БЛОК СТЕНОВОЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ С КРЕПЕЖНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ Российский патент 1998 года по МПК E04B2/02 

Изобретение относится к строительству, в частности к конструктивным строительным элементам, позволяющим осуществлять безрастворную кладку стен, обеспечивая при этом жесткую фиксацию блоков и других конструктивны элементов в стене, открывает возможность осуществлять посредством предлагаемого технического решения монтаж облицовочных и декоративных элементов в горизонтальной, вертикальной и наклонной плоскостях. Предлагаемое решение создает предпосылки для развития индустрии сборного домостроения и высокой ее эффективности.

Известно изобретение под названием "стена", по которому стена возводится из пустотелых блоков на вкладышах без раствора. Блоки содержат вертикальные сквозные отверстия по середине, выполненные конусообразными, между которыми размещаются конусообразные с двух сторон вкладыши [1].

К недостаткам выбранного аналога относится то, что конусообразные вкладыши, во-первых, не обеспечивают жесткой фиксации блоков между собой, так как блоки устанавливаются один на другой посредством вставляющихся в отверстия блоков вкладышей, во-вторых, вкладыши выполнены в виде усеченных корпусов разных диаметров с противоположных сторон, а блоки имеют конусные отверстия с чередованием на постельных поверхностях больших и меньших диаметров конусов, что требует затрат времени на ориентацию при укладке блоков на разные диаметры вкладышей, что замедляет и усложняет производство работ.

Известен строительный блок, содержащий средний элемент в форме куба и два крайних элемента, имеющих форму параллелепипеда, с внутренними полусферическими полостями по центру каждой грани среднего элемента и на обращенных к нему гранях крайних элементов. Соединительные связи элементов блока выполнены из расположенных в полостях на примыкающих гранях элементов шаров со сквозным центральным каналом и упругой гибкой тягой, проходящей через горизонтальные каналы всех элементов и шаров и концами закрепленной на торцевых гранях крайних элементов [2].

Недостатком этого аналога является многокомплектность и сложность в изготовлении и осуществлении. В то же время аналог содержит элемент в форме куба, выполняющего роль строительного блока.

К недостаткам аналога следует отнести и то, что постельные поверхности кубической части блока имеют фигурные выступы и углубления, а полусферические отверстия выступают в боковых гранях блока.

Наиболее близким к предлагаемому является техническое решение под названием "Стена" по авт. св. СССР 1472605, которое принимаем за прототип. К недостаткам прототипа относится то, что двухсторонний конусный вкладыш имеет конусы разных диаметров, как и конусные отверстия в блоках, что требует напряжения внимания при кладке стены. Вкладыши не обеспечивают жесткой сцепки блоков, что не обеспечивает сейсмической устойчивости возведенного сооружения.

Цель изобретения-повышение эффективности строительного производства, расширение функциональных и технических возможностей.

Указанная цель достигается тем, что блок стеновой строительный с крепежными элементами выполнен, как минимум, из двух монолитно соединенных между собой правильных многогранников в форме куба, составляющего не только модуль блока, но и всех строительных элементов возводимого сооружения, при этом поверхности всех его граней выполнены с минимальной шероховатостью, прямолинейностью ребер, а по центру квадратных граней каждого кубического модуля блока, выполняющих роль нижней и верхней постелей, имеются глухие круглые отверстия-стаканы с закладной деталью по центру с головкой в форме грибка (полусфера или усеченный конус) для взаимодействия с цанговой двухсторонней втулкой с внутренними зацепами или с кольцевой прямоугольного сечения канавкой в нижней части стенок стакана для цанговой рассеченной вдоль или трубчатой двухсторонней втулки с внешними зацепами и длиной, достаточной для жесткой фиксации блоков между собой, при этом глухие отверстия-стаканы с закладными деталями для крепежных элементов могут также быть выполнены по центру тычковых и ложковых квадратных граней каждого кубического модуля блока.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое техническое решение отличается тем, что блок содержит, как минимум, два монолитно соединенных кубических модуля, а общая длина блока всегда будет кратна размерам выбранного модуля и конструкционной прочности материала, из которого блок изготовлен, с учетом возможного применения армирования для длинномерных искусственных изделий: консолей, выполняющих роль опор для эркеров, балконов, перекладин и перемычек для оконных, дверных и иных проемов в возводимых стенах, при этом крепежные элементы в виде цельных или рассеченных вдоль цанговых втулок с внешними или внутренними зацепами изготавливаются из материалов со свойствами упругой деформации, обеспечивающих жесткую сцепку между блоками и другими сборными элементами (консолями, перемычками и т.п.), позволяющими использовать их для прикрепления строительных элементов в любой из плоскостей: вертикальной (на стене), горизонтальной (на потолке и полу), наклонной (карнизах и т.п.), что и обеспечивает устойчивость и целостность сооружений при воздействии на него колебаний любых направлений.

