Стикове з`єднання збірних залізобетонних колон та спосіб його виконання

1. Стикове з'єднання збірних залізобетонних колон, що має кінцеві ділянки колон, які стикуються, з поперечними торцевими сталевими листами, обладнаними жорстко зв'язаними з ними анкерними стержнями, розташованими біля торців колон паралельно стержням поздовжньої арматури, міжторцевий зазор, заповнений бетоном, і шпильки з нарізкою, прикріплені кріпильними і юстированими гайками до поперечних торцевих листів колон, які стикуються, в їх кутових нішах, утворених жорстко прикріпленими до торцевих листів на зварюванні сталевими кутиками і зачеканених бетоном, яке відрізняється тим, що в бетоні міжторцевого зазору розміщено посереднє армування у вигляді щонайменше однієї зварювальної арматурної сітки з утворенням монолітної залізобетонної вставки, поперечні торцеві листи з боку міжторцевого зазору обладнані жорстко прикріпленим до них по контуру дискретним облямуванням, анкерні стержні жорстко прикріплені до торцевих листів в конусних 2 (19) 1 3 87578 4 вихідного бункера, потім в приймальному і вихідбункерах, і, після набору бетоном потрібної міцноному бункерах упритул уздовж бокових граней сті, опалубку стику демонтують, а відсічені залишколон під впливом вібрації занурюють металеві ки бетону видаляють. листи-шибери, що відсікають бетонну суміш в обох Винахід відноситься до будівництва і може бути використаний у залізобетонних каркасах багатоповерхових будівель і споруд. Відоме стикове з'єднання колон з обірваною у стику поздовжньою робочою арматурою і плоскими торцями, обладнаними сталевими торцевими пластинами, арматурними стержнямикоротишами, розміщеними в каналах уздовж обірваної робочої арматури, і включає міжторцевий зазор, заповнений сталевими центруючими і периферійними укладками, а також високоміцним розчином [1]. Відоме стикове з'єднання забезпечує рівномірний розподіл контактних напружень в стику і відрізняється достатньо високою несучою здатністю. Однак воно складне і трудомістке в виробництві, металомістке, не має достатньої технологічної надійності. Відоме стикове з'єднання, що включає кінцеві ділянки колон з поперечними сталевими листами, прикріпленими на зварювані до обірваних у торців колон стержнями поздовжньої арматури і центруючу прокладку [2, с.89, Фіг.3.10]. Стик порівняно простий у виконанні. Недоліком стику є температурні зварювальні деформації і напруження, що виникають в елементах стику при кріпленні торцевих пластин до арматурного каркасу і знижують надійність стикового з'єднання. Найбільш близьким до запропонованого є стикове з'єднання колон [3], що включає сталеві листи на торцях колон, закріплені анкерними стержнями, розташованими внапуск паралельно обірваним кінцям робочої арматури, ніші у торців колон, а також шпильки з нарізкою, зафіксовані в отворах сталевих листів на торцях колон, що стикуються, по кінцям в нішах обох колон гайками, в зазорі між торцевими сталевими листами розміщена центруюча прокладка і юстировані гайки, а ніші зачеканені бетоном. Відомий стик має високу несучу здатність. Недоліком його є висока металомісткість, а також відносно невелика величина міжторцевого зазору, що викликає затруднення по розміщенню в ньому юстированих гайок і заповненню цементнопісковим розчином. Відомий спосіб виконання стикового з'єднання, що включає почергову установку на одній осі колон, що стикуються, виконаних з поперечними сталевими листами, прикріплення до них по контуру сталевого облямування і подальше заповнення розчином зазору між торцевими сталевими листами колон, що стикуються [4, Фіг.12, с.27...29]. Відомий спосіб порівняно простий у виконанні. Однак отриманий стик недостатньо надійний, він також не здатний сприймати виникаючі під навантаженням в стику, згинальні моменти. Найбільш близьким до запропонованого є спосіб виконання стику [3], що включає почергову установку на одній осі нижньої і верхньої колон, що стикуються, з плоскими торцями, фіксацію в проектному положенні верхньої колони з прикріпленням її до нижньої колони шпильками, кріпильними і юстированими гайками, а також з попереднім розміщенням в міжторцевому зазорі центруючої