СБОРНОЕ ЗДАНИЕ Российский патент 1995 года по МПК E04B1/343 E04H1/02 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при сооружении жилья в экстремальных ситуациях, а также для возведения малоэтажных и усадебных домов, коттеджей, дачных домиков.

Из патентной литературы известна модульная система стеновых ограждений жилых зданий, выполненных в виде пустотелых панелей, наружные плиты которых отстоят друг от друга на некотором расстоянии и соединены друг с другом распорками, панели устанавливаются на высоту этажа, в местах расположения окон и дверей в панелях образованы проемы [1] В этом случае размеры стеновых панелей не позволяют вести их монтаж без применения кранового оборудования. Кроме того, модульные элементы описанного типа предназначены только для стен здания.

Известен также модульный элемент для стен и перекрытий, выполненный из жесткого изолирующего обработанного соответствующим образом пенопласта. Ребра элемента обработаны таким образом, что он может иметь различное назначение: для выполнения стен фасада, внутренних стен с различными способами присоединения к перекрытиям, а также для выполнения изолирующих элементов. Элементы позволяют выполнять стойки и поперечные каркасы после установки арматуры и заливки бетона на стройплощадке [2] Недостатком описанного способа является необходимость проведения т.н. "мокрых" процессов на стройке, что в условиях индивидуального строительства или строительства в экстремальных ситуациях представляется затруднительным.

В другом аналоге [3] сборные модульные элементы здания стеновые панели и перекрытия монтируются на усиленные колонны и балки, образующие каркас здания. Крепление ограждающих элементов на каркасе осуществляется посредством резьбовых соединений болтов и гаек. В этом варианте здания его конструкция усложнена колоннами и балками.

Ближайшим аналогом, принятым за прототип, является конструкция здания, состоящая из модульных несущих элементов наружных и внутренних стен и перекрытий, соединительных элементов и тепло- и звукоизоляции, монтируемых на модульных несущих элементах [4] Недостатком описанной конструкции является техническое решение, при котором тепло- и звукоизоляция укладывается поверх модульного несущего элемента, оставаясь с наружной стороны ничем не защищенной. Это возможно только в том случае, когда применяется жесткая тепло- и звукоизоляция, что существенно ограничивает подбор этих материалов.

Задачей предлагаемого изобретения является создание строительной системы, основные составные элементы которой наружные и внутренние несущие стены, перекрытия, элементы покрытия выполнены из принципиально одинаково решенных изделий, изготовлены из одного материала по принципиально единой технологии. Кроме того, вес любого единичного элемента должен позволять вести его монтаж без применения грузоподъемных средств, а набор этих элементов должен удовлетворять принципу комплектной поставки наземной части здания.

Сущность изобретения заключается в том, что наружные и внутренние стены образованы из вертикально установленных модульных несущих элементов, имеющих форму корытообразных тонкостенных скорлуп из стеклофибробетона, соединенных крепежными элементами, пропущенными через боковые стенки. Полости скорлуп наружных стен обращены внутрь здания, заполнены теплоизоляцией и закрыты крышками, а полости скорлуп внутренних стен заполнены звукоизоляцией и закрыты крышками, обращенными попеременно в противоположные стороны. Перекрытия образованы из несущих элементов в виде тонкостенных стеклофибробетонных прямоугольных в плане скорлуп, соединенных боковыми стенами и опертых торцами на торцовые стенки стеновых скорлуп. Наружные стены состоят из рядовых и угловых скорлуп, образующих ограждение этажа и фриз, причем боковые стенки рядовых скорлуп расположены нормально к их днищу, а одна или обе продольные стенки угловых скорлуп расположены к днищу под углом, меньшим 90^о. Скорлупы, образующие перекрытие, могут быть выполнены корытообразной формы, либо могут состоять из крайних и рядовых элементов, причем крайние элементы имеют Г-образную форму поперечного сечения и ширина их равна половине ширины рядовых скорлуп стены, а рядовые элементы имеют тавровую форму поперечного сечения и ширина их равна ширине рядовых скорлуп стены. Соединительные крепежные элементы выполнены в виде стяжных болтов, пропущенных сквозь образованные в боковых стенках смежных скорлуп овальные отверстия. Покрытие имеет стропильные балки таврового сечения, на полке которого образован продольный паз с вложенным в него деревянным бруском. На внешних поверхностях скорлуп выполнены продольные пазы, в которых установлена уплотняющая прокладка. Скорлупы перекрытия могут быть соединены со скорлупами стен болтами, пропущенными сквозь накладку, установленную на ребрах боковых стенок скорлуп перекрытия в зазоре, образованном между смежными боковыми стенами скорлуп перекрытия, и сквозь боковую стенку скорлупы стены. Скорлупы фриза и перекрытия могут опираться на боковую стенку скорлупы ограждения этажа и соединяться с ней посредством болтов, пропущенных сквозь боковые стенки скорлуп фриза и ограждения этажа и днище скорлупы перекрытия. Скорлупа фриза может быть смонтирована на скорлупе перекрытия и может скрепляться со скорлупами перекрытия и ограждения этажа вертикальными болтами, пропущенными сквозь эти скорлупы.

