Система узлов 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 Система узлов сопряжения, состоящая из связанных между собой узлов сопряжения, содержащих конструктивные элементы и элементы их соединения. По меньшей мере, один узел системы содержит наружную трехслойную железобетонную панель. По меньшей мере, один узел системы содержит пустотную железобетонную плиту перекрытия. По меньшей мере, один узел системы содержит несущую внутреннюю стену. Каждый узел системы содержит объемный арматурный каркас узла сопряжения, состоящий из, по меньшей мере, двух арматурных петлеобразных выпусков, образующих кольцеобразные («0»-образные) направляющие, по меньшей мере, двух арматурных стержней, располагающихся на направляющих и, по меньшей мере, одного дополнительного соединительного элемента, обеспечивающего соединение упомянутых арматурных петлеобразных выпусков и арматурных стержней каждого узла сопряжения в отдельности. Трехслойные панели содержат несущий, промежуточный и внешний слои, при этом промежуточный слой содержит, по меньшей мере, один теплоизоляционный материал. В качестве дополнительного соединительного элемента используют вязальную проволоку. Внутренняя железобетонная плита перекрытия содержит арматурную сетку. Пустоты, образующиеся при соединении конструктивных элементов системы, забетонированы. Поверхности плит, армированных арматурной сеткой, забетонированы. Арматурные стержни имеют прямую и «Г»-образную форму. В формировании объемного арматурного каркаса принимают участие соединительные элементы «С»-образной формы. Как видно реализацией полезной модели достигается расширение возможностей использования системы узлов в достаточно широком спектре строительных задач, что объясняется наличием в упомянутых системах элементов, которые могут использоваться только в конкретном случае для возведения достаточно ограниченного круга зданий, сооружений. Также достигается повышение сейсмоустойчивых свойств системы домостроения, что приводит к повышению характеристик сейсмоустойчивости зданий и сооружений, возводимых с использованием данной полезной модели. Упрощение конструкции системы, снижение ее материалоемкости, и, как следствие сокращение времени, отведенного на ее возведение, также являются достигаемыми при осуществлении данной полезной модели техническими результатами. Существенно повышается и долговечность зданий и сооружений, возведенных с использованием данной полезной модели. 8 з.п. ф-лы, 12 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.

Известна система узлов сопряжения строительных конструкций (RU 80487, Е04Н 1/00, 10.02.2009 г.), один из которых является узлом сопряжения корытообразных ребристых плит перекрытия с сборно-монолитным ригелем в системе сборного каркасного домостроения, в котором дополнительные арматурные стержни, расположенные в монолитной части сборно-монолитного ригеля, выпуски арматуры в опорных консолях корытообразных ребристых плит перекрытий, а также выпуски арматуры на верхней поверхности сборно-монолитных ригелей совместно обетонированы. Система также включает узел стыка железобетонных колонн в системе сборного каркасного домостроения, в котором колонны прямоугольного или квадратного сечения из бетона класса В 15В 30 стыкуются при помощи резьбового соединения продольной арматуры на муфтах, а стык обетонирован, при этом продольное армирование выполнено стержнями диаметром 16032 мм из высокопрочной арматуры класса AIIIAIV. Система также включает узел сопряжения сборно-монолитного ригеля со сборной железобетонной колонной и корытообразной ребристой плитой перекрытия в системе сборного каркасного домостроения, в котором общая высота сборно-монолитного ригеля соответствует высоте корытообразных ребристых плит перекрытия, а омоноличенный стык сборной железобетонной плиты перекрытия и сборно-монолитного ригеля имеет прямоугольное сечение, в котором сборно-монолитный ригель является его нижней частью, а верхней частью служат монолитный бетон и опорные консоли корытообразной ребристой плиты перекрытия, причем по верхней поверхности опорной части сборно-монолитного ригеля выполнены выпуски арматуры, а сборная железобетонная колонна сопряжена со сборно-монолитным ригелем с помощью консоли и участков оголенной арматуры на уровне перекрытий, которые усилены крестовыми арматурными связями.

Кроме того, из уровня техники известна система узлов сопряжения строительных конструкций (RU 2197578, Е01В 1/18, 27.01.2003 г., см. фиг.1), содержащая совокупность узлов и элементов, входящих в ее состав, используемых при возведении заданий и сооружений. Так система узлов содержит колонны, сборно-монолитный железобетонный каркас, плиты перекрытия, перегородки и самонесущие стены, клинья и пр.

