Пилон в строительстве жилого дома это

Сталежелезобетонные конструкции элементов каркаса высотных зданий

Повышение жесткости отдельных конструктивных элементов каркаса и здания в целом, выполненного из железобетона, достигается при помощи применения сталежелезобетонных или комбинированных конструкций. Отличительной особенностью сталежелезобетонных конструкций от обычных железобетонных конструкций является то, что в качестве армирования сталежелезобетонных конструктивных элементов (колонн, пилонов, стен, диафрагм, балок), кроме стержневой арматуры, используется жесткая арматура из стальных прокатных или сварных профилей и других элементов. Марки стали для профилей жесткого армирования принимаются по требованиям [211]. Рекомендуемые марки стали из фасонного и сортового проката для применяемой в высотном строительстве жесткой арматуры при расчетной температуре наружного воздуха до -40 °С приведены в табл. 6.1.

Заменяемые и рекомендуемые марки стали из фасонного и сортового проката для жесткой арматуры при расчетной температуре наружного воздуха до -40 °С

пилон, что же это такое? Отвечаю на вопрос!

Заменяемые марки стали по ГОСТ 19281—2014[24]

Рекомендуемые марки стали по ГОСТ 27772—2015 [41]

Жесткая арматура, ее элементы в сталежелезобетонных конструкциях

При применении стальных элементов в качестве жесткой арматуры во всех случаях в сталежелезобетонных конструкциях устанавливается гибкая продольная и поперечная арматура.

Для сталежелезобетонных конструкций, включая колонны, стены, ядра жесткости и перекрытия, расчет стальных элементов (жесткой арматуры) выполняется на стадии возведения до набора требуемой проектной прочности бетона по правилам расчета стальных конструкций, а на стадии эксплуатации расчет производится по правилам расчета железобетонных конструкций с учетом совместной работы стальных элементов с монолитным бетоном в соответствии с «Руководством по проектированию железобетонных конструкций с жесткой арматурой» [180].

При использовании в колоннах каркаса высотных зданий стальных элементов в виде труб с полостью, заполненной бетоном, называемых трубобетоном, учитывается так называемый эффект объемного напряженного состояния бетона.

Железобетонные конструкции колонн каркаса и стен высотных зданий с жесткой арматурой. В практике расчета, конструирования, проектирования и строительства высотных зданий часто применяемые типы конструкций сталежелезобетонных колонн с жесткой арматурой. Характерные типы поперечных сечений сталежелезобетонных колонн с жесткой арматурой, изготовленной из различных профилей, приведены на рис. 6.1.

Исследованиями [163] установлено, что из приведенных на рис. 6.1 типов жесткого армирования только жесткое армирование при помощи решетчатого сварного типа (рис. 6.1 д) обладает небольшим сопротивлением на действие поперечной силы. Поэтому в современных условиях применяется жесткое армирование колонн по типам (рис. 6.1 а, б, в, г).

При проектировании железобетонных конструктивных элементов толщина защитного слоя бетона в соответствии с требованиями надежной защиты рабочей и вспомогательной арматуры от коррозии и огнезащиты назначается и принимается равной соответственно: для гибкой стальной арматуры — не менее диаметра арматуры и не менее 25 мм; для жесткой арматуры, расположенной внутри поперечного сечения конструкции, — не менее 50 мм с обязательным армированием защитного слоя стальной сеткой [6, 20, 40, 43, 50, 114, 117, 129, 159, 161, 180, 196, 227, 229, 230, 238, 242, 262, 263, 281].

Что такое ПИЛОН? / архитектура

Если проектом предусматривается размещение или установка стальных элементов жесткого армирования на внешней поверхности конструктивного элемента, то выполняются инженерные мероприятия по их защите от коррозии и огнезащите, например вся открытая боковая поверхность стального профиля защищается негорючими теплоизолирующими материалами (минеральная вата, стекловата) с последующим оштукатуриванием тепло защищенной поверхности цементно-песчаным раствором расчетной толщиной 20 мм по стальной сетке типа рабица.

Рис. 6.1. Типы поперечных сечений и общий вид сталежелезобетонных колонн с жесткой арматурой, изготовленной из различных стальных профилей [129,163]:

а — сварной двутавровый профиль; б — сварной крестообразный профиль; в — замкнутый профиль квадратного поперечного сечения; г — замкнутый профиль круглого поперечного сечения; д — замкнутый квадратный профиль решетчатого сварного типа, е — общий вид возведения сталежелезобетонного

каркаса высотного здания

В отечественном строительстве в качестве защитно-отделочного слоя применяется обшивка или облицовка боковой поверхности негорючими материалами, например два слоя гипсокартонных листов (ГКЛ, ГКЛО, ГКЛВ, ГКЛОВ), природные или искусственные облицовочные каменные материалы толщиной не менее 20 мм (гранит, мрамор, керамический гранит) на цементно-песчаном растворе, без воздушного зазора с надежным креплением облицовки к несущей конструкции.

Конструкции железобетонных колонн высотных зданий с жестким армированием в сравнении с обычными железобетонными колоннами имеют следующие достоинства:

• • относительно меньший размер поперечного сечения, малый собственный вес, увеличение используемого пространства. В колоннах, выполненных из железобетона с жестким армированием, несущая способность значительно повышается и особенно возрастает сопротивляемость конструкций колонн на действие поперечной силы. Это позволяет значительно уменьшить геометрические размеры поперечного сечения несущих элементов и повысить прочностные свойства конструкций, включая повышение сейсмостойких свойств высотных зданий;
• • более высокая пластичность и улучшение свойств по сейсмостойкости конструкций колонн с жесткой арматурой;
• • высокая технологичность и скорость возведения конструкций каркаса из железобетона с жесткой арматурой, даже по отношению к колоннам, выполненным из стальных профилей.