прокладки і розчину. Відомий спосіб забезпечує високий темп монтажу колон. Разом з тим, він достатньо трудомісткий і дозволяє отримати надійні і високомійні стики на гвинтових з'єднаннях, але при достатньо високій їхній металомісткості. Основною задачею, на рішення якої направлені запропоновані технічні рішення стикового з'єднання збірних залізобетонних колон і способу його виконання, є підвищення надійності стикових з'єднань колон, скорочення металомісткості стиків і трудозатрат на їх виконання. Рішення поставленої задачі досягається тим, що стикове з'єднання збірних залізобетонних колон, що включає кінцеві ділянки колон, що стикуються, з поперечними торцевими сталевими листами, обладнані жорстко зв'язаними з ними анкерними стержнями, розташованими у торців паралельно стержням робочої арматури, міжторцевий зазор, заповнений бетоном, і шпильки з нарізкою, прикріплені кріпильними і юстированими гайками до торцевих листів колон, що стикуються, в їх кутових нішах, утворених сталевими кутиками і зачеканених бетоном. В бетоні міжторцевого зазору стикового з'єднання розміщено посереднє армування у вигляді щонайменше однієї арматурної сітки з утворенням монолітної залізобетонної вставки, поперечні торцеві листи з боку міжторцевого зазору обладнані жорстко прикріпленим до них по контуру дискретним облямуванням. Анкерні стержні прикріплені до торцевих листів в конусних роззенкованих отворах з боку міжторцевого зазору на зварюванні і розміщені уздовж периметра поперечного перерізу колон в стулках зі стержнями їх поздовжньої арматури. В стиковому з'єднанні збірних колон дискретне облямування поперечних торцевих листів з боку міжторцевого зазору може бути виконано у вигляді сталевих призматичних або циліндричних стержнів, приварених до торцевих листів на частині довжини їх сторін. В стиковому з'єднанні збірних колон щонайменше один торцевий сталевий лист виконаний у вигляді суцільної пластини. В стиковому з'єднанні збірних колон поперечні сталеві листи на торцях колон, що стикуються, можуть бути виконані у вигляді дискретних закладних деталей, розміщених по кутам колон і жорстко з'єднаних між собою в площині кожного торця на зварюванні арматурними стержнями. Указаний технічний результат досягається тим, що спосіб виконання стикового з'єднання ко 5 87578 6 лон включає почергову установку на одній вертигайками в нижніх кутових нішах верхньої колони з кальній осі нижньої і верхньої колон, що стикуютьутворенням міжторцевого зазору, обладнаного ся, закріплення на торці нижньої колони направпосередньою арматурою; потім (11) на двох ополених вгору шпильок з юстированими гайками, зійних бокових гранях колон упритул на рівні міжобпирання верхньої колони на юстировані гайки, стикового зазору і кутових ніш закріплюють опалуустановку за допомогою цих гайок в проектне побкові щити, а на двох інших гранях колон під кутом ложення верхньої колони, фіксацію її положення до них закріплюють похилі щити, які утворюють кріпильними гайками в кутових нішах і зачеканку спільно з двома раніше установленими щитами бетоном всіх кутових ніш. При цьому верхню колоприймальний і вихідний бункери; після чого (12) в ну після розміщення над торцем нижньої колони приймальний бункер починають подачу з вібраціпосередньої арматури обпирають на юстировані єю бетонної суміші до повного заповнення міжторгайки з утворенням міжторцевого зазору, обладцевого зазору, всіх кутових ніш і вихідного бункенаного посереднім армуванням, а фіксацію верхра; потім (13) в приймальний і вихідний бункерах ньої колони кріпильними гайками в нижніх кутових упритул уздовж бокових граней колон під впливом нішах здійснюють безпосередньо після її установвібрації занурюють металеві листи-шибери, що ки в проектне положення юстированими гайками. відсікають бетонну суміш в обох бункерах; і (14) Потім на двох опозійних бокових гранях колон після набору бетоном потрібної міцності, опалубку упритул на рівні міжстикового зазору і кутових ніш стику демонтують, а відсічені залишки бетону визакріплюють опалубкові щити, а на двох інших даляють. гранях колон під кутом до них закріплюють похилі Все перелічені ознаки