Также из уровня техники известна система узлов сопряжения строительных конструкций (RU 81277, Е01В 1/61, 10.03.2009 г., см. фиг.1, ближайший аналог), содержащая совокупность узлов и элементов, входящих в ее состав, используемых при возведении заданий и сооружений. В состав узлов входят 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, консоли многопустотных плит перекрытия упрочнены арматурными каркасами, выполненными в виде сварных решеток, вертикально установленных в приторцевых участках многопустотной плиты, ригели снабжены закладными деталями, элементы для образования металлических связей многопустотных плит выполнены в виде закладных деталей, металлические связи имеют вид стержней или пластин, выполнены с возможностью соединения многопустотных плит посредством сварки.

Недостаток, присущий каждому из перечисленных выше технических решений, заключается в недостаточной универсальности системы узлов не приспособленной для ее использования в достаточно широком спектре строительных задач, что объясняется наличием в упомянутых системах элементов, которые могут использоваться только в конкретном случае для возведения достаточно ограниченного круга зданий, сооружений.

Недостаток систем также заключается в их недостаточно высокой способности сопротивляться сейсмическим нагрузкам и, как следствие, недостаточно высокой сейсмоустойчивости (способность выдерживать землетрясения с минимальными повреждениями) зданий и сооружений, возводимых согласно указанным выше технологиям.

Более того, перечисленные системы конструктивно усложнены и, как следствие, излишне материалоемки, что также является их существенным недостатком, т.к. с одной стороны приводит к удорожанию стоимости систем, другой - увеличению сроков ее возведения.

Использование сварочных операций в процессе возведения систем (ее составных частей) также является негативным технологическим моментом - т.к. приводит к увеличению сроков сборки и, что очень важно, снижению долговечности (зданий, сооружений), из-за преждевременной коррозии элементов и узлов, входящих в состав системы.

Задача, на решение которой направлено данное техническое решение, заключается в создании новой системы узлов сопряжения, позволяющей устранить указанные выше недостатки.

Технический результат заключается в расширении функционала решаемых задач с использованием данной системы узлов сопряжения, повышения универсальности системы, снижении ее материалоемкости, улучшении сейсмоустойчивости, повышении долговечности зданий и сооружений, построенных с использованием данной системы.

Упрощение конструкции системы, сокращение сроков ее возведения, также являются достигаемыми при осуществлении данной полезной модели техническими результатами.

Решение указанной выше задачи достигается следующим образом.

Система узлов сопряжения строительных конструкций, состоящая из связанных между собой узлов сопряжения, содержащих конструктивные элементы и элементы их соединения. По меньшей мере, один узел системы содержит наружную трехслойную железобетонную панель. По меньшей мере, один узел системы содержит пустотную железобетонную плиту перекрытия. По меньшей мере, один узел системы содержит несущую внутреннюю стену. Каждый узел системы содержит объемный арматурный каркас узла сопряжения, состоящий из, по меньшей мере, двух арматурных петлеобразных выпусков, образующих кольцеобразные («0»-образные) направляющие, по меньшей мере, двух арматурных стержней, располагающихся на направляющих и, по меньшей мере, одного дополнительного соединительного элемента, обеспечивающего соединение упомянутых арматурных петлеобразных выпусков и арматурных стержней каждого узла сопряжения в отдельности. Трехслойные панели содержат несущий, промежуточный и внешний слои, при этом промежуточный слой содержит, по меньшей мере, один теплоизоляционный материал. В качестве дополнительного соединительного элемента используют вязальную проволоку. Внутренняя железобетонная плита перекрытия содержит арматурную сетку. Пустоты, образующиеся при соединении конструктивных элементов системы, забетонированы. Поверхности плит, армированных арматурной сеткой, забетонированы. Арматурные стержни имеют прямую и «Г»-образную форму. В формировании объемного арматурного каркаса принимают участие соединительные элементы «С»-образной формы.

Использование в системе узлов домостроения таких конструктивных элементов как наружные трехслойные железобетонные панели, несущие поперечные и продольные внутренние стены, а также предварительно напряженные пустотные плиты перекрытий позволяет придать системе домостроения необходимую универсальность для решения наиболее часто встречающихся задач в области строительства, без потери в качестве и с улучшением сейсмических свойств (способности системы противостоять сейсмическим нагрузкам).

Этому также способствует оснащение систем элементами соединения, представляющими собой специальным образом подобранные и используемые следующие элементы конструкций: арматурные петлеобразные выпуски, арматурные прямые выпуски, арматурные стержни и дополнительные соединительные элементы.

