RU2166032C1

RU2166032C1 - Pre-stressed reinforced concrete building skeleton

Info

Publication number: RU2166032C1
Application number: RU99122149A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Геворкович Асатрян
Priority date: 1999-10-22
Filing date: 1999-10-22
Publication date: 2001-04-27

Abstract

FIELD: construction engineering; erection of monolithic and composite in- situ pre-stressed skeleton-type buildings and structures. SUBSTANCE: pre-stressed reinforced concrete building skeleton has columns, ceiling with variable-depth ducts made along column faces in relatively perpendicular directions, pre-stressed reinforcement placed in ceiling ducts in complying with bending moment curves and locked in position on ceiling ends over perimeter of building skeleton, and grouting concrete. Ceiling is monolithic over perimeter of skeleton cells and has variable depth ducts open on top near column faces and at bottom in mid-span; monolithic parts are formed above pre-stressed reinforcement on top area of ceiling. EFFECT: reduced material and labor consumption due to facilitated concrete-form, reinforcement, and erection works; reduced construction time. 4 cl, 12 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства, а именно к монолитным и сборно-монолитным каркасным зданиям и сооружениям с предварительным напряжением конструкций в построечных условиях. The invention relates to the field of construction, namely to monolithic and precast monolithic frame buildings and structures with prestressing structures in building conditions.

Известен предварительно напряженный железобетонный каркас здания, включающий колонны, перекрытия, предварительно напряженную арматуру, расположенную в открытых каналах перекрытия во взаимно перпендикулярных направлениях, и бетон омоноличивания. В колоннах в уровне перекрытия выполнены сквозные отверстия для пропуска арматуры, которая размещена в швах между плитами перекрытия. Отверстия в колоннах и швы между плитами омоноличены бетоном (1). Known prestressed reinforced concrete frame of the building, including columns, floors, prestressed reinforcement located in the open channels of the overlap in mutually perpendicular directions, and concrete monolithic. In the columns at the floor level, through holes are made for the passage of reinforcement, which is placed in the seams between the floor slabs. The holes in the columns and the seams between the plates are monolithic in concrete (1).

Недостатками известной конструкции являются сложность и трудоемкость их возведения, связанная с пропуском арматуры в отверстия колонн и инъецированием раствором после натяжения арматуры особенно в зимних условиях, замоноличиванием швов между плитами перекрытия и колоннами, корректировкой вертикальности колонн после натяжения арматуры на каждом этаже. Замоноличивание швов между плитами перекрытия и колоннами в зимнее время затруднительно, качество которого влияет на величину линейных деформаций перекрытия и смещения колонн при натяжении арматуры. Каждый последующий этаж может монтироваться только после завершения полностью строительно-монтажных работ нижнего этажа с корректировкой вертикальности колонн. The disadvantages of the known design are the complexity and complexity of their construction associated with the passage of reinforcement into the holes of the columns and injection of the solution after tensioning the reinforcement especially in winter conditions, monoling the joints between the floor slabs and columns, adjusting the verticality of the columns after tensioning the reinforcement on each floor. Filling the joints between the floor slabs and columns in winter is difficult, the quality of which affects the linear deformations of the floor and the displacement of the columns when tensioning the reinforcement. Each subsequent floor can be mounted only after completion of the fully construction and installation work of the lower floor with the adjustment of the verticality of the columns.

Наиболее близкой конструкцией является предварительно напряженный железобетонный каркас здания, включающий колонны, перекрытие с каналами переменной глубины, выполненными вдоль граней колонн во взаимно перпендикулярных направлениях, предварительно напряженную арматуру, расположенную в соответствии с эпюрой изгибающих моментов в каналах перекрытия и зафиксированную на торцах перекрытия по периметру каркаса здания, и бетон омоноличивания (2). The closest construction is a prestressed reinforced concrete frame of the building, including columns, ceiling with channels of variable depth, made along the faces of the columns in mutually perpendicular directions, prestressed reinforcement located in accordance with the diagram of bending moments in the floor channels and fixed at the ends of the floor around the perimeter of the frame buildings, and monolithic concrete (2).

Недостатками этой конструкции являются длительность процесса возведения перекрытия и трудоемкость опалубочных, арматурных и бетонных работ, поскольку монтаж перекрытия ведется в каждой отдельной ячейке. The disadvantages of this design are the length of the process of erection of the floor and the complexity of formwork, reinforcement and concrete work, since the installation of the floor is carried out in each individual cell.

