Вузол з’єднання колон з надколонною плитою перекриття безригельного каркаса споруди

1. Вузол з'єднання колон з надколонною плитою перекриття безригельного каркаса споруди, C2 2 (19) 1 3 зору міцності і жорсткості каркаса, є вузол з'єднання двох основних елементів - надколонної плити перекриття і колон. Конструкції безригельних каркасів будівель і споруд широко описані в патентній інформації. Так, за авторським свідоцтвом СРСР № 1606629, МПК5 Е04В 5/43, дата подання заявки 1988.06.27, відоме безбалочне перекриття, в якому вузол з'єднання колон з надколонною плитою перекриття включає отвір в надколонній плиті, в якому розміщується колона. Вказаний отвір має обрамлення у вигляді сталевої обичайки. Після установки колони в отвір, вузол з'єднання замонолічують. Загальними ознаками аналога і рішення, що заявляється, є: вузол з'єднання колон з надколонною плитою перекриття безригельного каркаса споруди, що містить колони, надколонну плиту перекриття, яка обпирається на колони. При вказаній конструкції вузла з'єднання колон з надколонними плитами перекриття жорсткість каркаса і опірність продавлюючим навантаженням обмежені, оскільки обпирання надколонної плити перекриття на колону здійснюється лише через штучно створений в умовах будівельного майданчика сполучний вузол, локалізований в межах поперечного перерізу колони, геометрія і конструктивні особливості якого не дозволяють сприймати значні згинаючі моменти і осьові навантаження. Необхідність замонолічування вузла з'єднання колон з надколонними плитами перекриття збільшує трудомісткість монтажу і витрату бетону на будівельному майданчику. За авторським свідоцтвом СРСР № 1114749, МПК5 Е04В1/18, Е04В1/38, дата подачі заявки 1982.05.04, відомий безригельний каркас, що містить колони, плити перекриття і вузли з'єднання колон з плитами перекриття. Вузол з'єднання колони і плити перекриття містить колону, виконану по висоті з розривом бетону в рівні перекриття, і надколонну плиту перекриття, виконану з отвором з скошеними торцями в нижній її частині (для пропуску колони) і обичайкою, жорстко прикріпленою по периметру отвору до робочої арматури плити перекриття і забезпеченою додатковими стрижнями (а), розташованими в нижній зоні плити. Крім того, плита перекриття має стрижні (б), що з'єднують робочу арматуру плити з додатковими стрижнями (а) обичайки. Торці отвору плити перекриття виконані з скосом у верхній її частині з утворенням трикутної призми. Вузол забезпечений плоскими трапецієподібними елементами, що з'єднують робочу арматуру колони з верхньою частиною обичайки двох суміжних торців отвору плити перекриття. Вузол замонолічений бетоном. Монтаж вузла на будівельному майданчику проводять наступним чином. Після установки колони в монтажний отвір колони встановлюють Т-подібне пристосування, що виконане у вигляді труби з балкою, на кінцях якої є різьбові втулки під гвинти. Після цього плиту піднімають краном, розміщають на колоні і встановлюють на гвинти монтажних пристосувань. Перемі 92654 4 щаючи гвинти, встановлюють плиту перекриття в проектне положення. Далі приварюють трапецієподібні елементи до двох суміжних сторін обичайки і до робочої арматури колони в місці розриву бетону. Виконують бетонування порожнини вузла. Після замонолічування стику і досягнення необхідної міцності монтажне пристосування знімається. Загальними ознаками аналога і рішення, що заявляється, є: вузол з'єднання колон з надколонною плитою перекриття безригельного каркаса споруди, що містить колони, надколонну плиту перекриття, яка обпирається на колони. Як і в попередньому аналогу конструкція вузла з'єднання колон з надколонними плитами перекриття обмежує жорсткість каркаса і опірність продавлюючим навантаженням із вказаних вище причин, а необхідність замонолічування вузла збільшує трудомісткість монтажу і витрати бетону на будівельному майданчику. Як прототип вибрано вузол з'єднання колон з надколонною плитою перекриття безригельного залізобетонного каркаса будівлі за патентом Російської Федерації № 2247812, МПК7 Е04В 1/18, Е04В 5/43, дата подання заявки 2001.04.03, власник патенту ТОВ «Науково-проектне товариство «КУБ», м. Москва. Вузол з'єднання колон з