Способ наращивания трубобетонных колонн и их сопряжения с перекрытиями

Авторы патента:

Курочкин Александр Вячеславович (RU)

E04B1/38 - средства соединения строительных конструкций вообще

Владельцы патента RU 2503782:

Курочкин Александр Вячеславович (RU)

Изобретение относится к строительству малоэтажных и высотных каркасных зданий с колоннами из трубобетонных элементов. Технический результат заключается в повышении условий совместной работы стальной оболочки и бетонного ядра. Способ наращивания трубобетонных колонн и их сопряжения с перекрытиями заключается в технологии поярусного соединения трубобетонных колонн при помощи монтажного оголовка с возможностью устройства как балочных, так и безбалочных перекрытий. Стык трубобетонных колонн выполняется выше уровня отметки перекрытия. Для повышения технологичности и качества работ могут использоваться монтажные элементы заводской готовности - стальные оболочки колонн, оснащенные монтажными оголовками. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении несущего остова малоэтажных, многоэтажных и высотных каркасных зданий с вертикальными несущими конструкциями из трубобетонных элементов.

Известен способ соединения трубобетонных колонн по высоте и перекрытиям, включающий соосное сопряжение стальных труб, заполненных бетоном, при помощи болтового соединения через сварные фланцы, которые играют роль капителей, воспринимающих нагрузку от междуэтажных перекрытий [1].

Недостатками данного способа является высокая трудоемкость изготовления узла сопряжения стальных оболочек колонн за счет сварки фланцевых стыков, а также низкая несущая способность из-за концентрации напряжений, возникающих в стенке металлической трубы от междуэтажных перекрытий.

Наиболее близким прототипом к заявленному объекту является заявка на изобретение №2011110440 «Способ соединения трубобетонных колонн по высоте и перекрытиям», который осуществляется с помощью соединительной гильзы, имеющей внутренние отгибы стенки на 1/2 ее высоты, а в плоскости расположения отгибов размещается цилиндрический пояс [2].

Недостатком заявленного решения является высокая трудоемкость работ по изготовлению соединительной гильзы, а при отгибе прорезей внутрь происходит деформация стенки гильзы, что осложняет размещение цилиндрического пояса или опорного «воротника».

Цель изобретения заключается в повышении технологичности узлов наращивания трубобетонных колонн и их сопряжения с перекрытиями за счет совершенствования конструкций стыков и способов обеспечения совместной работы бетонного ядра и стальной оболочки.

Поставленная задача достигается путем устройства отверстий в стенке стальной трубы и заведения в них несущих конструкций балочного или безбалочного перекрытий, а также устройства вертикальных прорезей стенки монтажного оголовка, что снижает трудоемкость работ по его креплению к внутренней части трубы и повышает надежность соединения. Кроме того, незакрепленная часть монтажного оголовка может иметь внутренние отгибы стенки на угол α=90° к образующей.

На фиг.1 представлена общая концепция наращивания трубобетонных колонн при их сопряжении с балочным перекрытием. Где показано омоноличивание стальной трубы (1), установленной в проектное положение, и междуэтажного перекрытия (8) бетонной смесью (7), а также смонтированная вышележащая труба (9). Стальная труба (1) оснащена монтажным оголовком (3), обеспечивающим ее стыковку с вышележащей трубой (9), и опорным «воротником» (2), служащим опорой балок (4), по которым уложена несъемная опалубка (5) (например профилированный настил) и размещена арматура перекрытия (6). Для заведения балок (4) в тело колоны, стальная труба (1) имеет отверстия (10). Поперечный разрез сопряжения трубобетонных колонн с балочной системой перекрытия приведен на фиг.2. На фиг.3 показано соединение нижележащей стальной трубы (1) с вышележащей (9). Монтажный оголовок (3) закреплен на внутренней поверхности стальной трубы (1) при помощи сварного соединения через вертикальные прорези стенки (11). На фиг.4 представлен общий вид монтажного оголовка (3) с имеющимися вертикальными прорезями стенки (11). Общий вид монтажного оголовка (3) с внутренними отгибами стенки (12), служащими для дополнительной передачи напряжений с оболочки колонны на бетонное ядро, показан на фиг.5. На фиг.6 проиллюстрирована общая концепция наращивания трубобетонных колонн при их сопряжении с безбалочным перекрытием. Где показано омоноличивание стальной трубы (1) и междуэтажного перекрытия (8) бетонной смесью (7). Стальная труба (1) оснащена монтажным оголовком (3), обеспечивающим ее стыковку с вышележащей трубой (9), и опорным «воротником» (2), служащим опорной зоной перекрытия (8), а также для размещения арматуры перекрытия (6). Так же, в отдельных случаях, через отверстия (10) в стальной трубе (1) могут пропускаться пересекающие арматурные стержни (14), соединяемые с арматурой перекрытия (6). Для устройства междуэтажных перекрытий, в данном примере, рассмотрена стоечно-балочная опалубочная система (13), на практике возможно применение других систем. Поперечный разрез сопряжения трубобетонной колонны с безбалочной системой перекрытия приведен на фиг.7.

