PL299680A1

PL299680A1 - Method of erecting skelton-type buildings and load carrying structure therefor

Info

Publication number: PL299680A1
Application number: PL29968093A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Debski
Original assignee: Andrzej Debski
Priority date: 1993-07-13
Filing date: 1993-07-13
Publication date: 1995-01-23

Description

Sposób wznoszenia budynków szkieletowych,oraz konstrukcja do realizacji tego sposobuThe method of erecting frame buildings, and the structure for implementing this method

Przedmiotem wynalazku jest sposób 'wznoszenia budynków szkieletowych,oraz konstrukcja do realizacji tego sposobu.The present invention relates to a method for erecting frame buildings and a structure for carrying out this method.

Ze zgłoszenia wynalazku 2876t4 znany jest sposób wznoszenia budynków szkieletowych,oraz elementy konstrukcyjne służące do realizacji tego sposobu.Sposób ten polega na tym,że ustawione jednogałęziowe elementy słupów żelbetowych łączy się w sztywne elementy i węzły monolityczne przy zastosowaniu betonu monolitycznego i zbrojenia.Zbrojebie składa się z trzpienia pionowego i pętlicowego zbrojenia,które wystaje z czoła podciągu lub z czoła rygla.Podciągi i rygle są oparte na odpowiadających im prefabrykowanych gałęziach słupów żelbetowych.Zestaw gałęzi w liczbie 2,3 lub 4 umożliwia oparcie rygli i podciągów dla odpowiedniego ortogonalnego kierunku.Połączenia monolityczne między czołowymi powierzchniami rygli i prostopadle do nich usytuowane połączenia podciągów tworzą z pętlicowym zbrojeniem węzły monolityczne, płaskie lub przestrzenne,sztywne dla geometrycznej niezmienności szkieletu budynku.From the patent application 2876t4, a method of erecting frame buildings and construction elements for the implementation of this method are known. The method consists in the fact that set single-branch elements of reinforced concrete columns are joined into rigid monolithic elements and nodes using monolithic concrete and reinforcement. from a vertical mandrel and loop reinforcement that protrudes from the beam face or from the rafter face. The beams and transoms are based on corresponding prefabricated reinforced concrete column branches. A set of 2,3 or 4 branches allows the transoms and beams to rest for the appropriate orthogonal direction. monolithic between the front surfaces of the transoms and perpendicular to them connections of the binders form monolithic, flat or spatial knots with the loop reinforcement, rigid for the geometric invariability of the building skeleton.

Prefabrykowane elementy wielogałęziowe i węzły mono lityczne charakteryzują się tym, że prefabrykowane elementy jednogałęziowe tworzą iłupy podłużne,dwugałęziowe słupy pół-krzyźowe,trójgałęziowe,oraz słupy krzyżowe czterogałęziowe. Elementy jednogałęziowe mają jedną powierzchnię wzdłużną ukształtowaną dyblowo. W sposobie wznoszenia budynków szkieletowych ograniczono ilość deskowania dla betonu monolitycznego do dwóch powierzchni w słupach dwugałęziowych i jednej powierzchni w słupach trzygałęziowych,oraa do listew narożnych w słupach czterogałęziowych i trzygałęziowych.Prefabricated multi-branch elements and monolithic nodes are characterized by the fact that prefabricated single-branch elements form long loops, two-branch half-cross poles, three-branch poles and four-branch cross poles. Single-branch elements have one dowel-shaped longitudinal surface. In the method of erecting frame buildings, the amount of formwork for monolithic concrete was limited to two surfaces in two-branch columns and one surface in three-branch columns, and to corner strips in four-branch and three-branch columns.

Niewątpliwą wadą sposobu według wynalazku jest jednak znaczna pracochłonność, oraz brak możliwości wznoszenia budynków wielokondygnacyjnych i stąd wynalazek ten ogranicza się· do budownictwa mieszkaniowego niskiego,oraz pawilonów handlowych i biurowych.The unquestionable disadvantage of the method according to the invention, however, is the considerable labor-consumption and the inability to erect multi-storey buildings, and hence the invention is limited to low-rise housing, as well as commercial and office pavilions.

Natomiast ze zgłoszenia wynalazku 289174 znany jest segment pokojowy,oraz sposób zestawiania z tych segmentów budynków,zwłaszcza budynków hotelowych.On the other hand, from Invention Application 289174, a room segment and a method of assembling building segments, in particular hotel buildings, are known from these segments.

