БЕЗРИГЕЛЬНЫЙ КАРКАС ИЗ МОНОЛИТНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА С КОМБИНИРОВАННЫМ АРМИРОВАНИЕМ ДЛЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНОВ

Изобретение относится к строительству, а именно промышленному и гражданскому строительству, при котором уменьшается строительная высота помещений, материалоемкость конструкции и в целом всего здания, снижается трудоемкость опалубочных работ.
Сущность изобретения заключается в том, что перекрытия из монолитного железобетона с комбинированным (стальным и базальт-пластиковым) армированием основаны на совместной работе плиты-балки с колонной, представляющей жесткий узел рамного каркаса. Сплошная плита междуэтажного перекрытия и покрытия с базальт-пластиковым армированием разделена на плиту-балку, которая по осям колонн выполняет роль балок и среднюю плиту. Жесткое соединение плиты с колонной образует рамную конструкцию, в которой все элементы перекрытия монолитно связаны между собой. Плита-балка армируется комбинированным армокаркасом, которая состоит из верхней комбинированной рабочей арматуры – две стержневые стальные и две базальт-пластиковые арматуры и при помощи поперечной арматуры и вязальных проволок объединяются в пространственный армокаркас. Опорный столик стыка плиты имеет только стальную арматуру, которая приваривается к нему, а композитная арматура вставляется при создании армокаркаса

Изобретение относится к строительству, а именно к промышленному и гражданскому строительству, при котором уменьшается строительная высота помещений, материалоемкость конструкций и в целом всего здания, уменьшается трудоемкость опалубочных работ.
Особенно для жилых и общественных зданий, отсутствие выступающих ребер балок перекрытий (ригелей) улучшают архитектурную выразительность помещений [1].
Известно, что аналогичный сборно – монолитный безригельный каркас [2], состоящий из сборных плит – надколонных, межколонных и средних, соединяемие между собой и с колонной, построены в Республике Таджикистан. Эти конструкции разработаны НПО Монолит (г. Москва, Российская Федерация).
Наиболее близким является вышеуказанной сборно – монолитные элементы каркаса [2], при котором сборная надколонная плита при помощи сварки закладной металлической пластины-обычайки соединяется к рабочей арматуре колонны с последующим бетонированием полости стыка.
Недостатками указанного каркаса из сборно-монолитных элементов являются многочисленные соединения элементов плит перекрытый, которые требуют производства квалифицированных сварочных и бетонных работ.
В предлагаемом изобретении многочисленные соединения элементов плит перекрытый отсутствуют, кроме того, из-за меньшей материалоемкости конструкции за счет малой плотности арматуры, уменьшается вес стыка, и единственный узел в целом перекрытии выполняется сваркой элемента опорного столика к рабочей арматуре колонны (Фиг.3).
Целью настоящего изобретения является внедрение нового вида соединения плиты – балки с комбинированным армированием – базальт-пластиковой арматурой безригельного каркаса из монолитного железобетона с колонной (Фиг.3).
Цель достигается тем, что между рабочими стержнями опорной арматуры пропускается базальт-пластиковая арматура, которая составляет 50 % опорной арматуры скрытой балки каркаса и которая, в последующем объединяется в пространственный каркас скрытой балки (Фиг.3), воспринимающая опорный изгибающий момент совместно с остальной арматурой.
Безригельный каркас из монолитного железобетона со комбинированным армирова-нием создается следующим образом:
1.Колонна данного этажа бетонируется до уровня низа монолитной плиты;
2.Устанавливается опалубка плиты на проектную отметку;
3.Стальной опорный столик заводского изготовления надевается на рабочую арматуру колонны;
4.Рабочая арматура колонны при помощи сварки соединяется к опорному столику;
5.Устанавливается рабочая комбинированная арматура (стальная стержневая арматура и базальт-пластиковая арматура) плиты-балки и арматурные стержни плиты; арматуры объединяются в вязанные армокаркасы и армосетки;
6. После завершения инспекционных работ и составления акта скрытых работ приступают к бетонированию элементов.
Принцип работы предлагаемого каркаса из монолитного железобетона с комбинированным армированием (базальт-пластиковая) основан на совместной работе плиты-балки с колонной, представляющий жесткий узел рамного каркаса.
Предложенный вариант безригельного каркаса из монолитного железобетона с комбинированным армированием состоит из плиты и колонны, которые при совместной работе образуют раму и отличается тем, что в плите скрыта балка высотой равной высоте плиты и шириной (условной) равной ширине сечения колонны и армированная с рабочей комбинированной арматурой сечением, равным половине сечению рабочей арматуры плиты-балки (стальная и базальт- пластиковая арматура). Плита-балка выполняет роль горизонтального элемента рамной конструкции, который обеспечивает ее пространственную жесткость и имеет прямоугольное сечение, шириной, равной одной четвертой части пролета с каждой стороны оси колонн и высотой, раной высоте сечения плиты. Площадь рабочей арматуры плиты-балки делится на две равные части, которые размещаются виде рабочей арматуры скрытой балки (стальная и базальт- пластиковая арматуры) и армосеток плиты (Фиг.1, Фиг.2, табл..1, табл.2). Соединения плиты-балки с колонной осуществляется при помощи опорного столика с воротником, и к этому воротнику соединяются с четырех сторон рабочие стержни плиты – балки. Количество, размеры и классы арматуры приведены в таблицах 1, 2, 3, 4.
Данная конструктивная система разработана и прошла испытания на кафедре Промышленное и гражданское строительство ТТУ имени академика М.С.Осими.
Сетка колонн в этих системах можно принимать 4,8х4,8, 5,6х5,6, 6,0х6,0, 6,6х6,6 и 7,2х7,2 м. Также можно применять прямоугольную сетку колонн в указанных выше пределах. Временная полезная нагрузка на перекрытые может быть в пределах от 4-х до 12 кН/м2.


