[go: up one dir, main page]

RU2187605C2 - Steel-and-concrete frame of multistory building - Google Patents

Steel-and-concrete frame of multistory building Download PDF

Info

Publication number
RU2187605C2
RU2187605C2 RU2000120726A RU2000120726A RU2187605C2 RU 2187605 C2 RU2187605 C2 RU 2187605C2 RU 2000120726 A RU2000120726 A RU 2000120726A RU 2000120726 A RU2000120726 A RU 2000120726A RU 2187605 C2 RU2187605 C2 RU 2187605C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
beams
steel
concrete
plates
columns
Prior art date
Application number
RU2000120726A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000120726A (en
Inventor
Александр Иванович Мордич
Роман Исаакович Вигдорчик
Леонид Викторович Соколовский
Сергей Леонидович Галкин
Юлия Анатольевна Коляда
Original Assignee
Научно-исследовательское и экспериментально-проектное государственное предприятие "Институт БелНИИС"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательское и экспериментально-проектное государственное предприятие "Институт БелНИИС" filed Critical Научно-исследовательское и экспериментально-проектное государственное предприятие "Институт БелНИИС"
Application granted granted Critical
Publication of RU2187605C2 publication Critical patent/RU2187605C2/en
Publication of RU2000120726A publication Critical patent/RU2000120726A/en

Links

Images

Landscapes

  • Reinforcement Elements For Buildings (AREA)

Abstract

FIELD: construction industry. SUBSTANCE: invention specifically refers to steel-andconcrete supporting frames of buildings with different number of floors erected in various regions, seismically risky regions included. Steel-and-concrete frame includes steel columns 1, flat prefabricated plates 2, steel-and-concrete supporting beams 3, bond beams 4 and steel joining members which make columns and beams in each floor physically integral with single spatial structure by means of flat joining members and bolts. Frame also includes means reinforcing beams and columns, concrete filling columns, beams and joining members. Groups of prefabricated plates interjoined in each group over sides by interplate joints are arranged in floor with butts facing steel beams. Monolithic reinforced concrete tie bars 5 are located between groups of plates over their length, butts of plates are integrated with beams with the use of monolithic filling concrete in single steel-and-concrete flat structure. From beneath plates and beams are united by means of lower longitudinal fittings of monolithic tie bars. EFFECT: reduced usage of metal, decreased labor input to erection of building, raised supporting capacity and diminished mass of structures. 8 cl, 19 dwg

Description

Изобретение относится к строительству, в частности к сталежелезобетонным несущим каркасам зданий различной этажности, возводимым в различных регионах, в т.ч. и в сейсмических. The invention relates to the construction, in particular, to steel-reinforced concrete supporting frames of buildings of various floors, erected in various regions, including and in seismic.

Известен металлический каркас однопролетного высотного здания, включающий колонны, фермы и связи, размещенные по торцам здания и обеспечивающие требуемую жесткость и устойчивость его на действие горизонтальных нагрузок [1]. Known metal frame of a single-span high-rise building, including columns, trusses and communications, placed at the ends of the building and providing the required rigidity and stability to horizontal loads [1].

Известный каркас имеет относительно небольшую материалоемкость и отличается высокими жесткостными характеристиками. The known frame has a relatively small material consumption and is characterized by high stiffness characteristics.

Однако известный каркас имеет узкое применение и для выполнения на верхних этажах других типов перекрытий, отличающихся от заявленного, требует существенного наращивания материалоемкости, поскольку значительные размеры их пролета требуют применения ферм. However, the known frame has a narrow application and to perform on the upper floors of other types of ceilings that differ from the declared one, it requires a substantial increase in material consumption, since the significant dimensions of their span require the use of trusses.

Известен каркас многоэтажного здания, включающий колонны, балки и узловые вставки, размещенные в узлах соединения балок и колонн и образованные торцевыми элементами балок [2]. The well-known frame of a multi-storey building, including columns, beams and nodal inserts located at the junction of the beams and columns and formed by the end elements of the beams [2].

Известный каркас прост в монтаже и имеет невысокую трудоемкость возведения. The known frame is easy to install and has a low complexity of the construction.

Однако известный каркас имеет достаточно высокую материалоемкость, обусловленную необходимостью применения прокатной стали, массивных стыковочных фланцевых элементов по торцам колонн и является "тяжелым" Кроме того, каркас требует применения высокопрочных болтов с повышенными классами точности, что существенно удорожает его стоимость. However, the known frame has a sufficiently high material consumption, due to the need to use rolled steel, massive docking flange elements at the ends of the columns and is “heavy”. In addition, the frame requires the use of high-strength bolts with increased accuracy classes, which significantly increases its cost.

Наиболее близким к предлагаемому является каркас здания [3], в котором в значительной мере устранены отмеченные выше недостатки. Известный каркас здания является сталежелезобетонным и включает стальные колонны коробчатого сечения, стальные внутренние балки и стальные соединительные элементы коробчатой формы, с помощью которых колонны и балки посредством плоских стыковочных элементов (фланцев) объединены болтами в пространственную конструкцию, средства армирования балок и колонн и бетон заполнения колонн, балок и соединительных элементов. Closest to the proposed one is the building frame [3], in which the above-mentioned disadvantages are largely eliminated. The well-known building frame is steel-reinforced concrete and includes box-shaped steel columns, steel internal beams and box-shaped steel connecting elements, with which the columns and beams are bolted into a spatial structure by means of flat joining elements (flanges), means for reinforcing beams and columns and concrete filling columns , beams and connecting elements.

Известный каркас является достаточно универсальным, он может быть применен не только для промышленных, но и для общественных и даже для жилых зданий. Он является относительно "легким" и маломатериалоемким, поскольку позволяет применять эффективные гнутые профили. Благодаря монолитному бетону в каркасе не требуется применения высокопрочных болтов, а также значительных сварных работ по месту. The well-known frame is quite universal, it can be applied not only for industrial, but also for public and even for residential buildings. It is relatively "light" and low material, as it allows the use of effective bent profiles. Thanks to monolithic concrete in the frame, the use of high-strength bolts, as well as significant welding in place, is not required.

Вместе с тем, каркас из-за сложных неэффективных соединительных элементов требует больших затрат труда на обеспечение пропуска в их стенках дополнительных средств армирования балок, требует по обеим взаимно перпендикулярным осям каркаса применения балок с одинаково высокой несущей способностью. Поэтому каркас все же имеет достаточно высокую металлоемкость, поскольку его техническое решение, к тому же, не обеспечивает включение дисков перекрытия в работу каркаса на восприятие нагрузок, приложенных к зданию. At the same time, the frame, because of the complex ineffective connecting elements, requires a lot of labor to ensure that additional means of reinforcing the beams pass in their walls, and requires the use of beams with equally high bearing capacity on both mutually perpendicular axes of the frame. Therefore, the frame still has a fairly high metal consumption, since its technical solution, moreover, does not provide for the inclusion of floor disks in the frame's work to absorb the loads applied to the building.

Предлагаемое изобретение решает задачу сокращения металлоемкости и трудоемкости возведения, повышения несущей способности и снижения массы конструкций. The present invention solves the problem of reducing the metal consumption and the complexity of the construction, increase the bearing capacity and reduce the mass of structures.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в сталебетонном каркасе многоэтажного здания, включающем стальные колонны коробчатого сечения, стальные внутренние балки и стальные соединительные элементы в форме прямоугольной призмы, объединяющие в каждом перекрытии колонны и балки в единую пространственную конструкцию посредством плоских стыковочных элементов болтами, а также средства армирования балок и колонн, бетон заполнения колонн, балок и соединительных элементов, в перекрытиях торцами к стальным балкам размещены группами сборные плиты, объединенные между собой в каждой группе по боковым граням межплитными швами, между группами плит по их длине выполнены монолитные железобетонные затяжки с шагом вдоль балок каркаса, не превышающим половины длины их пролета. По торцам плиты объединены с балками монолитным бетоном их заполнения посредством выпусков поверху арматуры из межплитных швов за торцы плит и размещенных в монолитном бетоне заполнения балок, а понизу плиты и балки объединены посредством нижней продольной арматуры монолитных затяжек, жестко прикрепленной к стальным балкам и/или к соединительным элементам. Соединительные элементы выполнены высотой в пределах толщины дисков перекрытий, с горизонтальной стороной вдоль оси балок, равной ширине колонны, а в перпендикулярном направлении соединительный элемент выполнен со стороной меньше ширины колонны. Средства армирования балок в узлах их сопряжения с соединительными элементами размещены вдоль наружных граней соединительных элементов, не пересекая их стенки. The solution to this problem is achieved by the fact that in the steel-concrete frame of a multi-storey building, including steel box-shaped columns, steel inner beams and steel connecting elements in the form of a rectangular prism, uniting columns and beams in each ceiling into a single spatial structure by means of flat connecting elements with bolts, and means of reinforcing beams and columns, concrete filling columns, beams and connecting elements, in ceilings with ends to steel beams placed in groups boric plate combined with each other in each group by the lateral faces interplate seams between the groups of plates along their length formed monolithic reinforced tightening increments along the frame beam not exceeding half of the length of the span. At the ends of the slabs, they are combined with beams with monolithic concrete to fill them by means of releases on top of the reinforcement from interplate seams behind the ends of the slabs and the beams placed in the monolithic concrete, and the slabs and beams are joined together at the bottom of the slab by means of lower longitudinal reinforcement of monolithic puffs rigidly attached to steel beams and / or connecting elements. The connecting elements are made high within the thickness of the floor disks, with a horizontal side along the axis of the beams equal to the width of the column, and in the perpendicular direction, the connecting element is made with a side smaller than the width of the column. Means of reinforcing the beams in the nodes of their interface with the connecting elements are placed along the outer faces of the connecting elements without crossing their walls.