Техническая задача заключается в снижении материалоемкости конструкции и трудоемкости возведения за счет упрощения опалубочных, арматурных и монтажных работ и ускорение процесса возведения здания. The technical task is to reduce the material consumption of the structure and the complexity of the construction by simplifying the formwork, reinforcement and installation work and speeding up the process of building the building.

Поставленная задача решается таким образом, что в предварительно напряженном железобетонном каркасе здания, включающем колонны, перекрытие с каналами переменной глубины, выполненными вдоль граней колонн во взаимно перпендикулярных направлениях, предварительно напряженную арматуру, расположенную в соответствии с эпюрой изгибающих моментов в каналах перекрытия и зафиксированную на торцах перекрытия по периметру каркаса здания, и бетон омоноличивания, согласно изобретению, перекрытие выполнено монолитным по периметру ячеек каркаса с каналами переменной глубины, открытых сверху у граней колонн и открытых снизу в середине пролета, с образованием монолитных участков над предварительно напряженной арматурой в верхней зоне перекрытия. Причем перекрытие в пролете выполнено из многопустотных панелей, соединенных между собой и с монолитным участком перекрытия монолитным бетоном. Или перекрытие в пролете выполнено из ребристых плит, соединенных между собой и с монолитным участком перекрытия монолитным бетоном. Или перекрытие в пролете выполнено монолитным. The problem is solved in such a way that in a prestressed reinforced concrete frame of the building, including columns, overlap with channels of variable depth, made along the faces of the columns in mutually perpendicular directions, prestressed reinforcement located in accordance with the diagram of bending moments in the overlapping channels and fixed at the ends overlapping around the perimeter of the building frame, and monolithic concrete, according to the invention, the overlap is made monolithic along the perimeter of the cells of the frame with channels of variable depth, open from above at the faces of the columns and open from below in the middle of the span, with the formation of monolithic sections above prestressed reinforcement in the upper overlap zone. Moreover, the span in the span is made of multi-hollow panels, interconnected and with a monolithic section of the overlap with monolithic concrete. Or the span in the span is made of ribbed slabs interconnected and with a monolithic section of the overlap with monolithic concrete. Or overlap in the span is made monolithic.

Предлагаемый каркас здания отличается от известного тем, что перекрытие выполнено монолитным по периметру ячеек каркаса с каналами переменной глубины, открытых сверху у граней колонн и открытых снизу в середине пролета, с образованием монолитных участков над предварительно напряженной арматурой в верхней зоне перекрытия. Причем перекрытие в пролете может быть выполнено из многопустотных панелей или ребристых плит, соединенных между собой и с монолитным участком перекрытия монолитным бетоном. Или перекрытие в пролете может быть выполнено монолитным. The proposed building frame differs from the known one in that the overlap is made monolithic along the perimeter of the cells of the carcass with channels of variable depth, open from above at the faces of the columns and open from below in the middle of the span, with the formation of monolithic sections over prestressed reinforcement in the upper overlap zone. Moreover, the overlap in the span can be made of multi-hollow panels or ribbed slabs, interconnected and with a monolithic section of the overlap with cast concrete. Or the overlap in the span can be made integral.

Наличие в середине пролета монолитных участков в перекрытии в зоне образования каналов для предварительно напряженной арматуры дает возможность производить армирование перекрытия как многопролетной балочной плиты, и в соответствии с характером эпюры изгибающих моментов рабочую арматуру располагать как в верхней, так и в нижней зоне растягивающих напряжений плиты. При этом монолитный участок перекрытия расположен над предварительно напряженной арматурой в верхней зоне перекрытия между каналами, выполненными во взаимно перпендикулярном направлении. В результате уменьшается прогиб плиты в пролетах и появляется возможность увеличения пролетов каркаса. Причем при выполнении перекрытия в пролете из многопустотных или ребристых плит рабочую арматуру располагают в зазорах между плитами. Кроме того, монтаж перекрытия этажа ведется автономно, ускоряется процесс возведения здания. The presence in the middle of the span of monolithic sections in the overlap in the channel formation zone for prestressed reinforcement makes it possible to reinforce the overlap of a multi-span beam plate, and, in accordance with the nature of the bending moment diagram, place the working reinforcement both in the upper and lower zones of tensile stresses of the plate. In this case, the monolithic section of the overlap is located above the prestressed reinforcement in the upper zone of the overlap between the channels made in a mutually perpendicular direction. As a result, the deflection of the plate in the spans is reduced and the possibility of increasing the spans of the frame appears. Moreover, when performing the overlap in the span of multi-hollow or ribbed plates, the working reinforcement is placed in the gaps between the plates. In addition, the installation of the floor is carried out independently, the process of building construction is accelerated.