Кроме того, следует отметить целый ряд достоинств конструкций железобетонных колонн с жесткой арматурой в сравнении с колоннами, выполненными из стальных конструкций, включающие следующие:

• • бетон железобетонной колонны с жесткой арматурой (рис. 6.1), расположенный в пределах внешнего контура поперечного сечения (защитный слой бетона, или «внешний бетон») исключает или предупреждает изгиб стального профиля, повышает жесткость элементов и обеспечивает экономию стержневой арматурной стали;
• • при относительно повышенной жесткости имеют быстрое затухание колебаний (от воздействия ветровых, сейсмических и других горизонтально приложенных нагрузок), а также более эффективны с точки зрения снижения и ограничения деформаций конструкций;
• • «внешний бетон» в составе поперечного сечения сталежелезобетонных конструкций с жестким армированием способствует повышению долговечности и, что особенно важно, надежному повышению огнестойкости несущих конструкций в условиях повышенных требований по огнезащите конструкций высотных зданий.

В практике высотного строительства нашли применение конструкции скрытых стальных колонн из прокатных и сварных профилей, размещаемых в пределах контура поперечного сечения конструкции стен, диафрагм и ядер жесткости (рис. 6.2).

Рациональное расположение жесткой арматуры в местах пересечений стен, в составе ядра жесткости позволяет обеспечить минимальную податливость.

Одним из актуальных вопросов при проектировании железобетонных конструкций с жесткой арматурой является обеспечение эффективного включения в совместную работу стальных профилей жесткого армирования с окружающим бетоном поперечного сечения конструкции. В отечественной и зарубежной практике совместная работа в сталежелезобетонных конструкциях из монолитного бетона обеспечивается за счет приварки анкеров и упоров к стальным профилям жесткого армирования. Совместная работа конструктивных элементов из сборного железобетона с конструкциями из монолитного железобетона в сборно-монолитных конструкциях осуществляется путем устройства специальных шпонок, создания рифленой поверхности сорного элемента, выпусков поперечной арматуры-анкеров из сборных конструктивных элементов для заделки в монолитные элементы.

Рис.6.2. План расположения элементов жесткого армирования из стальных профилей в стенах ствола ядра жесткости, выполненного из монолитного железобетона [163]

Конструкции комбинированных колонн со стальными обоймами. С целью снижения сроков возведения каркаса высотных зданий, трудоемкости и стоимости возведения конструкций колонн, полного исключения работ по устройству опалубки колонн, повышения уровня технологии возведения конструкций колонн в современном высотном строительстве часто применяются конструкции комбинированных колонн со стальными обоймами. Отличительной особенностью конструкций комбинированных колонн со стальными обоймами является то, что такие колонны конструируются из стальных круглых или квадратных труб расчетных геометрических размеров, в полость которых после их установки в проектное положение укладывается свежеприготовленная бетонная смесь проектного класса бетона не ниже В25 с тщательным вибрированием. При необходимости перед монтажом стальных обойм производится расчетное армирование ствола колонн стержневой арматурной сталью.

В отечественной строительной практике конструкции комбинированных колонн со стальными обоймами из стальных круглых или квадратных труб часто называют трубобетонными конструкциями. Стальные обоймы называют оставляемой оснасткой, так как они не подлежат демонтажу после схватывания и набора прочности бетона, а оставляются в составе конструкции комбинированной сталежелезобетонной колонны с включением в совместную работу с арматурным каркасом из стержневой арматуры и бетона.

Бетонирование высоких колонн со стальными обоймами осуществляется по технологии «снизу — вверх» при помощи подачи пластичной бетонной смеси бетононасосами через патрубок, размещаемый в нижней части стальной обоймы. Такая технология укладки бетона позволяет исключить возможность образования воздушных пустот в теле бетона. Для обеспечения требуемой огнестойкости стальной конструкции обоймы как несущего конструктивного элемента колонны боковая поверхность таких колонн защищается огнестойкими материалами при помощи оштукатуривания цементно-песчаным раствором толщиной 25—50 мм по стальной сетке типа рабицы или облицовки каменными плитками на строительном клее. Отличительной сущностью работы конструкций комбинированных колонн со стальными обоймами по отношению к обычным железобетонным колоннам является то, что в сжатом от приложенной нагрузки бетоне колонны образуются микротрещины, возникают продольные деформации сжатия, которые передаются на стальные обоймы. Конструкции стальных труб (обойм) в свою очередь воспринимают усилия и деформации в бетоне, ограничивая продольные деформации бетона, заключенного в замкнутую стальную оболочку.

Бетон в таких колоннах находится в режиме трехосного сжатия и его прочность значительно повышается. Наличие бетонного ядра в замкнутой полости колонны способствует ограничению локального изгиба внешних обойм, что позволяет полностью использовать прочностные свойства стали трубчатых обойм замкнутого профиля.

Установлено, что при всех прочих равных условиях суммарная несущая способность отдельно взятых стальных труб и бетона значительно ниже, чем фактическая несущая способность конструкции комбинированных колонн со стальными обоймами.

К числу достоинств конструкций комбинированных колонн со стальными обоймами в сравнении с обычными железобетонными колоннами относятся следующие:

• • конструкции стальных обойм колонн хорошо сопротивляются действию горизонтальных напряжений, передаваемых бетоном, а при укладке бетонной смеси в полость оболочки значительно уменьшается количество технологических процессов и стоимость работ;
• • конструкции стальных обойм, выполняемых из круглых или квадратных труб, сами являются рабочей арматурой и выполняют функцию продольной и поперечной арматуры. Кроме того, производство стальных труб в заводских условиях более технологично, чем у стальных плоских и пространственных каркасов из арматурной стали и более пригодно для укладки товарного бетона;
• • стальные трубы обойм сами работают как каркас и скорость их возведения такая же, как и у стальных конструкций, но по сравнению со стальными колоннами с открытыми профилями конструкции колонн со стальными обоймами обладают высокой огнестойкостью и жесткостью.

Конструкции комбинированных колонн со стальными обоймами, выполненными из круглых стальных труб, в сравнении с комбинированными колоннами с прямоугольными обоймами признаны более рациональными по их несущей способности и самыми экономичными конструкциями, обладающими большей архитектурной выразительностью.

Железобетонные балки каркаса с жесткой арматурой. Стальные профили конструкции железобетонных балок с жесткой арматурой устанавливают, монтируют и соединяют со стальными профилями сталежелезобетонных колонн, пилонов или стен-диафрагм. Наиболее распространенный вариант конструкции железобетонных балок с жесткой арматурой — из стального прокатного или сварного двутавра в поперечном сечении — приведен на рис. 6.3.

