Безригельный железобетонный сборно-монолитный каркас многоэтажного здания

Техническое решение относится к области строительства железобетонных многоэтажных - высотой до 25 этажей - индустриальных сборно-монолитных безригельных каркасных зданий, в том числе в сейсмических районах. Технический результат заключается в объединении сборных железобетонных элементов в каркас, а именно пилонов между собой по высоте и дисков перекрытия с пилонами не через надпиленную панель перекрытия, а посредством контактно-петлевого узла, при этом достигаются: сокращение основных типов сборных железобетонных элементов образующих каркас (без надпиленных панелей перекрытия), упрощение монтажа панелей перекрытия на пилоны при одновременном повышении надежности и увеличении несущей способности узла объединяющего сборные железобетонные элементы в каркас, причем сохраняются возможности объемно-планировочных решений зданий, передача нагрузки от вышерасположенных пилонов на нижерасположенный происходит по всей горизонтальной поверхности пилона, без исключения участков, занимаемых в узле скрытыми балками надпиленной плиты, передача усилий в диске перекрытия в зоне над пилоном происходит не через участки скрытых балок надпиленной панели, а по всей поверхности соприкосновения панелей перекрытия с пилоном, с образованием жесткого рамного узла в сопряжениях дисков перекрытия с пилонами по всей поверхности соприкосновения панелей перекрытия с пилоном, также происходит снижение трудо- и материалозатрат на изготовление и монтаж сборных железобетонных элементов каркаса, в том числе за счет исключения наиболее сложного в изготовлении и монтаже элемента - надпиленной плиты перекрытия. Достигается это тем, что безригельный железобетонный сборно-монолитный каркас многоэтажного здания, образованный дисками перекрытий и вертикальными несущими элементами - пилонами, установленными с возможностью восприятия всего комплекса вертикальных и горизонтальных

нагрузок и расположенными в плане произвольно друг относительно друга в соответствии с несущей способностью и планировочной структурой здания, каждый из которых выполнен в виде плоской железобетонной стены поэтажной разрезки, прямоугольного в плане сечения, толщиной равной толщине межквартирной или межкомнатной перегородки, на нижних и верних горизонтальных гранях которых выполнены арматурные выпуски, для объединения пилонов между собой на всю высоту здания, с возможностью соединения в стадии монтажа на сварке, и по два центрирующих вертикально расположенных стыковых элемента, на нижней грани в виде бетонных усеченных конусов, а на верхней в виде замоноличенных при формовании пилона металлических отрезков труб, через которые на монтаже вертикальная нагрузка от верхнего пилона передается на нижний и обеспечивается соосность пилонов на всю высоту здания, причем диски перекрытий выполнены из однотипных железобетонных, предпочтительно плоских, подразделенных в зависимости от расположения в диске перекрытия относительно пилонов на межпилонные, опорно-рядовые и рядовые, панелей перекрытия различной, на величину кратную 300 мм, длины и/или ширины, имеющих по периметру на торцевых поверхностях петлевые арматурные выпуски различной несущей способности и трапециевидные впадины с шагом, соответствующим модулю 300 мм, а на двух противоположных торцах скосы и по два опорных участка-выступа, соединенных между собой в диск перекрытия замоноличенными бетоном швами между ними, шириной ограниченной торцами панелей перекрытия, в уровне дисков перекрытия, образованных арматурными петлевыми выпусками на торцах панелей перекрытий и рабочей арматурой швов, расположенной в межпетлевом пространстве, а объединение в каркас пилонов между собой по высоте и с дисками перекрытий осуществлено путем замоноличивания бетоном контактно-петлевого узла, расположенного в зазоре между верхними и нижними горизонтальными гранями пилонов в уровне дисков перекрытий и образованного стыковыми элементами на нижней и верхней горизонтальных гранях пилона, арматурными выпусками

на них, арматурными петлевыми выпусками на торцах примыкающих к узлу панелей перекрытия, трапециевидными впадинами на них и опорными участками-выступами на торцах этих панелей, для опирания панелей перекрытия на пилоны, при этом осуществлена передача вертикальных и горизонтальных нагрузок здания от вышерасположенного пилона на нижерасположенный по всей горизонтальной поверхности стыкуемых в узле пилонов и работа дисков перекрытия по неразрезной схеме с образованием жестких рамных узлов в сопряжениях пилонов с дисками перекрытий, причем возможность соединения в узле крайних арматурных выпусков на горизонтальных гранях пилонов в стадии монтажа на сварке дает возможность воспринимать узлом также и горизонтальные ветровые и сейсмические нагрузки, а возможность соединения в узле петлевых выпусков панелей перекрытия различной несущей способности за счет анкеровки, либо сварки, воспринимать узлом различные опорные моменты диска перекрытия. 1 н.п. ф-лы

Предлагаемое техническое решение относится к области строительства железобетонных многоэтажных - высотой до 25 этажей - индустриальных безригельных сборно-монолитных каркасных зданий, в том числе в сейсмических районах.

