновременно укладывают бетон 6 на остальных участках ригелей 7, 8, 9 до низа арматуры 5. После набора бетоном 6 проектной прочности производят натяжение арматуры 5 и ее анке- ровку с последующим бетонированием участков ригелей 7,8,9 и отверстий 2 колонн 1 до полной высоты.

Защитное покрытие 17 арматуры 5 должно быть выведено над уровнем первого слоя бетона 6 участков ригелей 7,8.9 в зонах отрицательных моментов 18.

После набора бетоном 6 проектной прочности демонтируют инвентарные мостики и монтажные столики. Затем цикл монтажа повторяют на перекрытии следующего этажа.

Изобретение позволяет упростить технологию изготовления колонн 1 и монтажа каркаса, повысить надежность каркаса за счет увеличения сечения ригелей 7,8, 9 и их армирования, а также за счет образования жестких рамных узлов сопряжения колонн с жестким диском перекрытий. Кроме того,

сокращается трудоемкость монтажа и материалоемкость самого каркаса, исключается необходимость жестких допусков в геометрических размерах элементов каркаса и в установке их в проектное положение.

Применение сборно-монолитных ригелей 7,8,9 с размещенными понизу сборными элементами 12 таврового сечения полкой книзу позволяет обеспечить высокое качество потолков без дополнительных трудовых и материальных затрат. Наличие предварительно напряженной арматуры 8 и ребра 13, заделанного в слое монолитного бетона 6, позволяет использовать сборные элементы 12 в качестве не только несущего, но и опалубочного элемента ригелей 7,8,9. Наличие наклона боковых поверхностей ребра 13 элемента 12 от продольной его оси позволяет обеспечить совместную его рабо- гу при эксплуатации в составе сборно-моно- литного ригеля 7,8,9 без выпусков арматуры. Количество арматуры 5 может быть просто подобрано по величине эксплуатационных воздействий на каркас с учетом размещения сквозной напрягаемой арматуры 5. Это приводит и к снижению металлоемкости перекрытий каркаса. Применение сборного элемента 12 с тавровой формой поперечным сечением позволяет применять предложенный каркас для широкого спектра нагрузок на перекрытия.

Выполнение сквозной предварительно напряженной арматуры 5 в обоих направлениях в одном уровне и размещение ее в середине каждого пролета между колоннами 1 в зоне положительного момента 16 без сцепления с бетоном 6, позволяет за счет одиночного размещения ее в каждом поперечном сечении ригелей 7, 8, 9 сократить расход высокопрочной арматуры 5. Выполнение без сцепления арматуры 6 в зоне положительного момента позволяет передать преднапряжение на бетон 9 ригелей 4 и 5 и повышает трещиностойкость их сечений

Размещение напрягаемой арматуры 5 криволинейно согласно эпюре моментов (см. фиг.З и 4) позволяет рационально разместить эту арматуру 5, обеспечить полное использование ее прочностных свойств и тем самым исключить вероятность ее перерасхода.

Устройство дополнительного проема 23 в колоннах 1 под плитами перекрытий 3, выполненным на одной оси с основным проемом 2 и отделенного от него перемычкой 24, позволяет упростить установку на колонне 1 вспомогательных устройств (монтажных столиков и мостиков), надежно

зафиксировать их положение и тем самым сократитьтрудозатраты при монтаже. Нл ui- чие железобетонной перемычки 24 позволяет зафиксировать положение готового 5 перекрытия в эксплуатационном состоянии после демонтажа вспомогательных устройств, что повышает надежность работы каркаса под нагрузкой.

Выполнение сборно-монолитного риге- 0 ля 7,8,9 по торцам плитЗ заодно со шпонками на боковых поверхностях, размещенными в пустотах 20 плит 3, значительно улучшает совместную работу диска перекрытия. Обжатие от преднапряжения,

5 передаваемое на сборно-монолитный ригель 7.8,9 благодаря наличию шпонок в пустотах 20 торцов плит 3, которые выполнены заодно с ригелем 7,8,9, позволяет посредством шпонок передавать указанные усилия

0 на плиты 3 и на диск перекрытия в целом, что повышает надежность работы перекрытия.

Установка локальной ненапрягаемой арматуры 21 дополнительно к сквозной на5 прягаемой арматуре 5 в зонах отрицательных моментов 18 у колонн 1 позволяет повысить несущую способность приопор- ных сечений ригелей 7,8,9 и существенно снизить в предельном состоянии по прочно0 сти величины пролетных усилий. Это позволяет повысить надежность перекрытий и, соответственно, каркаса здания, снизить трудозатраты на армирование ригелей 4 и 5. Технология монтажа позволяет полно5 стью передать усилие предварительного напряжения с арматуры 5 на бетон 6 ригелей 7,8,9, устранить значительные по величине контактные напряжения в стыках между колоннами 1 и плитами перекрытий 3 при на0 тяжении арматуры 5, что может приводить к скосу углов плит 3, повреждениям колонн 1 ит.дТем самым обеспечено существенное повышение надежности технологического процесса возведения каркаса. Кроме того,

5 благодаря шпонкам ригелей 7,8,9 по торцам плит обжатие ригелей 7,8.9 передается и на плиты 3, обеспечивая тем самым, благодаря наличию швов 25, совместную пространственную работу плит перекрытия 3 под на0 грузкой в едином диске в условиях двуосного обжатия. При наличии жесткого контура из ригелей 9 перекрытие при эксплуатации представляет собой мембрану с распорными усилиями, передаю5 щимися на этот контур. Надежность работы диска перекрытия повышается . также благодаря наличию жестких крестообразных стыков, образованных монолитны- ми армированными продольными и поперечными швами.

