Строительная система многоэтажных каркасно-панельных зданий с безригельным каркасом и этажными несущими стеновыми ограждениями
Строительная система многоэтажных каркасно-панельных зданий с безригельным каркасом и этажными несущими стеновыми ограждениями относится к строительной отрасли и может использоваться для строительства жилых и гражданских зданий этажностью от трех до шестнадцати этажей в районах с обычными геологическими условиями и сейсмичностью не более 6 баллов. Новизна каркасно-панельного здания заключается в том, что из состава каркаса здания исключен ригель и передача нагрузки от междуэтажного перекрытия на колонны каркаса осуществлена через стеновое ограждение, которое одновременно является элементами жесткости и устойчивости здания. Стеновое ограждение представлено в виде сборных железобетонных панелей из тяжелого бетона постоянного сплошного сечения толщиной 140-460 мм. Размер стеновых панелей по высоте принят равным высоте этажа здания, а их длина - по шагу колонн каркаса за минусом размера сечения колонны. Стеновые панели каждого этажа размещаются между вертикальными боковыми сторонами колонн каркаса и опираются на их консоли каждого этажа, которые располагаются в нижней части колонны. Стеновые панели наружных стен утепляются на стройплощадке после их монтажа. Колонны каркаса - сборные железобетонные из тяжелого бетона квадратного сечения 300 × 300 или 400 × 400 мм в зависимости от этажности здания, постоянного по высоте здания сечения одно или 2-х консолевые, без капителей. Междуэтажные перекрытия выполняются из сборных железобетонных многопустотных и ребристых (ребрами вверх) плит высотой 220 мм. Все плиты перекрытия опираются на несущие стеновые панели. Для обеспечения жесткости и устойчивости здания стеновые панели устанавливаются по продольным и поперечным стенам. Их размещение в плане здания определяется конструктивно-планировочными требованиями, по которым устанавливается тип здания (блок-секционный или коридорный), этажность, площадь здания, производится расстановка несущих и самонесущих стен и определение габаритов конструктивно-планировочных ячеек здания, внутри которых можно моневрировть расположение и перегородок между помещениями ячейки. Все стены здания рассматриваются как вертикальные стены-диафрагмы и жесткость здания резко возрастает по сравнению с каркасно-панельным зданием с ригельным каркасом. Это дало возможность получения конструктивно-планировочной ячейки в здании площадью до 250 м2, внутри которой располагается система разделительных перегородок. Это дает возможность получения многовариантной внутренней планировки в здании при одинаковом конструктивном расположении несущих конструктивов,
что имеет явное преимущество перед панельными зданиями. Технический результат полезной модели снижение расхода сборного железобетона на строительство одного квадратного метра площади здания для каркасно-панельного исполнения за счет ликвидации ригелей в перекрытии и замены самонесущих наружных стен (как ограждающих конструкций) из керамзитобетонных панелей толщиной 320 мм на несущие и самонесущие панели толщиной 140÷200 мм (соответственно). Для панельного здания снижение расхода сборного железобетона достигается за счет уменьшения количества внутренних несущих стен, и за счет уменьшения приведенной толщины плит перекрытий. Немаловажную роль имеет расширение зон изготовления сборных железобетонных изделий за счет мощностей заводов Стройиндустрии, которые применив стендовую технологию, изготавливают плоские железобетонные изделия (стеновые панели, плиты перекрытий и другие виды изделий).
Наименование полезной модели. Строительная система многоэтажных каркасно-панельных зданий с безригельными каркасами и этажными несущими стеновыми ограждениями.
Область техники, к которой относиться полезная модель.
Полезная модель относиться к строительной отрасли.
Уровень техники. Заявителям известны сведения об устройстве каркасно-панельных многоэтажных зданий гражданского и производственного назначения.
Аналогом предлагаемой полезной модели принят конструктив каркасного здания с безбалочным перекрытием, изложенный в книге «Железобетонные конструкции» под редакцией В.Н.Байкова. Москва. Стройиздат 1991 г. стр.323-326; 508.
