Каркас будівлі

1. Каркас будівлі, що включає колони з кутовим і/або тавровим, і/або хрестоподібним поперечним перерізом, а також з'єднані з ними ригелі, який відрізняється тим, що ригелі установлені на колонах, жорстко з'єднані між собою кінцевими ділянками, а з колонами стиковими швами по всій площі поперечних пере C2 2 (11) 1 3 Загальними ознаками аналогу і рішення, що заявляється, є: каркас будівлі, що включає колони, а також з'єднані з ними ригелі. Велика кількість зварних стикових швів в каркасі значно підвищує трудомісткість монтажних робіт, збільшує терміни зведення каркаса, вимагає відповідної кваліфікації монтажників. Передача вертикальних навантажень між колонами через ригелі здійснюється за рахунок спільної роботи бетону і арматури ригелів, а також сталевих закладних деталей, доля яких з розрахункових умов міцності є значною, чим обумовлюються підвищені витрати металу в стиках каркаса. За рахунок різної жорсткості матеріалів відбувається нерівномірне навантаження бетону, закладних деталей і зварних швів, із-за чого цементно-піщаний розчин у вузлах з'єднання в передачі навантажень брати участь не може, що знижує монолітність і жорсткість стиків каркаса. Не зважаючи на те, що ригелі спираються на колони майже за всією площею їх перетинів із-за малих розмірів колон глибина закладення ригелів виходить незначною, що знижує монолітність і жорсткість стиків каркаса, а також не дозволяє використовувати ригелі найраціональніше і економічно по повній затисненій схемі. Прямокутна форма колон при достатній міцності не є ефективною по жорсткості і стійкості. Так, із побільшанням поверховості і прольотів будівлі, при неминучому збільшенні вертикальних і горизонтальних навантажень, окрім збільшення міцності колон потрібне значне збільшення їх жорсткості і стійкості. Збільшення поперечних перерізів і армування прямокутних колон є нераціональним рішенням, оскільки при цьому значно виростають витрати бетону і арматури. Наявність в колонах вертикальної безперервної арматури (що фактично проходить через ригелі) є обов'язковим критерієм як у розрахунково-конструктивному, так і технологічному відношенні. Для сприйняття горизонтальних навантажень навіть при збільшенні розмірів колон із-за недостатньої жорсткості стиків каркаса необхідно вводити вертикальні діафрагми жорсткості. Відомий також збірно-монолітний залізобетонний каркас житлової будівлі з рамними вузлами, що включає збірні панелі-рамки, що складаються з контурних ригелів і контурних стійок, і монолітні колони хрестоподібної, таврової і кутової форми в поперечному перерізі залежно від їх положення на плані будівлі. Жорсткість каркаса забезпечується анкерними петлями по вертикальним граням контурних стійок і вертикальною арматурою, що встановлена в петлях до замонолічування колон (Линович Е.Е. и Линович Л.Е. "Расчѐт и конструирование частей гражданских зданий", Киев, Будівельник, 1964, с. 432-433). Загальними ознаками аналогу і рішення, що заявляється, є: каркас будівлі, що включає колони з кутовим, і/або тавровим, і/або хрестоподібним поперечним перерізом, а також з'єднані з ними ригелі. У зазначеному каркасі необхідність застосування точної опалубки для виготовлення монолітних колон хрестоподібної, таврової і кутової фор 93439 4 ми в поперечному перерізі, складність виготовлення і монтажу панелей-рамок підвищують трудомісткість монтажних робіт, збільшують терміни зведення каркасу. Як прототип вибрано каркас будівлі, що відомий за патентом України на корисну модель №18801, МПК Е04В 1/20, дата подання заявки 05.06.2006. Каркас будинку містить колони з кутовим, тавровим і хрестоподібним поперечним перерізом. Колони виконані з арматурними випусками і закладними деталями. У вузлах сполучення колони виконані з вирізами, в які виведені арматурні випуски і в яких установлені своїми приторцевими частинами зв'язувальні ригелі з закладними деталями і несучі ригелі з полицями, закладними деталями і отворами, через які пропущені арматурні випуски колон. На верхніх торцях колон виконані опорні площадки і закріплені направляючі стрижні, а на нижніх торцях колон виконані направляючі конуси. Закладні деталі зв'язувальних ригелів з'єднані з закладними деталями колон зварюванням, а