Рис. 6.3. Принципиальная схема поперечного сечения балки из монолитного железобетона с жесткой арматурой, изготовленной из сварного стального двутаврового профиля [163]

Как и для железобетонных колонн с жесткой арматурой, достоинством железобетонных балок с жесткой арматурой является то, что их прочность значительно выше прочности обычных железобетонных балок. По периметру поперечного сечения жесткостного элемента стальной балки размещен бетон, что является надежной огнезащитой, но вместе с тем это вызывает необходимость контролировать ширину раскрытия трещин в растянутой зоне бетонного слоя. Ширина раскрытия трещин в растянутой зоне бетона таких балок с большими пролетами является главным ограничивающим фактором при их применении.

Железобетонные стены-диафрагмы с жесткой арматурой.

Элементы жесткости высотных зданий в виде стен-диафрагм выполняются с жестким армированием из стальных профилей, размещаемых, как правило, в концевых участках поперечного сечения (рис. 6.4).

Рис 6.4. Принципиальная схема поперечного сечения железобетонной стены-диафрагмы или пилона с жесткой арматурой из стальных профилей, расположенных симметрично по краям поперечного сечения элемента [163]

Такое расположение стальных профилей позволяет решать вопросы повышения прочности и расчетной предельной деформа- тивности скрытых колонн каркаса здания. Достаточно широкому применению конструкций стен-диафрагм с краевым расположением жесткого армирования в смешанных конструктивных системах способствовало условие удобного и надежного конструктивного соединения между стальными балками и стенами-диафрагмами.

Узлы сопряжения комбинированных конструкций вертикальных и горизонтальных элементов каркаса высотных зданий. При проектировании комбинированных конструкций каркасного остова высотных зданий из сталежелезобетонных элементов приходится решать комплекс инженерно-технических, архитектурнодизайнерских и технологических задач. Наиболее сложной из них является задача обеспечения жесткого узлового соединения между конструкциями стальных профилей жесткого армирования вертикальных и горизонтальных элементов каркаса.

Так, при соединении железобетонной колонны с жесткой арматурой и железобетонной балки с жесткой арматурой, а также обычной железобетонной балки или стальной балки с колонной и между собой, предпочтительнее всего использовать так называемое крестообразное соединение. Такой тип соединения позволяет обеспечить:

• • условия соединения стальных конструкций, отвечающее требованиям СП 16.13330.2011 [211];
• • жесткое конструктивное соединение стальных элементов жесткого армирования из стальных прокатных или сварных профилей;
• • условия необходимости сквозного и непрерывного пересечения продольной стержневой арматуры через узел соединения элементов каркаса;
• • условия анкеровки стержневой арматуры в бетоне сталежелезобетонных конструкций колонн, балок, плит, стен, диафрагм.

Наиболее распространенные решения узловых соединений сталежелезобетонных конструкций с жесткой арматурой при возведении каркасного остова высотных зданий приведены на рис. 6.5—6.8.

На рис. 6.5 представлены чертежи монтажных узлов сварного и болтового соединения стальных профилей элементов жесткого армирования сталежелезобетонных конструкций колонн и балок для каркаса высотных зданий.

Рис. 6.5. Монтажные узлы соединения стальных профилей элементов жесткого армирования сталежелезобетонных конструкций колонн и балок для каркаса высотных зданий [163]:

а — сварное соединение профилей в условиях строительной площадки; б — болтовое соединение профилей в условиях строительной площадки;

• 1 — стальной профиль в конструкции колонны; 2 — стальной профиль в конструкции балки; 3 — сквозные отверстия; 4 — рабочая арматура из стержневой арматуры в колонне; 5 — монтажный электросварной шов;
• 6 — высокопрочные болты; 7 — рабочая арматура из стержневой арматуры в балке; 8 — электросварной шов, выполненный на заводе-изготовителе;
• 9 — фрагмент пролетной части жесткой арматуры из прокатного профиля

На рис. 6.6—6.7 приведены конструктивные решения в виде плоских и пространственных чертежей монтажных узлов соединения железобетонной и стальной колонны с обычным армированием и балки с жесткой арматурой для сталежелезобетонного каркаса высотного здания.

При выполнении проектов с комбинированием инженерных решений по устройству прочных, устойчивых и надежных несущих элементов вертикальных колонн каркаса остова высотных зданий приходится проектировать и выполнять промежуточные узлы сопряжения и стыковки по вертикали элементов жесткого армирования с армированием из обычных арматурных стержней. Примеры стыков узлов приведены на рис. 6.8—6.9.

Между соединяемыми по высоте колоннами предусматривается переходный этаж, который должен удовлетворять условиям:

• 1) стальной профиль жесткого армирования нижней колонны продлевается в стыке наверх на 1 или 2 этажа с переходом на меньшее сечение профиля по расчету;
• 2) стальные профили переходного этажа крепятся на болтовых соединениях диаметром d > 19 мм, с шагом 1 > 200 мм и защитным слоем бетона не менее а > 50 мм.

Рис. 6.6. Монтажный узел соединения сталежелезобетонной колонны с обычным армированием [а) и балки с жесткой арматурой (б) для каркаса высотного здания [163]:

1 — стальной профиль в конструкции колонны; 2 — стальной профиль в конструкции балки; 3 — бетонное ядро; 4 — горизонтальное нижнее ребро с отверстиями для выхода воздуха при бетонировании; 5 — отверстие в профиле колонны; 6 — горизонтальное верхнее ребро с отверстиями для выхода воздуха; 7 — монтажные отверстия в конструкции балки

Рис. 6.7. Аксонометрические схемы узлов соединения между железобетонной колонной с жесткой арматурой и железобетонной балкой с обычным армированием [163]:

а — способом, когда продольная рабочая арматура балки пересекает узел насквозь через отверстия в стенке профиля колонны: 1 — стальной профиль жесткого армирования колонны; 2 — продольная рабочая арматура балки, пересекающая узел насквозь через отверстия в стенке профиля колонны;

б — способом, когда соединение продольной рабочей арматуры железобетонной балки и коротких стальных балок-вставок выполняется внахлестку при помощи болтовых соединений: 1 — стальной профиль жесткого армирования колонны; 2 — отверстие для выхода воздуха при бетонировании; 3 — часть продольной рабочей стержневой арматуры, соединяемой внахлест с балками-вставками при помощи болтов;

• 4 — сухарики; 5 — болты; 6 — балка-вставка; в — способ, когда соединение части стержневой продольной арматуры балки и стальных двутавров-балок выполняется при помощи электросварки: 1 — стальной профиль жесткого армирования колонны; 2 — электросварка;
• 3 — двутавр-вставка; 4 — стержневая рабочая арматура балки

Рис. 6.8. Монтажный узел стыковки между двумя колоннами по вертикали, выполненными в своей нижней части армированием с жесткой арматурой, а в верхней части — из железобетона с обычным армированием [163]

Схемы поперечных сечений сталежелезобетонных колонн с элементами жесткого армирования из стальных труб и монтажные узлы соединения элементов колонн с ригелями приведены на рис. 6.10—6.11.