Технологическая последовательность состоит из монтажа стальных труб (1), имеющих отверстия (10) и оснащенных опорными «воротниками» (2), в проектное положение с последующей их выверкой, временным и постоянным закреплением. Производится установка в верхнюю свободную часть стальной трубы (1) монтажного оголовка (3), его выверка и закрепление при помощи сварки через вертикальные прорези стенки (11). Причем, для повышения качества строительно-монтажных работ и темпов возведения каркаса здания, процесс оснащения стальных труб (1) монтажными оголовками (3) и опорными «воротниками» (2), а также устройство отверстий (10) в стальных трубах (1, 9) целесообразно выполнять в заводских условиях, а на строительной площадке использовать монтажные элементы. Далее при балочной системе перекрытий в отверстия (10), выполненные в стальной трубе (1), заводятся металлические балки (4) и размещаются на опорном «воротнике» (2) с последующим закреплением, укладывается несъемная опалубка (5) (например профилированный настил), осуществляется раскладка арматуры перекрытия (6). В случае использования безбалочных перекрытий технологическая последовательность состоит в устройстве опалубочной системы перекрытия (13), укладке арматуры перекрытия (6) и, в отдельных случаях, пропуске через отверстия (10), выполненные в стальной трубе (1), пересекающих арматурных стержней (14). Затем, производится заполнение бетонной смесью (7) конструкций колонн и перекрытия. После выполненных технологических операций осуществляется монтаж вышележащих стальных труб (9) в проектное положение и весь цикл работ повторяется.

Литература

1. Современное высотное строительство. Монография. М.: ГУП «ИТЦ Москомархитектуры», 2007. - 464 с.

2. Способ соединения трубобетонных колонн по высоте и перекрытиям. Афанасьев А.А., Курочкин А.В. Заявка на изобретение №2011110440: БИПМ, 2011, - №17.

1. Способ наращивания трубобетонных колонн и их сопряжения с перекрытиями, состоящий в соосном соединении стальных труб, заполненных бетоном, с помощью монтажного оголовка в виде отрезка стальной трубы меньшего сечения и сопряжения с перекрытиями путем заведения несущих конструкций в тело колонн или устройства опорных элементов, отличающийся тем, что в стенке стальной трубы, с диаметральным шагом в плане, устраиваются отверстия, в уровне их нижней границы размещается опорный «воротник», а в монтажном оголовке, на глубину его установки в металлическую трубу, выполняются вертикальные прорези стенки с диаметральным расположением в плане, при этом поярусный стык колонн осуществляется выше верхней отметки плиты перекрытия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в верхней, незакрепленной части монтажного оголовка, с диаметральным расположением в плане, прорезаются полосы и отгибаются внутрь на угол α=90°.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что трубобетонные колонны сопрягаются с балочными перекрытиями.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что трубобетонные колонны сопрягаются с безбалочными перекрытиями.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что наращиваемые трубы имеют цилиндрическое сечение в плане.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что наращиваемые трубы имеют прямоугольное сечение в плане.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что при безбалочной системе перекрытий арматура горизонтальных несущих конструкций пересекает трубобетонные колонны.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что при безбалочной системе перекрытий арматура горизонтальных несущих конструкций не пересекает трубобетонные колонны.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что для изготовления трубобетонных колонн используются стальные трубы высотой в один-три этажа.

