КОНСТРУКТИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ИЗ ЛИСТОВОГО МЕТАЛЛА, СТРОИТЕЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ЗДАНИЙ, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНОЙ ПАНЕЛИ, СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ЧАСТИ ЗДАНИЯ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПАРЫ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ ЛИСТОВОГО МЕТАЛЛА Российский патент 1997 года по МПК E04C2/38 E04B5/29 E04C3/08 

Изобретение относится к конструктивному элементу из листового металла для изготовления его в качестве несущего элемента при сооружении зданий и, в частности, к стойке из листового металла, которая может быть установлена в сборной строительной панели, и к методу сооружения зданий.

Было сделано много предложений, касающихся изготовления сборных панелей, применяемых при сооружении зданий. Подобные сборные панели привлекательны тем, что они дают возможность более экономичного способа возведения стен здания и в более короткий срок, чем при известных способах, возведения стен из кирпича, камня и т.д.

Кроме того, сборные панели дают возможность облицовки зданий с использованием многих разновидностей декоративных поверхностей и декоративных деталей, заформованных в сборные панели.

К тому же, поскольку сборные панели могут быть заранее изготовлены вне строительной площадки, предпочтительно, например, на фабрике, фабричное производство является обычно более производительным и дешевым, чем производство на месте. Кроме того, при изготовлении таких панелей возможна большая точность, так что в конечном результате законченное отделанное здание сочетает в себе как эстетические качества, так и целесообразность и эффективность.

Одной из наиболее популярных форм сборных панелей является сплошная панель из бетона, в которую вставлены один или более слоев из армирующей стальной сетки. Обычно толщина таких сборных панелей составляет по меньшей мере семь с половиной см или больше.

Такие панели имеют очень большой вес. К тому же они обладают очень низкой величиной сопротивления R. То есть теплоизоляция, обеспечиваемая сборными бетонными панелями, очень мала. Изменения наружной температуры быстро передаются внутрь здания.

Следовательно, в этой форме строительства, использующей сборные бетонные панели, эти панели обычно устанавливаются на строительном каркасе, которым могут быть как бетонные колонны, так и стальные колонны, и затем устанавливаются внутренние стены с изоляцией обычно так, чтобы обеспечить стабильную регулируемую температуру внутри здания.

Кроме того ввиду большого веса панелей, должна быть очень тщательно разработана система их закрепления на здании, которая обеспечивала бы возможность выдерживания климатических нагрузок, продолжительность эксплуатации, а также, в случае сооружения зданий в сейсмически опасных зонах, они должны обладать сейсмостойкостью к толчкам определенной силы.

Например, в патенте США N 4602467, кл. E 04 B 5/18, 1986 описывается тип сборной бетонной панели, армированной простыми в основном С-образными швеллерными деталями из стали. Кромочные части С-образных деталей образуются различными способами заделки в бетон. Используя эту систему, как указано, можно получить значительное уменьшение толщины бетона.

При использовании системы такого типа, возведенные здания имеют теплоизоляцию, размещенную между этими стальными С-образными деталями. Внутренняя стенная поверхность здания, обычно представляющая собой сухие стенные панели, непосредственно присоединялась к внутренним кромкам стальной С-образной детали.

Однако, при использовании предложений такого типа возникает множество проблем.

Во-первых, бетон и сталь обладают разными коэффициентами расширения и сжатия.

Следовательно, будучи подвержены действию жары или холода, сталь будет стремиться удлиняться или сжиматься в длину на большую величину, чем бетон. Поэтому через некоторое время между сталью и бетоном возникает постепенное взаимодействие или движение, которое может ослабить связь между сталью и бетоном.

Дополнительная проблема состоит в том, что в более ранних предложениях кромочная часть стали, которая была заделана в бетон, образует "ломаную линию", проходящую, обычно, вертикально вдоль панели через промежутки. Помня, что этот тип тонкой обшивочной панели имел целью уменьшение толщины бетона менее, чем до двух дюймов, а в отдельных случаях до полутора дюймов, наличие подобной протяженной ломаной линии через правильные промежутки поперек панели создает опасность трещин в панели при необычных толчках.

В то же время как эти недостатки и опасности проявляются не слишком часто, гораздо более серьезной является проблема теплоотдачи. Арматурные элементы С-образного профиля в листовом металле, будучи заделаны в относительно тонкую наружную бетонную панель здания, действуют как идеальные теплопроводящие мосты, передающие тепло в одну или другую сторону, в зависимости от сезона, через стену.

Это особенно проявляется в холодные сезоны. В такие периоды, когда здание окружает холодный воздух, а внутри здания воздух нагревают, тепло выходит через стены вдоль линии каждой из деталей С-образного профиля. Такие теплопотери создают холодные зоны во внутренних стенах вдоль линий швеллеров. Эти холодные зоны, в свою очередь, создают линии конденсации влаги, которая конденсируется из воздуха и оседает на стенах. Такой эффект известен в строительной промышленности, главным образом, как "выступание полос" в стенах и считается недопустимым почти по всем строительным нормативам.

Вследствие чего, при применении этой системы обычно необходимо разместить слой изоляции поверх деталей С-образного профиля, или в конструкцию стен вводится какая-либо другая форма термического разрыва так, чтобы внутренняя стена или сухие стенные панели находились полностью вне контакта с деталями С-образного профиля. Однако, это значительно увеличивает стоимость строительной системы и в результате заставляет воздерживаться от ее применения.

Наиболее близким к изобретению является решение по (1), где описывается значительно улучшенный тип строительной панели, в которой устранены многие из указанных недостатков.

В этом патенте раскрывается сборная панель, армированная элементами стоек из листового металла. Элементы стоек имеют раскосные подпорки, расположенные на расстоянии друг от друга и образующие отверстия между ними. Таким образом, теплопроводящий мост между ними уменьшается, что приводит к уменьшению теплопроводящего пути, тем самым уменьшая, если не полностью устраняя, проблему "проступающих полос".

В этой системе возможно крепление внутренних сухих стенных панелей непосредственно к находящимся под ними элементам, что уменьшает общую стоимость строительной системы.