дозволяють забезпечищити, що утворюють спільно з двома раніше встати беззварювальний стик колон підвищеної надійновленими щитами приймальний і вихідний бункеності з високоточним розміщенням колон в проекри. Після цього в приймальний бункер починають тному положенні без застосування зварювання, подачу з вібрацією бетонної суміші до повного традиційних громіздких монтажних кондукторів і заповнення міжторцевого зазору, всіх кутових ніш і технологічного оснащення, при одночасному сковихідного бункера, потім в приймальному і вихідроченні витрат металу і трудозатрат на його обланому бункерах упритул уздовж бокових граней днання. колон під впливом вібрації занурюють металеві Всі перелічені ознаки запропонованого технічлисти-шибери, які відсікають бетонну суміш в обох ного рішення в наведеній сумі невідомі, а досягнуті бункерах, і, після набору бетоном потрібної міцнотехнічні результати по запропонованому рішенню сті, опалубку стику демонтують, а відсічені залишпереважають відомі, дозволяють повністю вирішики бетону видаляють. ти поставлену задачу і створюють надсумарний Зіставлення запропонованого технічного рірезультат внаслідок взаємного підсилення впливу шення з найближчим аналогом дозволяє відзначикожної із перелічених ознак одну на одну. ти, що від відомого воно відрізняється новими Сутність запропонованого технічного рішення ознаками: (1) в бетоні міжторцевого зазору розміпояснюється кресленнями. На Фіг.1 представлено щено посереднє армування у вигляді, щонаймензапропоноване стикове з'єднання колон на одній ше однієї зварювальної арматурної сітки з утвовертикальній вісі, вид збоку; на Фіг.2 - те ж, поперенням монолітної залізобетонної вставки; (2) речний розріз А-А колони на Фіг.1; на Фіг.3 - те ж, поперечні торцеві листи з боку міжторцевого зазопоперечний розріз Б-Б колони на Фіг.1, випадок ру обладнані жорстко прикріпленим до них по консуцільної торцевої пластини; на Фіг.4 - те ж, попетуру дискретним облямуванням; (3) анкерні стерречний розріз Б-Б колони на Фіг.1, випадок склажні жорстко прикріплені до торцевих листів в дових пластин у вигляді дискретних кутових законусних роззенкованих отворах з боку міжторцекладних деталей на торцях колон; на Фіг.5 - те ж, вого зазору на зварюванні; і (4) розміщені уздовж розріз В-В на Фіг.1 в стику між торцями колон; на периметра поперечного перерізу колон в стулках з Фіг.6 - представлена конструкція дискретних кутообірваними стержнями їхньої поздовжньої арматувих закладних деталей торця колони, вид в ізомери. При цьому (5) дискретне облямування поперетрії; на Фіг.7 - фрагмент конструкції суцільних торчних торцевих листів з боку міжторцевого зазору цевих листів колон, розміщених в стику у виконано у вигляді сталевих циліндричних або проектному положенні, вид в ізометрії; на фіг.8 призматичних стержнів, приварених до торцевих випадок складових пластин у вигляді парних залистів на частині довжини їх сторін (6). Щонаймекладних деталей торців колон, що стикуються, нше один торцевий лист в стиковому з'єднанні розміщених у стику в проектному положенні, вид в виконаний у вигляді суцільної пластини (7). Попеізометрії; на Фіг.9 - представлена опалубка стикоречні сталеві листи на торцях колон, що стикуютьвого з'єднання; на Фіг.10 - те ж, розріз Г-Г на Фіг.9, ся, виконані складовими у вигляді дискретних зазі схемою подачі бетонної суміші в стик. кладних деталей, жорстко сполучених між собою в Запропоноване стикове з'єднання збірних коплощині кожного торця на зварюванні арматурнилон (Фіг.1...10) включає кінцеві ділянки колон 1 з ми стержнями. поздовжньою арматурою, стержні 2 якої заанкереСпосіб виконання стикового з'єднання включає ні в бетоні у торців. На торцях колон, що стикуютьнаступну послідовність операцій, (9) верхню колося, 1 розміщені поперечні сталеві листи. Ці листи ну, після розміщення посередньої арматури над можуть бути суцільними 3 по всьому торцю колони торцем нижньої колони обпирають на юстировані 1, або складовими у вигляді дискретних кутових гайки; (10) після установки верхньої колони за дозакладних деталей 4, або у вигляді парних заклапомогою юстированих гайок в проектне положендних деталей 5. По