На фиг. 1 изображен фрагмент стены из четырех двухмодульных блоков (блоки могут изготавливаться и с большим количеством кубических модулей), на котором цифрам обозначены: 1 - тычковая грань кубического модуля блока , 2 - ложковая грань кубического модуля блока, 3 - (пунктиром) условная плоскость между кубическими модулями двухмодульного блока, 4 - отверстие-стакан с кольцевой канавкой прямоугольного сечения у дна для цанговой двухсторонней втулки с внешними зацепами, 5 - цанговая двухсторонняя втулка с внешними зацепами (которая может быть изготовлена рассеченной вдоль и трубчатой), 6 - отверстие-стакан для цанговой двухсторонней втулки с внутренними зацепами, 7 - закладная деталь в отверстии-стакане с полусферической головкой (грибок), 8 - закладная деталь с конусной головкой (шпиль), 9 - усики, 10 - стержень закладной детали, 11 - тело цанговой двухсторонней втулки с внутренними зацепами, 12 - лепестки цанговой втулки, 13 - зацепы втулки; на фиг. 2 изображен продольный разрез двухсторонней цанговой втулки с внутренними зацепами, где 11 - тело втулки, 12 - лепестки, 13 - зацепы; на фиг. 3 - показана закладная деталь (грибок), где 7 - сферическая головка, 9 - усики, 10 - стержень (прут); на фиг. 4 - изображена закладная деталь (шпиль), где 8 - конусная головка, 9 - усики, 10 - стержень (прут или труба, в данном случае - труба); на фиг. 5 показан фрагмент узла сопряжения двухсторонней цанговой втулки с внешними зацепами 5 с кольцевой канавкой у дна стакана 4, где 12 - лепестки цанги, 13 - внешние зацепы; на фиг. 6 в проекции "вид сверху" изображены два двухмодульных блока, уложенных один на другой буквой Г, где 3 - условная плоскость между кубическими модулями, 6 - отверстие-стакан, 8 - закладная деталь с конусной головкой (шпиль), 14 - верхняя постель верхнего двухмодульного блока, 15 - сквозные круглые отверстия, 16 - верхняя постель нижнего двухмодульного блока.

Блок стеновой строительный с крепежными элементами (фиг. 1) состоит из монолитно соединенных между собой кубических модулей 1 (вид с тычковой грани) с 2 - вид с ложковой грани, условной (пунктиром) плоскости между кубическими модулями-3, отверстий-стаканов с кольцевой канавкой 4 и двухсторонней цанговой втулкой с внешними зацепам 5, или как вариант для расширения технических возможностей, из отверстия-стакана 6 для цанговой двухсторонней втулки с внутренними зацепами, головки 7 (грибок) или как вариант конусной головки (шпиль)-8, усиков на стержне закладной детали 9, тела стержня-10, двухсторонней цанговой втулки 11, ее лепестков 12 и зацепов 13. на фиг. 1 (для компактности) изображены возможные варианты реализации предложенного технического решения. Если в левой части фиг. 1 в качестве крепежного элемента используется цанговая втулка с внутренними зацепами, то в правой части фиг. 1 - цанговая втулка с внешними зацепами. При безрастворном монтаже стен вид крепежных элементов должен соответствовать типу отверстий-стаканов. Цанговая втулка с внутренними зацепами подходит одновременно для отверстий-стаканов с закладными деталями "шпиль" и грибок, а цанговая втулка с внешними зацепами предназначена для блоков с отверстиями-стаканами, в которых выполнены кольцевые канавки.

Устройство цанговой двухсторонней втулки с внутренними зацепами изображено на фиг. 2. которая содержит собственно тело 11, лепестки 12 и зацепы 13. Любой тип цанговых втулок изготовляется из материала со свойствами упругой деформации (пружинящие лепестки). Устройство закладных деталей в статике поясняется фиг. 3 и 4. На фиг. 3 закладная деталь содержит усики 9, стержень 10 и головку полусферической формы (грибок) 7. На фиг. 4 головка закладной детали выполнена в форме усеченного конуса (шпиль). На фиг. 5 цанговая двухсторонняя втулка с внешними зацепами 5 покоится нижней частью в кольцевой канавке 4, где свободно располагается ее зацепы 13 на лепестках 12. На фиг. 6 один двухмодульный блок (горизонтальный) покоится на другом (вертикальном). Так как грани кубических модулей квадратные, а отверстия-стаканы 6 выполнены по центру, то отверстия-стаканы разных блоков совместимы при любой из применяемых на практике способов перевязки: ложковой, тычковой, цепной, крестовой, готической, голландской, а также при многорядной перевязке. Оказываются совмещенными и сквозные отверстия 15 (теплотехнические), которые могут быть использованы для прокладки инженерных коммуникаций (труб, проводов).