Дополнительно преимущество этой системы заключается в том, что кромочная часть стойки, заделываемая в бетон, выполнена в виде отогнутых петель или пробитых отверстий, так чтобы некоторое количество бетона в панели могло протечь сквозь отверстия или вокруг петель, тем самым уменьшая степень ослабления стойки. К тому же, уменьшаются проблемы, связанные с различными коэффициентами расширения и сжатия.

Однако, стойка, описанная в этом патенте, подразумевает изготовление стойки с относительно высокой степенью расхода стали, вызванного вырезанием частей из листового металла между подпорками. Кроме того, несмотря на то, что заделанная кромочная часть стойки выполнена с отверстиями, некоторые ее части являются сплошными и вызывают, хотя и в меньшей степени, проблемы, упомянутые выше.

Указанные выше различные недостатки устраняются в настоящем изобретении, которое представляет собой конструктивный элемент из листового металла, используемый при изготовлении сборной строительной панели, и содержит переборку из листового металла, имеющую обычно прямую кромочную часть вдоль одной стороны и зигзагообразную кромку вдоль другой стороны, указанная зигзагообразная кромочная часть образует расширенные области и зауженные области между указанными расширенными областями, а указанная переборка проходит обычно в виде треугольника от одной указанной зауженной области через указанную расширенную область к следующей указанной зауженной области, кромочные образования, сформированные вокруг указанных зигзагообразных кромочных частей указанной переборки, и средства соединения у вершины каждой из указанных расширенных областей указанной переборки, при этом указанные средства соединения могут крепиться к строительному материалу.

Изобретение далее представляет собой такой конструктивный элемент, в котором средства соединения представляют собой заделочные части, образованные у вершины каждой из расширенных областей переборки, и в котором заделочные части могут быть заделаны в литьевой материал для армирования указанного литьевого материала, при этим указанный литьевой материал может быть соединен с указанной переборкой между указанными заделочными частями.

Изобретение далее представляет собой такой конструктивный элемент, в котором армировочная трубчатая деталь расположена вдоль указанной кромчатой части, причем указанная трубчатая деталь образована путем отгибания на себя поверх части указанной переборки так, чтобы образовать удлиненное трубчатое правильное сечение, и содержит средство, соединяющее свободную кромку указанной переборки для охвата указанной трубчатой части.

Изобретение далее представляет собой такой конструктивный элемент, в котором образованы сквозные отверстия в указанной переборке между указанными зауженными областями, и тем самым указанная переборка образует в указанной расширенной области две обычно раскосные подпорочные части, сходящиеся у указанной вершины указанных расширенных областей.

Изобретение далее представляет собой такой конструктивный элемент, в котором указанные заделочные детали содержат сквозные отверстия в указанной переборке в области указанной вершины, и язычковые средства, отогнутые наружу от указанной переборки рядом с указанными сквозными отверстиями, так что указанные язычки могут быть заделаны в литьевой материал, а указанный литьевой материал может протекать сквозь указанные отверстия.

Изобретение далее представляет собой такой конструктивный элемент, в котором указанная переборка в области каждой указанной вершины покрыта синтетическим пластическим материалом, тем самым изолируя ее от указанного строительного материала.

Изобретение далее представляет собой такой конструктивный элемент, в котором указанная прямая кромка образует обычно прямоугольный швеллер.

Изобретение далее представляет собой такой конструктивный элемент, в котором содержится сплошная соединительная планка, прикрепленная к вершине каждой из указанных расширенных частей указанной переборки, и проходящая обычно параллельно, но на расстоянии от указанной прямой кромки указанного элемента, и средство термического разрыва, расположенное между каждой указанной вершиной и указанным соединительным элементом.

Изобретение представляет такую строительную панель, в которой вышеописанные конструктивные элементы, армирующие панель с одной стороны и имеющие средство для заделки в литьевом строительном материале панели, последние выполнены в виде заделочных частей, образованных у вершин, закрепляющих некоторые из конструктивных элементов и панели.

Панель может быть снабжена верхним и нижним рамочными элементами, соединенными с конструктивными элементами, элементы рам могут быть выполнены с отверстиями для литьевого материала с образованием колонн между парой конструктивных элементов.

Изобретение далее представляет собой способ изготовления строительной панели, включающий операции сборки множества описанных конструктивных элементов, каждый из которых содержит переборку из листового материала, имеющую обычно прямую кромочную часть, проходящую вдоль одной стороны, и обычно зигзагообразную кромочную часть, проходящую вдоль другой стороны зигзагообразной кромочной части, образующей расширенные области и зауженные области, а переборка проходит обычно углом от одной зауженной области через расширенную область к следующей зауженной области и образует вершины в расширенной области, при этом конструкция образует арматурный каркас; заливки жидкотекучего строительного материала в форму на заранее заданную глубину, и помещения арматурного каркаса из конструктивных элементов с вершинами переборок, проходящими частично внутрь жидкотекучего материала, выдерживания жидкотекучего материала, и извлечения составной панели из опалубки.

Изобретение далее представляет собой способ строительства горизонтальной части здания. Известный как более близкий аналог, относящийся к способу строительства (2), включает операции возведения множества таких конструктивных элементов согласно изобретению обычно в поперечное горизонтальное положение на расстоянии друг от друга, размещения опалубки между конструктивными элементами, установки опалубки на опорные средства, контактирующие с конструктивными элементами и опалубкой, заливки жидкотекучего строительного материала на опалубку, и предоставления возможности материалу протекать вокруг вертикальных частей переборок конструктивных элементов, выдерживания жидкотекучего материала и затем извлечения опорных средств опалубки и опалубки из перекрытия, таким образом, образуя цельную сборную плиту перекрытия, выполненную заодно с заделанным конструктивным элементом, на который опирается плита. В отличие от известного решения согласно изобретению, каждый из конструктивных элементов имеет прямую и зигзагообразную кромки, образующие расширенную и зауженную части, причем расширенные части выходят вверх и располагаются над опалубкой на расстоянии друг от друга.