надколонною плитою перекриття містить надколонні плити перекриття з отворами і збірні по висоті колони, що проходять крізь отвори в надколонних плитах перекриття. В колонах в місцях монтажу надколонних плит оголена подовжня арматура. Вузол з'єднання має наступні особливості: - надколонна плита забезпечена вмонтованою в її отвір обичайкою, яка прикріплена до робочої арматури колони; - в місцях перерізу колонами надколонної плити перекриття колони і надколонна плита перекриття виконані з оголеними арматурними елементами, які замонолічені бетоном; - в місцях стику колон з надколонною плитою оголена арматура верхньої колони виконана в вигляді петлевого випуску, а нижньої - в вигляді арматурних стержнів. Вузол з'єднання колон з надколонною плитою перекриття складається з колон, безпосередньо на які "надіта" і обпирається надколонна плита. Плита виконана плоскою, позбавлена ребер, капітелей і інших потовщень в зоні обпирання на колони. Колони виконані постійного перерізу по висоті, позбавлені яких-небудь капітелей або виступаючих за їх габарити хомутів в зоні обпирання надколонної плити перекриття. При об'єднанні надколонної плити з колоною і частин колони одна з одною їх стик замонолічують бетоном. Монтаж вузла здійснюється в наступному порядку. Спочатку виставляються в проектне положення колони. Потім на них монтують надколонні плити. При монтажі застосовують монтажні стійки. Стійки знімають тільки після того, як перекриття поверху змонтовано, замонолічене бетоном і бетон набрав не менше 70 % проектної міцності. Установку надколонної плити на колону проводять за допомогою монтажного кондуктора, який 5 заздалегідь встановлюють в отворі, що виконаний в колоні на рівні відмітки низу плити перекриття. Встановлена на проектну відмітку надколонна плита прикріплюється до колони за допомогою зварювання обичайки з робочою арматурою колони, використовуючи сталеві посередники. Якщо в рівні установки надколонної плити проводиться стикування верхньої і нижньої колон, то петлева арматура верхньої колони зварюється із стрижнями нижньої колони. Потім вузол стику замонолічують бетоном з ретельним ущільненням. Загальними ознаками прототипу і рішення, що заявляється, є: вузол з'єднання колон з надколонною плитою перекриття безригельного каркаса споруди, що містить колони, надколонну плиту перекриття, яка обпирається на колони. Конструкція вузла з'єднання колон з надколонними плитами перекриття за прототипом не дозволяє повною мірою реалізувати потенційні переваги будівельних систем безригельних каркасів із наступних причин: - при вказаній конструкції вузла з'єднання колон з надколонними плитами перекриття жорсткість каркаса і опірність продавлюючим навантаженням обмежені, оскільки обпирання надколонної плити перекриття на колону здійснюється тільки через штучно створений в умовах будівельного майданчика сполучний вузол, локалізований в межах поперечного перерізу колони, геометрія і конструктивні особливості якого не дозволяють сприймати значні згинаючі моменти і осьові навантаження; - необхідність замонолічування вузла з'єднання колон з надколонними плитами перекриття збільшує трудомісткість монтажу і витрати бетону на будівельному майданчику; крім того, замонолічування вказаного вузла, як найвідповідальнішого вузла каркаса, вимагає високої культури виробництва і строгого контролю, що обмежено в умовах будівельного майданчика; - можливість виконання монтажних робіт при мінусових температурах є проблематичною, оскільки необхідний нагрів бетону в процесі замонолічування вузлів з'єднання колон з надколонними плитами є технічною проблемою. В основу винаходу поставлена задача удосконалення вузла з'єднання колон з надколонною плитою перекриття безригельного каркаса споруди, в якому за рахунок конструктивних особливостей виконання забезпечується підвищення жорсткості і характеристик міцності каркаса, а також зниження трудомісткості монтажних робіт, при збереженні всіх переваг будівельних систем безригельних каркасів. Поставлена задача вирішується тим, що в вузлі з'єднання колон з надколонною плитою перекриття безригельного каркаса споруди, що містить колони, надколонну плиту перекриття, яка обпирається на колони, відповідно до винаходу, вузол з'єднання включає заставні деталі, що встановлені на периферійних ділянках поперечного перерізу колон і з'єднані з арматурою колон, і вертикальні стержні, що пропущені через отвори в надколонній плиті перекриття і з'єднані з заставними деталями колон. 