Универсальный пространственный сборно-монолитный каркас с неразрезными перекрытиями

Полезная модель предназначена для строительства в районах с обычными или особыми условиями зданий различного назначения с несущей системой железобетонных конструкций, включающей полный или неполный каркас из одноэтажных безконсольных колонн, жестко связанных с ними сборно-монолитных неразрезных перекрытий и элементов обеспечения пространственной жесткости. Сущность полезной модели состоит в том, что образующие перекрытие сборные плиты оперты углами на торцы колонн или на полки ригелей, столики стеновых панелей и жестко закреплены на них при помощи пропущенных через вертикальные каналы болтов и приварки закладных деталей. Плиты снабжены открытыми прямоугольными пазами по контуру верхней грани и треугольными шпоночными пазами на боковых гранях. Размещение в пазах плит и ригелей верхней продольной надопорной арматуры, закрепление части продольных стержней путем приварки к закладным деталям или выпускам поперечной арматуры ригелей и заполнение всех пазов монолитным бетоном обеспечивает после затвердения образование пространственной рамной конструкции с неразрезным диском перекрытия. Для повышения пространственной неизменяемости и сейсмостойкости здания применяются железобетонные сборные плоские или рамные панели диафрагм жесткости, которые соединяются с колоннами, плитами перекрытий и стеновыми панелями путем приварки накладок или жестко-податливых демпферных элементов, а также специальные опорные элементы и детали для крепления стеновых панелей на фундаментах.

Полезная модель предназначена для строительства в районах с обычными или особыми условиями одноэтажных и многоэтажных зданий различного назначения с несущей системой железобетонных конструкций, включающей полный или неполный каркас из одноэтажных колонн, жестко связанных с ними сборно-монолитных неразрезных перекрытий и элементов обеспечения пространственной жесткости.

Известен каркас со сборно-монолитными неразрезными перекрытиями из плоских сборных железобетонных плит, опертых углами непосредственно на торцы одноэтажных колонн и жестко закрепленных на них при помощи болтов и сварки. Плиты соединены в неразрезное перекрытие путем свободной укладки верхней продольной рабочей арматуры в открытые прямоугольные пазы по контуру их верхней грани и затвердения монолитного бетона, уложенного в эти пазы, а также в треугольные пазы по боковым граням плит [1].

Недостатками этой системы являются:

- ограниченные возможности применения в районах с высокими ветровыми или сейсмическими нагрузками из-за отсутствия элементов, повышающих пространственную жесткость и динамическую устойчивость здания;

- сложность образования укрупненных сеток колонн и устройства деформационных швов при использовании только плоских, безригельных перекрытий.

Известен также сборно-замоноличенный балочный каркас Главсочиспецстроя для строительства зданий в сейсмических районах, который образуется путем сварки выпусков верхней и нижней арматуры ригелей с обнаженными участками продольной арматуры многоэтажных колонн и диафрагм жесткости, последующим замоноличиванием узлов соединения и устройством настила из свободно опертых плит перекрытий [2].

Основными недостатками этой системы рамных конструкций с жесткими узлами является использование сложных арматурных изделий в сборных элементах и значительный объем сварочных работ для их соединения на

монтаже, большая номенклатура изделий с нетиповыми размерами и высокая трудоемкость строительства.

Для устранения указанных недостатков, расширения области применения в зданиях с различной структурой и условиями строительства, снижения его трудоемкости предложена полезная модель универсального каркаса, включающая (фиг.1, 2, 3): одноэтажные колонны 1 прямоугольного сплошного сечения со стальными листами на торцах 2 и выпущенными болтами-шпильками 3; неразрезные сборно-монолитные перекрытия из плоских плит 4 с открытыми прямоугольными пазами 16 по верхней грани, снабженные в углах опорными закладными деталями 6 для опирания на торцы колонн 1 или на столики 9 несущих наружных стеновых панелей 8 (неполный каркас), а также на консоли ригелей 5 (в местах укрупнения сетки колонн или устройства деформационного шва); плоские сплошные и рамные железобетонные диафрагмы жесткости 15, соединенные путем сварки закладных деталей (фиг.5) с плитами перекрытий 4, колоннами 1, стеновыми панелями 8.

Неразрезность перекрытия обеспечивается установкой верхней горизонтальной рабочей арматуры (пролетной 11 и над опорной 12) и затвердением монолитного бетона 13, уложенного в открытые пазы 16 по контуру верхней грани плит так, что образуются связывающие их за счет сцепления сборного и монолитного бетонов перекрестные армированные пояса для восприятия изгибающих моментов. Часть верхней надопорной арматуры 14 может быть выполнена в виде отдельных обычных стержней, приваренных к закладным деталям 20, расположенных на приопорных участках открытых прямоугольных пазов 16 (см. фиг.3).