Изобретение далее представляет собой способ изготовления пары конструктивных элементов одновременно из одной удлиненной полосы листового металла. Наиболее близкий к изобретению способ (3) включает операции разрезания полосы листового металла вдоль заранее заданной зигзагообразной разделительной линии, разделения полосы на две части равной площади по обе стороны от разделительной линии, и тем самым разделения полосы на две части, каждая из которых имеет обычно зигзагообразную кромку формирования кромочных фланцевых образований вдоль прямой кромки. Согласно изобретению фланцевые образования формируют вдоль указанных зигзагообразных кромок каждой из частей полосы.

Изобретение далее представляет собой способ, включающий операции пробивания отверстий в каждой из частей полосы в расширенных областях переборки, ограниченных зигзагообразными кромками переборки, формирования кромочных образований вокруг отверстий.

Изобретение далее представляет такой способ, по которому части полосы имеют внешние кромки, удаленные от зигзагообразных кромок, и который включает приемы загибания внешних кромок в обычно трубчатое образование, и крепления свободной кромки внешних гребней к промежуточной части каждой из частей полосы, таким образом образуя элемент трубчатой формы.

Изобретение далее представляет собой такой способ, который включает операции образования дополнительных отверстий в расширенных областях зигзагообразных кромок части полосы, и отгибания язычковых деталей частей переборки наружу от дополнительных отверстий.

Новые признаки, которые характеризуют изобретение, более подробно указаны в прилагаемой формуле изобретения и составляют часть настоящего описания. Для лучшего понимания изобретения, преимуществ его работы и конкретных целей, достигаемых при его использовании, предлагается описание предпочтительных вариантов выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг. 1 показано схематическое изображение в перспективе здания на первой стадии сооружения; на фиг. 2 схематическое изображение того же здания на более поздней стадии сооружения; на фиг. 3 вид в перспективе типовой строительной панели, включающей стойки каркаса согласно изобретению, с частичным вырывом для показа ее конструкции; на фиг. 4 вид в перспективе со значительным увеличением части панели по фиг. 3; на фиг. 5 сечение по линии 5-5 панели на фиг. 4; на фиг. 6 сечение по линии 6-6 по фиг. 4; на фиг. 7 - увеличенное сечение по линии 7-7 на фиг. 5; на фиг. 8 вид в перспективе с частичным вырывом в увеличенном масштабе части элемента конструкции; на фиг. 9 сечение, соответствующее фиг. 6, иллюстрирующее другой вариант выполнения элемента конструкции; на фиг. 10 сечение, соответствующее фиг. 9, показывающее еще один вариант выполнения элемента конструкции; на фиг. 11 - сечение, соответствующее фиг. 9, показывающее еще один элемент конструкции; на фиг. 12 сечение, соответствующее фиг. 6, показывающее использование бетонной опалубки и устройство, удерживающее опалубку; на фиг. 13а вид сверху, показывающий листовую металлическую заготовку на одной стадии в течение формования двух строительных элементов согласно изобретению; на фиг. 13в вид сверху, соответствующий фиг. 13а на более поздней стадии формования тех же двух строительных элементов; на фиг. 13 с схематический вид сечения с частичным вырывом, показывающий еще более позднюю стадию формования двух строительных элементов по фиг. 13а и 13в; на фиг. 14 вид сбоку строительного элемента согласно еще одному варианту выполнения изобретения; на фиг. 15 вид в перспективе, показывающий метод присоединения друг к другу двух частей строительного элемента.

На фиг. 1 и 2 представлено в основном в схематической форме типовое, относительно простое сооружение в процессе его строительства. Фиг. 1 показывает первый этаж здания, который обозначен всюду цифрой 1, с установленными внешними стенами 2, 3, 4, 5 и с междуэтажными перекрытием 6, который отлит из бетона.

Фиг. 2 показывает незаконченную стадию строительства второго этажа здания по фиг. 1.

Как видно на фиг. 3, стены 2, 3, 4, 5 здания выполнены из композиционных сборных панелей, которые обозначены цифрами 7-7.

Поскольку этими же цифрами обозначены все подобные панели, необходимо иметь в виду, что панели могут быть различной формы и размеров. Некоторые из панелей могут быть просто заготовкой поверхности стены. Другие могут включать оконные проемы, такие как 8, а некоторые могут включать дверные проемы, такие как 9.

Также надо иметь в виду, что некоторые панели для некоторых зданий могут иметь внешнюю отделку из различных материалов, таких как стекло, мрамор, имитированная кирпичная облицовка, металл, комплексная облицовка и даже синтетическая пластмасса, и все это только малая часть различных облицовочных покрытий, которые могут быть нанесены на панели.

Детали такого рода облицовочных покрытий на подобных панелях хорошо известны специалистам в этой области, и следовательно, здесь не требуется специального описания таких отделочных покрытий или способов их нанесения.

Фиг. 3 представляет типовую панель 7. Панель состоит из сплошного слоя 10, способного к отливке или к затвердеванию материала, в данном случае бетона, армированного обычно посредством слоя арматурной сетки 11, как это хорошо известно в данной области. Обычно толщина отлитого материала может быть от 2,54 см до 3,81 или 5,08 см и в любом случае будет намного меньше, чем толщина аналогичного слоя плоского отлитого бетонного материала, известного в данной области.

Слой 10 далее армируется множеством расположенных на расстоянии стальных стоек 12. Обычно остальные вертикальные стойки 12 будут располагаться на расстоянии, например, в 60, 94 см между центрами, хотя в некоторых случаях требуется 40, 64 см. В расположении ничего не меняется, за исключением того, что оно должно соответствовать требованиям строительства данного сооружения.

В дополнение к вертикальным стойкам 12 предусмотрены поперечные горизонтальные верхняя и нижняя плиты 13 и 14, чтобы получить законченную арматурную опалубку для каждой из панелей. Плиты 13 и 14 могут быть выполнены из того же материала, что и стойки 12, и, при необходимости, могут быть выполнены различных форм и сечений.

Плиты 13 и 14, показанные на фиг. 3, имеют форму простых швеллеров, имеющих переборки 13а, 14а и кромочные стенки 13b, 14b.