Между соединяемыми по высоте колоннами предусматривается переходный этаж, который должен удовлетворять условиям:

• 1) стальной профиль жесткого армирования сталежелезобетонной колонны рассчитывается как стальная колонна;
• 2) стальные профили переходного этажа крепятся на болтовых соединениях с шагом по высоте 1 > 200 мм и защитным слоем бетона не менее а > 50 мм;
• 3) соединение крестообразных и прямоугольных стальных сечений колонн осуществляется с совмещением стенок.

Передача поперечной силы Q осуществляется в стальных конструкциях через соединительную стенку, которая приваривается к обойме из стальной трубы с несущим кольцевым ребром (рис. 6.12).

Рис. 6.9. Монтажный узел стыковки между сталежелезобетонными колоннами со стальным профилем и стальными колоннами [163]

Рис. 6.10. Сечения сталежелезобетонных конструкций колонн со стальными трубами [163]:

а — угловая колонна; б — крайняя колонна; в, г — средняя колонна

Рис. 6.11. Узлы соединения между сталежелезобетонными колоннами и железобетонными балками [163]:

а — узел крепления несущего кольцевого ребра; возможные варианты расположения несущего кольцевого ребра: б — угловая колонна; б — колонна крайнего ряда; г — колонна среднего ряда

Рис. 6.12. Узлы соединения между сталежелезобетонными колоннами и железобетонными балками при помощи контурного двутавра [163]:

а — двутавр в виде кольца; б — двутавр в виде конуса; 1 — ребра-стенки; 2 — верхняя кольцевая диафрагма усиливающего кольца; 3 — нижняя, кольцевая диафрагма усиливающего кольца; 4 — сталежелезобетонная колонна из трубы; 5 — капитель; 6 — железобетонная платформа

Передача моментных усилий М от балок на колонны осуществляется через усиливающее кольцо вокруг стальной обоймы, которое приваривается к нижним и верхним ребрам стальной балки. В угловых, крайних и средних колоннах каркаса кольцо усиления выполняется в виде замкнутого полного кольца. Восприятие поперечной срезающей силы Q через несущее кольцевое ребро позволяет распределить ее равномерно по всему поперечному сечению.

При строительстве высотных зданий с применением сталежелезобетонных элементов каркаса в узлах соединения колонн и ригелей нашли широкое применение так называемые круговые или контурные двутавры для восприятия поперечной силы Q (рис. 6.13).

С целью снижения воздействия стальных обойм на бетон, уложенный во внутреннюю полость сталежелезобетонной колонны из трубы, стенки стальных обойм не свариваются с растянутой рабочей арматурой железобетонных балок (ригелей). В этом случае соединение сталежелезобетонной колонны может осуществляться с балками через контурный бетон или капители, имеющие прямоугольные (рис. 6.14 а), круглые (рис. 6.14 б) формы, не пересекающие колонны, а также широкой балки с рабочей арматурой, пересекающей колонну (рис. 6.14 в).

Рис. 6.13. Узел кольцевого соединения между сталежелезобетонной колонной и железобетонными балками при помощи контурного кольцевого соединения [163]:

а — вид узла соединения сбоку; б — узел в плане по сечению 1—1; в, г — варианты устройства кольцевой опоры; 1 — сталежелезобетонная колонна с жестким армированием из стальной трубы; 2 — железобетонные кольцевые балки; 3 — железобетонное перекрытие; 4 — стальные кольца для восприятия срезающей поперечной силы; 5 — полосовая сталь;

6 — круглая сталь

В практике конструирования каркаса высотных зданий встречаются случаи, когда диаметр или размер поперечного сечения верхней колонны, выполненной из железобетона, больше, чем диаметр или размер поперечного сечения, ниже расположенной колонны, выполненной из сталежелезобетона со стальной трубой (рис. 6.15).

В этом случае рабочая продольная арматура железобетонной колонны верхнего этажа (поз. 1) не может соосно стыковаться со стальной обоймой колонны нижнего этажа (поз. 4). Поэтому узел стыковки выполняют методом приваривания при помощи электросварки стальных трубчатых коротышей к стальной обойме колонны нижнего этажа. Продольная рабочая арматура колонны верхнего этажа приваривается к состыкованным стальным трубам нижнего этажа и бетонируется в жесткий узел.

Рис. 6.14. Узлы соединения сталежелезобетонной колонны с железобетонными балками при опоре [163]:

а — прямоугольными; б — круговыми: 1 — колонны из стальной трубы с бетоном; 2 и 4 — рабочая арматура балок; 3 — дополнительная арматура в углах; 4 — рабочая арматура круговых приопорных балок; 5 — рабочая арматура линейных балок каркаса; 6 — хомуты круговых балок; в — арматура балки пересекает тело колонны: 1 — спаренная рабочая арматура балок каркаса; 2 — кольцевое ребро жесткости в трубе; 3 — стальная труба колонны; 4 — спаренная арматура, пропущенная сквозь колонну

В отечественном и зарубежном строительстве комбинированных конструкций остовов высотных зданий часто применяются конструктивные элементы колонн, пилонов, стен, диафрагм жесткости, балок и др. из разных по отношению друг к другу материалов, включая бетон, железобетон, сталежелезобетон, сталь. Наиболее распространенные типы жесткого и шарнирного соединений железобетонных стен и стен-диафрагм со стальными балками приведены на рис. 6.16.

