Каркас многоэтажного здания Советский патент 1980 года по МПК E04B1/22 E04H9/02 

Изобретение относится к строительству и предназначено для воздействия зданий из сборных пространственных элементов преимущественно в сейсмических районах. Известен каркас многоэтажного здания, включающий сборные рамы, составленные ригелями и колоннами, которые образуют продольные и поперечные вертикальные каркасы, при узлах соединения рам, смещенных относительно друг друга 1. Недостатками этого каркаса являются невысокая сейсмостойкость здания, сложность стыков, не обеспечиваюидих разрезность ригелей рам смежных пролетов и колонн смежных этажей. Известен также каркас многоэтажного здания, содержащий колонны, и ригели, выпол1ненные с выступами на торцах и пазами для размещения предварительно напряженной арматуры, в котором ригели обоих направлений выполнены складчатого поперечного сечения со ступенчатым очертанием боковых поверхностей 2. . Недостатки данного каркаса заключаются в том, что он составлен из раздельных э.яементов колонн и ригелей, имеет сложные очертания ригелей, наружные боковые поверхности которых дают возможность разместить верхнюю и нижнюю напрягаемую арматуру, требует больщого объема сварочных и бетонных работ. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является каркас многоэтажного здания из пространственных элементов, в котором каждый пространственный элемент выполнен в виде щести взаимно перпендикулярных консолей, оси которых пересекаются в одной точке и имеют крестообразные сечения 3. Недостатком указанного рещения является то, что жесткость пространственного каркаса, который образует соединение элементов всех этажей, может быть обеспечена вертикальными распорками в пределах этажа или за счет одновременного монтажа элементбв, стеновых панелей и плит перекрытия, причем узлы пересечения ригелей и колонн не позволяют обеспечить требуемую сейсмическую стойкость сооружения. Цель изобретения - повыщение жесткости и сейсмической стойкости здания и исключение г оризонтальнь1х стыков. ;,:; -Достигается это тем, что в каркасе многоэтажного здания, включающем сборные пространственные элементы, соединенные между собой в вертикальной и горизонтальной плоскостях, сборные пространственные элементы выполнены Ж-образными и образованы парными стойками, соединенными между собой, к которым консольно на горизонтальных предварительно напряженных жестких связях подвегчены вертикальные элементы, причем стойки и вертикальные элементы по периметру наружных граней на всю высоту выполнены со сквозными каналами для пропуска арматуры. На фиг. 1 схематически изображен каркас многоэтажного здания в процессе монтажа; на фиг. 2 - стык вертикальных элементов; на фиг. 3 - фрагмент каркаса с диафрагмой жесткости; на фиг. 4 - узел опирания плит перекрытия на горизонтальные связи пространственного элемента; на фиг. 5 - транспортировка пространственного элемента. Каркас многоэтажного здания включает Ж-образные пространственные элементы 1, образованные парными стойками 2, к которым консольно подвешены вертикальные элементы 3 на горизонтальных предварительно напряженных жестких связях 4. Парные стойки 2 и вертикальные элементы 3 образуют при установке пространственных элементов друг на друга колонны каркаса здания с поперечными или продольными ригелями в зависимости от схемы здания. По каналам 5 стоек 2 и вертикальных элементов 3 пропускают стержневую арматуРУ 6. Укрупненные Ж-образные элементы изготавливают в заводских условиях с высотой вертикальных элементов на один этаж. Выверка укрупненного элемента происходит в одном, поперечном направлении. До начала монтажа наземной части здания должны быть закончены работы по возведению фундаментов, в которых оставляют ся выпуски арматуры. Монтаж ведут следующим образом. Устанавливают Ж-образные элем,енты. Арматурные стержни 6 имеют возможность свободного перемещения в каналах 5 колонн. Разность диаметров арматурных стержней и каналов позволяет правильно состыковать выпуски и осуществить стыковую сварку вме сто ванной. Производят стыкование и сварку всех арматурных выпусков вертикальных элементов, образующих