Как станет ясным из следующего описания, стойки 12, а также предпочтительно плиты 13 и 14 целиком выполнены из листового металла, преимущественно холоднокатанного, что обеспечивает высокие производительности и качество.

На фиг. 4, 5 и 6 конструкция стоек 12 показана более подробно.

Стойки 12 содержат первую обычно прямую кромку 15 и вторую обычно зигзагообразную кромку 16. Между кромками 15 и 16 показана переборка 17 переменной ширины из листового металла, которая проходит от одной кромки до другой и имеет обычно зигзагообразную форму, как показано на рисунке.

Первая кромка стойки может иметь множество различных форм для достижения множества различных результатов. В примере, показанном на фиг. 4, 5 и 6, прямая кромка 15 переборки выполнена в виде треугольных трубчатых арматурных фланцевых частей 18, 19 и 20 и кромочного фланца 21. Кромочный фланец 21 проходит параллельно переборке и присоединяется к ней с помощью, например, точечной сварки, или другими способами. В данном примере предпочтительным методом соединения является так называемое "коленчатое" заклепочное соединение 22 (фиг. 6 и 7). В этой системе пуансон пробивает металлический лист, который втягивается в увеличенную полость пуансона таким образом, что создается как бы форма "стачивания" двух частей листового металла (фиг. 7).

Это, однако, только один из различных методов соединения фланца с переборкой.

Таким образом создается сплошная треугольная конструкция, обладающая большой прочностью и конструкционной жесткостью.

Элемент конструкции такой формы, или стойка обладают значительной несущей способностью и могут быть использованы для наружных стен при сооружении многоэтажных зданий.

При соответствующем выборе размеров и толщины листового металла, стойка подобной конструкции может быть использована в качестве балки перекрытия, и таким же образом могут быть выполнены кровельные или потолочные элементы конструкции.

При меньшей несущей нагрузке и для внутренних стен треугольная конструкция вдоль прямой кромки стойки не всегда является необходимой, как будет видно из последующего описания.

Переборка 23 имеет в основном форму треугольника с вершинами 24 в наиболее отдаленных точках и перехватами 25 в ближайших точках. Сплошной кромочный фланец 26 образуется вдоль свободной кромки переборки, которая проходит в виде зигзага от вершины к перехвату и обратно и т.д. В расширенных частях переборок, т.е. как бы совмещаясь вершинами, и между любыми двумя перехватами в переборке предпочтительно, хотя не обязательно, выполнено отверстие 27. Предпочтительно, вокруг кромки отверстия образовать кромочный фланец 28.

Таким образом, каждая переборка выполнена обычно в форме треугольника, имеющего две более или менее раскосные подпоркообразные конструкции, соединенные у их вершин. В то же время эффект "теплового" моста уменьшается до некоторой степени за счет удаления металла из отверстий.

Из фиг. 5, 6 и 8 видно, что каждая из вершин переборок выполнена с выбитым язычком 29 и отверстием 30, образующимся на его месте, образуя средство крепления для сборной панели, проходящей через него у вершины. Предпочтительно, чтобы каждый язычок 29 был выбит на одну сторону переборки, противоположную той стороне переборки, по которой проходит кромочный фланец.

Таким образом, язычки 29 и фланцы 26, расположенные на противоположных сторонах переборки, обеспечивают средство крепления, имеющее особые преимущества, описанные ниже.

При установке укрепляющей тонкой панели из бетона, как показано на фиг. 5, вершины вставляются в одну сторону бетонного слоя на глубину, достаточную для того, чтобы закрыть отверстия 27, образованные у вершин переборок, обычно на 1,9 см при толщине панели 2,54 1,27 см.

Таким образом, каждая вершина каждой переборки плотно вставлена в материал, и материал обтекает средство крепления, содержащее фланец 26 переборки на одной стороне и язычок 29, выбитый из переборки на другой стороне, и сквозь отверстие 30, тем самым образуя хорошее прочное соединение вокруг вершинной части каждой переборки.

Однако, видно, что стойки между вершинами не скреплены со сборной панелью.

Следовательно, разница в степени расширения и сжатия между листовым металлом и литым материалом будет иметь незначительное влияние на прочность крепления литого материала к стойкам.

Панели, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, могут легко крепиться к каркасу сооружения, который может быть сделан из бетонных или стальных колонн, для установки наружных стен на таком каркасе. При делании такие панели могут быть использованы и для образования внутренних стен.

Такие панели могут быть изготовлены с различной наружной отделкой и поверхностными эффектами, деталями и литыми формами, хорошо известными в этой области.

Также понятно, что стойки, обычно установленные с 24-дюймовым межцентровым расстоянием, образующие часть общего обычно прямоугольного каркаса (фиг. 3), обеспечивают отличный надежный способ крепления панелей в нужном месте на здании, допуская только минимальный перенос тепла изнутри наружу. В то же время, расширение и сжатие стали относительно бетонных панелей вызванные термическими силами, оказывают незначительное влияние на надежность установки вершинных частей переборок в панели.

Обычно, строительные панели производятся на заводе вне строительного участка. Обычно, в основном горизонтальная форма (не показано) укладывается на горизонтальную поверхность. Бетон или другой жидкотекучий строительный материал выливается в форму, с положенной на ее дно отделкой внешней поверхности или без нее. Прямоугольный каркас из стоек и плит, как показано на фиг. 3, собирается отдельно. Обычно, сетка 11 из арматурных стержней может быть просто привязана к переборке с помощью вязальной проволоки u (фиг. 5).

Собранный каркас из стоек и стержневой арматуры затем опускают в форму и позволяют погрузиться в бетон на глубину, равную обычно 1/2 или несколько меньше толщины отливаемой панели. Затем материалу дают затвердеть, после чего извлекают из формы.

Очевидно, что в некоторых случаях может быть желательной изоляция и предварительная отделка стен на фабрике. Это можно легко сделать путем помещения изоляционного материала, (не показано) между стойками, а затем укрепления обшивки внутренних стен, такой, как сухие стенные панели p (фиг. 5), на прямых кромках переборок.