Рис. 6.15. Жесткий узел соединения сталежелезобетонной колонны и стальной внешней обоймы из трубы, расположенной на нижнем этаже, и железобетонной колонны, расположенной на верхнем этаже [163]:

а — план расположения узла стыковки; 6 — разрез по линии 1—1;

• 1 — продольная рабочая стержневая арматура верхней железобетонной колонны; 2 — арматурный хомут; 3 — железобетонная колонна с большим поперечным сечением чем сечение колонны нижнего этажа; 4 — бетонная колонна со стальной внешней обоймой из трубы; 5 — железобетонная балка каркаса; 6 — коротыш из арматурной стали (арматурный каркас приваривается к внутренней стенке стальной обоймы из трубы);
• 7 — соединительные стержни из арматуры

Рис. 6.16. Узлы соединения железобетонных стен и стен-диафрагм со стальными балками каркаса [163]:

а, б — варианты шарнирного соединения; 1 — железобетонный элемент;

• 2 — конструкция стальной балки; 3 — закладная деталь в колонне;
• 4 — конструкция железобетонной стены; 5 — стальные пластины закладной детали в стене; 6 — соединительные арматурные стержни в закладной детали; в — вариант жесткого соединения: 1 — железобетонная стена;
• 2 — закладная деталь в теле стены; 3 — конструкция стальной балки

Жесткое сопряжение вертикальных элементов каркаса высотных зданий, проектируемых из трубобетона, с горизонтальными элементами ригелей междуэтажных перекрытий, выполняют при помощи сварных или болтовых соединений. Аксонометрическая схема узлов жесткого примыкания стальных неразрезных главных балок рам каркаса и перекрытий на трубобетонные колонны для высотных зданий приведена на рис. 6.17.

Рис. 6.17. Узлы жесткого примыкания стальных неразрезных главных балок рам каркаса и перекрытий на трубобетонные колонны для высотных зданий [163]:

1 — трубобетонные колонны; 2 — неразрезные главные балки перекрытий

Источник: studme.org

Узел соединения пилонов и плит перекрытия и пилон безригельного железобетонного каркаса здания

Группа изобретений относится к области строительства, в частности к узлу соединения пилона и плит перекрытия и конструкции пилона. Технический результат заключается в повышении прочности узла сопряжения.

Узел соединения пилонов и плит перекрытия образован петлевыми выпусками рабочей арматуры плит перекрытия и выпусками арматурных элементов, соединенных с рабочей продольной арматурой верхнего и нижнего пилонов, и снабжен опорным элементом коробчатого сечения, с которым ортогонально соединены анкеры коробчатого сечения, установленные на продольной рабочей арматуре по углам торцевых поверхностей верхнего и нижнего пилонов. Опорный элемент снабжен направляющими пилонов и выполнен с возможностью опирания на него опорных столиков плит перекрытия. Раскрыта конструкция пилона, используемого для соединения с плитой перекрытия. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к области строительства, а именно к строительству зданий общественно-гражданского назначения и может быть использована для строительства многоэтажных безригельных сборно-монолитных каркасных зданий с большими пролетами перекрытий, в том числе в сейсмических районах.

Предшествующий уровень техники

Из уровня техники известны различные конструкции узлов сопряжения внутренних несущих стен или пилонов и плит перекрытия.

В частности, в патенте на изобретение RU 2280131, опубликованном 20.07.2006, раскрыт узел крепления внутренней несущей стены с плитами перекрытия и с вышестоящей внутренней несущей стеной, который включает монтажную петлю, арматурные стержни и закладные детали.

К недостаткам данного узла можно отнести невозможность обеспечения оптимальной жесткости конструкции, в результате чего при разрушении нижней внутренней несущей стены происходит обрушение плит перекрытия и, таким образом, данный узел не в полной мере соответствует требованиям сейсмостойкости, надежности, долговечности и безопасности в целом.

Также из уровня техники известна конструкция контактно-петлевого узла безригельного железобетонного сборно-монолитного каркаса по патенту на полезную модель RU 76051, опубликованному 10.09.2008, в котором объединены сборные железобетонные пилоны поэтажной разрезки между собой по высоте и с дисками перекрытий в каркас, располагаемый в зазоре между верхними и нижними гранями пилонов в уровне дисков перекрытий и образованный входящими в узел стыковыми центрирующими элементами на нижних и верхних горизонтальных гранях пилонов, арматурными выпусками на них, крайние из которых соединены между собой на сварке, арматурными петлевыми выпусками на торцах, примыкающих к узлу панелей диска перекрытия, трапециевидными впадинами на них и опорными участками-выступами этих панелей, предназначенных для монтажа панелей перекрытия на пилоны.

Недостатком данного технического решения является ограничение пролетов в каркасе габаритом и массой панелей перекрытия, а также несущей способностью петлевых выпусков панелей диска перекрытия.

Наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является опорный узел панельного здания, раскрытый в патенте на полезную модель RU 126342, опубликованном 27.03.2013, содержащий внутренние стеновые железобетонные панели, внутренние плиты перекрытий с продольными сквозными отверстиями и элементы их соединения, выполненные из арматурных петлеобразных выпусков, направленных из плит перекрытий в сторону опорного узла, арматурных стержней, расположенных вдоль стыка панелей, причем все выпуски и арматурные стержни соединены между собой дополнительными соединительными элементами.

Среди недостатков опорного узла можно выделить его невысокую жесткость, обуславливающую низкую сейсмостойкость, долговечность и безопасность в целом.

Из уровня техники известны различные конструкции пилонов (внутренних стен), соединяемых в процессе монтажа здания между собой и с плитами перекрытий.

В частности, известен пилон безригельного сборно-монолитного каркаса по патенту на полезную модель RU 76051, опубликованному 10.09.2008, выполненный в виде плоского железобетонного простенка поэтажной разрезки индустриального изготовления прямоугольного в плане сечения, на нижней и верхней гранях которого выполнены по два центрирующих вертикально расположенных стыковых элемента, а также арматурные петлевые выпуски с шагом, соответствующим петлевым выпускам панелей перекрытия для объединения пилонов между собой на всю высоту здания, причем крайние арматурные выпуски на горизонтальных гранях пилонов предусмотрены с возможностью соединения в стадии монтажа на сварке.

Это техническое решение является наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков. Однако данное решение обладает рядом недостатков, приоритетным из которых является недостаточная жесткость и прочность пилонов для передачи краевых вертикальных сжимающих усилий и восприятия пилонами растягивающих усилий от ветровых и сейсмических воздействий.