На фиг. 1 представлен предварительно напряженный железобетонный каркас здания (вариант 1 с каналом, выполненным по ширине сечения колонны); фиг.2 - предварительно напряженный железобетонный каркас здания (вариант 2 с каналами, выполненными вдоль граней колонн); фиг.3 - то же, что и на фиг.1, с многопустотными плитами; фиг.4 - то же, что и на фиг. 1, с ребристыми плитами; фиг. 3 - А-А фиг.1; фиг.6 - Б-Б фиг. 1; фиг.7 - В-В фиг.2; фиг.8 -Г-Г фиг.2; фиг.9 - Д-Д фиг. 3; фиг.10 - Е-Е фиг.3; фиг. 11 - Ж-Ж фиг. 4; фиг. 12 - И-И фиг.4. In FIG. 1 shows a prestressed reinforced concrete frame of a building (option 1 with a channel made across the width of the column section); figure 2 - pre-stressed reinforced concrete frame of the building (option 2 with channels made along the faces of the columns); figure 3 - the same as in figure 1, with hollow core slabs; 4 is the same as in FIG. 1, with ribbed plates; FIG. 3 - AA figure 1; 6 - BB Fig. 1; Fig.7 - BB figure 2; Fig.8-D figure 2; Fig.9 - DD Fig. 3; figure 10 - EE figure 3; FIG. 11 - FG of FIG. 4; FIG. 12 - II.

Предварительно напряженный железобетонный каркас здания включает колонны 1, перекрытие 2 с каналами 3 и предварительно напряженную арматуру 4. Перекрытие может быть выполнено сборно-монолитным, состоящим из сборных плит 5 многопустотных или ребристых и монолитных участков 6 по периметру ячеек каркаса с каналами переменной глубины, открытых сверху у граней колонн и открытых снизу в середине пролета. Каналы перекрытия выполнены шириной, превышающей ширину сечения колонны на 2(nd+k(n+1), где k -толщина защитного слоя бетона, n - количество укладываемых арматурных элементов, d - диаметр арматурных элементов (см. фиг.1). Или каналы выполнены вдоль граней колонн (см. фиг. 2) шириной равной nd+k(n+1). Каналы 3 имеют переменную глубину с увеличением к середине пролета до величины. равной толщине перекрытия, с образованием сквозного проема в перекрытии 2, омоноличенный в середине пролета каркаса на высоту, равную толщине перекрытия минус 2k+d, что позволяет расположить напряженную арматуру в соответствии с эпюрой изгибающих моментов. Каналы 3 и зазоры между плитами (сборно-монолитный вариант) омоноличены бетоном. The prestressed reinforced concrete frame of the building includes columns 1, overlap 2 with channels 3 and prestressed reinforcement 4. Overlapping can be prefabricated-monolithic, consisting of prefabricated slabs 5 multi-hollow or ribbed and monolithic sections 6 along the perimeter of the frame cells with variable depth channels, open above the faces of the columns and open below in the middle of the span. The overlapping channels are made wider than the column cross-sectional width by 2 (nd + k (n + 1), where k is the thickness of the concrete protective layer, n is the number of laid reinforcing elements, d is the diameter of the reinforcing elements (see Fig. 1). Or the channels are made along the faces of the columns (see Fig. 2) with a width equal to nd + k (n + 1). Channels 3 have a variable depth with an increase towards the middle of the span to a value equal to the thickness of the overlap, with the formation of a through opening in overlap 2, monolithic in the middle of the frame span to a height equal to the overlap thickness minus 2k + d, which allows the Lay tensile reinforcement in accordance with the diagram of bending moments. Channels 3 and gaps between plates (prefabricated-monolithic version) are monolithic with concrete.