Segment ma kształt sześciokątnego graniastosłupa utworzonego z trzech ram sześciokątnych.Ranry połączone są ze sobą dwoma pasami i jednym krzyżulcem,przy czym pasy są umieszczone na przeciwległych węzłach ram. Górna połowa segmentu jest obudowana sztywną płytą,wyłożona od strony zewnętrznej pianką poliuretanową,a od strony wewnętrznej specjalną gąbczastą tapetą.W połowie dolnej segmentu znajduje się podłoga wsparta na belkach i słupkach,oraz stał® umeblowanie.The segment has the shape of a hexagonal prism made of three hexagonal frames. The wounds are connected by two stripes and one diagonal, with the stripes placed on opposite nodes of the frames. The upper half of the segment is enclosed with a rigid board, lined on the outside with polyurethane foam, and on the inside with special spongy wallpaper. In the middle of the lower segment there is a floor supported on beams and posts, and fixed furniture.

Sposób polega na tym,że kompletne segmenty pokojowe za pomocą dźwigów,ustawia się na konstrukcji wspor- 3 czej tworząc trakty zewnętrzne budynku,przy czym pierwsza kondygnacja tworzone jest poprzez ułożenie segmentów obok siebie.Drugą kondygnację tworzy się ustawiając segmenty kolejno. na segmentach pienwwej kondygnacji,przy czym łączy się kolejne segmenty za pomocą krzyżaków.Tworzenie następnych kondygnacji przebiega identycznie z wy korzy sta nieciło łączenie krzyżaków poszczególnych aegmentów.W ten sposób powstaje samonośna kratownica przestrzenna.The method consists in arranging the complete room segments by means of cranes on the supporting structure to form the external tracks of the building, the first story being created by arranging the segments side by side. The second story is created by arranging the segments one after another. on the segments of the first storey, whereby consecutive segments are connected with diagonals. The creation of the next storeys is the same as it is preferable to connect the diagonals of individual sections. This creates a self-supporting spatial truss.

Sposób ten bazujący na segmencie mimo,że pozwala na wznoszenie budynków wielokondygnacyjnych ma zastosowanie ograniczone w zasadzie do budynków o specyficznym przeznaczeniu, takich jak przykładowo hotele.This segment-based method, while allowing the construction of multi-storey buildings, is generally limited to specific purpose buildings, such as for example hotels.

Znane są także sposoby wznoszenia budynków szkieletowych, w których segment będący powtarzalnym elementem stalowego ustroju przestrzennego ma postać prostopadłośćlennego szkieletu stalowego. Segmenty takie zestawia się tak, aby przylegały do siebie i ich ściany wypełnia się w zależności od potrzeb płytami tworząc ściany zewnętrzne bądź działowe.Mimo,że można w ten sposób wznosić budynki o różnym przeznaczeniu to jednak pracochłonność robót jest znaczna, a ilość możliwych do zrealizowania kondygnacji z reguły jest niewielkaThere are also methods of erecting frame buildings, in which the segment that is a repeating element of the steel spatial structure is in the form of a perpendicular steel frame. Such segments are combined so that they adjoin each other and their walls are filled, depending on the needs, with panels, creating external or partition walls. Although buildings of various purposes can be erected in this way, the labor-intensity of the works is significant, and the number of possible storeys is usually small

Sposób wznoszeni* budynków według niniejszego wynalazku polega na tym,że do pionowych krawędzi prostopa-dłościennych szkieletów stalowych mocuje się elementy narożnikowe, a następnie szkielety te rozmieszcza się na fundamencie, tak aby pomiędzy pionowymi krawędziami sąsiednich szkieletów pozostawała pionowa przestrzeń,ograniczona z boków elementami narożnikowymi,którą wypełnia się betonem 4 i układa się poziomo prefabrykowane belki betonowe tak aby ich płaszczyzny czołowe stanowiły ograniczenie przedłużenia w górę tej powstałej uprzednio pionowej przestrzeni, a po uzyskaniu pierwszej kondygnacji buduje się na niej w ten sam sposób następną kondygnację.The method of erecting buildings * according to the present invention is that corner elements are fastened to the vertical edges of rectangular steel skeletons, and then these skeletons are placed on the foundation so that a vertical space remains between the vertical edges of adjacent skeletons, limited at the sides by corner elements which is filled with concrete 4 and the prefabricated concrete beams are placed horizontally so that their front surfaces constitute the limitation of the upward extension of this previously created vertical space, and after obtaining the first storey, the next storey is built on it in the same way.