Техническая задача, на решение которой направлена предлагаемая группа изобретений, заключается в повышении прочности, надежности и несущей способности узла сопряжения плит перекрытия и вертикальных конструкций (пилонов и/или стен) в процессе монтажа и эксплуатации, что позволит увеличить сейсмостойкость, надежность и долговечность строительных конструкций, а также обеспечить равнопрочное соединение вертикальных и горизонтальных элементов конструкции в узле.

Данная задача решается за счет того, что узел соединения пилонов и плит перекрытия безригельного железобетонного каркаса здания образован петлевыми выпусками рабочей арматуры плит перекрытия и выпусками арматурных элементов, имеющихся на верхней торцевой грани нижнего пилона между его краевыми участками, соединенными с рабочей продольной арматурой верхнего и нижнего пилонов, и опорными элементами коробчатого сечения с открытыми торцами для пропуска продольной арматуры, размещенными на противоположных краях пилонов и прикрепленными к арматурным анкерам коробчатого сечения, установленными по углам верхней торцевой и нижней торцевой граней соответственно нижнего и верхнего пилонов и соединенными с продольной рабочей арматурой пилонов, при этом опорный элемент снабжен направляющими для фиксации верхнего пилона относительно нижнего и опорными столиками для опирания плит перекрытия.

Арматурные выпуски нижнего пилона могут быть выполнены петлеобразными или стержневыми.

Направляющие выполнены в виде Г-образного профиля.

Указанная техническая задача решается также за счет того, что пилон безригельного железобетонного каркаса здания выполнен в виде плоского железобетонного элемента прямоугольного сечения в плане с пустотами, включающего расположенные по углам пилона арматурные анкеры, соединенные с концами продольной рабочей арматуры пилона, размещенной вдоль ее противоположных краевых зон, а на верхней торцевой грани пилона между арматурными анкерами установлены арматурные выпуски, соединенные с продольной рабочей арматурой пилона.

Краткое описание чертежей

Сущность заявленной группы изобретений поясняется чертежами, где

на фиг. 1 изображен узел соединения верхнего и нижнего пилонов и плит перекрытия в аксонометрии;

на фиг. 2 — продольный разрез узла соединения верхнего и нижнего пилонов и плит перекрытия;

на фиг. 3 — арматурный каркас пилона с петлеобразными выпусками;

на фиг. 4 — арматурный каркас пилона со стержневыми выпусками.

Лучшие варианты осуществления группы изобретений

Узел соединения верхнего (1) и нижнего (2) пилонов и плит перекрытия (3) безригельного железобетонного каркаса здания образован петлевыми выпусками рабочей арматуры (4) плит перекрытия (3) и выпусками арматурных элементов (5), имеющихся на верхней торцевой грани нижнего пилона, соединяющих рабочую продольную арматуру (6) верхнего (1) и нижнего (2) пилонов. Выпуски арматурных элементов (5) размещены между краевыми участками верхней грани нижнего пилона.

Арматурные элементы (5) могут быть выполнены петлеобразными (фиг. 3) или стержневыми (фиг. 4).

Концы продольной рабочей арматуры (6), расположенной вдоль противоположных краевых зон каждого из пилонов (1) и (2), выполненных прямоугольного сечения в плане, прикреплены к арматурным анкерам (7) коробчатого сечения с размещением их в углах каждого из пилона.

Арматурные анкеры (7) нижнего и верхнего пилона в узле соединены с опорным элементом (8), имеющим предпочтительно коробчатый профиль с открытыми торцами для пропуска продольной арматуры 10.

Опорный элемент (8) снабжен направляющими (9), предназначенными для фиксированного положения верхнего пилона при монтаже его на нижний пилон и опорными столиками (11) для установки на них плит перекрытия (3).

Направляющие (9) пилонов размещены на верхней поверхности коробчатого элемента (8) и выполнены в виде Г-образного профиля.

Пилон (1) безригельного железобетонного каркаса здания представляет собой плоский железобетонный элемент с пустотами, предпочтительно, прямоугольного сечения в плане.

По углам пилона (1) расположены арматурные анкеры, прикрепленные к концам продольной рабочей арматуры (6), расположенной вдоль противоположных краевых зон пилона.

Продольная рабочая арматура (6), размещенная между продольной рабочей арматурой, прикрепленной к анкерам (7), соединена с выпусками арматурных элементов (5), выполненных в виде петель или стержней.

Продольная рабочая арматура дополнительно снабжена поперечными хомутами (12), распределенными по длине рабочих стержней.

Сборка узла соединения пилонов и плит перекрытия безригельного железобетонного каркаса здания осуществляется следующим образом.

После установки нижнего пилона в его полости устанавливаются арматурные элементы.

Концы продольной рабочей арматуры (6) в противоположных краевых зонах пилона соединяют с арматурными анкерными элементами (7). Выпуски арматурных элементов (5) устанавливают в нижний пилон на глубину, достаточную для анкеровки в данном пилоне, а длина выступа выпусков арматурных элементов (5) над плитой перекрытия определяется достаточностью для анкеровки в верхнем пилоне. К противоположным арматурным анкерам (7), расположенным на верхней торцевой грани пилона, прикрепляют опорные элементы коробчатого сечения (8) с открытыми торцами, расположенными в плоскости, параллельной плоскости размещения продольной арматуры. После этого на опорные столики (11) опорных элементов (8) укладывают плиты перекрытия (3) с размещением их петлевых выпусков (4) между выпусками (5) нижнего пилона. Затем сквозь стык, образованный петлевыми выпусками рабочей арматуры (4) плит перекрытия (3) и выпусками арматурных элементов (5) через открытые торцы опорных элементов (8), пропускают дополнительную продольную арматуру (10), после чего узел бетонируется.

Затем на опорные элементы (8) устанавливают верхний пилон, фиксируя его проектное положение посредством направляющих. Выпуски арматуры (5) нижнего пилона приваривают к выпускам продольной арматуры (6) верхнего пилона. При бетонировании узла заполняется пустота нижнего пилона (2) по всей ее высоте, образуя тем самым монолитное соединение нижнего пилона и плит перекрытия.