92654 6 Вказані ознаки є істотними ознаками винаходу. Колони можуть бути виконані з прямокутним, або хрестоподібним, або тавровим, або кутовим поперечним перерізом. Заставні деталі технологічно виконувати у вигляді рівнобоких кутиків, встановлених на периферійних ділянках колони і втоплених своєю вершиною в тіло колони. Між надколонною плитою перекриття і торцями колон доцільно нанести шар будівельного розчину для усунення монтажних зазорів і забезпечення рівномірності передачі навантажень між елементами з'єднання. Істотні ознаки винаходу знаходяться в причинно-наслідковому зв'язку з технічним результатом, що досягається. Так, відмітні ознаки винаходу (вузол з'єднання включає заставні деталі, що встановлені на периферійних ділянках поперечного перерізу колон і з'єднані з арматурою колон, і вертикальні стержні, що пропущені через отвори в надколонній плиті перекриття і з'єднані з заставними деталями колон) спільно з істотними ознаками, загальними з прототипом, забезпечують підвищення жорсткості і характеристик міцності каркаса, а також зниження трудомісткості монтажних робіт, при збереженні всіх переваг будівельних систем безригельних каркасів. Пояснюється це наступним. Надколонна плита перекриття обпирається на поперечний переріз колони, який характеризується значним моментом інерції перерізу, значно підвищує опірність вузла з'єднання колони з надколонною плитою перекриття згинаючим моментам і продавлюючим зусиллям, що підвищує характеристики міцності і жорсткості каркаса. Виконання вузла з'єднання колони з надколонною плитою перекриття у вигляді заставних деталей, з'єднаних з арматурою колони і встановлених на периферійних ділянках поперечного перерізу колон, а також вертикальних стержнів, пропущених через отвори в надколонній плиті перекриття і з'єднаних із заставними деталями колон, забезпечує надійне з'єднання колон і надколонної плити без замонолічування вузла з'єднання, що підвищує продуктивність монтажу і знижує витрату бетону в процесі монтажу. Застосування в каркасі в кутках будівель і в місцях перерізу подовжніх і поперечних стін фігурних в поперечному перерізі колон реалізує можливість обпирання плит перекриття на торці колон із збільшеною площею обпирання без застосування виступаючих консольних елементів, як на колонах, так і на плитах перекриття. Виготовлення елементів каркаса максимально переноситься в цехові умови, тим самим значно зменшуються ризики як природних, так і людських факторів на будівельному майданчику. Все, що зазначено вище, забезпечує можливості підвищення характеристик міцності і жорсткості каркаса, підвищення продуктивності монтажних робіт і зниження витрат матеріалів на будівельному майданчику. 7 Нижче приводиться докладний опис безригельного каркаса будівлі, споруди, що заявляється, з посиланнями на креслення, на яких показано: Фіг. 1 - Вузол з'єднання колон з надколонною плитою перекриття безригельного каркаса споруди, колони з прямокутним поперечним перерізом. Фіг. 2 - Вузол з'єднання колон з надколонною плитою перекриття безригельного каркаса споруди, колони з хрестоподібним поперечним перерізом. Фіг. 3 - Вузол з'єднання колон з надколонною плитою перекриття безригельного каркаса споруди, фігурна колона з тавровим поперечним перерізом. Фіг. 4 - Вузол з'єднання колон з надколонною плитою перекриття безригельного каркаса споруди, фігурна колона з кутовим поперечним перерізом. Фіг. 5 - Вузол з'єднання колон з надколонною плитою перекриття безригельного каркаса споруди, подовжній розріз вузла з колоною з прямокутним поперечним перерізом. Фіг. 6 - Вузол з'єднання колон з надколонною плитою перекриття безригельного каркаса споруди, переріз А-А на фіг. 5. Фіг. 7 - Вузол з'єднання колон з надколонною плитою перекриття безригельного каркаса споруди, подовжній розріз вузла з колоною з хрестоподібним поперечним перерізом. Фіг. 8 - Вузол з'єднання колон з надколонною