Внутренняя несущая стена соединена с наружной несущей стеной посредством прикрепленного на болтах к боковым стенкам образующего стены скорлуп элемента уголкового профиля.

Сопоставительный анализ предложенного сборного здания с прототипом показывает, что оно отличается выполнением наружных и внутренних стен в виде вертикально установленных модульных несущих элементов, имеющих форму корытообразных тонкостенных скорлуп из стеклофибробетона, соединенных крепежными элементами, пропущенными через боковые стенки. Полости скорлуп наружных стен обращены внутрь здания, заполнены теплоизоляцией и закрыты крышками, а полости скорлуп внутренних стен заполнены звукоизоляцией и также закрыты крышками, обращенными попеременно в противоположные стороны. Перекрытия образованы из несущих элементов в виде тонкостенных стеклофибробетонных прямоугольных в плане скорлуп, соединенных боковыми стенками и опертых торцами на торцовые стенки стеновых скорлуп. Подобного сочетания элементов, из взаимного расположения и взаимосвязи, а также конструктивного выполнения ранее известно не было, что позволяет сделать вывод о наличии новизны в заявленном изобретении.

Заявленная конструкция сборного здания позволяет выполнить все основные несущие элементы здания внутренние и наружные стены, перекрытия, стропила принципиально одинаковой конструкции из одного и того же материала по одинаковой технологии и обеспечивает полносборность здания и комплектность его поставки. Кроме того, конструкция здания выполнена таким образом, что вес любого единичного сборного элемента позволяет вести его монтаж вручную, без применения грузоподъемных механизмов.

На фиг. 1 изображен поперечный разрез здания; на фиг. 2 план здания, разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 узел соединения наружных стен; на фиг. 4 узел соединения скорлуп наружной и внутренней стены; на фиг. 5 узел соединения скорлуп стен и перекрытия; на фиг. 6 узел соединения скорлуп стен этажа и фриза со скорлупой перекрытия (вариант); на фиг. 7 узел соединения скорлуп стены этажа и перекрытия (вариант скорлупы перекрытия таврового сечения); на фиг. 8 узел соединения стен этажа, перекрытия и фриза (вариант); на фиг. 9 стропила, поперечное сечение.

Здание состоит из модульных несущих элементов наружных 1 и внутренних 2 стен, смонтированных на фундаменте 3. Стены образованы из вертикально установленных корытообразных тонкостенных скорлуп 4 из стеклофибробетона, в боковых стенках 5 которых выполнены овальные отверстия 6. Сквозь эти отверстия пропущены крепежные элементы 7, в качестве которых применены болты или шпильки с гайками. Полости 8 скорлуп наружных стен обращены внутрь здания, заполнены теплоизоляцией 9, например полужесткими минераловатными плитами, и закрыты крышками 10. Полости скорлуп внутренних стен заполнены звукоизоляцией 11, также закрыты крышками и расположены попеременно в противоположные стороны. Перекрытия 12 выполнены также в виде тонкостенных стеклофибробетонных скорлуп 13, 14, 15 прямоугольной в плане формы и оперты торцами 16 на торцовые стенки 17 стеновых скорлуп.

Наружные стены состоят из рядовых 18 и угловых 19 скорлуп, образующих ограждения 20 этажа и фриз 21. Для рядовых скорлуп характерным является расположение боковых стенок 5 нормально к днищу 22 скорлупы, а для угловых одна или обе продольные стенки 23 расположены к днищу под углом, меньшим 90^о.

Скорлупы, образующие перекрытие, могут быть выполнены корытообразной формы 13 либо могут состоять из двух типов элементов: Г-образного сечения 14 и таврового сечения 15, причем элементы Г-образного сечения имеют ширину, равную половине ширины рядовой скорлупы стены, а таврового равную ширине рядовой скорлупы стены: этим обеспечивается оптимальное распределение нагрузки от перекрытия на стены.