Формула изобретения 1. Каркас многоэтажного здания, включающий колонны со сквозными прямоугольного сечения отверстиями, расположенными по одной из центральных осей колонн в уровне плит перекрытий, установленных с зазорами между их гранями, и предварительно напряженную арматуру длиной на ширину и длину здания, размещенную в зазорах между плитами перекрытий, пропущенную через отверстия колонн, заанкеренную по периметру здания и замоноличенную бетоном с образованием сборно-монолитных ригелей в двух взаимно перпендикулярных направлениях, одни из которых расположены соосно с прямоугольными отверстиями ко- лонн и имеют ширину менее ширины последних, отличающи йся тем, что, с целью повышения надежности и снижения материалоемкости и трудоемкости монтажа, ригели другого направления имеют ширину, превышающую ширину смежной грани колонн, а ригели, расположенные по контуру, и по крайней мере ригели шириной, превышающей ширину смежной грани колонн, снабжены сборными элементами с поперечнвии сечением тавровой формы, установленными полкой вниз в нижней части ригелей, причем предварительно напряженная арматура размещена по Кривой, соответствующей эпюре изгибающих моментов, и имеет в зоне положительных моментов защитное покрытие, исключающее ее сцепление с бетоном, а предварительно напряженная арматура другого направления размещена вне тела колонн над полками сборных элементов в зазоре между боковыми гранями колонн и плит перекрытия, ко- торые выполнены с пустотами и расположены торцами параллельно предварительно напряженной арматуре, пропущенной через отверстия колонн, и снабжены полыми пробками, расположенными в торцах пустот и заполненными бетоном с образованием шпонок ригелей.

2.Каркас по п,1,отличающийся тем, что верхняя грань прямоугольных отверстий колонн выполнена наклонной и раз- мещена над верхней гранью плит

перекрытий.

3.Каркас попп.1 и 2, отличающи й- с я тем, что сборные элементы ригелей, расположенные по контуру здания, установлены со смещением вниз относительно плит перекрытий с возможностью опирания последних на их полки.

4.Каркас по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что поперечное сечение ребра каждого

сборного элемента выполнено в виде ласточкина хвоста.

5.Каркас многоэтажного здания по п,1,2,3,4,отл ича ю щи йся тем, что ригели

снабжены дополнительной ненапрягаемой арматурой, размещенной в зонах отрицательных моментов.

6.Способ возведения каркаса многоэтажного здания, включающий монтаж колонн, установку плит перекрытий в проектное положение, размещение арматуры ригелей, укладку монолитного бетона ригелей, напряжение арматуры и ее аикеровку по контуру здания, отличающийся тем,

что, с целью повышения надежности и снижения материалоемкости и трудоемкости монтажа, до укладки арматуры устанавливают в проектное положение сборные элементы ригелей, Via арматуру наносят защитное

покрытие и размещают ее по кривой, соответствующей эпюре изгибающих моментов, затем укладывают бетон ригелей в пределах защитного покрытия арматуры на всю высоту ригелей с одновременной укладкой бетона на остальных участках ригелей до низа арматуры, а после набора бетоном проект- ной прочности производят натяжение арматуры и ее анкеровку с последующий бетонированием участков ригелей до полной высоты.

Изобретение относится к строительству и может быть использованопри возведении каркасов многоэтажных зданий. Целью изобретения является повышение надежности, снижение материалоемкости и трудоемкости монтажа. Ригели одного направления имеют ширину, превышающую ширину смежной грани колонн, а ригели другого направления имеют ширину, превышающую ширину смежной грани колонн. Последние ригели и ригели, расположенные по контуру здания, снабжены сборными элементами, имеющими поперечное сечение тавровой формы, и установлены полкой вниз в нижней части ригеля. Предварительно напряженная арматура расположена по кривой соответствующей эпюре изгибающих моментов, и имеет защитное покрытие в зоне положительных моментов, исключающее ее сцепление с бетоном. Предварительно напряженная арматура ригелей с меньшей шириной пропущена в прямоугольные с наклонной верхней гранью отверстия колонн, а предварительно напряженная арматура ригелей с большей шириной пропущена вне тела колонны в зазорах между колоннами и плитами перекрытий над полками сборных элементов. Плиты перекрытий выполнены с пустотами, в торцах которых установлены полые пробки, заполненные бетоном с образованием шпонок ригелей. Сборные элементы ригелей, расположенных по контуру здания, смещены вниз относительно плит перекрытий с возможностью опирания последних на полки. 2 с,п. ф-лы, 12 ил.

$гпй

9-9

1-гпф

w

ъши,

j

9 гпф

Т

ж

и;А9ш

И-И

Фиг. 12