Предлагаемое изобретение относится к области строительства, в частности к узловым соединениям перекрестных стержневых конструкций. Технический результат заключается в повышении несущей способности и надежности конструкций.

Узел соединения колонн с надколонной плитой перекрытия безригельного каркаса сооружения // 2501916

Изобретение относится к области строительства, в частности к узлам соединения безригельных каркасов сборных зданий и сооружений. Узел соединения колонн с надколонной плитой перекрытия безригельного каркаса включает колонны и надколонную плиту перекрытия, опирающуюся на колонны.

Узел крепления трехслойных стеновых панелей к колонне // 2500859

Изобретение относится к строительству, в частности к строительству одноэтажных и многоэтажных жилых и общественных зданий бескаркасной и каркасной конструктивной системы.

Узел крепления несущей стены с плитами перекрытий и с вышестоящей несущей стеной // 2499102

Изобретение относится к области строительства, в частности к узлу крепления несущей стены с плитами перекрытий и с вышестоящей несущей стеной. Технический результат заключается в повышении надежности соединения, упрощении технологии монтажа, обеспечении безопасности работы сооружения при возникновении чрезвычайных обстоятельств.

Устройство для соединения строительных конструкций // 2496950

Изобретение относится к области строительства, а именно к строительству зданий общественно-гражданского назначения и жилых зданий. Технический результат: снижение трудоемкости сборки, повышение надежности и прочности соединяемых конструкций благодаря наличию регулировки натяжения растяжек из канатов при ударных и сейсмических нагрузках, снижению требований к точности монтажа.

Узел соединения стойки фахверка с торцевым ригелем покрытия металлического быстровозводимого каркасного здания // 2495982

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для соединения стойки фахверка с торцевым ригелем покрытия металлических каркасных зданий.

Опорный узел рыбовидной или сегментной фермы // 2495201

Изобретение относится к области строительства, в частности к опорному узлу рыбовидной или сегментной фермы. Технический результат заключается в упрощении изготовления узла с обеспечением возможности транспортировки фермы в форме линейных элементов.

Способ сборки однопролетной рамы // 2495200

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу сборки однопролетной рамы. Технический результат заключается в упрощении сборки и монтажа рамы.

Узел опирания пристенного ригеля на колонну железобетонного сборного каркаса // 2492298

Изобретение относится к строительству, в частности к узлам опирания пристенного ригеля на колонну железобетонного сборного каркаса. .

Узел соединения сборной колонны и плиты перекрытия безригельного бескапительного каркаса здания // 2485255

Изобретение относится к области строительства, в частности к узлу соединения сборной колонны и плиты перекрытия безригельного бескапительного каркаса здания. .

Универсальный силовой узел для соединения быстровозводимых строительных конструкций и зданий // 2519142

Изобретение относится к области строительства, в частности к универсальному узлу для соединения быстровозводимых строительных конструкций. Технический результат изобретения заключается в снижении трудозатрат при сборке узла. Универсальный силовой узел включает соединительные и крепежные элементы, соединенные или при помощи деталей с винтовой поверхностью, или при помощи штифтов, или неразъемно. Узел снабжен усилительными элементами, выполненными в виде прямоугольных тетраэдров, и опорной базовой плоскостью, на которую установлены соединительные элементы. Основания усилительных элементов и грани крепежных элементов, выполненных в виде прямоугольных призм с треугольным основанием, образуют дополнительную базовую плоскость, расположенную параллельно опорной базовой плоскости на расстоянии, равном высоте соединительных элементов. Между базовыми плоскостями перпендикулярно друг другу и к базовым плоскостям установлены неразъемно соединенные между собой прямоугольные усилители. Крепежные, усилительные и соединительные элементы выполнены с отверстиями под крепление. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Кабина для модульных распределительных устройств вторичного распределения // 2524222