плитою перекриття безригельного каркаса споруди, переріз Б-Б на фіг. 7. ріг. 9 - Вузол з'єднання колон з надколонною плитою перекриття безригельного каркаса споруди, подовжній розріз вузла з колоною з тавровим поперечним перерізом. Фіг. 10 - Вузол з'єднання колон з надколонною плитою перекриття безригельного каркаса споруди, переріз В-В на фіг. 9. Фіг. 11 - Вузол з'єднання колон з надколонною плитою перекриття безригельного каркаса споруди, подовжній розріз вузла з колоною з кутовим поперечним перерізом. Фіг. 12 - Вузол з'єднання колон з надколонною плитою перекриття безригельного каркаса споруди, переріз Г-Г на фіг. 11. Фіг. 13 - Вузол з'єднання колон з надколонною плитою перекриття безригельного каркаса споруди, вид Д на фіг. 5, 7, 9, 11. Фіг. 14 - Вузол з'єднання колон з надколонною плитою перекриття безригельного каркаса споруди, переріз Е-Е на фіг. 5, 7, 9, 11. Вузол з'єднання колон з надколонною плитою перекриття безригельного каркаса споруди містить надколонну плиту перекриття 1, колони, які можуть бути виконані з прямокутним 2, або хрестоподібним 3, або тавровим 4, або кутовим 5 поперечним перерізом. Надколонна плита перекриття 1 обпирається на колону 2, або на колону 3, або на колону 4, або на колону 5 з відповідним поперечним перерізом. Між надколонною плитою перекриття 1 92654 8 і торцями колон 2, 3, 4, 5 нанесені шари 6 будівельного розчину (фіг. 1-4). Як правило колони 5 з кутовим поперечним перерізом монтують в кутках споруди, колони З, 4 відповідно з хрестоподібним і тавровим поперечним перерізом монтують в місцях перерізу подовжніх і поперечних стін споруди. Як правило в каркасі споруди використовують розумне поєднання колон з різними поперечними перерізами. Вузол з'єднання також включає заставні деталі 7, що встановлені на периферійних ділянках 8 поперечного перерізу колон 2, 3, 4, 5 і з'єднані з арматурою 9 колон 2, 3, 4, 5, і вертикальні стержні 10, що пропущені через отвори 11 в надколонній плиті перекриття 1 і з'єднані з заставними деталями 7 колон 2, 3, 4, 5. Заставні деталі 7 виконані у вигляді рівнобоких кутиків 12, встановлених на периферійних ділянках 8 колон 2, 3, 4, 5 і втоплених своєю вершиною в тіло колон 2, 3, 4, 5 (фіг. 614). Всі вказані з'єднання заставних деталей 7 з арматурою 9 колон 2, 3, 4, 5, вертикальних стержнів 10 з заставними деталями 7 виконані у вигляді зварних з'єднань 13. Надколонна плита перекриття 1 виконана плоскою, без ребер, капітелей і інших потовщень в зоні обпирання на колони 2, 3, 4, 5. Колони 2, 3, 4, 5 виконані постійного перерізу по висоті, позбавлені будь-яких капітелей або виступаючих за їх габарити хомутів в зоні обпирання надколонної плити перекриття 1. Конструктивні особливості вузла з'єднання колон 2, 3, 4, 5 з надколонною плитою перекриття 1 показані на фіг. 5-12. На фіг. 13-14 показані відповідні види і перерізи вузла з'єднання. Монтаж вузла з'єднання колон 2, 3, 4, 5 з надколонною плитою перекриття 1 виконують наступним чином. Виставляють в проектне положення колони 2, 3, 4, 5. Потім на них монтують надколонні плити 1. При цьому у вузлі з'єднання між надколонною плитою перекриття 1 і торцями колон 2, 3, 4, 5 наносять шари 6 будівельного розчину для виключення монтажних зазорів і забезпечення рівномірності передачі навантажень між конструктивними елементами з'єднання. Через отвори 11 в надколонній плиті 1 пропускають вертикальні стержні 10, які приварюють зваренням 13 до заставних деталей 7, що встановлені на периферійних ділянках 8 поперечного перерізу колон 2, 3, 4, 5. Кількість зварювальних робіт мінімальна - зварювальні роботи виконують тільки для приварювання вертикальних стержнів 10 до заставних деталей 7. Замонолічування вузла з'єднання не вимагається, чим скорочуються витрати бетону в процесі монтажу. При монтажі плит перекриття 1 використовують тимчасові монтажні стійки (для спрощення рисунків не показані). Всі процедури по монтажу носять стандартний характер, спеціальної підготовки монтажників не вимагається. 9 92654 10 11 92654 12 13 92654 14 15 92654 16 17 92654 18 19 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 92654 Підписне 20 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601