При этом стальной соединительный элемент в узлах сопряжения стальных балок и колонн может быть выполнен заодно с колонной нижнего этажа. In this case, the steel connecting element in the interface nodes of the steel beams and columns can be made integral with the column of the lower floor.

При этом сборные плиты могут быть выполнены плоскими из ячеистого бетона и снабжены рабочей арматурой. In this case, prefabricated slabs can be made flat of cellular concrete and equipped with working fittings.

В сборных ячеистобетонных плитах по их торцам могут быть выполнены цилиндрические гнезда, в которых размещены бетонные шпонки, образованные при укладке бетона заполнения балок. In prefabricated cellular concrete slabs, cylindrical nests can be made at their ends, in which concrete keys formed when laying concrete to fill the beams are placed.

В сборных ячеистобетонных плитах по их торцам могут быть выполнены вертикальные клиновидные пазы, в которых размещены бетонные шпонки, образованные при укладке бетона заполнения балок каркаса. In prefabricated cellular concrete slabs, vertical wedge-shaped grooves can be made at their ends, in which concrete keys are formed, formed when laying concrete to fill the frame beams.

Сборные плиты могут быть выполнены с гладкими торцами и оперты по концам на нижние полки стальных балок каркаса, а бетон заполнения со средствами армирования размещены над нижней полкой стальных балок между торцами сборных плит. Prefabricated slabs can be made with smooth ends and supported at the ends on the lower shelves of steel beams of the frame, and concrete filling with reinforcing means placed above the lower shelf of steel beams between the ends of the prefabricated plates.

Стальные балки могут быть выполнены составными и каждая из них включает балку замкнутого прямоугольного профиля и прикрепленную к ней снизу посредством сварки нижнюю полку. Steel beams can be made composite and each of them includes a beam of a closed rectangular profile and a lower shelf attached to it from below by welding.

Рабочая арматура монолитных железобетонных затяжек может быть выполнена в виде пространственного арматурного каркаса, нижние продольные стержни которого по концам снабжены приваренными к ним стальными пластинами с отверстиями для крепления к нижним полкам стальных балок. The working reinforcement of monolithic reinforced concrete puffs can be made in the form of a spatial reinforcing cage, the lower longitudinal rods of which at the ends are equipped with steel plates welded to them with holes for fastening to the lower shelves of steel beams.

Средства армирования балок могут быть также выполнены в виде развернутого книзу U-образного пространственного арматурного каркаса, рабочая продольная арматура которого размещена согласно эпюре моментов в пролете понизу над нижней полкой стальной балки в пролете и поверху в узлах сопряжения балок с колоннами. Means for reinforcing beams can also be made in the form of a U-shaped spatial reinforcing cage turned downward, the working longitudinal reinforcement of which is placed according to the diagram of moments in the span, lower above the lower shelf of the steel beam in the span and on top in the nodes of the joining of the beams with columns.

Выполнение предлагаемого каркаса так, чтобы в перекрытиях сборные плиты были размещены торцами к стальным балкам группами, и объединены в каждой группе между собой межплитными швами, а между группами плит по их длине были выполнены монолитные железобетонные затяжки с шагом вдоль балок каркаса, не превышающим половину длины их пролета, позволяет объединить балки каркаса с плоскими сборными плитами в единую изгибаемую конструкцию и существенно разгрузить стальные балки каркаса от силовых воздействий При этом размещение плит группами так, чтобы суммарная ширина группы плит в поперечном направлении не превышала половины длины пролета балок обеспечивает наиболее эффективное объединение плит по торцам с балками каркаса, и создает наиболее благоприятные условия для работы плит в составе диска перекрытия - они оказываются работающими на изгиб под нагрузкой в условиях всестороннего реактивного горизонтального отпора, как по торцам от балок каркаса, так и по боковым граням, упираясь при повороте сечений плит в монолитные железобетонные затяжки. The implementation of the proposed frame so that the floor slabs were placed end faces to the steel beams in groups, and combined in each group with inter-tile seams, and between the groups of plates along their length were made monolithic reinforced concrete tightening with a step along the beams of the frame, not exceeding half the length their span, allows you to combine the frame beams with flat prefabricated plates in a single flexible structure and significantly relieve the steel frame beams from force influences. so that the total width of the plate group in the transverse direction does not exceed half the length of the span of the beams provides the most efficient combination of plates at the ends with the frame beams, and creates the most favorable conditions for the work of plates in the composition of the overlapping disk - they turn out to be bending under load in a comprehensive reactive horizontal repulse, both at the ends from the beams of the frame, and along the side faces, abutting when turning the sections of the plates in monolithic reinforced concrete puffs.

Размещение в каждой группе большего количества плит с общей шириной более половины длины пролета балки из-за редкого расположения межплитных железобетонных затяжек не обеспечивает эффективную совместную работу под нагрузкой балок каркаса и плит перекрытия. При этом устройство верхних выпусков арматуры из межплитных швов между плитами в сочетании с монолитными железобетонными затяжками позволяет в полной мере реализовать в каждом перекрытии совместную пространственную работу под нагрузкой балок каркаса и сборных плит по обеим главным осям здания. The placement in each group of a larger number of plates with a total width of more than half the span of the beam due to the rare arrangement of interplate reinforced concrete puffs does not provide effective joint work under the load of the frame beams and floor slabs. At the same time, the device of the upper releases of reinforcement from interplate joints between plates in combination with monolithic reinforced concrete puffs allows to fully realize joint spatial work under the load of frame beams and precast plates on both main axes of the building.

Жесткое прикрепление нижней продольной арматуры затяжек к стальным балкам и/или к соединительным элементам позволяет воспринять реактивный распор, возникающий в плоскости плит по их торцам, в условиях стесненных деформаций при действии временной (полезной) вертикальной нагрузки, прикладываемой к перекрытию. В результате внецентренного действия этого распорного усилия относительно центра тяжести поперечных сечений сборных плит в этих сечениях под нагрузкой возникает реактивный момент, в значительной мере (практически в 1,5-2,0 раза) погашающий значения изгибающего момента, определенного по балочной схеме. Таким образом, указанное позволяет обеспечить высокую несущую способность и жесткость перекрытий каркаса при действии на них вертикальной нагрузки без перерасхода материала и применяя в плитах бетоны и арматуру невысокой прочности. Rigid attachment of the lower longitudinal reinforcement of the puffs to the steel beams and / or to the connecting elements makes it possible to perceive the reactive strut arising in the plane of the plates along their ends under constrained deformations under the action of a temporary (useful) vertical load applied to the overlap. As a result of the eccentric action of this spacer effort with respect to the center of gravity of the cross sections of the prefabricated plates in these sections under load, a reactive moment arises that substantially (almost 1.5-2.0 times) extinguishes the values of the bending moment determined by the beam structure. Thus, the aforementioned makes it possible to ensure high load-bearing capacity and rigidity of the carcass ceilings under the effect of a vertical load on them without overspending the material and using concretes and reinforcement of low strength in the slabs.

Выполнение соединительных элементов в виде прямоугольной призмы с высотой в пределах толщины дисков перекрытий позволяет обеспечить и полное омоноличивание элементов каркаса как посредством болтовых соединений, так и бетоном заполнения балок и соединительных элементов. Кроме высоких жесткостных характеристик узлов каркаса в этом случае обеспечивается и его высокая долговечность, обусловленная размещением болтовых и сварных соединений не на открытом воздухе, а в антикоррозионной среде бетона. The implementation of the connecting elements in the form of a rectangular prism with a height within the thickness of the floor slabs makes it possible to ensure complete monolithic elements of the frame both through bolted joints and concrete filling beams and connecting elements. In addition to the high stiffness characteristics of the carcass nodes, in this case, its high durability is provided, due to the placement of bolted and welded joints not in the open air, but in the anticorrosive environment of concrete.