Сборка блоков в стену, а также оснований консольных элементов, перемычек и перекладин над проемами в стенах, межэтажных перекрытий осуществляется следующим образом. На верхней постели фундаментальных блоков, изготовленных по модульному принципу, с учетом модульной сетки блоков (расстояний между осям стаканов) выполняются отверстия-стаканы 4 или 6, с учетом конструкции крепежных элементов, в которые перед укладкой блоков в связку вставляются концы цанговых двухсторонних втулок. Для облегчения, например, ввода цанговой втулки с внешними зацепами (фиг. 5, поз. 5) в отверстие-стакан она сжимается за счет имеющегося паза, что уменьшает ее диаметр и позволяет без проблем зафиксировать нижний конец втулки в отверстии. Материал, как уже отмечалось, из которого изготовлены цанговые втулки, обладают свойствами упругой деформацией, что обеспечивает ввод зацепов 13 в канавку 4 (фиг. 5). Следующие блоки, укладываемые сверху в связку, нанизываются канавками 4 или 6 (фиг. 1) на выступающие из отверстий-стаканов концы цанговых втулок, что приводит к жесткой фиксации укладываемых блоков между собой и монолитности конструкции стены. Сборка блоков осуществляется без применения связующих и клеяющих составов благодаря минимальной шероховатости поверхности граней собираемых элементов. Цанговые втулки могут изготовляться трубчатыми без сквозного паза, при условии достаточной упругости лепестков 12 (фиг. 2 и 5) с зацепами 13 на их концах.

Применение цанговых крепежных элементов обеспечивает жесткое сцепление блоков в связке, сейсмическую устойчивость стен при сдвигах в любом направлении, за счет минимальной шероховатости всех граней блоков исключается применение связующих растворов и составов, создает предпосылки для снижения трудоемкости отдельных наружных и внутренних работ, а так как изготавливая блоки с отверстиями стаканами (возможно меньшей глубины) на тычковых и ложковых гранях, открывается возможность монтажа облицовочных подвесных, скажем, потолочных элементов, настенной лепнины и т.п., обеспечивая надежность фиксации и безопасность конструкции. При этом глубина стаканов в модульных кубических блоках и подвесных (потолочных), стеновых облицовочных элементах может быть разной, как и длина лепестков цанговых втулок, что зависит от веса элементов и их толщины.

Для обозначения кубического модуля в блоке на боковых (ложковых) гранях могут наносится риски или цветные линейные полоски, что создаст имитацию кладки стен из блоков кубической формы. Стороны панелей межэтажного перекрытия, обращенные внутрь помещения (пол и потолок), могут иметь отверстия-стаканы, размеденные по модульной сетке, что обеспечит монтаж подвесных потолков без каркаса, а также настилку полов. Дверные, оконные и иные проемы в стенах выполняются соразмерными и кратными размерам выбранного модуля блока, диапазон размеров которых может быть разным для различных природно-климатических зон.

В основу предлагаемого решения положен блок, состоящий, как минимум, из двух кубических модулей. Количество модулей в блоке может быть и большим с учетом целесообразности, конструкционной прочности используемого материала и удобства при монтаже.

Если боковые квадратные грани блоков выполнены декоративными, то необходимость в наличии отверстий-стаканов на тычковых и ложковых гранях отпадает. Их наличие необходимо для дополнительной облицовки стен как снаружи, так и внутри помещения.

В описании используется термины "модуль" и "модульная сетка", представляющие собой размеры блока в мм и расстояние между осевыми линиями стаканов, которые принимаются при расчете габаритов здания, количества облицовочных элементов и их размеров, с учетом того, что облицовочные и подвесные элементы для удобства и безопасности могут фиксироваться одновременно в нескольких стаканах посредством нескольких крепежных цанговых втулок, например 2-х, 4-х, 6-ти, 8-ми. Диаметр крепежных элементов, толщина их стенок, величина выступов зацепов рассчитывается исходя из применяемых конструкционных материалов и веса навесных элементов. Цанговые втулки, как и закладные детали, изготавливаются из устойчивого к коррозии материала, а для цанговых втулок - обладающего свойствами упругой деформации.

В основу технического решения положен кубический модуль блока, в связи с чем размеры и габариты конструктивных элементов здания кратны размерам кубического модуля, определяемых с учетом существующих стандартов и природно-климатических зон. Блок стеновой строительный с крепежными элементами содержит, как минимум, два монолитно соединенных между собой куба, выполненных с минимальной шераховатостью поверхностей всех граней, при этом по центру квадратных граней каждого модуля блока, выполняющих роль постелей, выполнены отверстия-стаканы с выступающими из дна гловками закладных деталей сферической или конусной формы для сопряжения с крепежными элементами в виде двухсторонней цанговой втулки, имеющей внешние или внутренние зацепы. 6 ил.

1. Блок стеновой строительный с крепежными элементами в форме многогранника, отличающийся тем, что блок содержит, как минимум, два монолитно соединенных между собой куба, каждый из которых составляет его модуль, выполненный с минимальной шероховатостью поверхности всех его граней, при этом по центру квадратных граней каждого модуля, выполняющих роль нижней и верхней постелей, выполнены круглые глухие отверстия в виде стаканов, обеспеченных элементами для фиксации методом сопряжения, двухсторонних цанговых втулок с внутренними или внешними зацепами. 2. Блок по п.1, отличающийся тем, что круглые глухие отверстия в виде стаканов дополнительно выполнены по центру тычковых и ложковых граней.