Башенное здание Советский патент 1993 года по МПК E04H1/00 

Изобретение относится к городскому строительству и может быть использовано для строительства административных зданий в крупных городах.

Известны высотные здания каркасно- рамные, коробчатые, со стволами жесткости, здания с подвешенными и консольными перекрытиями.

Известно здание с монолитным железобетонным стволом и подвешенными к нему на подвесках перекрытиями. Это здание имеет предельную высоту 150 м, значительную Площадь каждого этажа, нерационально занятую стволом жесткости, большие нагрузки на основание, увеличивающие затраты на фундаменты и снижающие степень их надежности.

С целью устранения этих недостатков каркас здания выполнен в виде трех цилиндрических стволов, расположенных на равном расстоянии друг от друга по углам треугольника на общем фундаменте, и поярусно связанных между собой системой горизонтальных коробчатых распорок и перекрестных предварительно напряженных раскосов из высокопрочной стали:.

В пределах нижней трети высоты к двум стволам каркаса закреплены и установлены в плоскости сторон треугольника два подкоса, опертые на отдельно стоящие фундаменты.

Железобетонные цилиндрической формы стволы имеют в поперечном сечении уве- личенную в направлении коробчатых распорок толщину стенки, где через толщу пропущены стальные обоймы, в которые введены концы, перекрестных раскосов. На верхних концах раскосов закреплены анкера, а нижние концы имеют дополнительно упоры для установки гидродомкратов.

Натяжение раскосов производят одновременно по трем, сторонам каркаса до расчетного предела и затем крепят анкера нижних концов раскосов.

Растянутые перекрестные раскосы, сжатые коробчатые распорки и обжатое сеИ

-Ч

О

ел о ел

ч|

чение бетона ствола, особенно в зоне утолщения стенки, обеспечивают совместную работу трех стволов, исключают изгиб каждого ствола в отдельности, повышают жесткость каркаса, исключают образование трещин в бетоне.

Для сокращения продолжительности строительства применяют стволы со стальной оболочкой и утолщенной бетоном стенкой.

Внутренние балки перекрытий имеют опорно-подвесные главные балки, закрепленные концами к стенкам стволов а в средней трети - к вертикальным подвескам, закрепленным к узлам коробчатых распорок. Идущие от узлов вверх наклонные подвески закреплены Е узлах примыкания стволов и коробчатых распорок вышестоящего яруса. Внешние блоки перекрытий и стены опираются на консоли, закрепленные к стволам, и на подвески, в том числе на наклонные, идущие от узлов коробчатых распорок.

Подкосы к стволам содержат расположенные по их длине двуконсольные фермы с вертикальными подвесками, которые несут перекрытия и стены открылков здания.

Возможны решения здания в виде одного башенного блока, в виде двух, расположенных рядом блоков, и в виде двух объединенных блоков. В последнем варианте блоки соединены системой опорно-подвесных главных балок перекрытий.

На фиг.1 изображено одноблочное башенное здание, боковой вид, где 1 - .стволы жесткости; 2 - стены и подвесные перекрытия; 3 -.коробчатые подкосы; 4 - открылки здания; 5 - первые этажи по индивидуальному проекту; на фиг.2 - фрагмент каркаса, где 6 - коробчатые распорки; 7 - преднап- ряженные перекрестные раскосы; 8 - наклонные подвески коробчатых распорок; 9 - фундамент подкоса; 10 - фундамент трех стволов, в т.ч. на буронабивных сваях; 11 - консольные фермы; 12 - вертикальные подвески главных балок перекрытий; 13 - главные балки перекрытий; на фиг.З - план здания, где 14 - внутренний блок перекрытия; 15 - наружные блоки перекрытия; на фиг.4 - фрагмент ствола жесткости, где 16 - утолщение стенки; 17 - обоймы в бетонной стенке; на фиг.5 - узел крепления перекрестных раскосов в стенке ствола, где 18 - анкер верхнего конца раскоса; 19 - анкер нижнего конца раскоса; 20 - место установки гидродомкратов; на фиг.6 - узлы крепления главных балок перекрытий, где 21 второстепенные балки; 22 - монолитная плита по стальному настилу; 23 - анкерные балки вертикальных подвесок; на фиг.7 - башенное здание из двух раздельных блоков; нафиг.9- план башенного здания из , двух объединенных блоков, где 24 - главные балки средней части здания; 25- наклонные подвески к стволам и узлам коробчатых распорок; на фиг. 10 - разрез по

стволу жесткости со стальной оболочкой, где 26 - стальная оболочка ствола; 27 - металлическая стенка-опалубка.