Кроме того, там, где панели включают оконные проемы, окна, закрытые в этих проемах, также могут быть установлены на заводе до их отправки на место строительства.

Общий вес каждой панели согласно изобретению значительно меньше общего веса обычной сплошной сборной бетонной панели. Следовательно, может быть перевезено большее количество панелей согласно изобретению при конкретном методе транспортировки. Обычно, это трактор /трайлер с плоской платформой, так что стоимость погрузки и транспортировки панелей значительно сокращается.

Кроме того, поскольку вес панели значительно меньше веса обычных сплошных панелей, технические требования к фундаменту и самому зданию также могут быть значительно понижены, или может быть увеличена нагрузка на пол. И наоборот, для конкретного проекта здания возможно сооружение большего количества этажей с использованием панелей согласно изобретению, так как общий вес всей конструкции будет меньшим, чем при использовании сплошных бетонных панелей.

Переноска панелей согласно изобретению становится значительно проще, поскольку не требуется такое переносное оборудование, как краны и т.д. как при переносе таких тяжелых грузов, как плиты сплошного твердого бетона. Будет очевидно, что эффект теплового моста стоек согласно изобретению сокращается до минимума, и в месте крепления сухой стены к внутренним или прямым кромкам стоек теплообмен будет минимальным, и появление полос будет в значительной степени устранено без необходимости наложения специальной дополнительной изоляции к поверхности стоек внутри здания, как это было раньше.

Особое преимущество настоящего изобретения заключается в том, что пространство между любыми двумя вертикальными стойками в панели могут при желании быть использованы для заливки вертикальных колонн, поддерживающих строительную конструкцию. Такие колонны обозначены обычной буквой С на фиг. 1 и 2.

Для формирования таких колонн С опалубковые панели 31 (фиг. 3) могут крепиться к любой соседней паре стоек 12.

Отверстия 31а и 31в образованы в верхней и нижней плитах 13 14 соответственно и совпадают с пространством между выбранной парой стоек 12. Стальная стержневая арматура теперь будет вставлена между двумя стойками 12, как это хорошо известно в данной области.

Когда такая панель собрана и установлена в строительной конструкции в ходе строительства, колонны могут просто быть залиты на месте с помощью, например, обычного бетонного разливного ковша.

При возведении следующего этажа из панелей подобная опалубка 31 и отверстия 31 a-в будут совпадать с колоннами в нижней панели, так что колонны, поддерживающие здание, будут сплошным образом заливаться от этажа к этажу, в то самое время, когда будут возводиться стены, и в то же самое время, когда будет также заливаться перекрытие 6.

В результате вся постройка заливается как ряд перекрытии, при этом каждое перекрытие с соответствующими колоннами образуют сплошную однородную конструкцию, проходящую через все этажи здания от одного перекрытия через панели согласно изобретению к следующей стене и т.д.

Опалубка 31 может быть удалена по прошествии времени затвердевания. Иногда, в некоторых местах опалубка может просто быть частью внутренней отделки стены и может быть оставлена на месте.

Также для специалистов в области строительной техники очевидно, что, при желании, колонны С могли бы быть залиты в стенные панели 12, в то время, когда будут отливаться стенные панели 12 и выдерживаться в своем горизонтальном каркасе. Другими словами, как стеновые панели, так и колонны могли бы быть заранее собраны на заводе вне строительной площадки.

Установка стеновых панелей 7, крепление нижней части каждой из сборных колонн к перекрытию 6, а также заливка следующего перекрытия 6 после установки балок перекрытия и опалубки для заливки перекрытия следующего этажа здания являются несложными операциями, как будет описано ниже.

Еще одно преимущество настоящего изобретения заключается в том, что вершины 24 переборок могут быть покрыты или погружены в какой-либо подходящий синтетический пластический материал. Чаше всего это материал, основанный на эпоксидной смоле, а покрытие или пропитка осуществляются, как показано на примере покрытия слоя 32 покрытия на фиг. 8. Эффект от нанесения этого слоя покрытия двойной.

Во-первых, он обеспечивает дополнительный термический барьер теплопередачи между самой бетонной панелью и арматурными стойками. Стойки для армирования бетонных панелей этого типа почти всегда изготовлены из гальванизированного листового металла, для того, чтобы противостоять коррозии. Однако, как хорошо известно, такая гальванизация не всегда решает проблему коррозии.

Согласно изобретению с помощью покрытия вершин стоек слоем покрытия 32 листовой металл стоек, в основном, полностью изолируется от бетона, и, следовательно, в значительной степени устраняется коррозия, вызываемая влагой или химическим содержанием в бетоне или другом литьевом материале различных веществ.

Из предыдущего описания видно, что стойки, балки перекрытий и другие строительные детали могут быть выполнены согласно изобретению в различных формах для различных технических условий и целей.

Фиг. 9 показывает форму стойки 33, предназначенной для меньшей нагрузки. Такая стойка 33 имеет прямую кромку 34 и переборку 35, выполненную со сквозными отверстиями 36.

Вершины 37 стойки 33 выполнены, в основном также, как в стойках по фиг. 5.

Однако, прямая кромка 34 стойки имеет простой С-образный профиль, включающий торцовую выступающую часть 38 и загнутый армирующий выступ 39.

Поскольку такие стойки не будут обладать такой большой несущей способностью, как стойка по фиг. 5, они могут быть использованы во многих случаях для обшивки наружной стены, где обшивка не несет значительной нагрузки. Они также могут быть использованы для внутренних стен и строительных перегородок.

На фиг. 10 показана еще одна форма стойки. В этом случае стойка 40 имеет переборку 41 с зигзагообразной кромкой 42 и выполнена со сквозными отверстиями 43. Прямая кромка 44 выполнена в виде треугольного трубчатого элемента, как в случае по фиг. 5. На переборке образованы вершины 45.

Для обеспечения другого вида соединения, вдоль вершин переборки выполнен сплошной желоб 46, крепящийся, например, "коленчатой" крепежной деталью 47. Для обеспечения термического разрыва предусмотрен слой синтетического пластического материала 48 между вершинами и желобом 46.