Наиболее близким из известных к предлагаемому техническому решению является конструкция безригельного сборно-монолитного каркаса, содержащая панель перекрытия и пилон, образованного вертикальными несущими элементами - пилонами, толщина которых равна толщине межквартирной перегородки, установленных с возможностью восприятия всего комплекса вертикальных и горизонтальных нагрузок и расположенных в плане со свободным шагом, кратным модулю 300 мм, по крайней мере, в одном из взаимноортогональных направлений, в соответствии с несущей способностью и планировочной структурой здания, и имеющими петлевые выпуски в торцах однотипными плоскими железобетонными панелями перекрытий, образующими диски перекрытия поэтажно объединяющими пилоны, при этом объединение дисков перекрытия с пилонами в каркас осуществляется через надпиленные панели, каждая из которых для размещения ее над пилоном имеет проемы трапециевидного в поперечном сечении профиля для непрерывного пропуска через них арматуры пилонов и скрытые балки для образования непрерывного армирования диска перекрытия через пилон (RU 28153 U1).

Технический результат предлагаемого решения заключается в создании безригельного железобетонного сборно-монолитного каркаса путем объединения сборных железобетонных элементов, а именно - пилонов между собой по высоте и дисков перекрытия с пилонами (не через надпиленную панель перекрытия, как в прототипе) посредством разработанного контактно-петлевого узла. При этом достигаются: сокращение основных типов сборных железобетонных элементов образующих каркас (без надпиленных панелей перекрытия), упрощение монтажа панелей перекрытия на пилоны при одновременном повышении надежности и увеличении несущей способности узла объединяющего сборные железобетонные элементы в каркас, причем:

- сохраняются возможности объемно-планировочных решений зданий;

- передача нагрузки от вышерасположенных пилонов на нижерасположенный происходит по всей горизонтальной поверхности пилона, без исключения участков, занимаемых в узле скрытыми балками надпиленной плиты;

- передача усилий в диске перекрытия в зоне над пилоном происходит не через участки скрытых балок надпиленной панели перекрытия, а по всей поверхности соприкосновения панелей перекрытия с пилоном;

- жесткий рамный узел сопряжения дисков перекрытия с пилонами образуется по всей поверхности соприкосновения панелей перекрытия с пилоном;

- также происходит снижение трудо- и материалозатрат на изготовление и монтаж сборных железобетонных элементов каркаса, в том числе за счет исключения наиболее сложного в изготовлении монтаже элемента - надпиленной плиты перекрытия.

Достигается это тем, что:

- Безригельный железобетонный сборно-монолитный каркас многоэтажного здания, образованный дисками перекрытий и вертикальными несущими элементами - пилонами, установленными с возможностью восприятия всего комплекса вертикальных и горизонтальных нагрузок и расположенными в плане произвольно друг относительно друга в соответствии с несущей способностью и планировочной структурой здания, каждый из которых выполнен в виде плоской железобетонной стены поэтажной разрезки, прямоугольного в плане сечения, толщиной равной толщине межквартирной или межкомнатной перегородки, на нижних и верхних горизонтальных гранях которых выполнены арматурные выпуски, для объединения пилонов между собой на всю высоту здания, с возможностью соединения в стадии монтажа на сварке, и по два центрирующих вертикально расположенных стыковых элемента, на нижней грани в виде бетонных усеченных конусов, а на верхней в виде замоноличенных при формовании пилона металлических отрезков труб, через которые на монтаже вертикальная нагрузка от верхнего пилона передается на нижний и обеспечивается соосность пилонов на всю высоту здания, причем диски перекрытий выполнены из однотипных железобетонных, предпочтительно плоских, подразделенных в зависимости от расположения в диске перекрытия относительно пилонов на рядовые, опорно-рядовые и межпилонные, панелей перекрытия различной, на величину кратную 300 мм, длины и/или ширины, имеющих по периметру на торцевых поверхностях петлевые арматурные выпуски различной несущей способности и трапециевидные впадины с шагом, соответствующим модулю 300 мм, а на двух противоположных торцах скосы и по два опорных участка-выступа, соединенных между собой в диск перекрытия замоноличенными бетоном швами между ними, шириной ограниченной торцами панелей перекрытия, в уровне дисков перекрытия, образованных арматурными петлевыми выпусками на торцах панелей перекрытий и рабочей арматурой швов, расположенной