Konstrukcja do realizacji tego sposobu polega na tym,że pionowe krawędzie prostopadłośćiennych szkieletów stalowych zaopatrzone są na całej swej długości w elementy narożnikowe mające postać kształtowników o przekroju poprzecznym zbliżonym do litery W, których ramiona są do siebie prostopadłe,przy czym oba wewnętrzne ramiona kształtownika przylegają do szkieletu, a pozostałe zewnętrzne ramiona są do niego prostopadłe. Każdy element narożnikowy posiada na końcach obu zewnętrznych ramion prostokątne wybrania dla pomieszczenia końców poziomych belek betonowych, a na końcach obu wewnętrznych ramion wybrania dla pomieszczenia nakładki mocowanej na końcu elementu narożnikowego i zaopatrzonej w otwór centrujący.The construction for the implementation of this method consists in the fact that the vertical edges of the perpendicular steel skeletons are provided along their entire length with corner elements in the form of sections with a cross-section similar to the letter W, the arms of which are perpendicular to each other, with both internal legs of the section adjacent to it. skeleton, and the remaining outer arms are perpendicular to it. Each corner element has at the ends of both outer limbs rectangular recesses to accommodate the ends of the horizontal concrete beams, and at the ends of both inner limbs, recesses for accommodating an overlay attached to the end of the corner member and provided with a centering hole.

Sposób i konstrukcja służąca do realizacji tego sposobu pozwala na połączenie zalet technicznych elementów stalowych i betonowych,dzięki utworzeniu i wykorzystaniu pionowych przestrzeni pomiędzy elementami narożnikowymi sąsiadujących ze sobą szkieletów, w których zalany beton tworzy słupy związane w monolityczną całość z belkami poziomymi i współpracuje z przestrzenną kratownicą stalową utworzoną ze szkieletów.The method and structure used to implement this method allows to combine the technical advantages of steel and concrete elements, thanks to the creation and use of vertical spaces between the corner elements of adjacent skeletons, in which the poured concrete forms poles connected in a monolithic whole with horizontal beams and cooperates with a spatial truss steel made of skeletons.

Umożliwia to znaczne obniżenie pracochłonności przy wznoszeniu budynku,ponieważ szkielety wvraz z potrzebnym wyposażeniem, przykładowo fragmentami klatki schodowej wykonywane są w fabryce. 5This makes it possible to significantly reduce the labor consumption in erecting the building, because the skeletons together with the necessary equipment, for example, staircase fragments, are made in the factory. 5

Duża sztywność węzłów konstrukcyjnych pozwala na wznoszenie budynków nawet do dwunastu kondygnacji przy jednoczesnym dowolnym formowaniu brył obiektów i doborze materiałów wykończeniowych.The high rigidity of construction nodes allows for the erection of buildings up to twelve storeys with the simultaneous free formation of building blocks and the selection of finishing materials.

Wynalazek można wykorzystywać do wznoszenia o-biektów zarówno z poziomu terenu jak również na dachach istniejących budynków,a także jest przydatny przy uzupełnieniach i przebudowach istniejących obiektów.The invention can be used to erect objects both from the ground level as well as on the roofs of existing buildings, and is also useful for supplements and reconstructions of existing structures.

Wynalazek zostanie bliżej objaśniony przy pomocy rysunków,na których fig 1 przedstawia widok węzła połączenia narożników czterech prostopadłośćlennych szkieletów stalowych wraz z zakończeniem prefabrykowanej belki betonowej w jej położeniu przed opuszczeniem w dół, fig 2 element narożnikowy, fig 3 prostopadłośćienąy szkielet stalowy, fig 4 widok nakładki i fig 5 narożnik szkieletu stalowego z przytwierdzonym elementem narożnikowym i nakładką.The invention will be explained in more detail by means of drawings, in which fig. 1 shows a view of the corner connection node of four perpendicular steel skeletons with the end of the prefabricated concrete beam in its position before lowering it down, fig 2 corner element, fig 3 perpendiculars are steel skeleton, fig 4 view of the overlay and Fig. 5 a steel carcass corner with an attached corner piece and a cover plate.

Prostopadłośćżenne szkielety stalowe X buduje się w fabryce z pionowych i poziomych kształtowników, przy czym płaszczyzny górną i dolną wyposaża się w poprzecznice, a do czterech pionowych krawędzi szkieletu X mocuje się elementy narożnikowe 2 wraz z nakładkami 2*Elementy narożnikowe 2 mają długość równą długości pionowej krawęćŁzi szkieletu X· Każdy element narożnikowy 2 ma postać kształtownika o przekroju poprzecznym zbliżonym do litery W o ramionach wzajemnie prostopadłych,przy czym oba wewnętrzne ramiona X przylegają do szkieletu X a pozostałe,zewnętrzne ramiona 5 są do niego prostopadłe.Elementy narożnikowe 2 posiadają na końcach obu zewnętrznych ramion j? prostokątne wybrania 6 dla pomieszczenia końców poziomych belek betonowych 7t a na 6 końcach obu wewnętrznych ramion 4 wybrania 8 dla pomieszczenia nakładki 2 2 otworem centrującym 2· W zależności od potrzeby pro3topadłościenne powtarzalne szkielety wyposaża sig przykładowo w elementy klatki schodowej z szybem windowym. Ka pozioiiym fundamencie rozmieszcza się szkielety J_, tak aby pomiędzy pionowymi krawędziami sąsiednich szkieletów T_ pozostawała pionowa przestrzeń ograniczona z boków elementami narożnikowymi 2,.Perpendicularity of the wedge steel frames X are built in the factory from vertical and horizontal sections, the upper and lower planes are equipped with cross members, and corner elements 2 with overlays 2 are fixed to the four vertical edges of the skeleton X with overlays 2 * Corner elements 2 have a length equal to the vertical length skeleton X edges Each corner element 2 has the form of a section with a cross-section similar to the letter W with mutually perpendicular legs, with both inner legs X adjoining the carcass X and the other, outer legs 5 perpendicular to it. The corner elements 2 have at their ends both outer arms j? rectangular recesses 6 to accommodate the ends of horizontal concrete beams 7t, and at the 6 ends of both internal arms 4 recesses 8 for an overlay 2 2 with a centering hole 2 · Depending on the needs, the rectangular repeatable frames are equipped with, for example, staircase elements with a lift shaft. At each horizontal foundation, the carcasses J_ are arranged so that a vertical space is left between the vertical edges of the adjacent frames T_, limited at the sides by corner elements 2.