Таблица 1.

Площадь поперечного сечения, количество и диаметр рабочей арматуры плиты-балки

Временная полезная нагрузка , кН/м2 Расчетное сечение Площадь рабочей арматуры плиты - балки, см2/d, n, А500с
4,8х4,8 5,4х5,4 6,0х6,0 6,6х6,6 7,2х7,2
4,00 опорное 11,4/4d16+10d10 15,3/4d16+12d10 18,5/4d18+ 12d10 19,1/4d18+14d10 26,7/4d22+16d10
пролетное 11,4/4d16 +10d10 15,3/4d16 +12d10 18,5/4d18 +12d10 19,1/4d18 + 14d10 26,7/4d22 +16d10
6,00 опорное 12,7/4d16+10d10 16,4/4d16+12d10 24,0/4d20+12d12 24,8/4d20+14d12 33,3/4d22+16d12
пролетное 12,7/4d16 +10d10 16,4/4d16 +12d10 24,0/4d20 +12d12 24,8/4d20 +14d12 33,3/4d22 +16d12
8,00 опорное 15,3/4d16 +10d10 20,2/4d18+12d10 26,1/4d20+12d12 30,0/4d22+14d12 40,0/4d28+16d12
пролетное 15,3/4d16 +10d10 20,2/4d18 +12d10 24,0/4d20 +12d12 30,0/4d22 +14d12 40,0/4d28 +16d12
10,00 опорное 16,5/4d18 +10d10 25,0/4d20+12d12 27,2/4d20+12d12 33,3/4d22+14d12 44,7/4d28+16d14
пролетное 16,5/4d18 +10d10 25,0/4d20 +12d12 27,2/4d20 +12d12 33,3/4d22 +14d12 44,7/4d28 +16d14
12,00 опорное 19,0/4d20+10d10 25,8/4d20+12d12 33,7/4d25+12d12 38,1/4d25 +14d14 50,0/4d28 +16d14
пролетное 17,8/4d20 +10d10 24,6/4d20 +12d12 31,5/4d25 +12d12 38,1/4d25 +14d14 48,5/4d28 +16d14

Таблица 2

Процент армирования плиты-балки

Временная полезная нагрузка , кН/м2 Расчетное сечение Процент армирования плиты – балки для сетки колонн, %

4,8х4,8 5,4х5,4 6,0х6,0 6,6х6,6 7,2х7,2
4,00 опорное 0,94 0,86 0,82 0,71 0,85
пролетное 0,59 0,53 0,51 0,44 0,54
6,00 опорное 0,37 0,40 0,5 0,42 0,51
пролетное 0,38 0,40 0,5 0,42 0,51
8,00 опорное 0,45 0,50 0,54 0,50 0,62
пролетное 0,45 0,50 0,50 0,50 0,62
10,00 опорное 0,49 0,62 0,57 0,56 0,70
пролетное 0,50 0,62 0,57 0,56 0,69
12,00 опорное 0,56 0,64 0,70 0,64 0,77
пролетное 0,53 0,60 0,66 0,64 0,75


Таблица 3
Стальной опорный столик (воротник) заводского изготовления узла соединения плиты-балки с колонной безригельного каркаса с комбинированной арматурой. Номер уголка и диаметр опорной рабочей арматуры, при комбинированном армировании

Сетка колонн, м Временная полезная нагрузка на перекрытие, кН/м2
4,0 6,0 8,0 10,0 12,0
Номер уголька, мм/количество и диаметр стальной и базальт-пластиковой арматуры, n, d,мм
4,8х4,8 50/2d16+2d8 50/4d16+2d8 63/4d18+2d10 75/4d18+2d10 100/4d22+2d12
5,6х5,6 63/4d16+2d8 75/4d18+2d10 75/4d20+2d12 90/4d20+2d12 100/4d25+2d12
6,0х6,0 63/4d18+2d8 75/4d20+2d10 80/4d22+2d12 90/4d25+2d12 100/4d28+2d14
6,6х6,6 75/4d18+2d8 75/4d20+2d10 80/4d22+2d12 90/4d25+2d14 100/4d28+2d14
7,2х7,2 75/4d20+2d10 80/4d22+2d12 90/4d25+2d12 100/4d28+2d14 100/4d28+2d14


Таблица 4
Размеры по контуру стального опорного столика заводского изготовлени и его вес при комбинированном армировании

Временная полезная нагрузка на перекрытие, кН/м2 Размеры опорного стального столика при сетке колонн, м
4,8х4,8 5,6х5,6 6,0х6,0 6,6х6,6 7,2х7,2
2,4х2,4 2,8х2,8 3,0х3,0 3,3х3,3 3,6х3,6
Вес стального опорного столика заводского изготовления, кг
4,0 36,88 38,56 50,15 59,35 76,01
6,0 36,86 51,36 64,66 70,58 105,78
8,0 40,56 60,72 83,85 86,01 120,72
10,0 44,96 63,72 102,22 111,47 154,62
12,0 61,53 91,46 131,4 143,01 154,62


Безригельный каркас из монолитного железобетона для сейсмических районов с комбинированным армированием


Фиг.1



Фиг.2



Фиг.3

1. Шарипов Л., Нуралиев К., Исхаков Я.Ш. Конструксияҳои оҳанубетонӣ ва сангин. Курси умумӣ, китоби 2, 2016 с, Душанбе
2. Дожвенко С.В. Безригельный железобетонный сборно – монолитный каркас многоэтажного здания / Патент РФ 76051