После этого к опорному столику (11) плиты перекрытия привариваются направляющие (9) пилонов и на выпуски арматурных элементов через элементы 9 устанавливается верхний пилон (1), рабочую продольную арматуру (6) которого соединяют с выпусками арматурных элементов (5) нижнего пилона. Затем полость верхнего пилона бетонируют.

При необходимости до пропуска дополнительной продольной арматуры в узле могут быть установлены дополнительные хомуты.

1. Узел соединения пилонов и плит перекрытия безригельного железобетонного каркаса здания, характеризующийся тем, что он образован петлевыми выпусками рабочей арматуры плит перекрытия и выпусками арматурных элементов, имеющихся на верхней торцевой грани нижнего пилона между его краевыми участками, соединенными с рабочей продольной арматурой верхнего и нижнего пилонов, и опорными элементами коробчатого сечения с открытыми торцами для пропуска продольной арматуры, размещенными на противоположных краях пилонов и прикрепленными к арматурным анкерам коробчатого сечения, установленными по углам верхней торцевой и нижней торцевой граней соответственно нижнего и верхнего пилонов и соединенными с продольной рабочей арматурой пилонов, при этом опорный элемент снабжен направляющими для фиксации верхнего пилона относительно нижнего и опорными столиками для опирания плит перекрытия.

2. Узел по п. 1, отличающийся тем, что арматурные выпуски нижнего пилона выполнены петлеобразными.

3. Узел по п. 1, отличающийся тем, что арматурные выпуски нижнего пилона выполнены стержневыми.

4. Узел по п. 1, отличающийся тем, что направляющие выполнены в виде Г-образного профиля.

5. Пилон безригельного железобетонного каркаса здания, характеризующийся тем, что он выполнен в виде плоского железобетонного элемента прямоугольного сечения в плане с пустотами, включающего расположенные по углам пилона арматурные анкеры, соединенные с концами продольной рабочей арматуры пилона, размещенной вдоль ее противоположных краевых зон, а на верхней торцевой грани пилона между арматурными анкерами установлены арматурные выпуски, соединенные с продольной рабочей арматурой пилона.

6. Пилон по п. 5, отличающийся тем, что арматурные выпуски выполнены петлеобразными.

7. Пилон по п. 5, отличающийся тем, что арматурные элементы выполнены стержневыми.

Изобретение относится к области строительства, в частности к узловому соединению стержней пространственной конструкции. Узел соединения стержней пространственного каркаса содержит два стянутых болтами прижимных диска и расположенные между ними радиально в плане наконечники стержней.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении малоэтажных (до 6 этажей) зданий жилого, промышленного и социально-бытового назначения из армированных панелей заводской готовности.

Изобретение относится к области строительства, реконструкции и капитального ремонта зданий, сооружений и помещений, а именно к крепежным устройствам для скрытого крепления облицовочных плит (панелей), обеспечивающих современный архитектурный облик зданий, дизайн помещений.

Изобретение относится к области строительства, реконструкции и капитального ремонта зданий, сооружений и помещений, а именно к крепежным устройствам для скрытого крепления облицовочных плит (панелей), обеспечивающих современный архитектурный облик зданий, дизайн помещений.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для прогрева монолитной части узла примыкания ригелей к колонне зданий с сборно-монолитным каркасом.

Изобретение относится к электрификации железных дорог и может быть использовано в поддерживающих устройствах контактной сети и устройствах освещения станционных путей как совмещенно, так и раздельно.

Изобретение относится к системам подвесных потолков, в частности к приспособлениям для установки отделочной накладки края потолка. Фиксатор для установки продолговатой отделочной накладки на конце несущих прогонов подвесного потолка имеет при эксплуатации в проекции на плоскость прямоугольную конструкцию, образованную двумя перекрещивающимися полками.

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам соединения тонкостенных стальных элементов, например, при изготовлении решетчатых конструкций. Способ соединения тонкостенных элементов открытого сечения включает выполнение на стенке конца профиля двух продольных надрезов, последующий отгиб образовавшегося участка стенки до контакта с основной стенкой, наложение конца стержня на прикрепляемую деталь и установку крепежных элементов в пределах отогнутого участка стенки.

Изобретение относится к области строительства, в частности к рамному стыку сборного железобетонного каркаса. Технический результат изобретения заключается в снижении трудозатрат при монтаже каркаса.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в узлах соединения балок балочных клеток покрытий и перекрытий. Технический результат изобретения заключается в обеспечении наименьшего изгибающего момента в узле соединения несущей конструкции и конца балки.

Источник: findpatent.ru

Лишних стен не бывает: Как обыграть конструктив в оформлении интерьера

Несущие стены, пилоны, балки, комнаты неправильной формы… На пути к гармоничной планировке нас ждет множество преград

От редакции: это одна из архивных статей — из нашего раздела « самое популярное »

Некоторые технические решения, заложенные на этапе строительства дома, нельзя изменить — снести, передвинуть, организовать в них проем. Зато, как выяснилось, неудобный конструктив легко обыграть и превратить проблему в основу дизайн-концепции. Рассказываем, как «ненужные» стены, ниши и перепады плит перекрытия вдохновляют дизайнеров.

Стены некстати
Главная задача застройщика — спроектировать и возвести прочную безопасную коробку, а уж как будущие владельцы квартир будут решать свои эстетические запросы — дело десятое. Именно поэтому и жилье советских времен, и новые здания в равной степени грешат «внезапными» несносимыми перегородками, которые портят всю гармонию.

Единственный верный способ выйти с честью из этой планировочно-тупиковой ситуации — обратить недостаток в достоинство. Образовался укромный угол между стенами — создайте там обособленный чилл-аут!

Идея с фото: М ежду стеклом и несносимой перегородкой д изайнеры бюро Special Style поставили банкетку. Так в квартире появилась зона чтения.

При открытой планировке несущие конструкции помогают определиться с логикой пространства. Перегородку можно использовать и как зонирующий элемент, и как основу для декоративных решений. Если вы закрепите на стене плоский телевизор, разумно разместить напротив зону гостиной.

Идея с фото: Несущую колонну, расположенную в центре гостиной, увеличили в размерах и облицевали мрамором. Теперь она делит пространство на две части: общую зону отдыха и кабинет с биокамином (он встроен с обратной стороны колонны), где глава семьи может поработать в уединении.