Przestrzeń tą wypełnia się betonem,który po związaniu stanowi pionowe słupy jO. Następnie układa się poziome belki betonowe uprzednio wykonane w fabryce bądź na placu budowy. Belki 7 układa sig tak aby ichjpłaszczyzny czołowe stanowiły ograniczenie przedłużenia w górę tej powstałej uprzednio pionowej przestrzeni,w której zostały uformowane słupy JO. Słupy 10 wraz z belkami 7 po połączeniu zbrojeń i wypełnieniu przestrzeni betonem,wraz z pozostałymi stalowymi elementami stanowią sztywny ustrój przestrzenny. Po uzyskaniu pierwszej kondygnacji buduje sig na niej w ten sam sposób następną kondygnację posiłkując sig przy nakładaniu szkieletów otworami centrującymi % współpracującymi z niepokazanymi na rysunku kołkami centrującymi.This space is filled with concrete, which after setting forms vertical columns jO. Then, horizontal concrete beams, previously made in the factory or at the construction site, are placed. The beams 7 are arranged so that their face planes constitute the limitation of the upward extension of the previously formed vertical space in which the columns JO were formed. The columns 10 and the beams 7, after joining the reinforcements and filling the space with concrete, together with other steel elements constitute a rigid spatial structure. After obtaining the first storey, the next storey is built on it in the same way, using the skeletons with centering holes cooperating with centering pins not shown in the drawing.

Następnie montuje 3ig stropy i w zależności od potrzeb ścianki działowe a także elementy elewacyjne i na końcu przestrzenne elementy dachu i podłącza sig instalację wodną,kanalizacyjną,grzewczą i elektryczną.Then he installs 3 g ceilings and, depending on the needs, partition walls, as well as facade elements and finally spatial roof elements, and connects water, sewage, heating and electricity systems.

Przy wykorzystywaniu wynalazku można wznosić budynki do dwunastu kondygnacji.Buildings of up to twelve storeys can be erected using the invention.

pATmrowY tBffr ful Jerze JKamWaJcipATmrowY tBffr full Jerzy JKamWaJci

Claims

2 3 $ 6 ίο - j Ο. Patent claims

1. The method of erecting frame buildings consisting in the use of repeating elements of a steel spatial structure, from which a self-supporting spatial truss is formed by connection, characterized by the fact that corner elements '/ £ / and then' are attached to the vertical edges of the perpendiculars of steel frames / JJ these skeletons are placed on the foundation so that between the vertical edges of the adjacent skeletons / J_ / there is a vertical space limited at the sides with corner elements / 2 /, which is filled with concrete and horizontally arranged prefabricated concrete beams / J / so that their face planes constitute a limitation extension of the previously created vertical space, and after obtaining the first storey, the next storey is built on it in the same way.

2 * Structure for the implementation of the method of erecting frame buildings containing repetitive elements of a steel spatial structure in the form of cuboidal steel skeletons interconnected, characterized in that the vertical edges of these skeletons / J / are provided along their entire length with corner elements / 2 / in the form of sections with a cross-section transverse close to the letter W, where the arms / 4]) / are perpendicular to each other, with both internal arms / 4 / adjoining the frame J \ J ^ and the remaining arms / 5 / perpendicular to it,

Structure according to claim 2, characterized in that each corner element / 2 / has at the ends of both outer arms / ^ / rectangular recesses / 6 / for accommodating the ends of horizontal concrete beams / 7 / and at the ends of both inner arms / 4 / / j | / for the overlay room / 2 /.

Construction according to claim 2 or 3, characterized in that the corner element / 2 / is provided at its end with an overlay / 2 / with a centering hole / 2 /