В статье рассматриваются конструктивные особенности бессварных стыков колонн сборного и сборно-монолитного каркасного строительства. Анализируются известные стыковые узлы, их преимущества и недостатки. Выбирается наиболее технологичный стык для дальнейшей разработки.
Ключевые слова : железобетонные колонны, стыковые узлы, винтовой стык.
The article deals with the design features of undigested joints of columns of prefabricated and prefabricated monolithic frame construction. The known butt nodes, their advantages and disadvantages are analyzed. The most technologically advanced joint for further development is selected.
Keywords: reinforced concrete columns, butt joints, screw joint.
Для ускорения темпов строительства одним из важных направлений является переход на сборно- и сборно-монолитное возведение каркасных зданий. Дальнейшим развитием сборного и сборно-монолитного каркасного строительства является применение бессварных стыков колонн вместо трудоемких и дорогостоящих сварных стыков, широко применяющихся в промышленном и гражданском строительстве в настоящее время [1].
В работе нами анализируется соединение сборных железобетонных колонн различными видами бессварных стыков как наиболее перспективное в условиях индустриального строительства.
Бессварные стыки сборных и сборно-монолитных железобетонных колонн по своим конструктивным особенностям можно разделить на штепсельные, контактные, болтовые и др. Рассмотрим краткие характеристики некоторых из них.
Штепсельный (вилочный) стык, значительно облегчает процесс монтажа и не требует большого количества дополнительного оборудования с привлечением рабочих высокой квалификации. Торцы колонн в зоне их стыковки по высоте, имеют выпуск арматуры и пазы для хода выпусков арматуры [2]. Данные виды стыков разрабатываются как в России, так и за рубежом [3]. К недостаткам можно отнести заниженную трещиностойкость и жесткость при действии поперечных нагрузок, низкий коэффициент использования резервов прочности продольной и поперечной арматуры и завышенную металлоемкость. В некоторой степени отмеченные недостатки устранены в современных разработках [4].
Контактные стыки сборных железобетонных колонн, осуществляемые при монтаже путем сопряжения плоских торцов элементов через слой цементно-песчаного раствора или полимерраствора, а также через податливые прокладки с обрывом всей или части продольной арматуры, могут выполняться как с полным, так и с частичным обрывом продольной арматуры [5]. Следует отметить, что объединение торцовых пластин стыкуемых звеньев колонн следует производить сварными накладками на стадии завершения строительства объекта после достижения в стыке усилия от полной расчетной постоянной нагрузки и после зачеканки стыкового зазора цементным раствором. Кроме этого прочность стыков может снижаться из-за высоких кантатных напряжений, возникающих вследствие перекосов торцов стыкаемых колонн, образующихся при их изготовлении [6].
Винтовые (болтовые) стыки сборных железобетонных колонн находят широкое применение в последнее время. Оригинальная конструкция контактного винтового стыкового соединения сборных железобетонных колонн разработана обществом с ограниченной ответственностью «Стройтехинновации ТДСК» [7]. Разработка относится к области строительства и предназначено для многоэтажных и высотных зданий, возводимых в районах с сейсмической активностью, позволяет обеспечить надежность конструкции при действии не только продольных усилий, но и значительных поперечных усилий и изгибающих моментов.
В работе [8] показан винтовой стык колонн с плоскими торцами. Элементы колонн в стыке объединяют металлическими шпильками, прикрепляемыми в угловых нишах к торцовым закладным деталям. Проведенные испытания показали надежность данного стыка. Описанная технология сборки стыка на наш взгляд несколько трудоемка и требует определенное время для набора прочности бетоном шва, особенно в зимнее время.
Оригинальная конструкция болтового соединения колонн разработана семейной компанией Peikko [9]. Штаб-квартира компании находится в г. Лахти, Финляндия. Болтовое винтовое соединение включает башмаки колонн и анкерные болты. Башмаки колонн устанавливаются в тело верхней колонны, а анкерные болты замоноличиваются в тело нижней колонны обеспечивая соединение «колонна-колонна».
Основное преимущество болтового соединения колонн Peikko, заключается в том, что при монтаже нет необходимости устраивать временные раскосы для поддержки колонны, так как, после затяжки гаек, болты принимают на себя действующий момент сил. Болтовое соединение колонн Peikko повышает безопасность и эффективность монтажных работ. При установке болтов используется специально разработанный шаблон для соблюдения межосевых расстояний.
Соединение колонн болтами осуществляется с помощью гаек и шайб, с их же помощью осуществляется корректировка колонны по высоте, а также относительно вертикальной оси. После установки колонны в проектное положение, пространство между колонной и основанием заполняется бетоном.
На наш взгляд применение винтовых стыковых соединений сборных железобетонных колонн является технологичным, экономически оправданным и наиболее прогрессивным в промышленном и гражданском строительстве. Нами произведено усовершенствование винтового стыкового соединения и подана заявка на изобретение.
Литература:
- Матков Н. Г., Судаков Г. Н., Гигинейшвили А. Я. Бессварные стыки внецентренно сжатых колонн с обжатием и анкеровкой арматуры растворами / Бетон и железобетон, № 1–1998 г.
- Анисимов С. Н. Процессы электротермической обработки штепсельных соединений железобетонных колонн при монтаже сборно-монолитных конструкций: дис. канд. техн. Наук — Йошкар-Ола, 2019. — 149 с.
- 20 Пат. РФ № 2233368, МПК E04B 1/38 Стыковое соединение сборных железобетонных колонн и способ его выполнения / А. И. Мордич и др.- 2002127878/03, заявлено 17.10.2002; опуб. 27.07.2004 Бюл. № 21. -7 с.
- Латыпов Р. Р. Прочность штепсельных стыков железобетонных колонн / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Казань — 2009
- Рекомендации по проектированию и выполнению контактных стыков с обрывом арматуры в железобетонных колоннах многоэтажных зданий. НИИЖБ, М., 1985 — с. 49
- Мордич А. И. Белевич В. Н. Босаков С. В. Прочность контактного стыка сборных колонн с деформируемой центрирующей прокладкой / Наука и техника, № 5, 2014
- Пат. РФ № 2536902, E04B 1/58 Контактное винтовое стыковое соединение сборных железобетонных колонн / А. К. Шпетер и др.- 2013141894; заявлено 12.09.2013; опуб. 27.12.2014 Бюл.№ 36–9 с.
- Эффективность и надежность — главные особенности каркасных зданий АРКОС. [Электронный ресурс.] — Режим доступа rep.bntu.by
- Болтовые соединения колонн. [Электронный ресурс.] — Режим доступа www.peikko.ru