Изобретение относится к кабинам для модульных распределительных устройств вторичного распределения, применяемым для защиты распределительных устройств как от неблагоприятных погодных условий, так и от несанкционированных обследований распределительных устройств высокого, среднего и низкого напряжения, а также от случайного доступа неуправомоченных лиц или диких животных и птиц. Кабина содержит основную раму (3), к которой прикреплены стены кабины и которая предусмотрена с покрытием крышей. Основная рама (3) образована из металлической фермы и содержит два крайних модуля основной рамы, левый (20) и правый (23), и по меньшей мере один средний модуль (21) и/или (22), которые соединены друг с другом посредством пары постоянных соединительных элементов, образованных посредством гнезда (27а) и выступа (27b) и пластин (28а, 28b) крепления и заземления. Изобретение позволяет снизить сроки и затраты на возведение конструкции, повысить ее эксплуатационную надежность и тепловую изоляцию. 9.з.п. ф-лы, 26 ил.

Стыковое соединение сборных железобетонных колонн с перекрытием // 2535318

Изобретение относится к области строительства, в частности к стыковому соединению сборных колонн с перекрытием и способу его выполнения. Стыковое соединение сборных железобетонных колонн с перекрытием включает установленные на одной вертикальной оси железобетонного каркаса, с разрывом по высоте, концевые участки нижней и верхней колонн и размещенное между торцами колонн перекрытие, через которое пропущены выпуски продольной арматуры нижней колонны. Плиты перекрытия уложены на тонкий слой мелкозернистого бетона с пропущенными через его каналы и заинъецированными быстротвердеющим мелкозернистым бетоном арматурными выпусками из нижней колонны при фиксации положения плиты перекрытия на монтаже с помощью гаек, навинчивающихся на арматурные выпуски и прижимающих перекрытие к нижней колонне. Сборные железобетонные колонны имеют стальные центрирующие прокладки по торцам и рабочую продольную сплошную арматуру винтового профиля, соединяющуюся между собой навинчивающимися на концах муфтами, стыкующими выпуски рабочей арматуры в нише верхней колонны, с последующим обхватыванием места стыка поперечными хомутами и зачеканиванием их быстротвердеющим мелкозернистым бетоном. Технический результат - повышение надежности, точности монтажа, снижение металлоемкости. 4 ил.

Фланцевое соединение // 2535568

Изобретение относится к области строительства, в частности к узлам соединения элементов металлических конструкций при помощи фланцев. Фланцевое соединение включает несущие элементы, фланцы, расположенные в торцевой части несущих элементов, ребра жесткости, прикрепленные одной стороной к фланцу, а другой - к несущему элементу и высокопрочные болты, соединяющие фланцы между собой. Соединение содержит дополнительные ребра жесткости, установленные по периметру фланца в зоне, подверженной наибольшей деформации, при этом толщина и высота дополнительных ребер жесткости определяется расчетом в зависимости от допустимого раскрытия соединения. Технический результат - уменьшение прогибов фланцевых пластин в узле фланцевого соединения элементов металлических конструкций, упрощение проектирования узла фланцевого соединения. 1 ил.

Способ соединения тонкостенных элементов открытого сечения // 2543234

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам соединения тонкостенных элементов открытого сечения, и может быть использовано при изготовлении решетчатых конструкций. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности соединения тонкостенных элементов открытого сечения и снижении расхода материала. Способ соединения тонкостенных элементов открытого сечения включает наложение конца тонкостенного элемента стенкой на присоединяемую деталь, при этом предварительно на конце элемента отогнув часть его сечения до контакта с основной частью, установку крепежных элементов в месте контакта отогнутой и основной части элемента, выполняют отгиб полок элемента до контакта с его стенкой с образованием совместного плоского участка на конце элемента. 2 ил.

Способ соединения тонкостенных элементов открытого сечения // 2543236

Изобретение относится к области строительства, а именно к способу соединения тонкостенных элементов открытого сечения, и может быть использовано при изготовлении решетчатых конструкций. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности соединения на растяжение. В способе соединения тонкостенных элементов открытого сечения, включающем выполнение в их конце двух продольных надрезов в стенке, отгиб части стенки, ограниченной надрезами, наложение конца элемента стенкой на присоединяемую деталь и установку крепежных элементов, между стенкой элемента и ее отгибаемой частью в упор по месту перегиба устанавливают дополнительную деталь. Крепежные элементы размещают в пределах отгибаемой части стенки, а также и по плоскости дополнительной детали, выступающей за пределы отгибаемой части стенки. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ крепления раскосов в решетчатой конструкции // 2543237

