Каркас здания
Изобретение относятся к каркасу здания. Технический результат изобретения заключается в снижении трудоемкости монтажа. Каркас здания содержит фундамент стаканного типа, вертикальные колонны, ригели и сборные плиты междуэтажных перекрытий. Каркас снабжен венцами, имеющими отверстия квадратного сечения. Венцы соединены с фундаментом посредством вставки, установленной в стакан фундамента и в отверстие венца с одного его торца, и с колоннами, установленными в отверстие венца с другого его торца. В типовом этаже венцы соединены с нижними и верхними концами смежных по высоте колонн, установленных в отверстие венца. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относятся к строительству и строительным конструкциям общего назначения из высокопрочных фибробетонных облегченных несущих элементов, например, колонн, ригелей, перекрытий и ограждающих элементов, которые могут быть применены при строительстве зданий малой и средней этажности в сейсмических зонах и районах со сложными климатическими условиями на просадочных, пучинистых грунтах и т.п.
Известно изобретение «Конструкция многоэтажного здания» (Патент РФ 2534681 автор Зурабян А.С. публикация 10.12.2014) состоящая из установленных друг на друга через стыки с выпусками арматуры сборных колонн, состоящих из вертикальных ветвей, образующих в плане Г- или Т-образные сечения, сборных ригелей, установленных на этажах между колоннами, из плит перекрытий, опирающихся на ригели, и самонесущих, навесных или несущих наружных стен, отличающаяся тем, что ветви Т- и Г-образных колонн в верхней части имеют выемки с опорой для установки ригеля, снабженного на концах сверху выпусками, соединенными с рабочим армированием ветви верхней колонны.
Конструкция ветви Т- и Г-образных колонн в нижней и верхней частях по краям снабжены соединенными друг над другом петлевыми выпусками арматуры, контур плит в углах повторяет профиль сечений Т- и Г-образных колонн.
К недостаткам данной конструкции следует отнести: большую металлоемкость и сложную конструкцию каркаса; большую трудоемкость арматурных, сварочных и бетонных работ при монтаже каркаса здания.
Известно изобретение «Сборно-монолитный железобетонный каркас здания, сооружения» (Патент РФ 2519082, опубликовано 10.06.2014, авторы Лазарев И.А. и др.) состоящий из колонн, имеющих в плоскости перекрытия пропуски бетона для монолитного узлового соединения, в котором объединяются сборно-монолитные несущие и связевые ригели с колоннами и перекрытием, состоящим из плит перекрытия, опертых непосредственно на несущие ригели, и связевых ригелей. В каркасе применена перевязка загнутых выпусков армирующих канатов в монолитных узлах ригель-колонна, а узел ригель-плита перекрытия выполнен с бетонными шпонками, ограниченными пробками с отверстиями, через которые транзитно проходит арматура, единая для встречных плит, замоноличенная в шпонках и отверстиях пробок, а для контроля заполнения шпонок бетоном предусмотрены отверстия, расположенные над пробками. Монолитная часть ригеля заполняется бетоном. Также снижен нижний защитный слой бетона до допустимого (25-30 мм), а для опирания наружной кладки применены сборные консоли вместо монолитных.
К недостаткам данной конструкции следует отнести: большую материалоемкость и конструктивную сложность каркаса, большую трудоемкость с применением арматурных, сварочных и бетонных работ при монтаже элементов каркаса здания.
Наиболее близким прототипом является известное изобретение «Каркас многоэтажного здания» (US 808607 А1, 1981) каркас здания, содержащий фундамент стаканного типа, вертикальные колонны, ригели и сборные плиты междуэтажных перекрытий
К недостаткам данной конструкции следует отнести: большую материалоемкость и конструктивную сложность каркаса, большую трудоемкость с применением арматурных, сварочных и бетонных работ при монтаже элементов каркаса здания.
Техническим результатом изобретения является: усовершенствование конструкции каркаса с целью повышения его надежности, снижения материалоемкости и трудоемкости при изготовлении и монтаже элементов здания; сокращение арматурных, сварочных и бетонных работ, а также повышение качества и сокращение сроков строительства.
Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются недостатки аналога, который имеет большую металлоемкость и сложную конструкцию каркаса; большую трудоемкость арматурных, сварочных и бетонных работ при монтаже элементов здания.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками изобретения, являются: фундамент стаканного типа, вертикальные колонны, ригели и сборные плиты междуэтажных перекрытий.
Технической задачей изобретения является усовершенствование каркаса здания, которое позволит устранить недостатки аналога.
Поставленная задача решена тем, что каркас здания содержащий фундамент стаканного типа, вертикальные колонны, ригели и сборные плиты междуэтажных перекрытий и, согласно изобретению, имеет венцы с отверстиями квадратного сечения, для соединения с фундаментом посредством вставки, установленной в стакан фундамента и в отверстие венца с одного его торца и с колоннами, установленными в отверстие венца с другого его торца или соединенными с нижними и верхними концами смежных по высоте колонн, установленных в отверстие венца, по внешнему контуру на венцах выполнены фигурные выступы, обеспечивающие сопряжения с выступами ригелей и вырезами ограждающих конструкций, в сопрягаемых плоскостях венцов и ригелей выполнены пазы для шпонок фиксирующие сопрягаемые элементы от смещения; нижняя и верхняя части колонн выполнены квадратного сечения для сопряжения с отверстиями венцов соответствующей формы; плиты перекрытия по контуру имеют полки шириной 120 мм для опирания на несущие ригели; ограждающие конструкции фигурными вырезами навешены на фигурные выступы венцов; перегородки установлены в проемы каркаса и закреплены к колоннам и плитам перекрытия.