Фиг. 11 показывает еще одну форму стойки 49. В этом варианте переборка 50 имеет зигзагообразную кромку 51 и выполнена с отверстиями 52 и прямой кромкой 43 и имеет вершины 54. Прямая кромка 53 имеет в основном С-образный профиль, подобный тому, что показан на фиг. 9. Желоб 46 крепится к вершинам 54 переборок. Желоб 46 крепится к вершинам полок с помощью "коленчатого" соединения 47.

При различных профилях, показанных выше, возможна также разработка и производство стальных стоек для несущих стен и легких стенных панелей, и возможно также повышение технических характеристик стоек для создания несущих балок перекрытий и других стальных строительных элементов с высокой несущей способностью для этажных перекрытий, крыш и т.п. во всех видах сооружений.

Так, например, строительные элементы согласно изобретению, как показано на фиг. 12, могут быть использованы как балки перекрытий 55 55, поддерживающие полы. Пол отливается из бетонного материала, и для этой цели требуется известная горизонтальная опалубка. Согласно изобретению балка 55 изготовлена в данном варианте выполнения так, как это показано на фиг. 5, 6 и 8. Технические требования к калибру листового металла и параметрам переборок соответственно отрегулированы так, чтобы иметь соответствующую несущую способность пролетов возводимого перекрытия.

Из фиг. 12 видно, что балки 55 согласно изобретению, имеющие вершины 56, могут быть вделаны в перекрытие, которое отливается на месте для получения полностью монолитного бесшовного перекрытия со своими собственными вделанными балками, укрепленными высоко эффективным и экономичным способом.

С этой целью балки крепятся поперек здания с соответствующим межцентровым расстоянием, обычно, 24 дюйма или каким-нибудь другим необходимым для данного конкретного здания. Панели 57 с опалубкой затем помещаются между балками несколько ниже вершин 56 балок и их соответствующими язычками 58.

Для удержания опалубки на этом уровне предусмотрена система фиксаторов 59 опалубки. Фиксаторы 59 состоят в основном из нижнего элемента 60 в виде планки и пары верхних элементов 61 61 в виде планок. Кулисы 62 соединяют верхние планки с нижней планкой. Кулисы 62 в виде ножниц соединяют планки 61 с рабочим винтом 63 и гайкой 64. С помощью ручного колеса 65 или другого подходящего устройства винт можно вращать, тем самым поворачивая шарнирное соединение в виде ножниц наружу и вверх. Это в свою очередь заставит кулисы 62 повернуть вверх и тем самым сместить верхние зажимные планки относительно нижней планки. Таким образом, панели с опалубкой могут быть установлены на желаемом уровне, при этом вершины 56 переборок выходят вверх над уровнем панелей 57 с опалубкой.

При последующей заливке бетона в панели с опалубкой, он обтекает вершины переборок, в основном так же, как при описании панелей по фиг. 3 и 4.

Затем перекрытие выдерживается до получения сплошной монолитной структуры.

После этого опалубка легко удаляется при высвобождении винтов и извлечения фиксаторов и опалубки из-под перекрытия.

Эта операция схематически показана на фиг. 2, на которой, в основном, часть перекрытия 6 показана как залитая, а части опалубки с вершинами 56 балок 55 показаны выходящими вверх.

Очевидно, что масштаб и относительные величины различных деталей на фиг. 2 несколько изменены только для иллюстрации, с целью разъяснения принципа изобретения.

Согласно изобретению два таких строительных элемента могут быть объединены для получения одного составного структурного элемента, имеющего большую жесткость и несущую способность. Такой составной элемент показан на фиг. 14 цифрой 66.

Он содержит первый структурный элемент 67а и второй структурный элемент 67в. Каждый из элементов 67а и 67в являются идентичными и, в основном, подобны тем, которые показаны, например, на фиг. 5.

Далее два структурных элемента 67а и 67в размещаются так, что вершины 68 переборок совпадают и фактически контактируют друг с другом. Затем вершины скрепляются, например, с помощью точечной сварки или каким-либо другим подходящим способом.

Предпочтительно, для обеспечения прочного сплошного соединения вершины 68 выполнены с уплощенными областями 69, чтобы получить высокую степень целостности и прочности в месте сочленения двух структурных элементов.

Такие составные структурные элементы будут обладать уникальными возможностями, которые заключаются в том, что их изготовление из листового металла обходится дешево, и, однако, им присущи высокая степень прочности и большая несущая способность относительно веса металла на данной протяженности структурного элемента. Кроме того, стоимость таких составных структурных элементов значительно ниже, чем стоимость строительных структурных элементов, имеющих равную степень прочности, изготовленных с использованием известных технологий.

Еще одним преимуществом настоящего изобретения является то, что структурные элементы предпочтительно выполняются с использованием технологий холодной прокатки и холодной штамповки, как показано в основном на фиг. 13а, 13b и 13с. Согласно практике применения изобретения возможно изготовление двух отдельных структурных элементов из одной сплошной полосы листового металла. Это значительно сокращает отходы листового металла характерные для структурных элементов по патенту США N 4909007, упомянутому выше. Как показано на фиг. 13а, полоса 67 листового металла, особенно, хотя необязательно, гальванизированной стали соответствующего сортамента толщины пропускается вдоль линии холодного штампования, и в течение этого прохода полоса 67 разделяется по зигзагообразной разделительной линии 70. Предпочтительно для получения переборок с отверстиями, такими, как показано на фиг. 5, отверстия 71 образуются в переборках в течение того же непрерывного процесса холодного штампования.

На следующем этапе процесса холодного штампования, как показано на фиг. 13b, образуются детали кромочного фланца 72 вдоль зигзагообразных кромок двух частей 67а и 67в полосы. Они образуют детали кромочного фланца на законченных конструкционных элементах, уже описанных выше.

Следует отметить, что разделительная линия 70 находится ближе к кромке фланца 72 у вершины 73 каждой переборки и наиболее удалена от фланца у перехвата 74 переборки.

