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 наружные железобетонные панели, внутреннюю железобетонную плиту перекрытия и элементы их соединения. Наружные панели выполнены многослойными, каждая из которых содержит несущий, промежуточный и внешний слои. Плита перекрытия выполнена пустотной. Элементы соединения, состоят из арматурных петлеобразных выпусков, прямых арматурных выпусков, арматурных стержней и дополнительного соединительного элемента. Арматурные петлеобразные выпуски выходят из несущих слоев панелей с образованием при их пересечении, по меньшей мере, двух кольцеобразных («0» -образных) направляющих. Прямые арматурные выпуски выходят из плиты перекрытия и участвуют в формировании направляющих стыка. Арматурные стержни распложены вдоль стыка несущих слоев панелей на направляющих стыка. Все выпуски и арматурные стержни соединены между собой дополнительным соединительным элементом, образуя тем самым объемный арматурный каркас узла сопряжения. Пустоты стыка строительных конструкций и поверхность плиты забетонированы. Промежуточный слой может содержать, по меньшей мере, один теплоизоляционный материал, при этом количество направляющих стыка, в том числе, «0» -образных, соответствует числу направляющих, препятствующих прогрессирующему обрушению. Внутренняя железобетонная плита перекрытия может содержать арматурную сетку. В качестве дополнительного соединительного элемента возможно использование вязальной проволоки. 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. 4 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 2 363 819, Е04В 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 81 227, Е04В 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 74 935, Е04В 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 наружные железобетонные панели, внутреннюю железобетонную плиту перекрытия и элементы их соединения. Наружные панели выполнены многослойными, каждая из которых содержит несущий, промежуточный и внешний слои. Плита перекрытия выполнена пустотной. Элементы соединения, состоят из арматурных петлеобразных выпусков, прямых арматурных выпусков, арматурных стержней и дополнительного соединительного элемента. Арматурные петлеобразные выпуски выходят из несущих слоев панелей с образованием при их пересечении, по меньшей мере, двух кольцеобразных («0» -образных) направляющих. Прямые арматурные выпуски выходят из плиты перекрытия и участвуют в формировании направляющих стыка. Арматурные стержни распложены вдоль стыка несущих слоев панелей на направляющих стыка. Все выпуски и арматурные стержни соединены между собой дополнительным соединительным элементом, образуя тем самым объемный арматурный каркас узла сопряжения. Пустоты стыка строительных конструкций и поверхность плиты забетонированы. Промежуточный слой может содержать, по меньшей мере, один теплоизоляционный материал, при этом количество направляющих стыка, в том числе, «0» -образных, соответствует числу направляющих, препятствующих прогрессирующему обрушению. Внутренняя железобетонная плита перекрытия может содержать арматурную сетку. В качестве дополнительного соединительного элемента возможно использование вязальной проволоки.
Выполнение наружных панелей многослойными позволяет, в частности, снизить материалоемкость узла сопряжения и возводимых с его использованием зданий, сооружений. Выполнение плиты пустотной позволяет, в частности, снизить материалоемкость узла в целом.
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 арматурной сетки в конструкции плиты перекрытия способствует, в частности, повышению прочностных характеристик узла сопряжения, повышению его сейсмоустойчивости.
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.
1 - внутренний несущий слой наружной железобетонной панели,
2 - наружный слой наружной железобетонной панели,
3 - промежуточный (теплоизоляционный) слой железобетонной панели,
4 - пустотная преднапряженная железобетонная плита перекрытия,
5 - арматурные петлеобразные выпуски из несущих слоев 2-х стеновых панелей,
6 - объемный арматурный каркас,
7 - прямой арматурный выпуск,
8 - арматурная сетка,
9 - бетон.
Ниже приводится пример осуществления полезной модели, никоим образом не ограничивающий все возможные варианты ее реализации.
Наружные железобетонные панели и внутреннюю железобетонную плиту (4) изготавливают на заводе-изготовителе. Оснащение несущих слоев панелей арматурными выпусками (5) осуществляется в заводских условиях. Панели изготавливают многослойными с наличием слоев: несущего (1), промежуточного (теплоизоляционного) (3) и наружного (фасадного) (2).
При изготовлении панелей и плит количество арматурных выпусков, 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 выпусков, в том числе, используемых для формирования «0» -образных направляющих, устанавливают исходя из соотношения:
1 (один) прямой арматурный выпуск и 1 (одна) «0» -образная направляющая 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: панели устанавливают торцевыми поверхностями друг напротив друга с образованием между их несущими слоями (1), по меньшей мере, двух «0» -образных направляющих из арматурных выпусков (5) панелей.
В формировании направляющих всего стыка принимают участие прямые арматурные выпуски (7) железобетонной плиты перекрытия (4), которая устанавливается перпендикулярно по отношению к месту стыка панелей (1) образуя с панелями «Т» -образный узел сопряжения строительных конструкций.
Прямые арматурные выпуски (7) размещают в соответствующих им выемках в плите (4) непосредственно в процессе соединения панелей и плиты (4). При этом одним концом выпуски (7) размещаются в выемках плит (4), а другим - в пространстве, образованном между стыком несущих слоев (1) панелей - для последующего участия в формировании объемного арматурного каркаса узла сопряжения. Это позволяет более точно формировать систему направляющих для образования в последующем объемного арматурного каркаса узла сопряжения, т.к. прямые арматурные выпуски (7) устанавливаются в соответствии с конкретным расположением каждой «0» -образной направляющей, сформировавшейся в конкретном месте стыка панелей и плиты (4).
Затем на уже образованные направляющие стыка, вдоль всего стыка несущих слоев (1) панелей и плиты (4) размещают арматурные стержни, например, внутри направляющих. После чего все арматурные выпуски (5) и (7) и арматурные стержни соединяют дополнительным соединительным элементом, например, вязальной проволокой, образуя тем самым объемный арматурный каркас узла сопряжения.
Затем на плиту перекрытия укладывается арматурная сетка (8) и пустоты стыка узла сопряжения, как и плита (4), заливаются бетоном (9) для дополнительного скрепления всех элементов, входящих в его состав, что приводит к повышению прочностных характеристик 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 наружные железобетонные панели, внутреннюю железобетонную плиту перекрытия и элементы их соединения, отличающийся тем, что наружные панели выполнены многослойными, каждая из которых содержит несущий, промежуточный и внешний слои, плита перекрытия выполнена пустотной, элементы соединения состоят из арматурных петлеобразных выпусков, прямых арматурных выпусков, арматурных стержней и дополнительного соединительного элемента, при этом арматурные петлеобразные выпуски выходят из несущих слоев панелей с образованием при их пересечении, по меньшей мере, двух кольцеобразных направляющих, прямые арматурные выпуски выходят из плиты перекрытия и участвуют в формировании направляющих стыка, арматурные стержни распложены вдоль стыка несущих слоев панелей на направляющих стыка, при этом все выпуски и арматурные стержни соединены между собой дополнительным соединительным элементом, образуя тем самым объемный арматурный каркас узла сопряжения, при этом пустоты стыка строительных конструкций и поверхность плиты забетонированы.
2. Узел по п.1, отличающийся тем, что промежуточный слой содержит, по меньшей мере, один теплоизоляционный материал.
3. Узел по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что количество направляющих стыка, в том числе кольцеобразных, соответствует числу направляющих, препятствующих прогрессирующему обрушению.
4. Узел по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что внутренняя железобетонная плита перекрытия содержит арматурную сетку.
5. Узел по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве дополнительного соединительного элемента используют вязальную проволоку.