Признаком аналога, совпадающим с признаком заявленной полезной модели, являются следующие параметры:
- каркасно-панельные здания могут быть многоэтажными жилищного гражданского и производственного назначения;
- отдельные виды каркасных зданий могут быть с безригельными (безбалочными) перекрытиями;
- безбалочные перекрытия могут частично состоять из сборных железобетонных элементов в том числе с применением многопустотных плит перекрытий;
- ограждающие конструкции стен зданий могут быть несущими с опиранием на собственный фундамент или самонесущий;
- общая жесткость и устойчивость каркасного здания в обеих направлениях обеспечивается по связевой схеме.
Отличительными особенностями заявленной полезной модели являются следующие решения:
-стеновое ограждение каждого этажа размещено между боковыми сторонами колонн каркаса и опирается на их консоли, расположенные в нижней зоне колонн;
- междуэтажные перекрытия непосредственно установлены на стеновое ограждение;
-стеновое ограждение совместно с колоннами является элементами жесткости и устойчивости здания;
Раскрытие полезной модели.
Раскрытие полезной модели приведено с использованием графического изображения конструктивной схемы здания, приведенной на фигурах 
Здания, в зависимости от их технологического назначения, могут быть жилыми и общественными, этажностью 3÷16 этажей, высотой этажа: 2,8; 3,0; 3,3; 3,6 м, блок-секционного, коридорного типа, с продольным или поперечным расположением несущим стеновым ограждением, шаг колонн: 3,3; 3,6; 4,2; 4,8; 6,0; 7,2 метра, с расстоянием между несущими стенами (пролет плит перекрытия) 3,0; 4,2; 5,1; 6,0; 7,2; 9,0 метра.
Несущие и ограждающие конструкции здания:
- колонны (поз.1) сборные железобетонные, постоянного по высоте сечения 300 × 300 или 400 × 400 мм в зависимости от этажности здания, одно- или двух консольные. Железобетонные либо металлические консоли располагаются в нижней зоне колонны на высоте 220 мм от верха плиты перекрытия. Первая нижняя колонна опирается на фундамент стаканного типа. Стык колонн на высоте на расстоянии 750 мм от верха плит перекрытия.
- стеновое ограждение (поз. 2; 3) сборные железобетонные панели толщиной 140÷200 мм сплошного сечения, из тяжелого бетона, с оконными или дверными проемами, либо без них («глухие»), высота панелей - на высоту этажа, ширина - в зависимости от шага колонн. Стеновые панели размещены между боковыми сторонами колонн каркаса по периметру наружных стен здания и по внутренним продольным и поперечным стенам и опираются на консоли колонн, расположенных в их нижней зоне.
Панели соединяются по вертикали с колоннами каркаса путем электросварки стальных закладных деталей (поз.7).
Количество соединений по высоте этажа - не менее трех. Первое соединение - в зоне опирания стеновой панели на консоль колонны, второе соединение - в уровне низа плит перекрытия в зоне их опирания на стеновую панель, третье соединение - в середине высоты стеновой панели.
Утепление наружных стеновых панелей производится после их монтажа на стройплощадке.
В конструктивном отношении сочетание стеновых панелей с колоннами создает по периметру всех стен здания жесткие вертикальные пластины -стены-диафрагмы, что обеспечивает значительную жесткость и устойчивость здания в обеих его направлениях.
- междуэтажные перекрытия - из сборных железобетонных многопустотных и ребристых (ребрами вверх) связевых плит высотой 220 мм - устанавливаются на стеновое ограждение.
Плиты по своему расположению в плане перекрытия и восприятию нагрузок разделяются на:
рядовые (поз.9) многопустотные;
связевые (поз.10) ребристые;
пристенные (поз.11) многопустотные.
Связевые плиты всегда устанавливаются напротив колонн каркаса, к которым не примыкают самонесущие стены, и служат для передачи и распределения горизонтальных сил в диске перекрытия.
Связевые и пристенные плиты соединяются электросваркой закладных деталей с колоннами.