в межпетлевом пространстве, а объединение в каркас пилонов между собой по высоте и с дисками перекрытий осуществлено путем за-моноличивания бетоном контактно-петлевого узла, расположенного в зазоре между верхними и нижними горизонтальными гранями пилонов в уровне дисков перекрытий и образованного стыковыми элементами на нижней и верхней горизонтальных гранях пилона, арматурными выпусками на них, арматурными петлевыми выпусками на торцах примыкающих к узлу панелей перекрытия, трапециевидными впадинами на них и опорными участками-выступами на торцах этих панелей, для опирания панелей перекрытия на пилоны, при этом осуществлена передача вертикальных и горизонтальных нагрузок здания от вышерасположенного пилона на нижерасположенный по всей горизонтальной поверхности стыкуемых в узле пилонов и работа дисков перекрытия по неразрезной схеме с образованием жестких рамных узлов в сопряжениях пилонов с дисками перекрытий, причем возможность соединения в узле крайних арматурных выпусков на горизонтальных гранях пилонов в стадии монтажа на сварке дает возможность воспринимать узлом также и горизонтальные ветровые и сейсмические нагрузки, а возможность соединения в узле петлевых выпусков панелей перекрытия различной несущей способности за счет анкеровки, либо сварки, воспринимать узлом различные опорные моменты диска перекрытия.

На чертежах схематично изображены:

- На фиг.1 - фрагмент плана этажа (схема расположения основных несущих конструкций) в безригельном железобетонном сборно-монолитном каркасе многоэтажного здания с произвольным друг относительно друга расположением основных несущих элементов - пилонов.

- На фиг.2 представлена панель перекрытия безригельного железобетонного сборно-монолитного многоэтажного каркаса;

- На фиг.3 представлен пилон безригельного железобетонного сборно-монолитного многоэтажного каркаса;

- На фиг.4 представлен контактно-петлевой узел.

- На фиг.5 - разрез по 1-1 на фиг.4

- На фиг.6 - разрез по 2-2 на фиг.4

- На фиг.7 - разрез по 3-3 на фиг.4

- На фиг.8 - объемный фрагмент каркаса

Каркас образован плоскими сборными железобетонными вертикальными несущими элементами - пилонами 1, толщина которых равна толщине межквартирной перегородки, расположенных произвольно друг относительно друга в плане в соответствии с несущей способностью пилонов, воспринимающих весь комплекс вертикальных и горизонтальных нагрузок, поэтажно объединенными сборно-монолитными дисками перекрытий из однотипных плоских железобетонных панелей, подразделяющихся в зависимости от расположения в диске перекрытия на рядовые 2, опорно-рядовые 2«о» и межпилонные 2«м». Пилоны 1 - плоские железобетонные простенки поэтажной разрезки, толщина которых равна толщине межквартирной перегородки, предпочтительно 200-300 мм, на нижней и верхней гранях которых выполнены по два опорных стыковых центрирующих элемента: нижние 6 в виде бетонных усеченных конусов и верхние 7 в виде вертикально расположенных, замоноличенных при формовании пилонов отрезков металлических труб, предпочтительно диаметром не менее половины толщины пилона, имеющих бетонную впадину в виде усеченного конуса, предназначенных для монтажа пилонов друг на друга, через которые на монтаже вертикальная нагрузка от верхнего пилона передается на нижний. Для объединения пилонов 1 между собой на всю высоту здания предназначены расположенные по всей поверхности на нижней и верхней гранях пилонов петлевые арматурные выпуски 8 и крайние арматурные выпуски 9; крайние арматурные выпуски свариваются между собой на монтаже. На верхней грани пилонов расположены также монтажные петли 10. Пилоны могут быть выполнены в виде армированной бетонной панели с проемом. Панели перекрытия 2, 2«о» и 2«м»

выполнены однотипными плоскими железобетонными (керамзитобетонными либо из тяжелого бетона, в том числе и с пенополистирольными вкладышами), различной, на величину кратную 300 мм, длины и/или ширины. На торцевых поверхностях панелей перекрытия по контуру расположены петлевые арматурные выпуски 11 с шагом 300 мм различной несущей способности в зависимости от усилий в различных местах диска перекрытия, а также трапециевидные впадины 12 для создания шпонок в швах сборно-монолитного диска перекрытия. Кроме того, на двух противоположных торцах панелей расположены по два опорных участка 13 для опирания панелей перекрытия на пилоны и по 4 (четыре) скоса 14 для сварки крайних выпусков пилонов между собой, бетонирования и контроля узла объединения панелей перекрытия и пилонов в каркас - контактно-петлевой узел. Как разновидность панелей перекрытия имеют место эркерные 3 и балконные 4 панели перекрытия.