Для восприятия сдвигающих усилий и поперечных сил предусмотрено устройство по боковым вертикальным граням плит 4 треугольных открытых пазов 17 с установкой в них плоских каркасов 18 или арматурных спиралей 19 и образованием бетонных шпонок после замоноличивания (см. фиг.2).

При включении в состав перекрытия большепролетных ригелей 5 (для увеличения шага колонн) их совместная работа с неразрезным диском обеспечивается (фиг.4): предусмотренными на верхней грани выпусками поперечной арматуры 22 с закреплением на них горизонтальной надопорной арматуры 14 в виде отдельных стержней и сварных сеток 12.

При затвердении монолитного бетона 13, уложенного в открытые пазы вдоль верхних граней ригелей и опертых на них плит, обеспечивается за счет его сцепления со сборным железобетоном включение расположенной в пазах арматуры 14 и 12 на восприятие изгибающих моментов - в составе диска перекрытия образуются связанные с ним неразрезные балки со сжатой зоной на опорах из монолитного бетона в вертикальных пазах 23 на торцах ригелей.

Для повышения сейсмостойкости здания и восприятия горизонтальных динамических нагрузок применяются специальные сборные изделия в виде железобетонных плоских сплошных или рамных диафрагм жесткости 15, которые соединяются с колоннами 1, плитами перекрытий 4 и стеновыми панелями 8 путем приварки стальных накладок 24 или жестко-податливыми демпферными элементами 25 (фиг.5).

Применение демпферных элементов позволяет - за счет развития в них пластических деформаций, перераспределять и регулировать горизонтальную сейсмическую нагрузку.

Поэтому предусмотрена возможность использования демпферных элементов 26 для соединения неразрезных перекрытий с панелями наружных стен 8 (фиг.6).

Для исключения перемещений стеновых панелей 8 под воздействием вертикальной сейсмической нагрузки предусмотрено их подвижное в горизонтальном направлении опирание на элементы фундаментов 27 при помощи специальной коробчатой закладной детали 28 с закреплением при помощи криволинейного болта-фиксатора 30 (фиг.7).

В универсальном каркасе возможно также устройство антисейсмических швов в виде парных внутренних стен из плоских сплошных и рамных элементов диафрагм жесткости, а также их использование для повышения жесткости наружных стен из навесных или самонесущих панелей.

Использованная литература:

1. Морозенский В.Л. Пространственный сборно-монолитный каркас. Свидетельство на полезную модель №14773 по заявке №2000114377.

2. Жеребков А. Применение сборно-монолитных каркасных конструкций в Главсочиспецстрое. // На стройках России, 1986, №5, с.52.

1. Универсальный пространственный сборно-монолитный каркас, включающий плоские и ребристые неразрезные перекрытия из сборных плит, одноэтажные безконсольные колонны, диафрагмы жесткости и демпферные соединительные элементы, отличающийся тем, что сборные плиты перекрытия непосредственно оперты закладными деталями в углах на стальные листы по торцам одноэтажных колонн или консоли ригелей и столики стеновых панелей, закреплены на них при помощи пропущенных в вертикальные каналы болтов и сварных швов, сборные плиты и ригели, включенные в перекрытия, соединены друг с другом верхней продольной пролетной и надопорной арматурой, часть из которой закреплена на закладных деталях сборных плит или на выпусках поперечной арматуры ригелей, размещенной в слое монолитного бетона, уложенного на объекте в устроенные по верхней грани плит и ригелей открытые горизонтальные пазы прямоугольного сечения, а также монолитными ромбовидного сечения шпонками, образованными при заполнении монолитным бетоном горизонтальных пазов треугольного сечения на боковых гранях плит.

2. Каркас по п.1, отличающийся тем, что стержни верхней надопорной продольной арматуры приварены к закладным деталям сборных плит, расположенным на приопорных участках горизонтальных пазов, до их заполнения монолитным бетоном.

3. Каркас по п.1, отличающийся тем, что в опорных зонах сборных плит ромбовидные бетонные шпонки на их боковых гранях снабжены поперечной арматурой в виде сварных каркасов крестового сечения или навитой спирали из арматурной проволоки, а в опорных зонах неразрезных ригелей сжатая зона образована монолитным бетоном в вертикальных пазах на торцах балок.

4. Каркас по п.1, отличающийся тем, что для обеспечения сейсмостойкости в нем устанавливают плоские сплошные и рамные диафрагмы жесткости, соединенные путем приварки жестких или податливых накладных деталей с плитами перекрытий, колоннами и стеновыми панелями.

5. Каркас по п.1, отличающийся тем, что упруго-пластичное присоединение диафрагм жесткости и перекрытий к другим несущим конструкциям каркаса выполняется путем приварки демпферных элементов.

6. Каркас по п.1, отличающийся тем, что податливое опирание несущих стеновых панелей на элементы фундаментов выполняется при помощи специальных коробчатых закладных деталей и криволинейных болтов-фиксаторов.