кутам до торцевих листів 3,4,5 ня, зразу ж фіксують її положення кріпильними на зварюванні прикріплені вертикальні сталеві 7 87578 8 кутики 6, які утворюють у торців колон 1 кутові ніші дозволяє не тільки забезпечити прецизійно точну 7. До цих же листів в конусних отворах з боку міжустановку колон 1 при монтажу, але і виключити торцевого зазору 8 на зварюванні закріплені анкепотребу в центруючій прокладці в стиковому зазорі рні стержні 9, розташовані на кінцевих ділянках 8. В результаті, в стику виявився усуненим концеколон паралельно і внапуск до стержнів 2 обірвантратор напружень, що сприяє поздовжньому розної робочої арматури колон. Стержні 9 і 2 розміколюванню торців колон при поздовжньому стисщені в одній стулці уздовж всього периметра поненні від розрахункових навантажень. Більше того, перечного перерізу колон. В зоні їх анкерування застосування монолітного бетону в стиковому зарозміщено посереднє армування у вигляді зварюзорі 8 з посереднім армуванням сітками 18 суттєво вальних сіток 10. підвищило експлуатаційну надійність стику, оскільНа торцевих листах 3 по периметру з боку ки в контактах монолітного бетону стику 8 з торміжторцевого зазору 8 на зварюванні прикріплено цями збірних колон, що стикуються, 1 неминуче дискретне облямування у вигляді стержнів 11. щільне примикання без виникнення яких-небудь Дискретні кутові торцеві деталі 4 в площині торця місцевих нещільностей, незалежно від можливих кожної колони 1 жорстко з'єднані між собою стерперекосів торців, що виникають при виготовленні жнями облямування 11 по периметру, а також стезбірних залізобетонних колон 1. Це означає, що ржнями-коротишами 12. Парні торцеві закладні небезпека місцевого зім'яття бетону в стику видеталі 5 також з'єднані на зварюванні стержнями ключена і забезпечено повне використання міцно11 облямування у бокових граней торців колони і сних властивостей матеріалів колони і стику. стержнями 12. Крім того, парні торцеві закладні Таким чином, порівняно з аналогами [1, 2] і деталі 5 на колонах, що стикуються, для забезпепрототипом [3], у вказаному стиковому з'єднанні чення однорідності напруженого стану в бетоні колон, за наявності наведених вище ознак отристику повернуті один відносно іншого на 90° (див. мана нова якість, при якій забезпечено підвищенФіг.8). ня несучої здатності і надійності стикового з'єдУ кутових нішах 7 торцеві листи 3, 4, 5 містять нання за рахунок створення однорідного наскрізні отвори 13 для пропуску і фіксації по кіннапруженого стану та виключення ймовірності місцям шпильок 14 з нарізкою. Шпильки 14 закріплені цевих пошкоджень бетону по контактним поверхна торцевому листі в нішах 7 нижньої колони кріням. Конструкції торцевих листів 4 і 5 забезпечупильними гайками 15, а у верхній колоні вони зають при їх застосуванні суттєве скорочення фіксовані в її нішах 7 кріпильними гайками 16 і металомісткості стикового з'єднання. знизу юстированими гайками 17. При зборці стиЗапропоноване стикове з'єднання збірних кокового з'єднання верхню колону обпирають по лон 1 виконують в наступній послідовності. Спочакутам на ці юстировані гайки 17, розміщені на тку встановлюють і закріплюють в проектному пошпильках 14 в міжторцевому зазорі 8. Між торцяложенні нижню колону. На її верхньому торцевому ми колон 1 в бетоні міжторцевого зазору 8, уклалисті 3, 4 або 5 кріпильними гайками 15 закріплюденому з контролем міцності, розміщено посередють направлені вгору шпильки 14. Поверху нижнє армування у вигляді однієї або декількох ньої колони встановлюють зварювальні сітки 18 зварювальних сіток 18, утворюючи монолітну заліпосереднього армування, на шпильки 14 до потрізобетонну вставку, яка щільно прилягає до торців бної відмітини нагвинчують юстировані гайки 17. обох колон. Торцеві сталеві листи 3, 4 або 5 обох На юстировані гайки 17 обпирають нижніми торцеколон 1, обладнаними анкерними стержнями 9, в вими листами 3, 4 або 5 верхню колону, пропустистику 8 об'єднані вертикальними шпильками 14, вши шпильки 14 через отвір 13 цих листів. Після пропущеними через отвори 13 і по кінцям зафіксоустановки верхньої колони в потрібне проектне вані на цих листах 3, 4 або 5 