Покрытие 24 здания имеет стропильные балки 25 таврового сечения, на полке 26 которого образован продольный паз с вложенным в него деревянным бруском 27. Стропильная балка выполнена также из стеклофибробетона.

Для обеспечения надежной изоляции стен от проникновения атмосферной влаги и от продувания на внешних поверхностях стенок скорлуп выполнены продольные пазы, в которых установлены уплотняющие прокладки 28.

Крепление скорлуп перекрытия со скорлупами стен может быть решено в двух вариантах. По первому варианту крепежный болт 7 пропущен сквозь установленную на ребрах 29 боковых стенок скорлуп перекрытия накладку 30, проходит в зазоре 31, образованном между смежными боковыми стенками скорлуп перекрытия, и сквозь боковую стенку скорлупы стены. Это крепление пригодно при опирании перекрытия на внутреннюю стену. По второму варианту скорлупы фриза и перекрытия опираются на боковую стенку скорлупы ограждения этажа и соединены с ней посредством болтов, пропущенных сквозь боковые стенки скорлупы фриза и ограждения этажа и днище скорлупы перекрытия.

Внутренняя несущая стена может быть соединена с наружными стенами посредством уголка 32.

Возможен вариант, при котором скорлупа фриза смонтирована на скорлупе перекрытия и скреплена со скорлупами перекрытия и ограждения этажа вертикальными болтами, пропущенными сквозь эти скорлупы.

Монтаж здания осуществляется в следующем порядке.

На фундамент 3 устанавливаются в вертикальное проектное положение скорлупы ограждения этажа 20 и раскрепляются друг с другом при помощи болтов 7, пропущенных через отверстия 6 в боковых стенках 5 скорлуп, и с фундаментом 3 (на чертежах крепление к фундаменту не показано). В стыках боковых стенок 5 скорлуп ограждения этажа 20 укладывают уплотняющие прокладки 28, например из пароизола, которые при затягивании болтов 7 обжимаются. Одновременно со скорлупами наружных стен ограждения этажа 20 монтируются скорлупы внутренних стен 2. Полости 8 скорлуп наружных стен 1 обращены внутрь здания, а полости скорлуп внутренних стен 2 расположены попеременно в противоположные стороны. Скорлупы внутренних стен 2 так же, как скорлупы наружных стен 1, соединены между собой болтами 7, пропущенными сквозь отверстия 6. Между собой скорлупы наружных и внутренних стен в местах их примыкания соединены при помощи уголка 32 на болтах 7. Затем на торцы 17 скорлуп наружных стен 1 укладываются своими торцами 16 скорлупы перекрытия 12 и также скрепляются со скорлупами стен болтами 7. Монтаж скорлуп фриза 21 может производиться в разных вариантах: либо скорлупы фриза 21 устанавливаются и раскрепляются болтами 7 на торцах стеновых скорлуп 1 до установки скорлуп перекрытия 12, либо скорлупы фриза 21 монтируются на предварительно установленных скорлупах перекрытия 12, и тогда все три скорлупы: фриза 21, перекрытия 12 и стены этажа 20 соединяются одним общим пропущенным сквозь них болтом 7. Между скорлупами стен 1 и перекрытия 12 может быть проложена цементно-песчаная паста 33. При устройстве перекрытия из Г-образных 14 и тавровых 15 скорлуп порядок их монтажа остается прежним.

При опирании скорлуп перекрытия 12 на скорлупу внутренней стены 2 их крепление между собой производится также на болтах 7, пропущенных сквозь установленные на ребрах 29 боковых стенок скорлуп перекрытия накладки 30, проходящие в зазоре 31, образованном между смежными боковыми стенками скорлуп перекрытия, и сквозь боковую стенку скорлупы стены.

После завершения монтажа скорлуп стен 1, 2 и перекрытия их полости 8 заполняются для наружных стен и перекрытий 12 теплоизоляцией 9, а для внутренней стены 2 звукоизоляцией 11 и закрываются крышками 10.

Скорлупы фриза 21, перемычек, подоконных частей, стен выполнены также из стеклофибробетона и не имеют принципиальных конструктивных отличий от скорлуп, образующих стену этажа.