Пример. 100-этажное здание эллиптической в плане формы высотой 360 м в

виде двух объединенных блоков имеет длину 150 м и ширину 72 м. Его каркас составляют две башни треугольного сечения в плане со сторонами по осям 45 м и с диаметром каждого железобетонного ствола 9 м. К

двум стволам каждого каркаса под углом , 60° на высоте 108 м закреплены по два коробчатых стальных подкоса, образующих открылки здания. Коробчатые стальные распорки расположены ярусами высотой по 36

м и несут на подвесках среднюю часть главных стальных балок десяти перекрытий. Наружные блоки перекрытий закреплены на подвесках к консольным фермам вылетом 9 м, закрепленным к стволам. Преднапряженные перекрестные раскосы изготовлены из высокопрочной полосовой стали и закреплены в утолщенной части стволов путем сварки анкеров, Перекрытия - монолитные по ребристому настилу, Стены - из легких

трехслойных панелей. Стволы возводятся в подъемно-переставной опалубке, стальные конструкции монтируют полиспастами: распорки, раскосы, подкосы снизу-вверх, блоки перекрытий с панелями стен и подвески сверху-вниз.

Положительный эффект башенного здания заключен в возможности увеличения высоты здания с железобетонными ствола- ми в 2-2,5 раза, что исключает применение

стального каркаса, снижает стоимость материалов не менее, чем в два раза.

Несколько рассредоточенных в плане цилиндрических стволов, работающих в основном на сжатие-растяжение, имеют меньшую в 1,5-2 раза материалоемкость, чем одна замкнутая оболочка большего размера, работающая на изгиб. Кроме этого, создается большая полезная площадь каждого этажа,

Башенно-подкосная схема уменьшает нагрузки на основание и снижает материалоемкость фундаментов в 1.3-1.5 раза.

Формула изобретения Башенное здание, включающее монолитный железобетонный ствол и подвешенные к нему на подвесках перекрытия, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и увеличения полезной площади, здание снабжено подкосами, закрепленными в отдельно стоящих фундаментах, и дополнительными стволами, установленными в плане по углам равнобедренного треугольника, а все стволы имеют цилиндрическую

0

форму с переменной толщиной стен и соединены между собой поярусно посредством горизонтальных коробчатых распорок и перекрестных предварительно напряженных раскосов из высокопрочной стали, пропущенных в обоймах через стены стволов, имеющих большую толщину, и закрепленных к стенам посредством анкеров, при этом подкосы установлены у двух стволов в плоскости треугольников и закреплены к стволам в пределах трети их высоты.

Использование: строительство башенных зданий. Сущность изобретения: перекрытия подвешены на подвесках к монолитному железобетонному стволу. Подкосы закреплены в отдельно стоящих фундаментах. Дополнительные стволы установлены в плане по углам равнобедренного треугольника. Все стволы имеют форму цилиндра с переменной толщиной стен и соединены между собой поярусно горизонтальными коробчатыми распорками и перекрестными предварительно напряженными раскосами из высокопрочной стали. Они пропущены в обоймах через стены стволов в местах их большей толщины и закреплены к стенам анкерами. Подкосы установлены у двух стволов в плоскости треугольника и прикреплены к стволам в пределах трети их высоты. 10 ил.

/ /v / / / / rh-f-i ify n 1 /////

ь I У

Фиг. f

Фие,. 2

Фиг. 5

Фиг.4

Фиг.7

/

-/

/ II I 111

V

г

fft

I

I 111

III

Vb LX

Фиг. 8

Фиг.9