Узел сопряжения строительных конструкций
Полезная модель относится к области строительства, в частности, панельному домостроению и может быть использована при проектировании и возведении зданий и сооружений как жилого, так и социального назначения, предназначенных к эксплуатации в том числе, в зонах с повышенной сейсмической активностью. Узел сопряжения строительных конструкций содержит конструктивные элементы узла сопряжения и элементы их соединения. Конструктивные элементы узла сопряжения представляют собой вертикальную внутреннюю несущую железобетонную панель, горизонтальную несущую железобетонную балку и горизонтальную пустотную железобетонную плиту перекрытия. Элементы соединения состоят из арматурных петлеобразных выпусков, арматурных петлеобразных направляющих, арматурных стержней и дополнительного соединительного элемента. Конструктивные элементы узла соединены с использованием единого вертикального объемного арматурного каркаса, размещенного внутри вертикальной внутренней несущей железобетонной панели. Каркас состоит из арматурных петлеобразных направляющих, арматурных петлеобразных выпусков, выходящих из железобетонной балки с образованием при пересечении с арматурными направляющими панели кольцеобразных («0»-образных) направляющих каркаса, и арматурных стержней, размещенных на всех направляющих каркаса и соединенных с ними дополнительным соединительным элементом. Пустоты узла сопряжения забетонированы вертикально с образованием монолитной шпонки узла сопряжения. Арматурные петлеобразные направляющие, арматурные петлеобразные выпуски и арматурные стержни, образуют систему направляющих препятствующих прогрессирующему обрушению. В качестве дополнительного соединительного элемента используют вязальную проволоку. Реализацией полезной модели достигается повышение сейсмоустойчивых свойств узла сопряжения строительных конструкций, что приведет к повышению характеристик сейсмоустойчивости зданий и сооружений, проектируемых и возводимых с использованием данной полезной модели. Упрощение конструкции узла, снижение материалоемкости, и, как следствие сокращение времени, отведенного не его сборку, также являются достигаемыми при осуществлении данной полезной модели техническими результатами. Существенно повышается и долговечность зданий и сооружений, возведенных с использованием данной полезной модели. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Полезная модель относится к области строительства, в частности, панельному домостроению и может быть использована при проектировании и возведении зданий и сооружений как жилого, так и социального назначения, предназначенных к эксплуатации в том числе, в зонах с повышенной сейсмической активностью.
Из уровня техники известны решения аналогичного характера.
Известен узел сопряжения железобетонных многопустотных плит (RU 2363819, E04B 1/61, 10.08.2009 г.). Плиты, сопряженные с несущим железобетонным ригелем, выполнены с двумя пазами. Пазы обращены друг к другу в области межплитного шва и образованы на месте пустот до их донной части. Плиты имеют выпуски арматуры, обращенные в область межплитного шва. Параллельно торцевой поверхности в каждой плите размещены металлические стержни, связанные друг с другом тяжами с крюками на концах, зацепленными за стержни. Тяжи выполнены составными и сопряжены между собой в области межплитного шва. По краям плит размещены две пары параллельных продольных арматурных стержней. Один из продольных арматурных стержней каждой пары размещен в верхней части перемычки плиты, а другой - под ним в нижней части этой же перемычки. Каждая пара стержней образована единым стержнем, пропущенным через перемычку и образующим стежок на поверхности перемычки по ее высоте. Между верхним и нижним стержнями каждой пары размещена зигзагообразная проволока. Проволока скреплена в отдельных местах с теми продольными арматурными стержнями, с которыми она соприкасается. Несущий железобетонный ригель имеет арматурные выпуски продольной арматуры и поперечные арматурные стержни, которые размещены над продольными и с которыми связаны дополнительно введенные петлеобразные арматурные элементы. В межплитном шве над железобетонным ригелем размещен арматурный каркас по всей длине шва. Высота петлеобразных арматурных элементов не превышает высоты арматурного каркаса. Ширина петлеобразных арматурных элементов не превышает ширины того же арматурного каркаса.