колонны этажа. Сварку осуществляют модернизированной установкой МСР-100, где клещи от аппарата выведены с радиусом 10 м, что обеспечит обслуживание ряда колонн без перестановки самого аппарата. Так как арматура колонн по всей высоте в каналах не имеет сцепления с бетоном. ТО путем термонагрева осуществляют предварительное напряжение арматуры в пределах каждого этажа, применяя насадную щайбу 7, привариваемую к закладному элементу колонн. Укрупненные Ж-образные элементы изготавливают кассетным способом на установке для формования, подвижные борта которой имеют паровую рубащку для термообработки изделия. Вертикальные участки Ж-образного элемента армированы объемными каркасами, а горизонтальные связи, выполняющие в каркасе здания роль ригелей, армируют арматурными предварительно напряженными прядями. Такое конструктивное выполнение пространственного элемента позволяет исключить горизонтальные стыки и получить предварительно напряженные ригели в каркасе здания, что значительно повышает жесткость и сейсмическую стойкость здания. На горизонтальные связи смонтированных Жобразных элементов первого этажа уклады- . вают плиты перекрытия, которые опирают на эти предварительно напряженные элементы, как на ригели. В пространстве на участках между колоннами плиты 8 перекрытия имеют вырез для обхода колонн. С целью обеспечения жесткой связи и в продольном- направлении между элементами через колонны, на уровне перекрытия в заранее оставленные отверстия 9 пропускают отрезки 10 арматуры, которые сваривают с выпусками 11 плит перекрытия на участках между колоннами. Далее ведут монжат элементов следующего яруса, повторяя те же операции, что и при установке элементов на фундамент. С целью обеспечения более надежной конструктивной защиты зданий от повышенных динамических воздействий, в здании устраивают в определенных местах диафрагмы жесткости. Для этого заанкеренные в фундаменте гибкие пряди 12 пропускают в каналы стеновых панелей 13, установленных между спаренными колоннами в распор, и напрягают эти ггряди на всей высоте здания. В районах, подверженных землетрясениям, выполнение каркаса таким образом позволяет выбрать наиболее рациональные схемы зданий, применить предварительное напряжение, облегчить и сократить монтаж на 40-45/о относительно поэтажной разрезки, укрупнить сборные элементы до 10 т для полного использования грузоподъемности кранов и транспортных средств, резко сократить объем сварочных работ на объекте. В предложенном рещении при динамических воздействиях не наблюдается снижения жесткости, а при увеличении степени предварительного напряжения вертикально установленной в каналах арматуры область стабилизированных жесткостей смешается в, зону относительно малых динамических на-: грузок, в то время как в зоне больших нагрузок будет происходить интенсивное падение жесткости конструкций, в связи с чем элементы из предварительно напряженного железобетона не требуют восстановительных работ после часто повторяющихся сейсмических воздействий средней интенсивности. Описанное конструктивное выполнение пространственного сборного железобетонного элемента с предварительным напряжением горизонтальных связей (ригелей) и с последующим напряжением арматуры на коротких вертикальных участках (в колоннах) увеличивает жесткость и сейсмическую стойкость каркаса здания. Формула изобретение Каркас многоэтажного здания, включающий сборные пространственные элегиенты. соединенные между собой в вертикальной и горизонтальной плоскостях, отличающийся тем, что, с целью повыщения жесткости и сейсмостойкости, пространственные элементы выполнены Ж-образными из объединенных между собой парных стоек, к которым на предварительно напряженных жестких связях консольно подвешены вертикальные элементы, причем стойки и вертикальные элементы по периметру выполнены на йсю высоту со сквозньгми каналами для пропуска арматуры. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 206834, кл. Е 04 Н 9/02, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР № 467975, кл. Е 04 В 1/22, 1975. 3.Патент США № 3466823, кл. 52-227, опублик. 1971 (прототип).

фи,5