Размещение средств армирования балок в стыках с колоннами вдоль наружных граней соединительных элементов существенно упрощает технологию устройства каркаса и это стало возможно благодаря выполнению соединительных элементов в виде прямоугольной призмы с размерами сечения "вытянутыми" в направлении оси примыкающих балок. В таком случае размер сечения соединительного элемента в поперечном направлении оказывается меньше ширины сечения колонн и в образовавшихся пазах по обеим сторонам вдоль соединительного элемента размещены средства армирования балок каркаса, не пересекая стенок соединительного элемента. Placing the beam reinforcing means in the joints with the columns along the outer faces of the connecting elements greatly simplifies the technology of the carcass device and this was made possible by the implementation of the connecting elements in the form of a rectangular prism with the cross-section dimensions “elongated” in the direction of the axis of the adjacent beams. In this case, the cross-sectional dimension of the connecting element is smaller than the column section width and means for reinforcing the frame beams are placed in the grooves formed on both sides along the connecting element without intersecting the walls of the connecting element.

Выполнение стальных соединительных элементов заодно с колонной нижнего этажа позволяет существенно упростить технологию сборки стальных конструкций каркаса, поскольку не только устраняется необходимость объединения соединительного элемента с нижней колонной на площадке, устраняется многодельность при транспортировке, хранении и монтаже элементов конструкций, а при монтаже более четко фиксируется положение примыкающих к колонне балок каркаса. The implementation of the steel connecting elements in conjunction with the column of the lower floor makes it possible to significantly simplify the assembly technology of steel frame structures, since not only does the need to combine the connecting element with the lower column on the site be eliminated, the busyness during transportation, storage and installation of structural elements is eliminated, and the position is more clearly fixed during installation adjacent to the column of frame beams.

Выполнение сборных плит плоскими исключает потребность устройства подвесных потолков и позволяет создать плоские диски перекрытия без выступающих частей, что обеспечивает свободные планировочные решения и делает каркас универсальным и пригодным для зданий различного назначения. Выполнение плит из относительно малопрочного, но зато легкого, ячеистого бетона возможно благодаря принятой конструкции сопряжения их по торцам с балками каркаса посредством монолитных затяжек и арматурных выпусков, что позволяет существенно, в 1,5-1,7 раза, снизить массу несущих конструкций и обеспечить внутреннюю теплоизоляцию между этажами здания. Making prefabricated slabs flat eliminates the need for false ceilings and allows you to create flat floor disks without protruding parts, which provides free planning solutions and makes the frame universal and suitable for buildings for various purposes. The construction of slabs from relatively low-strength, but lightweight, cellular concrete is possible due to the accepted design of pairing them at the ends with the frame beams by means of monolithic tightenings and reinforcing outlets, which allows significantly, 1.5-1.7 times, to reduce the mass of load-bearing structures and ensure internal thermal insulation between floors of the building.

Выполнение цилиндрических гнезд по торцам сборных ячеистобетонных плит и устройство в них бетонных шпонок, образующихся при укладке бетона заполнения балок каркаса позволяет дополнительно улучшить условия совместной работы сборных плит с балками каркаса при действии вертикальной нагрузки. Кроме того, бетонные шпонки обеспечивают высокую несущую способность сборных плит по восприятию вертикальной нагрузки, приложенной к плите, что позволяет воспринять ими опорные реакции балок и тем самым отказаться от опирания плит концами на нижние полки стальных внутренних балок каркаса. В результате балки каркаса оказываются по высоте полностью скрытыми в толще диска перекрытия. The implementation of cylindrical nests at the ends of precast cellular slabs and the installation of concrete dowels in them, which are formed when laying concrete to fill the beams of the carcass, can further improve the conditions for the combined work of precast plates with the carcass beams under the effect of vertical load. In addition, the concrete dowels provide a high load-bearing capacity of precast slabs to absorb the vertical load applied to the slab, which allows them to perceive the support reactions of the beams and thereby refuse to support the slabs with their ends on the lower shelves of the steel inner frame beams. As a result, the frame beams are completely hidden in height in the thickness of the overlapping disk.

Выполнение клиновидных пазов с соответствующими бетонными шпонками позволяет добиться того же эффекта, что и в случае устройства цилиндрических шпонок, но может быть осуществлено при отсутствии сверлильного оборудования, требуемого для устройства цилиндрических гнезд, линейными пропилами ножовками или ручными пилами. В этом случае, как и в случае с цилиндрическими шпонками, стальные балки могут быть размещены выше относительно нижней плоскости плит, а в образовавшемся под нижней полкой стальной балки полости могут быть размещены средства пожарной защиты стальной балки. The implementation of wedge-shaped grooves with the corresponding concrete keys allows you to achieve the same effect as in the case of the device of cylindrical keys, but can be carried out in the absence of the drilling equipment required for the device of cylindrical nests, linear cuts with hacksaws or hand saws. In this case, as in the case of cylindrical dowels, steel beams can be placed higher relative to the lower plane of the plates, and fire protection of the steel beam can be placed in the cavity formed under the lower shelf of the steel beam of the cavity.

Выполнение сборных плит с опиранием на нижнюю полку стальных балок позволяет существенно упростить технологию строительства, непосредственно использовать стальные балки в качестве поддерживающих устройств для размещения плит без дополнительных монтажных приспособлений, и исключить затраты на устройство шпонок на торцах плит. Однако в этом случае образуются выступающие книзу части стальных балок, требующие огневой защиты, и возникает потребность в устройстве подвесных потолков. The implementation of prefabricated plates based on the lower shelf of steel beams can significantly simplify the construction technology, directly use steel beams as supporting devices for placing plates without additional mounting devices, and eliminate the cost of arranging dowels at the ends of the plates. However, in this case, parts of steel beams protruding downward are formed, requiring fire protection, and there is a need for the installation of suspended ceilings.

Выполнение балок составными, включающими цельносварную балку замкнутого прямоугольного профиля и прикрепленную к ней снизу посредством сварки нижнюю полку, позволяет существенно улучшить сопротивление балки закручиванию как при монтаже, так и при эксплуатации. The implementation of the beams composite, including an all-welded beam of a closed rectangular profile and a lower shelf attached to it from below by welding, can significantly improve the resistance of the beam to twisting both during installation and during operation.

Выполнение рабочей арматуры монолитных железобетонных затяжек в виде пространственного арматурного каркаса, нижние продольные стержни которого по концам снабжены приваренными к ним стальными пластинами с отверстиями для крепления к нижним полкам стальных балок обеспечивает достаточно высокую крутильную жесткость затяжек при совместной работе их под нагрузкой с плитами в составе перекрытия, а также эффективное восприятие продольного и поперечного распора, возникающего в диске перекрытия при изгибе групп сборных плоских плит, окаймленных этими затяжками и балкой каркаса. The implementation of the working reinforcement of monolithic reinforced concrete puffs in the form of a spatial reinforcing cage, the lower longitudinal rods of which are provided at the ends with steel plates welded to them with holes for fastening to the lower shelves of steel beams provides a sufficiently high torsional stiffness of the puffs when working together under load with plates in the structure of the ceiling , as well as the effective perception of the longitudinal and transverse thrust arising in the overlapping disk when bending groups of prefabricated flat plates, border ennyh these bongs and beam frame.

Выполнение средств армирования балок в виде развернутого книзу U-образного или коробчатого арматурного каркаса, рабочая продольная арматура которого размещена согласно эпюре моментов понизу над нижней полкой стальной балки в пролете и поверху в узлах сопряжения балки с колоннами позволяет эффективно разместить стержневую арматуру в балке каркаса и обеспечить эффективную работу балок на изгиб, срез и кручение при минимальном расходе арматурной стали. The implementation of the beam reinforcing means in the form of a U-shaped or box-shaped reinforcing cage turned downward, the working longitudinal reinforcement of which is placed according to the diagram of the moments below the lower shelf of the steel beam in the span and on top in the nodes of the beam to the columns allows you to effectively place the reinforcement in the frame beam and provide effective work of beams for bending, shearing and torsion with a minimum consumption of reinforcing steel.