Таким образом, кромочные фланцы 72 71, образованные вдоль зигзагообразной кромки каждой из двух частей 67а, 67в полосы, имеют различную ширину, от минимальной у вершины 73 до максимальной у перехвата 74, Это придает полезную дополнительную прочность конструкционному элементу в местах, где это требуется.

Аналогичные кромочные фланцы 75 образуются вокруг отверстий 71, их отгибают наружу на том же этапе операции.

Следующие отверстия 76 образуют у вершины 73 на каждой из переборок, а материал, выбитый из отверстий 76 используется для образования язычков, показанных на конструкционном элементе, например, на фиг. 5.

Вдоль обеих сторон полосы 67 сделаны загибы 77 кромочных фланцев для образования первых деталей кромочных фланцев.

Далее формируются загибы 78 78 кромочных фланцев на расстоянии от загибов 77 и параллельно им (фиг. 13с). Полоса имеет по краям две свободные кромки 79 79.

Таким образом, непрерывная, в основном, С-образного сечения прямая деталь кромочного фланца образуется вдоль кромок обеих стоек одновременно, так же, как в варианте выполнения, показанном на фиг. 9. Пара стоек, образованных таким образом, показана на фиг. 13с.

Эти стадии осуществляются с помощью непрерывных роликовых гибочных клетей, которые расположены на линии холодного штампования ниже разрезающих частей линии таким образом, что вначале происходит разрезание и образование зигзагообразной кромки и отверстий, после чего прямые детали кромочных фланцев загибаются последовательно путем продольного профилирования на роликовой листосгибочной машине хорошо известным образом.

Непрерывное зигзагообразное разделение и выбивание отверстий может быть осуществлено с помощью оборудования, описанного в патенте США N 4732028 от 22 марта 1988 г. изобретатель Эрнест Р. Боднар, которое особенно пригодно для холодного штампования листового металла для его разделения и образования в нем детали кромочного фланца в непрерывном процессе.

Такое оборудование здесь не показано, поскольку оно уже описано достаточно детально в вышеназванном патенте.

Фиг. 15 показывает другой способ крепления свободной кромки прямых фланцев к промежуточной части переборки. В этом случае язычки 80, 81 выбиты как на свободной кромке переборки, так и на промежуточной части соответственно. Язычки отогнуты кверху, как показано, для скрепления двух частей переборки.

Выше изложено описание предпочтительного варианта выполнения изобретения, который приводится здесь только в качестве примера.

Изобретение не нужно понимать как пример, ограниченный описанными специфическими чертами, оно предусматривает различные варианты, раскрытые в прилагаемой формуле изобретения.