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при изготовлении решетчатых конструкций из тонкостенных профилей открытого поперечного сечения. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности узла крепления раскосов тонкостенного открытого сечения к поясам решетчатой конструкции. Способ крепления раскосов в решетчатой конструкции включает установку концов раскосов тонкостенного открытого сечения симметрично между элементами поясов и соединение с ними через полки раскосов крепежными элементами. Перед установкой на концах раскосов в их стенках по центру выполняют продольные резы и образовавшиеся части стенки отгибают до образования совместного плоского участка с полками раскосов, а крепежные элементы, например самосверлящиеся болты, устанавливают в пределах указанных плоских участков контакта полок и отогнутых участков стенок раскосов. 5 ил.

Узел соединения колонны и плиты перекрытия безригельного бескапительного здания // 2544350

Изобретение относится к строительству, в частности к узлу соединения колонны и плиты перекрытия для сборного безригельного бескапительного каркаса здания. Технический результат изобретения заключается в повышении жесткости узла. Узел включает соединенные между собой верхнюю и нижнюю колонны и сборную плиту перекрытия с отверстием для пропуска сборных колонн, по периметру которого жестко закреплена к рабочей арматуре плиты металлическая обечайка, выполненная в виде двух полых усеченных равнобоких четырехгранных пирамид, сопряженных по периметру малых оснований. Выпуски продольной рабочей арматуры стыкуемых верхней и нижней колонны сварены между собой и с верхней частью обечайки посредством металлических соединительных элементов. Нижняя грань обечайки отстоит от нижней грани плиты на величину защитного слоя бетона, равного 15-20 мм, а по периметру нижней грани обечайки сваркой смонтирован пруток диаметром 8-12 мм, причем соединительный элемент выполнен в виде равнобедренного треугольника. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Узловое сопряжение колонны с монолитным перекрытием // 2547035

Изобретение относится к строительству, в частности к узловому сопряжению колонны с монолитным перекрытием. Технический результат изобретения заключается в повышении несущей способности. Узловое сопряжение состоит из сходящихся балок, выполненных с преднапряженной арматурой, полки плиты и колонны. Преднапряженная арматура фиксируется в продолжении колонны в виде полого анкерного устройства или в контуре из металлического профиля, вынесенного на расстояние относительно стенок анкерного устройства, установленного перпендикулярно арматуре и прикрепленного к анкерному устройству вертикальными листовыми элементами. Обратное натяжению усилие воспринимается легкими фермами, причем ферма по низу перекрытия будет обеспечивать распор между забетонированными колоннами, а ферма по верху устанавливается между анкерными приспособлениями. Анкерное устройство нижним концом жестко забетонировано в тело колонны и приварено к каркасу колонны; балки и плита замоноличиваются одновременно по захваткам. Бетонирование осуществляется от низа балок до верха плиты. После бетонирования всей площади перекрытия пустоту анкерного устройства, выходящего из колонны, бетонируют. 6 ил.

Узел соединения колонн и плиты перекрытия // 2549342

Изобретение относится к строительству, конкретнее к узлам опирания плит перекрытия и покрытия на колонны каркасных зданий. Технический результат изобретения заключается в снижении материалоемкости узла. Узел перекрытия содержит нижележащую колонну, на которую, с помощью соединительного элемента, установлены плита перекрытия и вышележащая колонна. Нижний конец каждой из колонн выполнен с возможностью скрепления с соединительным элементом, а верхний конец выполнен с возможностью установки на нем соединительного элемента, при этом плита перекрытия снабжена сквозным отверстием, выполненным с возможностью свободного надевания на соединительный элемент. Соединительный элемент состоит из двух частей цилиндрической формы, верхняя часть выполнена с возможностью ее ввода в полость нижележащей колонны. Колонны содержат жесткую цилиндрическую оболочку, выполненную с возможностью заполнения сыпучим наполнителем до уровня, обеспечивающего его плотное контактирование с торцом соединительного элемента, размещаемого в полости цилиндрической оболочки. Верхняя часть соединительного элемента выполнена с возможностью скрепления с плитой перекрытия. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.