Сопоставление с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое техническое решение отличается от известного новыми признаками: в перекрытиях торцами к стальным балкам размещены группами сборные плиты, объединенные между собой в каждой группе межплитными швами и включенные в работу каркаса под нагрузкой; между группами плит по их длине выполнены монолитные железобетонные затяжки с шагом вдоль балок каркаса, не превышающим половины длины их пролета; плиты объединены с балками по торцам монолитным бетоном заполнения поверху посредством выпусков арматуры из межплитных швов за торцы плит, размещенных в монолитном бетоне заполнения балок, а понизу плиты и балки объединены посредством нижней продольной арматуры затяжек, жестко прикрепленной к стальным балкам и/или к соединительным элементам; соединительные элементы выполнены с высотой, не превышающей толщину дисков перекрытий, с горизонтальной стороной вдоль оси балок равной ширине колонны, а в перпендикулярном направлении горизонтальная сторона выполнена с размером меньше ширины колонны; средства армирования балок в узлах их сопряжения с соединительными элементами размещены вдоль наружных граней соединительных элементов, не пересекая их стенки; стальной соединительный элемент в узлах сопряжения стальных балок и колонн выполнен заодно с колонной нижнего этажа; сборные плиты выполнены плоскими из ячеистого бетона и снабжены рабочей арматурой; в сборных ячеистобетонных плитах по торцам выполнены цилиндрические гнезда, в которых размещены бетонные шпонки балок; в сборных ячеистобетонных плитах по торцам выполнены вертикальные клиновидные пазы, в которых размещены бетонные шпонки балок; сборные плиты по торцам выполнены гладкими и оперты по концам на нижние полки стальных балок каркаса, а бетон заполнения со средствами армирования размещены над нижней полкой стальных балок между торцами сборных плит; стальные балки выполнены составными и включают тонкостенную балку замкнутого (коробчатого) профиля и прикрепленную к ней снизу посредством сварки нижнюю полку; рабочая арматура монолитных железобетонных затяжек выполнена в виде пространственного каркаса, нижние продольные стержни которого по концам снабжены приваренными к ним стальными пластинами с отверстиями для крепления к нижним полкам стальных балок; средства армирования балок выполнены в виде развернутого книзу U-образного арматурного каркаса. Comparison with the prototype allows us to conclude that the claimed technical solution differs from the known new features: in the ceilings with the ends to the steel beams, prefabricated plates are placed in groups, interconnected in each group by inter-plate seams and included in the frame operation under load; monolithic reinforced concrete puffs were made between groups of plates along their length with a step along the beams of the frame not exceeding half the length of their span; slabs are joined with beams at the ends by monolithic filling concrete on top by means of reinforcement releases from interplate seams behind the ends of slabs placed in monolithic concrete of filling beams, and at the bottom of the slab and beam are joined by lower longitudinal reinforcement of puffs, rigidly attached to steel beams and / or to connecting elements ; the connecting elements are made with a height not exceeding the thickness of the floor disks, with the horizontal side along the axis of the beams equal to the width of the column, and in the perpendicular direction, the horizontal side is made with a size smaller than the width of the column; means for reinforcing the beams in the nodes of their interface with the connecting elements are placed along the outer faces of the connecting elements without crossing their walls; a steel connecting element in the interface nodes of steel beams and columns is made integral with the column of the lower floor; prefabricated slabs are made of cellular concrete flat and equipped with working fittings; in prefabricated cellular concrete slabs, cylindrical nests are made at the ends, in which the concrete keys of the beams are placed; in prefabricated cellular concrete slabs, vertical wedge-shaped grooves are made at the ends, in which the concrete keys of the beams are placed; prefabricated slabs at the ends are made smooth and supported at the ends on the lower shelves of steel beams of the frame, and concrete filled with reinforcement is placed over the lower shelf of steel beams between the ends of the precast plates; steel beams are made integral and include a thin-walled beam of a closed (box-shaped) profile and a lower shelf attached to it from below by welding; working reinforcement of monolithic reinforced concrete puffs is made in the form of a spatial framework, the lower longitudinal rods of which are provided at the ends with steel plates welded to them with holes for fastening to the lower shelves of steel beams; the means for reinforcing the beams are made in the form of a U-shaped reinforcing cage turned down.

Все перечисленные признаки позволяют получить каркас здания, обеспечивающий наиболее эффективное использование под нагрузкой прочностных и деформативных качеств гнутых стальных профилей, арматуры и бетона. По этой причине он является экономичным с минимальным материалопотреблением на его возведение. Кроме того, в каркасе по сравнению с известными обеспечивается максимально возможная несущая способность и минимальная собственная масса каркаса, что позволяет универсально применять его как для нового строительства многоэтажных зданий различного назначения, так и для наращивания на значительную высоту эксплуатируемых зданий при их реконструкции. Так, если обычный железобетонный каркас в конкретных условиях позволяет наращивать высоту существующего здания на 2-3 этажа, то предлагаемый каркас позволяет без дополнительной перегрузки несущих конструкций и фундаментов эксплуатируемого дома в тех же условиях нарастить его высоту на 4-5 этажей. Применение предлагаемого каркаса с предусмотренными в нем изделиями позволяет полностью использовать существующую местную производственную базу стройиндустрии, по существу, без дополнительного дооснащения. All of the above signs allow you to get the frame of the building, providing the most efficient use under load of the strength and deformation qualities of bent steel profiles, reinforcement and concrete. For this reason, it is economical with minimal material consumption for its construction. In addition, the frame, as compared with the known ones, provides the maximum possible bearing capacity and the minimum dead weight of the frame, which allows it to be universally used both for new construction of multi-storey buildings for various purposes, and for building the operated buildings to a considerable height during their reconstruction. So, if a conventional reinforced concrete frame in specific conditions allows you to increase the height of an existing building by 2-3 floors, then the proposed frame allows you to increase its height by 4-5 floors without additional overloading of the supporting structures and foundations of the house in use in the same conditions. The use of the proposed frame with the products provided in it allows you to fully use the existing local production base of the construction industry, essentially, without additional retrofitting.

В целом достигаемые технические результаты по предложенному решению превосходят известные. Все перечисленные выше признаки предлагаемого технического решения в приведенной сумме не известны и обеспечивают сверхсуммарный результат. Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию новизны и в целом это дает возможность считать предлагаемое техническое решение соответствующим требованиям изобретательского уровня. In general, the technical results achieved by the proposed solution are superior to the known ones. All of the above signs of the proposed technical solution in the above amount are not known and provide an extra total result. Thus, the proposed technical solution meets the criterion of novelty and in general this makes it possible to consider the proposed technical solution as meeting the requirements of an inventive step.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется фиг.1а-18. На фиг. 1 предлагаемый каркас изображен в плане при устройстве диска перекрытия с железобетонными затяжками, а также при наличии связевых ригелей вдоль плит в створе колонн; на фиг.2 - то же, что на фиг.1, при устройстве диска перекрытия с железобетонными затяжками; на фиг.3 - то же, сечение А-А на фиг.1 вдоль сборной плиты со шпонками по торцам; на фиг.4 - то же, сечение Б-Б на фиг. 1 вдоль железобетонной затяжки; на фиг.5 - то же, сечение В-В на фиг.1 вдоль связевого ригеля; на фиг.6 - то же, сечение А-А на фиг.1 вдоль сборной плиты при выполнении ее с гладкими торцами и с опиранием на нижнюю полку составной стальной балки; на фиг.7 - то же, детально сечение А-А на фиг.1 балки каркаса с примыкающими к ней торцами сборными плитами, стальными двутавровыми балками, бетоном заполнения и средствами армирования; на фиг.8, - то же, что на фиг.7, но с внутренними стальными составными балками коробчатого сечения; на фиг.9 - сборные плиты с цилиндрическими гнездами по торцам для размещения бетонных шпонок; на фиг.10 - то же, что на фиг.9 с клиновидными вертикальными пазами по торцам; на фиг.11 - узел А на фиг.1 сопряжения балок и связевых ригелей с колонной в плане; на фиг.12 - детально сечение А-А на фиг. 1 балки каркаса с примыкающими плоскими торцами сборных плит, опертых концами на полки стальной балки, с бетоном заполнения и средствами армирования; на фиг.13 - узел Б на фиг.2 примыкания к колонне балок со сборными плитами; на фиг.14 - узел соединения стальных колонн, соединительного элемента и внутренних стальных балок каркаса; на фиг.15 - вариант внутренней сварной стальной балки каркаса двутаврового сечения; на фиг.16 - вариант внутренней стальной балки затяжки; на фиг.17 - вариант пространственного арматурного каркаса затяжки; на фиг.18 - деталь крепления продольной арматуры затяжки к соединительной пластине. The essence of the proposed technical solution is illustrated figa-18. In FIG. 1, the proposed framework is depicted in plan with the device disk overlap with reinforced concrete puffs, as well as in the presence of connecting bolts along the plates in the alignment of columns; figure 2 is the same as in figure 1, when the device disk overlap with reinforced concrete puffs; figure 3 is the same, section aa in figure 1 along the precast plate with dowels at the ends; in Fig.4 is the same, section bB in Fig. 1 along reinforced concrete tightening; figure 5 is the same, section bb in figure 1 along the connecting bolt; figure 6 is the same, section aa in figure 1 along the precast plate when performing it with smooth ends and with the support on the lower shelf of a composite steel beam; in Fig. 7 is the same, in detail section AA, in Fig. 1, of a frame beam with prefabricated plates adjacent to it, steel I-beams, filling concrete and reinforcement means; in Fig.8, - the same as in Fig.7, but with internal steel composite beams of box section; figure 9 - prefabricated slabs with cylindrical nests at the ends to accommodate concrete keys; figure 10 is the same as in figure 9 with wedge-shaped vertical grooves at the ends; figure 11 - node And figure 1 pairing beams and connecting beams with the column in the plan; on Fig - detail section aa in fig. 1 frame beams with adjacent flat ends of precast plates, supported by ends on the shelves of a steel beam, with concrete filling and reinforcing means; in Fig.13 - node B in Fig.2 adjoining the column of beams with precast plates; on Fig - node connection of steel columns, a connecting element and the inner steel beams of the frame; on Fig is a variant of the internal welded steel beam of the frame of the I-section; on Fig - a variant of the inner steel beam tightening; on Fig is a variant of the spatial reinforcing frame of the tightening; on Fig - detail of the fastening of the longitudinal reinforcement of the tightening to the connecting plate.