Здание в готовом после монтажа виде представляет собой прямоугольную многоуровневую и многосекционную в плане призму с жесткими наружными и внутренними пластинами (стенами), соединенными горизонтальными пластинами дисками перекрытий.
Технический результат по предлагаемой полезной модели состоит их трех основных компонентов:
1-ый - снижения стоимости строительства путем уменьшения величины удельного расхода железобетона на возведение несущих и ограждающих конструкций одного квадратного метра площади здания;
- каркасно-панельного типа с ригельным каркасом на 12-15%;
- панельного жилого дома с конструктивно-планировочными ячейками 4,5×4,5 м и 3,0×4,5 м на 20-30%.
2-ой - обеспечения маневренности по размещению перегородок между помещениями в конструктивно-планировочной ячейки, свободная площадь которой может быть достигать 120÷250 м2.
3-ий - использования незагруженных мощностей заводов строительной индустрии для изготовления железобетонных изделий, необходимых при строительстве жилых домов и объектов соцкультбыта (общежитий, детских дошкольных и школьных учреждений, административных зданий и т.д.)
Осуществление полезной модели.
Предлагаемая полезная модель может осуществляться при проектировании и строительстве многоэтажных жилых и отдельных видов гражданских зданий каркасно-панельной конструкции при застройке территорий микрорайонов в городах с различными климатическими и гидрогеологическими условиями района строительства и сейсмичностью не более 6 баллов.
Тип здания, его этажность и конструктивно-планировочная схема определяется проектной организацией при разработке проектной документации.
Строительство здания ведется по общепринятой технологии его возведения путем монтажа сборных железобетонных элементов каждого этажа с последовательностью монтажа - колонны, стеновые панели, связевые и рядовые плиты перекрытия.
Работа здания в период эксплуатации находится в статически неизменяемом состоянии. Деформации здания в виде осадки и колебаний от ветра определяются при инженерном расчете и их величина не должна превышать допускаемых строительными нормами контрольных величин.
2. Краткое описание чертежей
Фигура 1.
На фигуре 1 представлен фрагмент плана конструктивной схемы каркаса здания с продольным расположением несущих стен, где:
поз.1 - колонны каркаса здания;
поз.2 - стеновые панели несущих стен;
поз.3 - стеновые панели самонесущих стен. Буква «а» означает шаг колонн каркаса, буква «l» означает пролет плит перекрытия.
Фигура 2.
На фигуре 2 представлен фрагмент фасадного вида несущей стены каркаса здания, где:
поз.1; 2 - дублирует обозначение на фигуре 1;
поз.4 - несущая консоль колонны каркаса здания;
поз.5 - междуэтажные перекрытия;
поз.6 - фундамент здания под стену;
поз.7 - точки крепления стеновой панели к колонне каркаса.
Фигура 3.
На фигуре 3 представлен фрагмент фасада самонесущей стены каркаса здания, где:
поз.1; 3 - дублируют обозначения на фигуре 1;
поз.6; 7 - дублирую обозначение на фигуре 2;
поз.8 - горизонтально расположенный стык самонесущих стеновых панелей в уровне междуэтажных перекрытий.
Фигура 4.
На фигуре 4 представлен фрагмент плана расположения плит перекрытия каркаса здания, где:
поз.1; 2; 3 - дублируют обозначения на фигуре 1;
поз.4 - дублируют обозначения на фигуре 2;
поз.9 - зона сборных железобетонных многопустотных рядовых плит перекрытий;
поз.10 - сборные железобетонные ребристые связевые плиты перекрытий,
поз.11 - сборные железобетонные многопустотные пристенные плиты перекрытия,
поз.12 - места крепления связевой плиты перекрытия в колонне.
Строительная система многоэтажных каркасно-панельных зданий с безригельным каркасом и этажным несущим стеновым ограждением, отличающаяся тем, что стеновое ограждение каждого этажа размещено между боковыми сторонами колонн и оперто на их консоли, расположенные в нижней зоне колонн, а междуэтажное перекрытие установлено на стеновое ограждение.