Между совокупностью существенных признаков изобретения и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь, каркас здания содержит: фундамент стаканного типа, вертикальные колонны, ригели и сборные плиты междуэтажных перекрытий и дополнительно венцы имеют фигурные выступы по внешнему контуру, обеспечивающие сопряжение с выступами ригелей и вырезами ограждающих конструкций и пазы, для шпонок фиксирующие сопрягаемые элементы от смещения; колонны выполнены квадратного сечения для сопряжения с отверстиями венцов, соответствующей формы; ригели выполнены квадратного или прямоугольного сечения с фигурными выступами на торцах, обеспечивающие сопряжения с венцами и пазы, для шпонок фиксирующие сопрягаемые элементы от смещения; плиты перекрытия по контуру имеют полки шириной 120 мм для опирания на несущие ригели.
Предлагаемая конструкция каркаса здания позволит: отказаться от арматурных, сварочных и бетонных работ на стройплощадке и резко сократить сроки строительства; обеспечить надежность сопрягаемых элементов каркаса и повысить качество монтажа здания; организовать изготовление строительных конструкций высокого качества в заводских условиях и сократить номенклатуру монтажных элементов.
Использование всех существенных признаков позволит получить описываемый технический результат.
Изобретение проиллюстрировано графическими материалами, которые не охватывают весь объем данного технического решения, а являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения:
На фиг. 1 - Каркас здания.
На фиг. 2 - Каркас здания - фрагмент.
Каркас здания содержит: фундаменты 1, соединенные с венцами 2 через вставки 4, венцы 2 выступами 5 сопряжены с выступами 6 ригелей 7 и закреплены шпонками 8 через пазы 9 сопрягаемых плоскостей; нижняя и верхняя части колонн 3 выполнены квадратного сечения и сопряжены с отверстиями венцов 2, а ригели 7 с выступами 6 и пазами 9 для сопряжения с выступами венцов 2 и закреплены шпонками 8; плиты перекрытия 10 по контуру имеют полки 11 шириной 120 мм для опирания на несущие ригели 7; стеновые панели 12 и пилоны угловые 14 навешены на выступы 5 венцов 2 и закреплены к колоннам 3 и ригелям 7; перегородки 13 установлены в проемы и закреплены к плите перекрытия 10 и колоннам 3.
Монтаж каркаса выполняют поэтажно по шаблону или кондуктору, с фиксацией колонн, ригелей и венцов, на высокопрочной пластичной бетонной смеси или мастике, и после достижения требуемой прочности сопряжения, переходят к монтажу следующего этажа.
Монтаж каркаса на нулевой отметке выполняют в следующем порядке: на подготовленное основание, после разметки, устанавливают фундаменты 1 в стакан которых устанавливают вставку 4, на вставку 4 монтируют венец 2. На выступы 5 венцов 2 опирают ригели 7, фиксируя их шпонками 8 от вертикальных и поперечных перемещений, на ригели 7 монтируют плиты перекрытия 10.
Типовой этаж монтируют в следующем порядке: колонны 3 устанавливают в отверстия 5 венцов 2 и временно закрепляют их в проектном положении; в верхней части колонн 3 монтируют венцы 2, а затем ригели 7 фиксируя их шпонками 8 от вертикальных и горизонтальных перемещений; на ригели 7 укладывают плиты перекрытия 10, а стеновые панели 12 и пилоны угловые 14 фигурными вырезами навешивают на выступы 5 венцов 2 и закрепляют к колоннам 3 и ригелям 7; перегородки 13 монтируют и закрепляют к плите перекрытия 10 и колоннам 3.
Такой способ монтажа элементов каркаса создает оптимальные условия быстрого и качественного возведения каркаса и гарантирует надежность при эксплуатации здания в сейсмических зонах и районах со сложными климатическими условиями на просадочных, пучинистых грунтах и т.п.
1. Каркас здания, содержащий фундамент стаканного типа, вертикальные колонны, ригели и сборные плиты междуэтажных перекрытий, отличающийся тем, что каркас здания снабжен венцами, имеющими отверстия квадратного сечения, соединенными с фундаментом посредством вставки, установленной в стакан фундамента и в отверстие венца с одного его торца, и с колоннами, установленными в отверстие венца с другого его торца, или соединенными с нижними и верхними концами смежных по высоте колонн, установленных в отверстие венца.
2. Каркас здания по п. 1, отличающийся тем, что венцы по внешнему контуру имеют фигурные выступы, обеспечивающие сопряжение с выступами ригелей и вырезами ограждающих конструкций, и пазы для шпонок, фиксирующих сопрягаемые элементы от смещения.
3. Каркас здания по п. 1, отличающийся тем, что колонны выполнены квадратного сечения для сопряжения с отверстиями венцов соответствующей формы.
4. Каркас здания по п. 1, отличающийся тем, что ригели выполнены квадратного или прямоугольного сечения с фигурными выступами на торцах, обеспечивающими сопряжения с венцами и пазами для шпонок, фиксирующих сопрягаемые элементы от смещения.
5. Каркас здания по п. 1, отличающийся тем, что плиты перекрытия по контуру имеют полки шириной 120 мм для опирания на несущие ригели.