закладні деталі несучих ригелів і закладні деталі колон з'єднані між собою привареними до них кутиками. У результаті сполучення колон, таким чином, забезпечується: по-перше, центральними опорними площадками колон за допомогою направляючих стрижнів та направляючих конусів на їх торцях, по-друге, середніми ділянками через стикові шви, у третє, на краях через бетон замонолічування і кінцеві ділянки ригелів. Каркас зводять таким чином. Монтують нижні колони. Отвори ригелів розташовують над арматурними випусками і в процесі опускання зазначених ригелів до контакту з приторцевими частинами колон пропускають арматурні випуски крізь отвори ригелів. Після установки ригелів до закладних деталей колон і закладних деталей несучих ригелів приварюють кутики, а закладні деталі колон і закладні деталі зв'язувальних ригелів зварюють. При зведенні каркаса наступного поверху на нижні колони установлюють верхні колони, для чого їх піднімають над нижніми колонами і опускають так, щоб направляючі стрижні нижніх колон ввійшли в направляючі конуси верхніх колон. Установлювані колони фіксують в проектному положенні, потім зварюють арматурні випуски нижніх колон з арматурними випусками верхніх колон і замонолічують вузол з'єднання розчином бетону. На верхніх торцях колон установлюють ригелі, як зазначено вище. Операції повторюють в процесі монтажу наступних поверхів до повного зведення каркасу. Загальними ознаками прототипу і рішення, що заявляється, є: каркас будівлі, що включає колони з кутовим, і/або тавровим, і/або хрестоподібним поперечним перерізом, а також з'єднані з ними ригелі. Вказаний каркас будівлі за рахунок розвинених перерізів колон характеризується підвищеними показниками міцності, просторової жорсткості і стійкості. Такий каркас здатний сприймати розрахункові горизонтальні (вітрові) навантаження без вертикальних діафрагм жорсткості. При великих розмірах колон їх товщину можна зменшити до 5 габаритів внутрішніх перегородок, що підвищує архітектурні можливості внутрішнього планування. Однак, із-за наявності вузлів зварювання вертикальної арматури, попереднього її пропуску в отвори ригелів, центральної установки колон на опорні площадки по направляючим стрижням і конусам, необхідності замонолічування бетоном вузлів з'єднання зазначений каркас будівлі характеризується підвищеною системою допусків, складністю виготовлення окремих елементів, високою трудомісткістю монтажу, а також підвищеними витратами часу на його зведення. Замонолічування вертикальних вузлів з'єднання, як найвідповідальніших вузлів каркаса, вимагає високої культури виробництва і строгого контролю, що обмежено в умовах будівельного майданчика. Крім того, в указаному каркасі конструктивні особливості колон хрестоподібної, таврової і кутової форми в поперечному перерізі повною мірою не використовуються, колони працюють в недонавантаженому режимі, так як вертикальні навантаження в процесі експлуатації каркаса передаються з колони на колону переважно через центральні опорні площадки і примикаючі ділянки колон з еквівалентною жорсткістю стикових швів з недовантаженням опорних зон ригелів і вертикальної арматури колон. Далі, у такій конструкції каркаса, ригелі характеризуються малою глибиною спирання на колони і недостатнім затисканням у бетоні замонолічування, що не дозволяє використовувати ригелі найефективніше, раціонально і економічно по повній затисненій схемі. Також ригелі практично неможливо використовувати додатково як безперервні зв'язуючі елементи (пояса) по всьому обсягу будівлі. В основу винаходу поставлена задача удосконалення каркаса будівлі, в якому за рахунок конструктивних особливостей виконання забезпечується зниження складності і трудомісткості монтажних робіт при збереженні характеристик міцності, жорсткості і стійкості каркаса. Поставлена задача вирішується тим, що в каркасі будівлі, який включає колони з кутовим, і/або тавровим, і/або хрестоподібним поперечним перерізом, а також з’єднані з ними ригелі, відповідно до винаходу, ригелі установлені на торцях колон, жорстко з'єднані між собою кінцевими ділянками, а з колонами - стиковими швами по всій площі поперечних перерізів колон, при цьому габаритні розміри поперечного перерізу колон вибрані з умови: ei