Выполнение наружных панелей многослойными позволяет, в частности, снизить материалоемкость узла сопряжения и возводимых с его использованием зданий, сооружений. Выполнение плит перекрытий пустотными позволяет снизить материалоемкость системы домостроения в целом.

Особая схема соединения конструктивных элементов системы, заключающаяся в их соединении между собой с использованием объемного арматурного каркаса. Конструкция каркаса, состоящего из прямых и петлеобразных арматурных выпусков, выходящих из конструктивных элементов системы с образованием направляющих и использование при его создании арматурных стержней, размещенных на направляющих, соединенных между собой и выпусками дополнительными соединительными элементами, в частности, вязальной проволокой, позволяет существенным образом упростить систему узлов домостроения, сократить сроки возведения заданий и сооружений с ее использованием и снизить материалоемкость до новых уровней рентабельности.

Особая конструкция и взаимосвязь всех элементов соединения, а также ориентированность при расчете конструкции системы домостроения 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 системы, как и взятых по отдельности ее элементов и составляющих.

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 узлов и элементов системы, снижение материалоемкости, снижение затрат на сборку узлов и элементов системы, повышение долговечности зданий и сооружений, возведенных с использованием системы домостроения счет отказа от использования сварки в процессе сборки узлов и элементов системы (первейших и наиболее опасных очагов коррозии в строительных конструкциях).

Возможность выбора количества направляющих и иных элементов соединения системы исходя из условий эксплуатации заданий, сооружений, возведенных с использованием настоящей системы, еще на стадии их проектирования, позволяет с успехом использовать данную систему домостроения в сейсмоопасных зонах.

Дополнительное армирование железобетонных плит перекрытий арматурной сеткой позволяет повысить прочностные характеристики системы в целом.

Возможность бетонирования армированных плит, а также пустот, образующихся при соединении конструктивных элементов системы, в том числе, с образованием монолитной шпонки, также направлено на повышение прочностных характеристик системы.

Система предусматривает возможность использования арматурных стержней различной формы, в том числе прямой и «Г»-образной, что направлено на придание системе повышенных прочностных характеристик.

Возможность формирования объемного арматурного каркаса соединительными элементами «С»-образной формы также направлено на придание системе повышенных прочностных характеристик.

Ниже приводится описание графических материалов, никоим образом не ограничивающее все возможные варианты осуществления полезной модели.

На фиг.1 - пример системы узлов домостроения использованный для проектирования этажа здания.

На фиг.2-12 - примеры узлов системы домостроения, вошедших в состав примера, приведенного на фиг.1.

Ниже приводится пример осуществления полезной модели, никоим образом не ограничивающий все возможные варианты ее реализации.

Изначально конструктивные элементы системы, входящие в состав узлов системы домостроения, изготавливают в заводских условиях.

При наличии необходимости, конструктивные элементы изготавливают с выемками (пазами), предназначенными для размещения в них элементов соединения, например, хомутообразных арматурных выпусков, непосредственно в процессе соединения панелей и плит.

Например, в систему узлов домостроения включены узлы, содержащие необходимый и достаточный набор трехслойных наружных железобетонных панелей, несущих поперечных и продольных внутренних стен, а также и предварительно напряженных пустотных плит перекрытий. Трехслойные панели содержат несущий, промежуточный и наружный (фасадный) слои.

Перечисленные элементы в заводских условиях оснащают, например, арматурными петлеобразными выпусками, арматурными прямыми выпусками, в количестве, достаточном для соединения элементов системы и возможности их успешному сопротивлению прогрессирующему обрушению.

После этого элементы системы узлов домостроения доставляют к месту возведения зданий, сооружений, чему предшествует процедура сборки узлов сопряжения строительных конструкций.

После этого все элементы системы, участвующие в ее образовании, собираются в последовательности, предусмотренной технологической документацией.

В каждом конкретном случае для каждого конкретного стыка и узла сопряжения строительных конструкций количество направляющих соответствует числу направляющих, препятствующих прогрессирующему обрушению системы.

Согласно данному примеру, количество выпусков, в том числе, используемых для формирования направляющих, устанавливают исходя из соотношения: 1 (один) прямой арматурный выпуск 1 (один) петлеобразный арматурный выпуск, 1 (один) хомутообразный выпуск на 1 м узла сопряжения. Возможны и иные соотношения.