Конструктивный элемент из листового металла, используемый при изготовлении сборной строительной панели, содержит переборку из листового металла, имеющую прямую кромку вдоль одной стороны и зигзагообразную кромку вдоль другой стороны, при этом зигзагообразная кромка образует расширенные области и зауженные области между расширенными областями, а переборка проходит обычно в виде треугольника от одной зауженной области через расширенную область к следующей зауженной области, кромочные образования, сформированные вокруг зигзагообразных кромочных частей переборки, и соединительные устройства на вершине каждой из расширенных областей переборки, которые могут крепиться к строительному материалу. Описывается также строительная панель, содержащая указанные конструктивные элементы, метод производства конструктивных элементов, их соединение и метод строительства зданий с использованием таких конструктивных элементов. 5 с. и 18 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Конструктивный элемент из листового металла, используемый при изготовлении сборной строительной панели из литьевого материала, содержащий переборку из листового металла с кромочными частями, лежащую в определенной плоскости, и средства соединения сборной панели с переборкой, отличающийся тем, что переборка имеет прямую кромочную часть вдоль одной стороны и зигзагообразную кромочную часть вдоль другой стороны, а зигзагообразная кромочная часть образует расширенные области и зауженные области между расширенными областями, причем вокруг зигзагообразных кромочных частей переборки сформированы кромочные фланцевые образования, расположенные под углом к определенной плоскости, средства соединения сборной панели расположены у вершины каждой из расширенных областей переборки, каждая вершина переборки выполнена с возможностью прикрепления к сборной строительной панели с помощью элемента, не скрепленного с сборной панелью между вершинами переборки. 2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что средства соединения представляют собой части для заделки, образованные у вершины каждой из расширенных областей переборки, при этом части для заделки выполнены с возможностью заделки с армированием литьевого материала, не скрепленного между ними с конструктивным элементом. 3. Элемент по п.1, отличающийся тем, что вдоль кромочной части расположена армировочная трубчатая деталь, которая образована путем отгибания вверх на себя части переборки с образованием удлиненного трубчатого правильного сечения и содержит средство, соединяющее свободную кромку переборки для охвата трубчатой части. 4. Элемент по п.1, отличающийся тем, что в переборке между зауженными областями выполнены сквозные отверстия с образованием в расширенной области переборки двух подкосов, сходящихся у вершин расширенных областей. 5. Элемент по п.2, отличающийся тем, что части для заделки переборки в лицевой материал имеют сквозные отверстия в области ее вершины и средства в виде язычков, отогнутых наружу от переборки, рядом со сквозными отверстиями для заделки в литьевой материал с протеканием его сквозь отверстия. 6. Элемент по п.1, отличающийся тем, что переборка в области каждой вершины покрыта синтетическим пластическим материалом для изоляции ее от литьевого строительного материала. 7. Элемент по п.1, отличающийся тем, что прямая кромка образует прямоугольный швелерообразный профиль. 8. Элемент по п.1, отличающийся тем, что он содержит сплошную соединительную планку, прикрепленную посредством соединительного элемента к вершине каждой из расширенных частей переборки и проходящую параллельно на расстоянии по отношению к прямой кромке элемента, и средство термического разрыва, расположенное между каждой вершиной и соединительным элементом. 9. Строительная панель для строительства зданий, содержащая панель из литьевого строительного материала заданной толщины, конструктивные элементы, армирующие панель с одной стороны и имеющие кромки и переборки между ними, а также средства для заделки конструктивных элементов с одной стороны панели и прикрепления конструктивных элементов к панели, отличающаяся тем, что по меньшей мере некоторые из конструктивных элементов имеют прямую кромку, зигзагообразную кромку и переборку, проходящую между прямой кромкой и зигзагообразной кромкой, а зигзагообразная кромка образует вершины и горловины, причем средства для заделки конструктивных элементов к панели выполнены в виде заделочных частей, образованных у вершин и заделанных в одной стороне панели, тем самым закрепляя некоторые из конструктивных элементов к панели. 10. Панель по п.9, отличающаяся тем, что конструктивные элементы расположены рядом друг с другом параллельно и на некотором расстоянии один от другого, а панель снабжена верхним и нижним рамочными элементами, соединенными с ней с образованием прямоугольной рамочной конструкции. 11. Панель по п.10, отличающаяся тем, что она имеет отверстия в каждом из рамочных элементов, совпадающие с пространством между выбранной парой конструктивных элементов с возможностью протекания сквозь отверстия и между выбранной парой конструктивных элементов литьевого строительного материала с образованием строительной колонны. 12. Панель по п.11, отличающаяся тем, что она содержит опалубку, прикрепленную к выбранной паре конструктивных элементов. 13. Панель по п. 12, отличающаяся тем, что между выбранной парой конструктивных элементов залит литьевой строительный материал, отвердевающий в одно целое с выбранной парой конструктивных элементов. 14. Способ изготовления строительной панели, включающий сборку множества образующих арматурный каркас конструктивных элементов, каждый из которых содержит переборку из листового металла, имеющую кромочные части, проходящие вдоль сторон переборки, заливку литьевого строительного материала в опалубку на заранее заданную глубину, помещение арматурного каркаса из конструктивных элементов в литьевой материал, выдерживание литьевого материала и извлечение строительной панели из опалубки, отличающийся тем, что переборка имеет прямую кромочную часть, проходящую вдоль одной стороны, и зигзагообразную кромочную часть, проходящую вдоль другой стороны, при этом зигзагообразная часть образует расширенные области и зауженные области, переборка проходит зигзагом от одной зауженной области через расширенную область к следующей зауженной области и образует вершины в расширенной области, а арматурный каркас из конструктивных элементов помещают вершинами переборок внутрь литьевого материала. 15. Способ по п.14, отличающийся тем, что вершины переборок до погружения в литьевой материал покрывают синтетическим пластическим материалом. 16. Способ по п.14, отличающийся тем, что конструктивные элементы располагают параллельно и на некотором расстоянии друг от друга и объединяют верхним и нижним имеющими отверстия элементами каркаса, закрепляя к противоположным сторонам конструктивных элементов с образованием прямоугольного каркаса, а отверстия на верхнем и нижнем элементах каркаса совмещают с пространством между по меньшей мере одной выбранной парой конструктивных элементов. 17. Способ по п.16, отличающийся тем, что в отверстия и в пространство между выбранной парой конструктивных элементов заливают литьевой строительный материал для образования несущей колонны здания. 18. Способ строительства горизонтальной части здания, содержащий возведение множества конструктивных элементов в поперечном горизонтальном положении на расстоянии друг от друга, помещение опалубки между конструктивными элементами, установку указанной опалубки на опорные средства, контактирующие с конструктивными элементами и опалубкой, заливку литьевого строительного материала с обеспечением возможности материалу протекать вокруг вертикально расположенных частей конструктивных элементов, последующее извлечение опорных средств опалубки и указанной опалубки после затвердевания литьевого материала с образованием цельной сборной горизонтальной части здания, выполненной заодно с частями, заделанными в конструктивных элементах, армирующих горизонтальную часть здания, отличающийся тем, что каждый из конструктивных элементов имеет прямую и зигзагообразную кромки, образующие расширенную и зауженную части, причем расширенные части конструктивных элементов выходят вверх и располагаются над опалубкой на расстоянии одна от другой. 19. Способ по п.18, отличающийся тем, что включает дополнительные операции возведения строительных панелей для сооружения стен здания, причем каждая из строительных панелей имеет наружную однородную часть в виде сборной панели, армирующие конструктивные элементы с зигзагообразными участками переборки, заделанными внутрь панели и на расстоянии друг от друга, верхний и нижний элементы каркаса, опалубку, закрепленную к выбранным парам конструктивных элементов, отверстия, образованные в верхнем и нижнем элементах каркаса и совпадающие с выбранной парой конструктивных элементов, а также последующего возведения множества конструктивных элементов в поперечное горизонтальное положение, и заливки литьевого строительного материала для образования горизонтальной части зданий и одновременной заливки литьевого строительного материала вниз через отверстия в верхних элементах каркаса между выбранными парами конструктивных элементов, тем самым образуя несущие строительные колонны здания одновременно с заливкой его горизонтальной части. 20. Способ изготовления пары конструктивных элементов из листового металла одновременно из одной удлиненной полосы листового металла, содержащий разрезание полосы листового металла вдоль заранее заданной зигзагообразной разделительной линии с разделением полосы на две части по обе стороны от зигзагообразной разделительной линии, каждая из которых имеет зигзагообразную кромку, причем зигзагообразные кромки входят друг в друга, формирования прямых кромочных образований вдоль кромок частей полосы, удаленных от зигзагообразных кромок, отличающийся тем, что формируют кромочные фланцевые образования также вдоль зигзагообразных кромок каждой из частей полосы. 21. Способ по п.20, отличающийся тем, что включает дополнительные операции пробивания отверстия в каждой из частей полосы в ее расширенных областях, образованных ее зигзагообразными кромками, и формирования кромочных фланцев вокруг отверстий. 22. Способ по п.21, отличающийся тем, что включает дополнительные операции загибания прямых кромок в трубчатое образование и крепления каждой наружной кромки последнего к промежуточной части каждой из частей полосы, тем самым образуя элемент трубчатой формы. 23. Способ по п.21, отличающийся тем, что включает дополнительные операции образования дополнительных отверстий в расширенных частях зигзагообразных кромок частей полосы, и отгибания язычковых деталей частей полосы наружу от дополнительных отверстий.