Предлагаемый каркас (фиг.1-18) включает колонны 1, плоские сборные плиты 2, несущие балки 3, включающие внутренние стальные сварные балки 4, бетон заполнения 5 и средства армирования 6 балок. Сборные плиты 2 размещены торцами к балкам 3. Стальные внутренние балки 4 объединены со стальными колоннами 1 соединительными элементами 7, выполненными в форме прямоугольной призмы с высотой равной толщине диска перекрытий (или сборных плит 2) и объединены болтовыми соединениями в единый каркас. Стыковку по торцам колонн 1 и внутренних стальных балок 4 с соединительными элементами 7 выполняют на болтах посредством плоских стыковочных элементов 8. Сборные плоские плиты 2 в каждой ячейке диска перекрытия размещены торцами к балкам 3 группами и объединены между собой по боковым граням межплитными швами 9. Между группами сборных плит 2 выполнены монолитные железобетонные затяжки 10, продольная рабочая арматура 11 которых по концам жестко прикреплена к внутренним стальным балкам 4 и/или к соединительным элементам 7. Для этого к продольной рабочей арматуре 11 затяжек 10 по концам на сварке прикреплены пластины 12 с отверстиями для размещения болтов крепления (на чертеже не обозначены). Общая ширина группы плит в поперечном направлении не может превышать половины длины пролета несущих балок 3 и монолитная затяжка может примыкать к балкам 3 в любом месте по их длине. В случае размещения затяжки в створе колонн 1 она может образовывать связевые ригели 13, в которых возможно использовать не только продольную стержневую арматуру 11, организованную в пространственный каркас 14, но в отдельных створах колонн 1 и жесткую арматуру, выполненную по конструкции аналогично внутренним сварным балкам 4 несущих балок 3, или в виде ребристого сварного профиля 15. В таком случае эти стальные профили, прикрепленные к соединительным элементам, как правило, в створе крайнего ряда колонн 1 служат для обеспечения устойчивости на монтаже плоских рам каркаса, образованных колоннами 1 и балками 4. В межплитных швах 9 по концам размещают с выпусками 16 за торцы сборных плит 2 в бетон 5 балок 3 стержневую арматуру, объединяющую поверху сборные плиты 2 с несущими балками 3, что способствует преобразованию диска перекрытия в неразрезную конструкцию и обеспечивает восприятие значительной части изгибающего момента отрицательного знака в этих сечениях. Этому также способствует верхняя продольная арматура каркаса 14 монолитных затяжек 10 (или ригелей 13), заанкеренная концами в бетоне 5 несущих балок 3. The proposed frame (Fig.1-18) includes columns 1, flat prefabricated plates 2, bearing beams 3, including internal steel welded beams 4, concrete filling 5 and means of reinforcing 6 beams. Prefabricated plates 2 are placed end faces to the beams 3. Steel inner beams 4 are combined with steel columns 1 by connecting elements 7, made in the form of a rectangular prism with a height equal to the thickness of the overlap disk (or prefabricated plates 2) and combined by bolted joints into a single frame. Docking at the ends of columns 1 and internal steel beams 4 with connecting elements 7 is performed on bolts by means of flat docking elements 8. Prefabricated flat plates 2 in each cell of the overlapping disk are placed ends to beams in 3 groups and are interconnected along lateral faces by interplate seams 9. Between groups of precast plates 2 made monolithic reinforced concrete puffs 10, the longitudinal working reinforcement 11 of which is rigidly attached at the ends to the internal steel beams 4 and / or to the connecting elements 7. For this, to the longitudinal Static preparation armature 10 to 11 puffs for welding the ends of the plate 12 attached with holes to accommodate bolts (not indicated on the drawing). The total width of the group of plates in the transverse direction cannot exceed half the length of the span of the supporting beams 3 and the monolithic tightening can adjoin the beams 3 in any place along their length. If the puff is placed in the alignment of columns 1, it can form connection beams 13, in which it is possible to use not only longitudinal rod reinforcement 11, which is organized into a spatial framework 14, but in separate sections of columns 1 and rigid reinforcement made in a design similar to internal welded beams 4 load-bearing beams 3, or in the form of a ribbed welded profile 15. In this case, these steel profiles attached to the connecting elements, as a rule, in the alignment of the extreme row of columns 1 serve to ensure stability and the installation of flat frame frames formed by columns 1 and beams 4. In the interplate seams 9 at the ends are placed with the outlets 16 for the ends of the prefabricated plates 2 in concrete 5 beams 3 rod reinforcement, uniting the prefabricated plates 2 with the supporting beams 3 on top, which contributes to the transformation of the disk overlapping in continuous design and provides the perception of a significant part of the bending moment of the negative sign in these sections. This also contributes to the upper longitudinal reinforcement of the frame 14 monolithic puffs 10 (or bolts 13), anchored by the ends in concrete 5 of the supporting beams 3.

По торцам сборных плит 2 могут быть выполнены цилиндрические гнезда 17, или вертикальные клиновидные пазы 18, в которых при укладке монолитного бетона 5 заполнения балок 3 образуются бетонные шпонки 19, дополнительно обеспечивающие передачу опорных усилий со сборных плит 2 по их торцам на несущие балки 3 каркаса. At the ends of the precast plates 2, cylindrical nests 17 or vertical wedge-shaped grooves 18 can be made, in which when laying monolithic concrete 5 to fill the beams 3, concrete keys 19 are formed, additionally providing support forces from the precast plates 2 along their ends to the supporting beams 3 of the frame .

Стальные балки 4 выполнены сварными. Они могут иметь двутавровую или коробчатую форму поперечного сечения и их элементы объединены сварными швами 20. Плоские стыковочные элементы 8 прикреплены к торцам стенок и полок балок 4, к стенкам соединительных элементов 7 и колонн 1 посредством сварных швов 20. Стыковочные элементы 8 всех элементов каркаса (колонн 1, соединительных элементов 7 и балок 4) объединены посредством болтовых соединений 21. Для этого стыковочные элементы 8 имеют отверстия 22 для пропуска болтов, а стыковочные элементы 8 колонн 1 и соединительных призматических элементов 7 снабжены сквозными проемами 23 для размещения средств армирования колонн 1 (на чертеже не показаны) и подачи монолитного бетона заполнения колонн 1 и соединительных элементов 7. Стальные балки 4 по длине снабжены ребрами 24, обеспечивающими совместную работу под нагрузкой внутренних стальных балок 4 и бетона заполнения 5 композитных (сталебетонных) балок 3 в нижней полке балок 4. В соответствии с шагом размещения вдоль них примыкающих монолитных затяжек 10 выполнены отверстия 25 болтов крепления пластин 12 и, соответственно, рабочей арматуры 11 этих затяжек. Рабочую арматуру 11 затяжек 10 в створе колонн 1, как правило, выполняемых в виде связевых ригелей 13, прикрепляют по концам так же на болтах к соединительным элементам 7. Steel beams 4 are made welded. They can have an I-beam or box-shaped cross-sectional shape and their elements are joined by welds 20. Flat docking elements 8 are attached to the ends of the walls and shelves of the beams 4, to the walls of the connecting elements 7 and columns 1 by means of welds 20. Jointing elements 8 of all frame elements ( columns 1, connecting elements 7 and beams 4) are joined by bolt connections 21. For this, the connecting elements 8 have holes 22 for passing bolts, and the connecting elements 8 of the columns 1 and connecting prismatic elements 7 are equipped with through openings 23 for placement of reinforcing means for columns 1 (not shown in the drawing) and for supplying monolithic concrete to fill columns 1 and connecting elements 7. Steel beams 4 are provided with ribs 24 along the length, ensuring joint operation under load of internal steel beams 4 and concrete filling 5 composite (steel-concrete) beams 3 in the lower shelf of beams 4. In accordance with the step of placing adjacent monolithic puffs along them 10, holes 25 of bolts for fastening the plates 12 and, accordingly, the working reinforcement are made 11 of these puffs. The working reinforcement 11 puffs 10 in the alignment of the columns 1, usually made in the form of connecting bolts 13, are attached at the ends also on bolts to the connecting elements 7.