Откройте потолочные балки
Имитировать лофт сегодня пытаются в самых разных домах — от хрущевок до современных высоток. На самом деле жилье в бывшей промышленной постройке — это не только выразительная фактура, но и ряд конструктивных деталей, с которыми на стадии ремонта приходится считаться.

В принципе, сам стиль лофт появился именно как попытка не прятать конструктив здания, а превратить его в элемент декора. Именно поэтому опорные элементы — вроде верхних бетонных балок — разумнее отреставрировать и показать, чем надстраивать новый потолок на 20 см ниже оригинального. Именно так сделали авторы проекта на фото — Дизайнеры Ecole-Studio Екатерина Колегова и Юрий Козлов. Б етонные потолочные балки в этой московской квартире — наследство ее заводского прошлого. Их облагородили балки с помощью декоративного покрытия, а чтобы поддержать тематику лофта, закрепили на потолке металлические перекрытия.

На фото: архитектуру потолка в этой квартире в Вильнюсе определила конструкция крыши. Часть стропильной системы ( подпирающие крышу металлические балки) не стали прятать, а обыграли в конструкции потолка. В результате получилось пространство с высокими, необычными по форме, красиво подсвеченными потолками

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ…
Потолочные балки – 457 красивых идей оформления в разделе Фото на Houzz

Что делать с пилонами
Пилоны в жилых комнатах —стабильный источник головной боли для дизайнеров и хозяев: выступ на стене часто мешает удобно и разумно расставлять мебель.

Вот вам решение от российских дизайнеров: декорируя спальню для молодого человека, Инна Теджоева и Зина Броян решили оформить короб текстилем, выгодно дополняющим отделку, и приставили к нему двуспальную кровать. Такая схема расположения оказалась единственно верной для комнаты, где в двух стенах прорублены двери, а третью занимает окно. Вместо текстиля, кстати, вполне можно было бы закрыть короб какими-нибудь фактурными необычными обоями.

В другой комнате той же квартиры дизайнеры использовали пилон как ось симметрии, чтобы упорядочить интерьер кабинета. Колонну покрасили под цвет стен, а с двух сторон от пилона разместили открытые книжные полки.

Ниша в стене
Обычно обустройство ниши в стене не вызывает особых проблем — в нее можно вписать объемный книжный шкаф или даже организовать мини-кабинет. Другой вопрос, что делать, когда ниша так мала, что в нее с трудом поместится полноценная система хранения?

Дизайнер Виктория Киорсак превратила крохотную нишу в просторной спальне в маленький дамский будуар. Только что туалетный столик с зеркалом от Baker пришлось заказать индивидуального размера: стандартная модель производителя не поместилась бы в узкий простенок.

Идея с фото: Ниша в этой квартире в Новосибирске образовалась в результате неудачно расположенной несущей стены. В таком углу можно расположить функциональные закрытые полки. Однако по мнению дизайнеров Александра и Ирины Кутенковых у зкий длинный шкафчик портил бы композицию. Поэтому его решили « разбить » ярким декоративным аксессуаром.

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ…
Ниша в стене для кровати – 345 идей в разделе Фото на Houzz

Конструктив как отделка
В большинстве случаев квартира в новостройке на момент передачи владельцу представляет собой бетонную коробку. Здесь надо, что называется, ковать, пока горячо, и использовать фактуру материала как акцент. Владелец этой небольшой квартиры в Подмосковье попросил дизайнеров студии «Однушечка» сделать ремонт быстро и ненадолго, и бетонные поверхности пришлись кстати.

Боитесь, что интерьер « в бетоне » быстро наскучит или выйдет из моды? Поводов для страха здесь нет. По первому же импульсу вы легко сможете оштукатурить и покрасить стены или украсить их обоями.

Когда под несколькими слоями советской отделки удается обнаружить настоящую кирпичную кладку, такую находку точно не стоит скрывать под гипсокартоном и обоями. Максимум — просто побелите кирпич.

Хитрые углы
Новостройка — это не обязательно прямоугольный короб: фасады часто изгибают и делают рельефными, что не может не сказываться на форме помещений. Так в квартирах появляются комнаты с непрямыми углами или пятью стенами, которые значительно сложнее укомплектовать, чем стандартный параллелепипед.

Эта минималистичная квартира с бетонными панелями и яркой мебелью находится в Саратове, а необычная линия фасада подсказала ее планировочное решение. То, что сначала показалось дизайнеру «неудачным углом», превратилось в открытую кухню, которую отделили от зоны гостиной лаконичной барной стойкой.

Вместе или врозь?
Присоединить балкон или оставить его отдельной зоной? Если следовать букве закона, то в столице, например, нельзя демонтировать подоконный блок и присоединять площадь балкона к примыкающей комнате. Но можно установить между ними раздвижные (полностью открывающиеся) перегородки. По меньшей мере, в комнате будет на порядок больше света.

Даже если в вашем регионе присоединение лоджии или балкона не запрещено, вас могут ждать неприятные сюрпризы в виде выступов на полу и потолке. Дизайнер Мария Рожникова решила эту проблему за счет строительства подиума: он скрыл все технические детали и разграничил пространство, отделив кухню от гостиной.

А в этом интерьере граница между балконом задала тему ломаных линий для дизайна всей квартиры. Дело в том, что, присоединив балкон, владелица и дизайнер решили не перестилать пол комнаты целиком из-за ограниченного бюджета. Мало кто догадается, что раньше здесь был изолированный балкон, а «шрам» от операции по его присоединению между двумя видами покрытия кажется оригинальной дизайнерской находкой.

Прячем технические системы
Системы водопровода и электрификации — целый город в отдельно взятой квартире, который, так или иначе, приходится зашивать и прятать под панелями. Правда, к некоторым системам необходимо обеспечить свободный доступ, и добиться этого можно только за счет «правильной» отделки и подходящего декора.

Идея с фото: Картина в этой ванной не просто украшает интерьер, но и закрывает технический люк. По словам автора проекта, картине никак не могли найти место в жилой зоне, зато она идеально подошла для решения конструктивных задач.

Идея с фото: Зеркало в этой прихожей установили не только ради отражений и визуального увеличения пространства: есть съемная часть, которая скрывает провода встроенной подсветки и электрощиток.

Источник: www.houzz.ru