Также из уровня техники известен узел сопряжения многопустотных плит перекрытия с ригелями (RU 81227, E04B 1/61, 10.03.2009 г.), содержащий установленные на опорных элементах колонн ригели с полками, многопустотные плиты перекрытия с консолями для расположения их на полках ригеля и элементами для образования металлических связей. Высота полок ригеля выполнена соразмерной расстоянию от нижней поверхности многопустотной плиты перекрытия до опорной поверхности консоли, например, равному половине толщины многопустотной плиты перекрытия. Консоли многопустотных плит перекрытия упрочнены арматурными каркасами, выполненными в виде сварных решеток, вертикально установленных в приторцовых участках многопустотной плиты перекрытия и в межпустотных пространствах, свободных от предварительно напряженных стержней. Ригели узла снабжены закладными деталями, расположенными или в углублениях на верхней его поверхности, или на боковых его поверхностях. Элементы для образования металлических связей многопустотных плит выполнены в виде закладных деталей, расположенных на верхней поверхности многопустотных плит перекрытия, а металлические связи, имеющие вид стержней или пластин, выполнены с возможностью соединения многопустотных плит перекрытия с ригелем сваркой по упомянутым закладным деталям и связывающие противолежащие относительно ригеля многопустотные плиты перекрытия. Сварные решетки включают заанкерованный стержень с отгибами по концам и связанные поперечными хомутами стержни продольной арматуры, причем верхний и укороченный средний стержни размещены над опорной поверхностью консоли, а нижний стержень - между торцевыми стенками многопустотной плиты перекрытия и ниже опорной поверхности консоли.
Кроме того, из уровня техники известен узел для сопряжения железобетонных многопустотных плит в сборно-монолитных перекрытиях с несущими железобетонными ригелями, предназначенных для использования при строительстве зданий в сейсмоопасных районах (RU 74935, E04B 1/61, 20.07.2008 г., ближайший аналог). Согласно данному решению железобетонные многопустотные плиты, сопряженные с несущим железобетонным ригелем, выполнены с двумя пазами, обращенными друг к другу в области межплитного шва и образованными на месте пустот до их донной части, железобетонные многопустотные плиты имеют выпуски арматуры, обращенные также в область межплитного шва, параллельно торцевой поверхности в каждой плите размещены металлические стержни, связанные друг с другом тяжами с крюками, на концах зацепленными за стержни. Тяжи выполнены составными и сопряжены между собой в области межплитного шва, по краям плит размещены две пары параллельных продольных арматурных стержней,. Один из продольных арматурных стержней каждой пары размещен в верхней части перемычки пустотной плиты, а другой - под ним в нижней части этой же перемычки. Каждая пара стержней образована единым стержнем, пропущенным через перемычку и образующим стежок поверх перемычки, между верхним и нижним стержнями каждой пары размещена зигзагообразная проволока, в отдельных местах скрепленная с теми продольными арматурными стержнями, с которыми она соприкасается. Несущий железобетонный ригель, с которым сопряжены вышеуказанные железобетонные многопустотные плиты, также имеет арматурные выпуски продольной арматуры и поперечные арматурные стержни, которые размещены над продольными и с которыми связаны дополнительно введенные петлеобразные арматурные элементы, в межплитном шве над железобетонным ригелем размещен арматурный каркас по всей длине шва, высота петлеобразных арматурных элементов не превышает высоты арматурного каркаса, а его ширина не превышает ширины вышеуказанного арматурного каркаса.
Недостаток, присущий каждому из перечисленных выше технических решений, заключается в недостаточно высокой способности узлов сопротивляться сейсмическим нагрузкам и, как следствие, недостаточно высокая сейсмоустойчивость (способность выдерживать землетрясения с минимальными повреждениями) зданий и сооружений, возводимых согласно указанным выше технологиям.
Более того, перечисленные узлы излишне конструктивно усложнены и, как следствие, материалоемки, что также является их существенным недостатком, т.к. с одной стороны приводит к удорожанию стоимости узла, другой - увеличению сроков его сборки. Использование сварочных операций при сборке узлов также является негативным технологическим моментом - т.к. приводит к увеличению сроков сборки узлов и, что очень важно, снижению долговечности узлов (зданий, сооружений), из-за преждевременной коррозии элементов узла сопряжения.
Задача, на решение которой направлено данное техническое решение, заключается в создании нового узла сопряжения строительных конструкций, позволяющего устранить указанные выше недостатки.