Все открытые наружные поверхности стальных конструкций балок и колонн снабжены огнезащитными покрытиями. Так под нижними полками внутренних стальных балок 4 размещено соответствующее огнезащитное покрытие 26. All exposed outer surfaces of steel structures of beams and columns are provided with fire retardant coatings. So under the lower shelves of the inner steel beams 4 posted by the corresponding flame retardant coating 26.

Плоские сборные плиты 2, балки 3, монолитные железобетонные затяжки 10 или связевые ригели 13 образуют при использовании бетонных шпонок 19 единый плоский диск перекрытия без выступающих из них частей конструкций и такие перекрытия не нуждаются в устройстве подвесных потолков. Поэтому в таком исполнении каркас может быть использован непосредственно для строительства жилых домов. При опирании плит 2 на полки стальных внутренних балок 4 нижние полки выступают книзу и выступающие части балок с наружной огнезащитой 26 требуют устройства подвесных потолков. В этом случае каркасы, как правило, могут быть применены в многоэтажных общественных зданиях. Балконы и эркеры могут быть устроены за наружным рядом колонн 1 на консолях диска перекрытия, поддерживаемых консолями балок 3 и связевых ригелей 13 выведенных за эти колонны. Flat prefabricated slabs 2, beams 3, monolithic reinforced concrete puffs 10 or tie beams 13 form, using concrete keys 19, a single flat disk of overlap without protruding parts of structures and such ceilings do not require the installation of suspended ceilings. Therefore, in this design, the frame can be used directly for the construction of residential buildings. When the plates 2 are supported on the shelves of the steel inner beams 4, the lower shelves protrude downward and the protruding parts of the beams with external fire protection 26 require the installation of suspended ceilings. In this case, frames can usually be used in multi-story public buildings. Balconies and bay windows can be arranged behind the outer row of columns 1 on the consoles of the floor slab supported by the consoles of beams 3 and connecting crossbars 13 brought out for these columns.

Предлагаемый каркас под нагрузкой работает как единая пространственная несущая конструкция с плоскими дисками перекрытий. Вертикальную нагрузку на перекрытии каждого этажа непосредственно воспринимают группы сборных плоских плит 2 перекрытия с монолитными затяжками 10 и перераспределяют усилия на балки 3, которые далее передают их на колонны 1. Под воздействием нагрузки плиты 2 изгибаются. Поскольку плиты 2 по концам сопряжены с балками 3 посредством вверху арматурных выпусков 16 из межплитных швов 9, а внизу - посредством рабочей арматуры 11 монолитных железобетонных затяжек 10, прикрепленной концами к балкам 4, по торцам плит 2 под нагрузкой возникает горизонтальный отпор, вертикальное поперечное усилие и отрицательный момент. Горизонтальный отпор возникает от поворота торцовых сечений плит 2 при наличии упора их в боковые грани балок 3. Он приложен к торцам по нижней грани плит с эксцентриситетом относительно центра тяжести их поперечного сечения. Это происходит потому, что сквозная связевая арматура 11 затяжек 10 и/или связевых ригелей 13, прикрепленные к полкам внутренних стальных балок 4 через пластину 12 на болтах и препятствующих горизонтальному смещению балок 3. Вертикальные поперечные усилия по концам плит 2 представляют собой его опорные реакции и воспринимаются либо бетонными шпонками 19 балок 3, размещенных в цилиндрических гнездах 17 или клиновидных вертикальных пазах 18, выполненных на торцах плит 2, либо нижней полкой стальных балок 4, при их опирании на нижнюю полку балок 4. Величина отрицательного момента определяется в основном площадью сечения и прочностными характеристиками выпусков арматуры 16, выполненных из межплитных швов. The proposed frame under load works as a single spatial supporting structure with flat disks of floors. The vertical load on the floor of each floor is directly perceived by the group of prefabricated flat floor slabs 2 with monolithic puffs 10 and redistribute the forces on the beams 3, which then transfer them to the columns 1. Under the influence of the load, the plates 2 are bent. Since the plates 2 at the ends are interfaced with the beams 3 through the top of the reinforcing outlets 16 from the inter-plate joints 9, and below - by means of the working reinforcement 11 of monolithic reinforced concrete puffs 10, attached by the ends to the beams 4, a horizontal rebound occurs at the ends of the plates 2 under load, vertical transverse force and negative point. Horizontal resistance arises from the rotation of the end sections of the plates 2 in the presence of an abutment against the lateral faces of the beams 3. It is applied to the ends along the lower face of the plates with an eccentricity relative to the center of gravity of their cross section. This is because the through-link reinforcement 11 of the puffs 10 and / or the tie beams 13, attached to the shelves of the inner steel beams 4 through the plate 12 on the bolts and preventing the horizontal displacement of the beams 3. The vertical transverse forces at the ends of the plates 2 are its supporting reactions and perceived either by concrete keys 19 beams 3, placed in cylindrical nests 17 or wedge-shaped vertical grooves 18, made at the ends of plates 2, or the lower shelf of steel beams 4, when they are supported on the lower shelf of beams 4. rank negative torque is mainly determined cross-sectional area and strength characteristics releases armature 16 made of interplate seams.

Таким образом, при действии вертикальной нагрузки в сечениях плит 2 возникает отрицательный момент, определяемый реактивными значениями отрицательного момента по торцам плит и горизонтального распора. В результате, в сечениях плит 2, работающих в составе перекрытия предлагаемого каркаса, под воздействием вертикальной полезной нагрузки, практически в два и более раза уменьшаются значения изгибающего момента, по сравнению со случаем простого балочного опирания плит по концам. Таким образом, плиты 2 в составе диска перекрытия могут быть выполнены из легкого малопрочного ячеистого бетона и содержать минимальное рабочее армирование, допускаемое нормами. При изгибе под нагрузкой плит 2, размещенных между балками 3 и затяжками 10, в диске перекрытия возникает не только продольный, но и поперечный распор, вызывающие в плитах 2 перекрытия двухосное сжатие, что существенно повышает их трещиностойкость и жесткость, а все перекрытие при минимальной материалоемкости характеризуется высокой несущей способностью и экономичностью по расходу металла. Thus, under the action of a vertical load, a negative moment arises in the sections of the plates 2, which is determined by the reactive values of the negative moment at the ends of the plates and horizontal thrust. As a result, in the sections of the plates 2 working as part of the overlapping of the proposed frame, under the influence of the vertical payload, the values of the bending moment are almost two or more times lower than in the case of simple beam support of the plates at the ends. Thus, slabs 2 in the composition of the overlapping disk can be made of lightweight low-strength cellular concrete and contain the minimum working reinforcement allowed by the norms. When bending under load plates 2, placed between the beams 3 and puffs 10, in the overlap disk there is not only a longitudinal, but also a transverse strut, causing biaxial compression in the slabs 2, which significantly increases their crack resistance and stiffness, and the entire overlap with minimal material consumption It is characterized by high bearing capacity and economy in metal consumption.