Каркас здания возводят следующим образом. The frame of the building is erected as follows.

Устанавливают арматурный каркас и вертикальную опалубку для колонны, горизонтальную опалубку перекрытия этажа, в которой располагают каналообразователи и рабочую арматуру. После чего производят бетонирование этажа каркаса колонн 1 и перекрытия 2. После твердения бетона производят распалубку и удаляют каналообразователи. В образованные в перекрытии каналы 3 укладывают напрягаемую арматуру 4, размещая вдоль граней колонн 1, располагая в зоне максимальных изгибающих моментов перекрытия, после чего арматуру натягивают и фиксируют на торцах перекрытия по периметру каркаса здания (на чертеже не показано). Затем производят омоноличивание каналов бетоном. Install the reinforcing cage and the vertical formwork for the column, the horizontal formwork of the floor overlap, in which the channel formers and working fittings are located. After that, concreting is carried out on the floor of the column frame 1 and floor 2. After hardening of concrete, formwork is carried out and channel formers are removed. Tensioned reinforcement 4 is laid in the channels 3 formed in the overlap, placed along the faces of the columns 1, located in the zone of maximum bending moments of the overlap, after which the reinforcement is pulled and fixed at the ends of the overlap along the perimeter of the building frame (not shown). Then produce monolithic channels with concrete.

При сборно-монолитном варианте каркаса после установки арматурного каркаса и опалубки колонны 1 на уровне перекрытия 2 на временных опорах монтируют плиты перекрытия 5, которые располагают с зазором. Затем устанавливают горизонтальную опалубку перекрытия, укладывают каналообразователи и рабочую арматуру, располагая ее в зазорах между плитами, и бетонируют монолитную часть по периметру ячеек каркаса с образованием каналов 3. После твердения бетона производят распалубку, арматуру 4 укладывают в каналы 3 и осуществляют ее натяжение, фиксируя на торцах перекрытия по периметру каркаса. Каналы и зазоры между плитами замоноличивают бетоном. In a prefabricated-monolithic version of the frame, after installing the reinforcing frame and the formwork of the column 1 at the level of overlap 2, floor plates 5 are mounted on temporary supports, which are positioned with a gap. Then, horizontal formwork of the ceiling is installed, channel formers and working fittings are laid, placing it in the gaps between the plates, and the monolithic part is concrete along the perimeter of the frame cells with the formation of channels 3. After hardening of concrete, the formwork is made, the reinforcement 4 is laid in channels 3 and tensioned, fixing at the ends of the floor around the perimeter of the frame. The channels and gaps between the slabs are monolithic with concrete.

При этом монтаж перекрытия этажа не мешает производству работ по монтажу колонн и перекрытий других этажей, который может производиться одновременно. At the same time, the installation of floor ceilings does not interfere with the installation of columns and ceilings of other floors, which can be carried out simultaneously.

Источники информации:
1. SU Авторское свидетельство N 1470884, кл.E 04 В 1/18, БИ N 13, 1989 г.Sources of information:
1. SU Copyright certificate N 1470884, class E 04 1/18, BI N 13, 1989

2. Патент РФ N 2133802, кл. Е 04 В 1/18, БИ N 21, 27.07.1999 г. (прототип)о 2. RF patent N 2133802, class. E 04 B 1/18, BI N 21, 07/27/1999 (prototype) about

Claims

1. Pre-stressed reinforced concrete frame of the building, including columns, overlap with channels of variable depth, made along the faces of the columns in mutually perpendicular directions, prestressed reinforcement located in accordance with the diagram of bending moments in the floor channels and fixed at the ends of the floor around the perimeter of the building frame, and monolithic concrete, characterized in that the overlap is made monolithic along the perimeter of the cells of the frame with channels of variable depth, open at the top of the gr any columns and open from the bottom in the middle of the span, with the formation of monolithic sections over prestressed reinforcement in the upper overlap zone.

2. The prestressed frame of the building according to claim 1, characterized in that the span in the span is made of multi-hollow panels connected to each other and to the monolithic section of the floor with monolithic concrete.

3. The prestressed frame of the building according to claim 1, characterized in that the span in the span is made of ribbed plates connected to each other and to the monolithic section of the overlap with monolithic concrete.

4. Pre-stressed building frame according to claim 1, characterized in that the span in the span is made integral.