Технический результат заключается в повышении сейсмоустойчивых свойств узла сопряжения строительных конструкций, что приведет к повышению характеристик сейсмоустойчивости зданий и сооружений, возводимых с использованием данной полезной модели. Упрощение конструкции узла, снижение материалоемкости, и, как следствие сокращение сроков его сборки также являются достигаемыми при осуществлении данной полезной модели техническими результатами. Не последнее значение отводится и повышению долговечности зданий и сооружений, возведенных с использованием данной полезной модели.
Решение указанной выше задачи достигается следующим образом.
Узел сопряжения строительных конструкций содержит конструктивные элементы узла сопряжения и элементы их соединения. Конструктивные элементы узла сопряжения представляют собой вертикальную внутреннюю несущую железобетонную панель, горизонтальную несущую железобетонную балку и горизонтальную пустотную железобетонную плиту перекрытия. Элементы соединения состоят из арматурных петлеобразных выпусков, арматурных петлеобразных направляющих, арматурных стержней и дополнительного соединительного элемента. Конструктивные элементы узла соединены с использованием единого вертикального объемного арматурного каркаса, размещенного внутри вертикальной внутренней несущей железобетонной панели. Каркас состоит из арматурных петлеобразных направляющих, арматурных петлеобразных выпусков, выходящих из железобетонной балки с образованием при пересечении с арматурными направляющими панели кольцеобразных («0»-образных) направляющих каркаса, и арматурных стержней, размещенных на всех направляющих каркаса и соединенных с ними дополнительным соединительным элементом. Пустоты узла сопряжения забетонированы вертикально с образованием монолитной шпонки узла сопряжения. Арматурные петлеобразные направляющие, арматурные петлеобразные выпуски и арматурные стержни, образуют систему направляющих препятствующих прогрессирующему обрушению. В качестве дополнительного соединительного элемента используют вязальную проволоку.
Выполнение одного из конструктивных элементов узла сопряжения пустотным позволяет, в частности, упростить процесс сборки узла и снизить его материалоемкость, сократив при этом время сборки узла в целом.
Выполнение элементов узла сопряжения с единым вертикальным объемным арматурным каркасом позволяет существенно снизить материалоемкость узла в целом, поскольку это позволяет соединять все конструктивные элементы уза с наименьшими затратами на элементы соединения узла.
Кроме того, такое выполнение единого вертикального объемного каркаса и способа соединения всех конструктивных элементов узла позволяет существенно повысить прочностные характеристики узла в целом, что повышает способность узла препятствовать прогрессирующему обрушению.
Особая конструкция и взаимосвязь всех элементов соединения, а также ориентированность при расчете конструкции узла сопряжения на возможное прогрессирующее обрушение (обрушение конструкций здания (или его части высотой два и более этажей), потерявших опору в результате локального разрушения какого-либо этажа), позволяет повысить характеристики сейсмоустойчивости узла сопряжения и возводимых с его использованием зданий, сооружений.
Использование в качестве дополнительного соединительного элемента вязальной проволоки позволяет отказаться от использования сварных соединений конструкций, что приводит к совокупности благоприятных технологических и иных не менее важных последствий: сокращение времени, отведенного на сборку узла, снижение материалоемкости, снижение затрат на сборку узла, повышение долговечности зданий и сооружений, возведенных с использованием узла сопряжения за счет отказа от использования сварки в процессе сборки узла сопряжения (первейших и наиболее опасных очагов коррозии в строительных конструкциях).
Ниже приводится описание графических материалов, никоим образом не ограничивающее все возможные варианты осуществления полезной модели.
На фиг.1 - общая схема узла сопряжения со схематичными сечениями 1-1, 2-2.
1 - вертикальная внутренняя несущая железобетонная панель,
2 - горизонтальная пустотная железобетонная плита перекрытия,
3 - горизонтальная несущая железобетонная балка,
4 - арматурные петлеобразные направляющие,
5 - арматурные петлеобразные выпуски,
6 - единый вертикальный объемный арматурный каркас,
7 - бетон.
Ниже приводится пример осуществления полезной модели, никоим образом не ограничивающий все возможные варианты ее реализации.