кріпильними гайками положення за допомогою юстированих гайок 17, 15 і 16 в кутових нішах колон. Потрібну площу певерхню колонну в проектному положенні фіксують рерізу анкерних стержнів 9 визначають розрахунна шпильках 14 кріпильними гайками 16 в кутових ком за умови перевищення міцності розрізів кінценішах 7. Потім на двох бокових гранях стику колон вих ділянок колон над міцністю розрізів стулки 1 притисненням гвинтами 19 закріплюють вертиколони із заданими параметрами безпеки. Тому в кальні щити 20 опалубки, а на двох інших сторонах будь-якому випадку розрахунку площа перерізу колон навпроти стику закріплюють похилі щити 21 анкерних стержнів 9 повинна бути не менше 0,4 опалубки так, щоб був утворений приймальний 22 і від площі перерізу стержнів 2 робочої арматури вихідний 23 бункери. Подачу бетонної суміші 24 стулки колони. здійснюють при впливові вібрації, яка створюється Таким чином, по стику 8 колон 1 збережена глибинним вібратором 25, тільки з однієї сторони безперервність поздовжнього армування, що застику через приймальний бункер 22 до повного безпечує сприйняття не тільки поздовжніх зусиль, заповнення міжторцевого зазору 8, всіх кутових але і спільного з поздовжніми зусиллями згинальніш 7 і вихідного бункера 23. Безпосередньо після них моментів всіма перерізами як стулки колон, завершення укладки бетонної суміші в стик, узтак і стику. довж бокових граней колон в бункерах 22 і 23 під Наявність посередньої арматури у вигляді впливом вібрації занурюють металеві листизварювальних сіток 10 і 18, а також торцевих плашибери 26, що відсікають надлишки бетонної сустин 3, 4 і 5 зі стержнями 11 їх облямування доміші від стику 8 і кутових ніш 7. Після набору бетозволяє реалізувати в бетоні кінцевих ділянках коном в міжторцевому зазорі 8 і кутових нішах 7 полон 1 у стику 8 і в стику 8 об'ємний напружений трібної міцності, опалубку стику 20, 21 і листи 26 стан і суттєво підвищити міцність бетону розрізів у демонтують, а відсічені залишки бетону із бункерів вказаних місцях. Наявність юстированих гайок 17 22 і 23 видаляють. Бетонування стикових з'єднань 9 87578 10 виконують для групи стиків з однієї партії бетонної стосовуватися і безпрогрівальні технології на оссуміші. нові використання полімерних бетонів. Таким чином, в представленому способі заЗапропоноване технічне рішення представляє пропоноване стикове з'єднання колон виконують новий розвиваючий напрямок конструювання бабез додаткових операцій і перестановок, як в прогатоповерхових каркасних будівель масового притотипі [3], за один прийом при мінімальних трудозначення, в яких наряду з підвищеною безпекою і вих і енергетичних затратах. Повністю виключена надійністю забезпечується високий темп спорупотреба в монтажних кондукторах, в складному дження. контрольно-технологічному обладнанні. В цілому Джерела інформації: наведений спосіб виконання стикового з'єднання 1. Патент РФ №2233368, Кл. Е04В1/38, БИ колон доповнює переваги конструктивного рішен№21, 27.07.04. ня, забезпечує отримання надійного, міцного і ви2. Диховичний Ю.А., Максименко В.А. Сборсокоточного стикового з'єднання колон, технологіный железобетонный унифицированный каркас: чну надійність і високий темп будівництва з його Опыт московского строительства. Проектировазастосуванням. Стикове з'єднання не вимагає звание, изготовление, монтаж, перспективы развития. рювальних робіт на будмайданчику, практично не - М.: Стройиздат, 1985, 296с., ил. залежить від погодних умов, оскільки місцевий 3. Патент РФ №2244789, Кл. Е04С3/34, прогрів кінцевих ділянок колон у стику і термоізоЕ04В1/38, БИ №2, 20.01.05. льована опалубка забезпечують, як показало до4. ВНИИИС Госстроя СССР. Серия 8. Строислідне застосування, високоякісну укладку бетонтельные конструкции. Обзорная информация. ної суміші і при негативній температурі повітря. Стыки железобетонных элементов каркасов мноКрім того, при від’ємних температурах можуть загоэтажных зданий. Матков Н.Г. Обзор. М.: ВНИИИС, 1982, 95с., ил. (Фиг.12, с.27...29). 11 87578 12 13 87578 14 15 87578 16 17 Комп’ютерна верстка А. Рябко 87578 Підписне 18 Тираж 28 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