Объединение панелей перекрытия между собой в диск осуществляется замоноличиванием швов 5 между панелями перекрытий шириной предпочтительно 190-220 мм, с расположенными в них петлевыми выпусками панелей перекрытия и рабочей арматурой швов, устанавливаемой по расчету на монтаже.

Объединение сборных железобетонных элементов в каркас, а именно пилонов между собой по высоте и дисков перекрытий с пилонами в каркас осуществляется посредством контактно-петлевого узла, в котором достигается максимальная простота монтажа панелей перекрытия 2«м» на пилоны 1 через опорные участки панелей 13, равномерность передачи вертикальной нагрузки с панелей перекрытия на пилон через шпоночно-петлевые участки панелей 11, 12, непрерывная передача вертикальной нагрузки от вышерасположенных пилонов на нижерасположенный по всей площади пилона через, имеющиеся по всей поверхности горизонтальных граней пилонов непрерывное петлевое армирование и образование жестких рамных узлов в сопряжениях пилонов с перекрытиями, по всей поверхности

соприкосновения панелей перекрытия с пилоном за счет шпоночно-петлевых торцов пилонов и панелей перекрытия 8, 9, 11.

Таким образом, в предполагаемых технических решениях, вместо традиционных для индустриальных сборных и сборно-монолитных каркасов колонн и диафрагм в ортогональных осях с постоянным шагом несущих конструкций в плане здания, в качестве вертикальных несущих элементов применены пилоны, произвольно друг относительно друга расположенные в плане здания, в толщину межквартирной перегородки, что позволило встроить их в планировочную структуру этажа, при этом объединение сборных железобетонных элементов в каркас осуществлено посредством контактно-петлевого узла обладающего повышенной надежностью и несущей способностью, в том числе и для применения в сейсмических районах.

При этом наружный контур, как правило, свободен от глухих участков, занимаемых вертикальными конструкциями, что позволит применить практически любые архитектурные и конструктивные варианты облегченных наружных стен, выполняя эти работы непосредственно с перекрытия.

Безригельный железобетонный сборно-монолитный каркас многоэтажного здания, образованный дисками перекрытий и вертикальными несущими элементами - пилонами, установленными с возможностью восприятия всего комплекса вертикальных и горизонтальных нагрузок и расположенными в плане произвольно друг относительно друга в соответствии с несущей способностью и планировочной структурой здания, каждый из которых выполнен в виде плоской железобетонной стены поэтажной разрезки прямоугольного в плане сечения, толщиной, равной толщине межквартирной или межкомнатной перегородки, на нижних и верхних горизонтальных гранях которых выполнены арматурные выпуски для объединения пилонов между собой на всю высоту здания и по два центрирующих вертикально расположенных стыковых элемента, на нижней грани в виде бетонных усеченных конусов, а на верхней в виде замоноличенных при формовании пилона металлических отрезков труб, причем диски перекрытий выполнены из однотипных железобетонных, предпочтительно плоских, подразделенных в зависимости от расположения в диске перекрытия относительно пилонов на межпилонные, опорно-рядовые и рядовые, панелей перекрытия различной, на величину, кратную 300 мм, длины и/или ширины, имеющих по периметру на торцевых поверхностях петлевые арматурные выпуски различной несущей способности и трапециевидные впадины с шагом, соответствующим модулю 300 мм, а на двух противоположных торцах - скосы и по два опорных участка-выступа, соединенных между собой в диск перекрытия замоноличенными бетоном швами шириной, ограниченной торцами панелей перекрытия, в уровне дисков перекрытия, образованных арматурными петлевыми выпусками на торцах панелей перекрытий и рабочей арматурой швов, расположенной в межпетлевом пространстве, а объединение в каркас пилонов между собой по высоте и с дисками перекрытий осуществлено путем замоноличивания бетоном контактно-петлевого узла, расположенного в зазоре между верхними и нижними горизонтальными гранями пилонов в уровне дисков перекрытий и образованного стыковыми элементами на нижней и верхней горизонтальных гранях пилона, арматурными выпусками на них, крайние из которых соединены между собой на сварке, арматурными петлевыми выпусками на торцах, примыкающих к узлу панелей перекрытия, трапециевидными впадинами на них и опорными участками-выступами на торцах этих панелей для опирания панелей перекрытия на пилоны, при этом осуществлена передача вертикальных и горизонтальных нагрузок здания от вышерасположенного пилона на нижерасположенный по всей горизонтальной поверхности стыкуемых в узле пилонов и работа дисков перекрытия по неразрезной схеме с образованием жестких рамных узлов в сопряжениях пилонов с дисками перекрытий.