Вертикальные внутренние несущие железобетонные панели (1), горизонтальные несущие железобетонные балки (3) и горизонтальные пустотные железобетонные плиты перекрытий (2) изготавливают на заводе-изготовителе. Оснащение панелей (1) балок (3) и плит (2) арматурными петлеобразными направляющими (4) и выпусками (5), а также элементами единого вертикального объемного арматурного каркаса (6) осуществляют также в заводских условиях.
При изготовлении панелей (1) балок (3) и плит (2) количество арматурных направляющих (4) и выпусков (5), в том числе, предназначенных для формирования «0»-образных направляющих, учитывают изначально. При этом исходят из совокупности таких факторов как: этажность здания, географическое место его расположения (для учета зоны сейсмоустойчивости), используемый строительный материал и пр. - из расчета на необходимость сопротивления прогрессирующему разрушению конструкции, возведенной с использованием таких узлов сопряжения.
Согласно данному примеру, количество направляющих и выпусков, в том числе, используемых для формирования «0»-образных направляющих, устанавливают исходя из соотношения: 1 (одна) петлеобразная направляющая (4) либо выпуски (5) для формирования «0»-образной направляющей на 1 м узла сопряжения. Возможны и иные соотношения.
Строительные конструкции доставляют к месту возведения зданий, сооружений, чему предшествует процедура сборки узлов сопряжения строительных конструкций.
В процессе сборки узла сопряжения строительных конструкций: устанавливают вертикальные внутренние несущие железобетонные панели (1), уже содержащие элементы единого вертикального объемного арматурного каркаса (6). После этого к панели (1) прикрепляются балка (3) и плита (2) с последовательностью, соответствующей конструкторской и технологической документации.
При соединении балки (3) и плиты (2) с панелью (1) используются арматурные выпуски (5), которыми конструктивные элементы узла сопряжения оснащаются в заводских условиях.
В процессе сборки балку (3) и плиту (2) устанавливают торцевыми поверхностями к панели (1) с образованием между ними, по меньшей мере, двух «0»-образных направляющих из арматурных выпусков (4).
Затем все арматурные выпуски и арматурные стержни, участвующие в соединении элементов узла, соединяют дополнительным соединительным элементом, например, вязальной проволокой, образуя тем самым единый вертикальный объемный арматурный каркас узла сопряжения.
Как видно реализацией полезной модели достигается повышение сейсмоустойчивых свойств узла сопряжения строительных конструкций, что приведет к повышению характеристик сейсмоустойчивости зданий и сооружений, возводимых с использованием данной полезной модели.
Упрощение конструкции узла, снижение материалоемкости, и, как следствие сокращение времени, отведенного на его сборку, также являются достигаемыми при осуществлении данной полезной модели техническими результатами. Существенно повышается и долговечность зданий и сооружений, возведенных с использованием данной полезной модели.
1. Узел сопряжения строительных конструкций, содержащий конструктивные элементы узла сопряжения и элементы их соединения, отличающийся тем, что конструктивные элементы узла сопряжения представляют собой вертикальную внутреннюю несущую железобетонную панель, горизонтальную несущую железобетонную балку и горизонтальную пустотную железобетонную плиту перекрытия, элементы соединения состоят из арматурных петлеобразных выпусков, арматурных петлеобразных направляющих, арматурных стержней и дополнительного соединительного элемента, при этом конструктивные элементы узла соединены с использованием единого вертикального объемного арматурного каркаса, размещенного внутри вертикальной внутренней несущей железобетонной панели, состоящего из арматурных петлеобразных направляющих, арматурных петлеобразных выпусков, выходящих из железобетонной балки с образованием при пересечении с арматурными направляющими панели кольцеобразных направляющих каркаса, и арматурных стержней, размещенных на всех направляющих каркаса и соединенных с ними дополнительным соединительным элементом, при этом пустоты узла сопряжения забетонированы вертикально с образованием монолитной шпонки узла сопряжения.
2. Узел по п.1, отличающийся тем, что арматурные петлеобразные направляющие, арматурные петлеобразные выпуски и арматурные стержни образуют систему направляющих, препятствующих прогрессирующему обрушению.
3. Узел по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве дополнительного соединительного элемента используют вязальную проволоку.