Горизонтальные усилия, прикладываемые к зданию, воспринимают вертикальные диафрагмы жесткости (на чертеже не показаны), выполняемые на всю высоту здания и, как правило, совмещаемые с ограждением лестничной клетки, а также рамы каркаса с жесткими узлами объединения колонн 1 с балками 3 и в целом с дисками перекрытий. Последние в полной мере вовлекаются в работу на местный и общий изгиб при действии горизонтальных нагрузок благодаря наличию монолитных затяжек 10 и/или монолитных ригелей 13, а также выпусков 16 из межплитных швов 9. Наличие шпонок 19 повышает эффективность работы под горизонтальными нагрузками всего диска перекрытия и, как единое целое - всего каркаса. Это позволяет в предлагаемом каркасе эффективно сочетать прочностные и деформативные качества как малопрочного ячеистого бетона, так и относительно высокопрочных монолитного бетона и стали, обеспечить оптимальный расход стали. Эффективное вовлечение в работу под нагрузкой материала и полное использование его прочностных качеств обеспечено благодаря возможности перераспределения усилий под нагрузкой между элементами каркаса. The horizontal forces applied to the building are perceived by vertical stiffness diaphragms (not shown in the drawing), performed to the entire height of the building and, as a rule, combined with the staircase enclosure, as well as the frame of the frame with rigid nodes for combining columns 1 with beams 3 and in general with floor disks. The latter are fully involved in local and general bending under the effect of horizontal loads due to the presence of monolithic puffs 10 and / or monolithic crossbars 13, as well as the outlets 16 of the interplate seams 9. The presence of dowels 19 increases the working efficiency under horizontal loads of the entire overlap disk and as a whole - the whole frame. This allows the proposed frame to effectively combine strength and deformation qualities of both low-strength cellular concrete and relatively high-strength monolithic concrete and steel, to ensure optimal consumption of steel. Effective involvement in the work under load of the material and the full use of its strength qualities is ensured due to the possibility of redistribution of forces under load between the frame elements.

Предлагаемый каркас возводят в следующей последовательности. В проектное положение устанавливают и фиксируют стальные коробчатые колонны 1. Через сквозные проемы в торцах колонн 1 в их полостях устанавливают армирование и закрепляют поверху стальные соединительные элементы 7. Колонны 1 на высоту этажа могут быть изготовлены на заводе и вместе с соединительным элементом 7. Это позволяет повысить надежность стыкового соединения элемента 7 и колонны 1 и сократить трудозатраты при монтаже. Затем к соединительным элементам 7 торцами 8 на болтах прикрепляют стальные балки 4 таврового или коробчатого сечения. В поперечном направлении устанавливают и крепят к соединительным элементам 7 и балкам 4 арматуру 11, 14, а при необходимости в створе колонн также жесткую арматуру 15 или балки 4. После этого в проектное положение устанавливают сборные плиты 2. Они могут быть зафиксированы в этом положении посредством стальных балок 4 либо с подвеской к ним (при применении плит с гнездами или пазами по торцам) или с непосредственным опиранием на нижнюю полку стальных балок 4. При подвеске плит 2 могут применяться также одиночные поддерживающие стоечные устройства, опираемые на готовое перекрытие нижерасположенного этажа (на чертежах не показаны). The proposed frame is erected in the following sequence. Steel box columns 1 are installed and fixed in the design position. Through the through openings in the ends of the columns 1, reinforcement is installed in their cavities and the steel connecting elements are fixed on top 7. Columns 1 can be manufactured at the factory floor and together with the connecting element 7. This allows to increase the reliability of the butt connection of the element 7 and the column 1 and reduce labor costs during installation. Then, to the connecting elements 7, ends 8 on bolts attach steel beams 4 of T-section or box-section. In the transverse direction, reinforcement 11, 14 are installed and fastened to the connecting elements 7 and beams 4, and if necessary, rigid reinforcement 15 or beams 4 are also used in the alignment of the columns. After that, prefabricated plates 2 are installed in the design position. They can be fixed in this position by steel beams 4 or with a suspension to them (when using plates with nests or grooves at the ends) or directly resting on the lower shelf of steel beams 4. When supporting plates 2, single supporting rack devices can also be used , Based on the finished floor overlap downstream (not shown).

После завершения размещения в проектное положение сборных плит 2 к плитам снизу подвешивают опалубку монолитных затяжек, укладывают арматуру 6 балок 3, и производят бетонирование сначала колонн 1 с подачей бетона бетононасосом через отверстие (проем) 23 в элементе 7, а затем одновременное бетонирование балок 3, межплитных швов 9, монолитных затяжек 10 и монолитных связевых ригелей 13, а также заполнение арматурой и бетоном соединительных элементов 7. После завершения бетонирования всех перечисленных элементов каркаса и набора бетоном требуемой по проекту прочности устанавливают колонны 1 очередного этажа и цикл повторяется. After the placement of the prefabricated slabs 2 into the design position, the formwork of monolithic puffs is suspended from the bottom of the slabs, the reinforcement 6 of the beams 3 is laid, and the columns 1 are first concreted with concrete by the concrete pump through the hole (opening) 23 in element 7, and then the beams 3 are concreted simultaneously, interplate joints 9, monolithic puffs 10 and monolithic tie beams 13, as well as filling of the connecting elements with reinforcement and concrete 7. After completion of concreting of all the listed elements of the frame and set with concrete, it is required on the draft strength is set next floor columns 1 and the cycle is repeated.

В целом предлагаемый каркас здания характеризуется простотой и технологичностью исполнения, надежностью его конструктивного решения. Благодаря рассмотренным выше признакам обеспечивается удельное ресурсосбережение на возведение предлагаемого каркаса, резко увеличен темп возведения каркаса и здания в целом. Для каркаса предусмотрено применение монолитного бетона, составы которого разработаны в БелНИИС. Этот бетон набирает 100%-ную проектную прочность к концу вторых суток и не требует специального обогрева при среднесуточных температурах до -10oС включительно.In general, the proposed building frame is characterized by simplicity and manufacturability, the reliability of its design solution. Thanks to the features discussed above, specific resource saving for the construction of the proposed frame is provided, the rate of construction of the frame and the building as a whole has been sharply increased. The framework provides for the use of monolithic concrete, the compositions of which are developed in BelNIIS. This concrete gains 100% design strength by the end of the second day and does not require special heating at an average daily temperature of -10 o C inclusive.

В многоэтажных домах на основе предложенных конструкций каркаса обеспечиваются свободные планировочные решения, трансформируемые на любых стадиях строительства и эксплуатации. Собственная масса здания на основе предлагаемого каркаса в сочетании с однослойными стенами из кладки ячеистобетонными блоками снижена в 2,5-3,0 раза по сравнению с панельными домами, и в такой же мере снижены затраты на отопление при эксплуатации как каждой отдельной квартиры, так и всего дома. In multi-storey buildings, on the basis of the proposed frame designs, free planning solutions are provided that can be transformed at any stage of construction and operation. Own weight of the building based on the proposed frame in combination with single-layer walls from masonry with cellular concrete blocks is reduced by 2.5-3.0 times compared to panel houses, and heating costs during operation of each individual apartment and the same are reduced whole house.

Предложенное техническое решение будет освоено при массовом строительстве и реконструкции жилых домов и общественных зданий. The proposed technical solution will be mastered in the mass construction and reconstruction of residential buildings and public buildings.

Источники информации
1. А.С.СССР 1131983, МКИ3 E 04 В 1/24, опубл. в БИ 48, 30.12.84.
Sources of information
1. A.S.SSSR 1131983, MKI 3 E 04 1/24, publ. in BI 48, 12.30.84.

2. А.С. СССР 1511347, МКИ4 Е 04 В 1/38, 1/18, опубл. в БИ 36, 30.09.89.2. A.S. USSR 1511347, MKI 4 E 04 1/38, 1/18, publ. in BI 36.09.09.

3. Патент Российской Федерации 2120002, МКИ6 Е 04 В 1/24, опубл. в БИ 28, 10.10.98.3. Patent of the Russian Federation 2120002, MKI 6 E 04 1/24, publ. in BI 28.10.10.98.