Назначение: строительная полносборная система, основные составные элементы которой выполнены из принципиально одинаково решенных изделий из одного материала по единой технологии. Сущность изобретения: сборное здание содержит модульные несущие элементы наружных и внутренних стен, перекрытий и покрытия, тепло- и звукоизоляцию модульных несущих элементов, имеющих форму корытообразных тонкостенных скорлуп из стеклофибробетона, соединенных крепежными элементами, пропущенными через боковые стенки. Полости скорлуп наружных стен обращены внутрь здания, заполнены теплоизоляцией и закрыты крышками, а полости скорлуп внутренних стен, заполненные звукоизоляцией и закрытые крышками, обращены попеременно в противоположные стороны. Перекрытия образованы из несущих элементов в виде тонкостенных стеклофибробетонных прямоугольных в плане скорлуп, соединенных боковыми стенками и опертых торцами на торцевые стенки стеновых скорлуп. Наружные стены состоят из рядовых и угловых, образующих ограждение этажа и фриз, причем боковые стенки рядовых скорлуп расположены нормально к их днищу, а одна или обе продольные стенки угловых скорлуп расположены к днищу под углом, меньшим 90°. Скорлупы, образующие перекрытие, выполнены корытообразной формы. 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. СБОРНОЕ ЗДАНИЕ, содержащее модульные несущие элементы наружных и внутренних стен, перекрытий и покрытия, соединительные крепежные элементы и тепло- и звукоизоляцию, отличающееся тем, что наружные и внутренние стены образованы из вертикально установленных модульных несущих элементов, имеющих форму корытообразных тонкостенных скорлуп из стеклофибробетона, соединенных крепежными элементами, пропущенными через боковые стенки, причем полости скорлуп наружных стен обращены внутрь здания, заполнены теплоизоляцией и закрыты крышками, а полости скорлуп внутренних стен заполнены звукоизоляцией и закрыты крышками, обращенными попеременно в противоположные стороны, при этом перекрытия образованы из несущих элементов в виде тонкостенных стеклофибробетонных прямоугольных в плане скорлуп, соединенных боковыми стенками и опертых торцами на торцевые стенки стеновых скорлуп. 2. Здание по п. 1, отличающееся тем, что наружные стены выполнены из рядовых и угловых скорлуп, образующих ограждение этажа и фриз, причем боковые стенки рядовых скорлуп расположены нормально к их днищу, а одна или обе продольные стенки угловых скорлуп расположены к днищу под углом, меньшим 90^o. 3. Здание по п.1, отличающееся тем, что скорлупы, образующие перекрытие, выполнены корытообразной формы. 4. Здание по п.1, отличающееся тем, что скорлупы, образующие перекрытие, выполнены из крайних и рядовых скорлуп, причем крайние скорлупы имеют Г-образную форму поперечного сечения и ширина их равна половине ширины рядовых скорлуп стены, а рядовые скорлупы имеют тавровую форму поперечного сечения и ширина их равна ширине рядовых скорлуп стен. 5. Здание по пп. 1 4, отличающееся тем, что соединительные крепежные элементы выполнены в виде стяжных болтов, пропущенных сквозь образованные в боковых стенках смежных скорлуп овальные отверстия. 6. Здание по п.1, отличающееся тем, что покрытие имеет стропильные балки таврового сечения из стеклофибробетона, на полке каждой из которых выполнен продольный паз для установки в него деревянного бруска. 7. Здание по пп.1 4, отличающееся тем, что на внешних поверхностях стенок скорлуп выполнены продольные пазы для установки уплотняющих прокладок. 8. Здание по пп.1 5, отличающееся тем, что скорлупы перекрытия соединены со скорлупами стен с помощью накладок, через которые пропущены болты и которые установлены на ребрах боковых стенок скорлуп перекрытия, при этом болты размещены в зазоре, образованном между смежными боковыми стенками скорлуп перекрытия, и пропущены через накладку и боковую стенку скорлупы стены. 9. Здание по пп.1 5, отличающееся тем, что скорлупы фриза и перекрытия оперты на боковую стенку скорлупы ограждения этажа и соединены с ней посредством болтов, пропущенных сквозь боковые стенки скорлупы фриза и боковые стенки скорлупы ограждения этажа, а также через днище скорлупы перекрытия и боковые стенки ограждения этажа. 10. Здание по пп.1 5, отличающееся тем, что скорлупа фриза смонтирована на скорлупе перекрытия и скреплена со скорлупами перекрытия и ограждения этажа вертикальными болтами, пропущенными сквозь эти скорлупы. 11. Здание по пп. 1 5, отличающееся тем, что внутренняя несущая стена соединена с наружной несущей стеной посредством уголкового профиля, прикрепленного на болтах к боковым стенкам образующих стены скорлуп элемента.