Так, например, одна часть наружных трехслойных панелей (посредством несущих слоев и выходящих из них арматурных петлеобразных выпусков) стыкуется с железобетонным плитами посредством прямых арматурных выпусков и арматурных петлеобразных выпусков, выходящих из последних, с образованием соответствующих направляющих. Эти направляющие используются в дальнейшем для размещения на них арматурных стрежней различной конфигурации. После этого выпуски и арматурные стержни скрепляются вязальной проволокой с образованием объемного арматурного каркаса. В данном случае образуется один из элементов сопряжения строительных конструкций.

А другая часть элементов наружных трехслойных панелей (посредством несущих слоев и выходящих из них арматурных петлеобразных выпусков), стыкуется с пустотными железобетонными плитами посредством арматурных хомутообразных выпусков, часть которых размещается в соответствующих выемках (пазах) пустотных плит непосредственно при стыковке упомянутых элементов конструкции. После этого выпуски и арматурные стержни также скрепляются вязальной проволокой с образованием объемного арматурного каркаса данного узла сопряжения строительных конструкций.

В данном случае элементы объемного арматурного каркаса усиливаются «Г»-образными арматурными стержнями и «С»-образными соединительными элементами, соединяющими арматурные стержни объемного арматурного каркаса.

В свою очередь «Г»-образные арматурные стержни с одной стороны крепятся к объемному арматурному каркасу, с другой - размещаются в выемках (пазах) пустотной плиты перекрытия и в последующем закрепляются в них. Все это осуществляется с целью улучшения прочностных характеристик данного узла сопряжения и системы домостроения в целом.

Стыковка и образование узлов сопряжения в рамках описываемой системы домостроения с использованием наружных трехслойных панелей, а также несущих поперечных и продольных внутренних стен, осуществляется с использованием арматурных выпусков, арматурных стержней и дополнительных соединительных элементов аналогично раскрытому выше примеру.

В данном случае также образуются направляющие, которые используются в дальнейшем для размещения на них арматурных стрежней различной конфигурации. После этого выпуски и арматурные стержни скрепляются вязальной проволокой с образованием объемного арматурного каркаса данного узла сопряжения строительных конструкций.

После завершения всех стыковочных работ пустоты стыков, бетонируются. Бетонированию, подвергается плита перекрытия, армированная арматурной сеткой.

Как видно реализацией полезной модели достигается расширение возможностей использования системы узлов в достаточно широком спектре строительных задач, что объясняется наличием в упомянутых системах элементов, которые могут использоваться только в конкретном случае для возведения достаточно ограниченного круга зданий, сооружений.

Также достигается повышение сейсмоустойчивых свойств системы домостроения, что приводит к повышению характеристик сейсмоустойчивости зданий и сооружений, возводимых с использованием данной полезной модели.

Упрощение конструкции системы, снижение ее материалоемкости, и, как следствие сокращение времени, отведенного на ее возведение, также являются достигаемыми при осуществлении данной полезной модели техническими результатами. Существенно повышается и долговечность зданий и сооружений, возведенных с использованием данной полезной модели.

1. Система узлов сопряжения строительных конструкций, состоящая из связанных между собой узлов сопряжения, содержащих конструктивные элементы и элементы их соединения, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один узел системы содержит наружную трехслойную железобетонную панель, по меньшей мере, один узел системы содержит пустотную железобетонную плиту перекрытия, по меньшей мере, один узел системы содержит несущую внутреннюю стену, при этом каждый узел системы содержит объемный арматурный каркас узла сопряжения, состоящий из, по меньшей мере, двух арматурных петлеобразных выпусков, образующих кольцеобразные направляющие, по меньшей мере, двух арматурных стержней, располагающихся на направляющих и, по меньшей мере, одного дополнительного соединительного элемента, обеспечивающего соединение упомянутых арматурных петлеобразных выпусков и арматурных стержней каждого узла сопряжения в отдельности.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что трехслойные панели содержат несущий, промежуточный и внешний слои, при этом промежуточный слой содержит, по меньшей мере, один теплоизоляционный материал.

3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в качестве дополнительного соединительного элемента используют вязальную проволоку.

4. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что внутренняя железобетонная плита перекрытия содержит арматурную сетку.

5. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что пустоты, образующиеся при соединении конструктивных элементов системы, забетонированы.

6. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что поверхности плит, армированных арматурной сеткой, забетонированы.

7. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что арматурные стержни имеют прямую и Г-образную форму.

8. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в формировании объемного арматурного каркаса принимают участие соединительные элементы С-образной формы.