Claims (9)

1. Сталебетонный каркас многоэтажного здания, включающий стальные колонны коробчатого сечения, стальные внутренние балки и стальные соединительные элементы в форме прямоугольной призмы, объединяющие в каждом перекрытии колонны и балки в единую пространственную конструкцию посредством плоских стыковочных элементов болтами, а также средства армирования балок и колонн, бетон заполнения колонн, балок и соединительных элементов, отличающийся тем, что в перекрытиях торцами к стальным балкам размещены группами сборные плиты, объединенные между собой в каждой группе по боковым граням межплитными швами, между группами плит по их длине выполнены монолитные железобетонные затяжки с шагом вдоль балок каркаса, не превышающим половины длины их пролета, и по торцам плиты объединены с балками монолитным бетоном их заполнения в единую сталебетонную плоскую конструкцию посредством выпусков поверху арматуры из межплитных швов за торцы плит и размещенных в монолитном бетоне заполнения балок, а понизу плиты и балки объединены посредством нижней продольной арматуры монолитных затяжек, жестко прикрепленной к стальным балкам и/или к соединительным элементам, при этом соединительные элементы выполнены с высотой, не превышающей толщину дисков перекрытий, с горизонтальной стороной вдоль оси балок, равной ширине колонны, а в перпендикулярном направлении соединительный элемент выполнен со стороной меньше ширины колонны, а средства армирования балок в узлах их сопряжения с соединительными элементами размещены вдоль наружных граней соединительных элементов, не пересекая их стенки. 1. The steel-concrete frame of a multi-storey building, including box-shaped steel columns, steel internal beams and steel connecting elements in the form of a rectangular prism, combining columns and beams in each ceiling into a single spatial structure by means of flat connecting elements with bolts, as well as means for reinforcing beams and columns, concrete filling columns, beams and connecting elements, characterized in that in the ceilings with the ends to the steel beams placed in groups of prefabricated plates, combined m Monolithic reinforced concrete tightening was performed between each group along lateral faces between the plates along the lateral faces, between the groups of plates along the length of the beams of the carcass, not exceeding half the span length, and at the ends of the plates combined with the beams with monolithic concrete to fill them into a single steel concrete flat structure through releases from the top of the reinforcement from the interplate seams at the ends of the slabs and the beams placed in the monolithic concrete, filling the beams at the bottom of the slab and the beam are tightened together by means of the lower longitudinal reinforcement of the monolithic rigidly attached to steel beams and / or to connecting elements, the connecting elements being made with a height not exceeding the thickness of the floor disks, with a horizontal side along the axis of the beams equal to the column width, and in the perpendicular direction, the connecting element is made with a side smaller than the column width and the means of reinforcing the beams in the nodes of their interface with the connecting elements are placed along the outer faces of the connecting elements without crossing their walls. 2. Каркас здания по п.1, отличающийся тем, что стальной соединительный элемент в узлах сопряжения стальных балок и колонн выполнен заодно с колонной нижнего этажа. 2. The building frame according to claim 1, characterized in that the steel connecting element in the interface nodes of the steel beams and columns is made integral with the column of the lower floor. 3. Каркас здания по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что сборные плиты выполнены плоскими из ячеистого бетона и снабжены рабочей арматурой. 3. The building frame according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the prefabricated slabs are made of flat concrete and equipped with working fittings. 4. Каркас здания по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в сборных ячеистобетонных плитах по торцам выполнены цилиндрические гнезда, в которых размещены бетонные шпонки, образованные при укладке бетона заполнения балок каркаса. 4. The building frame according to any one of claims 1 to 3, characterized in that in the prefabricated cellular concrete slabs, cylindrical nests are made at the ends, in which concrete keys are formed, which are formed when laying concrete to fill the beams of the frame. 5. Каркас здания по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в сборных ячеистобетонных плитах по торцам выполнены вертикальные клиновидные пазы, в которых размещены бетонные шпонки, образованные при укладке бетона заполнения балок каркаса. 5. The building frame according to any one of claims 1 to 3, characterized in that vertical wedge-shaped grooves are made in prefabricated cellular concrete slabs at the ends, in which concrete keys are formed formed when laying concrete to fill the beams of the frame. 6. Каркас здания по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что сборные плиты выполнены с гладкими торцами и оперты по концам на нижние полки стальных балок каркаса, а бетон заполнения со средствами армирования размещены над нижней полкой стальных балок между торцами сборных плит. 6. The building frame according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the precast slabs are made with smooth ends and are supported at the ends on the lower shelves of the steel beams of the frame, and the filling concrete with reinforcing means is placed above the lower shelf of the steel beams between the ends of the precast plates . 7. Каркас здания по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что стальные балки выполнены составными и включают балку замкнутого коробчатого прямоугольного профиля и прикрепленную к ней снизу посредством сварки нижнюю полку. 7. The building frame according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the steel beams are made integral and include a beam of a closed box-shaped rectangular profile and a lower shelf attached to it from below by welding. 8. Каркас здания по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что рабочая арматура монолитных железобетонных затяжек выполнена в виде пространственного арматурного каркаса, нижние продольные стержни которого по концам снабжены приваренными к ним стальными пластинами с отверстиями для крепления к нижним полкам стальных балок. 8. The building frame according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the working reinforcement of the monolithic reinforced concrete puffs is made in the form of a spatial reinforcing frame, the lower longitudinal rods of which are provided at the ends with steel plates welded to them with holes for fastening to the lower shelves of steel beams . 9. Каркас здания по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что средства армирования балок выполнены в виде развернутого книзу U-образного арматурного каркаса, рабочая продольная арматура которого размещена согласно эпюре моментов в пролете понизу над нижней полкой стальной балки и поверху в узлах сопряжения балки с колоннами. 9. The building frame according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the means for reinforcing the beams is made in the form of a U-shaped reinforcing frame turned downward, the longitudinal working reinforcement of which is placed according to the diagram of moments in the span, lower above the lower shelf of the steel beam and on top in nodes connecting the beam with columns.
RU2000120726A 2000-05-13 2000-08-01 Steel-and-concrete frame of multistory building RU2187605C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BY20000453 2000-05-13
BYA20000453 2000-05-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2187605C2 true RU2187605C2 (en) 2002-08-20
RU2000120726A RU2000120726A (en) 2002-08-20

Family

ID=4083789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000120726A RU2187605C2 (en) 2000-05-13 2000-08-01 Steel-and-concrete frame of multistory building

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2187605C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA010213B1 (en) * 2007-05-23 2008-06-30 Общество С Ограниченной Ответственностью «Научно-Технический И Экспериментально-Проектный Центр "Аркос"» Frame of multistory building
RU2519082C2 (en) * 2012-06-04 2014-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Центр Многофункционального Каркасного Строительства" Cast-in-place and precast reinforced concrete frame of building, structure
RU2611661C1 (en) * 2016-02-09 2017-02-28 Владимир Алексеевич Виноградов Metal frame of monolithic reinforced concrete slab
RU169532U1 (en) * 2016-02-11 2017-03-22 Сергей Михайлович Черков STEEL CONCRETE COVERING
RU214535U1 (en) * 2022-05-24 2022-11-02 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Reinforced concrete element in the form of a rack

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA010213B1 (en) * 2007-05-23 2008-06-30 Общество С Ограниченной Ответственностью «Научно-Технический И Экспериментально-Проектный Центр "Аркос"» Frame of multistory building
RU2519082C2 (en) * 2012-06-04 2014-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Центр Многофункционального Каркасного Строительства" Cast-in-place and precast reinforced concrete frame of building, structure
RU2611661C1 (en) * 2016-02-09 2017-02-28 Владимир Алексеевич Виноградов Metal frame of monolithic reinforced concrete slab
RU169532U1 (en) * 2016-02-11 2017-03-22 Сергей Михайлович Черков STEEL CONCRETE COVERING
RU214535U1 (en) * 2022-05-24 2022-11-02 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Reinforced concrete element in the form of a rack

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2513384B1 (en) Panelized structural system for building construction
CN108060746B (en) Assembled prestressed concrete large-span frame system and construction method thereof
US4646495A (en) Composite load-bearing system for modular buildings
CA2358747C (en) Ring beam/lintel system
US20080000177A1 (en) Composite floor and composite steel stud wall construction systems
CN108005410B (en) Assembled steel-concrete combined structure residential system and construction method thereof
CN207794290U (en) A kind of multilayer light gauge cold-formed steel shape-concrete composite structure building construction system
PINTO et al. Assessment and retrofit of full-scale models of existing RC frames
CN207063170U (en) The house that a kind of shear wall slab by steel square tube and steel plate splicing is assembled
CN104499567B (en) Frame structure, frame structure assembly and prefabricating and constructing methods of frame structure assembly
CN108755940A (en) A kind of steel core concrete column framed bent-Reinforced Concrete Core Walls Structure structural system
EA014814B1 (en) External wall for multistorey frame building arkos
CN108166612A (en) A kind of multilayer light gauge cold-formed steel shape-concrete composite structure building construction system
RU2187605C2 (en) Steel-and-concrete frame of multistory building
US20040250482A1 (en) Construction method and appartaus
Holly et al. Connections in precast concrete elements
CA2592820A1 (en) Composite floor and composite steel stud wall construction systems
CN115012554B (en) Multilayer cold-formed thin-wall steel structure system and assembly method
CN217537332U (en) A connection structure of an assembled steel concrete beam and a steel-concrete composite plate
KR100588193B1 (en) Steel frame and reinforced concrete composite system for slim floor system and construction method
RU2197578C2 (en) Structural system of multistory building and process of its erection ( variants )
CN210032222U (en) Steel-concrete combined shear wall
CN109695293B (en) Assembled steel tube bundle concrete wall type frame structure system
RU2215103C1 (en) Multistory building
RU2338843C1 (en) Method of multistorey building carcassing

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080802