КАРКАС ЗДАНИЯ Российский патент 2008 года по МПК E04B2/86 

Изобретение относится к гражданскому и промышленному строительству и может быть использовано при сооружении каркасных зданий различного назначения как в условиях заводского производства, так и на месте строительства здания.

Известен каркас здания, содержащий каркасообразующие металлические элементы, наружную и внутреннюю несъемные опалубки и соединяющие их друг с другом анкерные связи. Пространство между опалубками заполняют твердеющим раствором (см. СССР, авт. св. №694609 по кл. Е04С 2/26, заявл. 10.05.78 г., опубл. 30.10.79 г.).

Недостатком известного каркаса являются его низкие теплоизоляционные свойства, т.к. полученная конструкция является, по крайней мере, самонесущей, выполненной из монолитного бетона, теплоизоляционные свойства которого низки, и требуют, как правило, дополнительного утепления. Кроме того, известная конструкция может быть только ограждающей, но не несущей, так как в ней не предусмотрено использования какого-либо несущего каркаса здания, а предусмотрена лишь установка каркасообразующих металлических элементов, играющих роль анкеров между ранее отформованными фрагментами конструкции, тем не менее они являются в ней «мостиками холода».

Известна конструкция здания в виде монолитных теплоизолирующих стеновых панелей, в которых заформован предварительно изготовленный и собранный каркас (см. патент RU №2157441, по кл. Е04В 2/86, заявл. 25.08.98 г., опубл. 10.10.2000 г.). В известной конструкции каркаса здания, содержащей установленные в проектное положение каркасообразующие элементы, наружную и внутреннюю оставляемые опалубки, соединенные друг с другом анкерными связями, и межпалубное пространство, заполненное твердеющим раствором, при этом оставляемую опалубку устанавливают при помощи фиксаторов на заданном расстоянии с обеих сторон каркасообразующих элементов здания, причем в качестве твердеющего раствора, заполняющего межпалубное пространство и пространство между палубами и каркасообразующими элементами, используют пенополистиролцементную или пенополистиролгипсовую, или пеногипсовую теплоизолирующую композицию. Анкерная связь может быть выполнена в виде деревянного двутавра, стенка которого может быть установлена вплотную к каркасообразующему элементу и соединена с ним крепежной деталью или приклеена к нему. Полки деревянного двутавра могут быть расположены на стыке соседних опалубок.

Недостатками известной конструкции являются ее низкие теплоизоляционные и несущие свойства, т.к. заформованный заранее, размещенный в середине стены каркас, не является устойчивой опорой здания, а выполненный из черного металла обладает значительной металлоемкостью, вследствие чего не только является «мостиком холода», но для сохранения тепла нуждается в значительном увеличении толщины бетонной прослойки, что приводит к увеличению веса здания, а следовательно, его стоимости.

Кроме того, в известной конструкции преобладает большое количество дополнительных элементов для крепления опалубки, что приводит к повышению трудоемкости при изготовлении каркаса здания.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является каркас здания, содержащий стойки из гнутых профилей, к которым прикреплены внешние и внутренние несъемные опалубки с образованием между опалубками и стойками пространства, заполненного твердеющим раствором, при этом стойки установлены в нижних направляющих элементах в виде П-образных профилей, закрепленных на фундаменте (FR 2345564, кл. Е04В 2/86, 1977 - 11 с.).

Задачей изобретения является значительное повышение теплоемкости здания при снижении его веса, трудоемкости и затрат на его изготовление.

Техническим результатом является создание оптимальной конструкции каркаса здания, обеспечивающего минимальные потери тепла при эксплуатации здания за счет применения эффективных утеплителей и его несущей способности в зависимости от применяемых профилей, расположенных в непосредственной близости от несъемных внешних и внутренних опалубок.

Поставленная задача решается тем, что в известном каркасе здания, содержащем стойки из гнутых профилей, к которым прикреплены внешние и внутренние несъемные опалубки с образованием между опалубками и стойками пространства, заполненного твердеющим раствором, при этом стойки установлены в нижних направляющих элементах в виде П-образных профилей, закрепленных на фундаменте, согласно изобретению, стойки попарно установлены в два ряда в шахматном порядке, при этом в пространстве между стойками каждой пары смонтирован вкладыш из утеплителя, нижние направляющие установлены на фундамент через гидроизоляционную пленку и прикреплены к нему анкерными болтами, а верхние части стоек скреплены направляющими, выполненными из того же профиля, что и нижние направляющие.

Кроме того, в качестве эффективных утеплителей могут использовать вкладыши расчетной толщины из ППУ (пенополиуретан), либо ПСБС (пенополистирол самозатухающий), с возможностью крепления стоек при помощи кронштейнов; стойки могут быть выполнены в виде С-образного профиля определенного сечения в зависимости от расчетной несущей способности каркаса здания, с возможностью крепления в направляющих П-образных профилей с помощью саморезов; в качестве твердеющего раствора могут быть применены пенобетоны или полистиролбетоны, а наружные стороны каркаса могут быть снабжены бобышками, с возможностью крепления последних к несъемным опалубкам для обеспечения необходимого зазора между опалубками и каркасом.

Проведенные исследования по источникам научно-технической и патентной информации показали, что предлагаемое изобретение неизвестно и не следует явным образом из изученного уровня техники, следовательно, соответствует критерию «новизна» и «изобретательский уровень».

Предлагаемый каркас здания может быть применен при жилищном, гражданском и промышленном строительстве и может быть изготовлен как на а отечественном, так и зарубежном оборудовании, следовательно, соответствует критерию «промышленная применимость».

Выполнение в каркасе каркасообразующих стоек С-образного преимущественно гнутого профиля из оцинкованной стали определенного сечения в зависимости от расчетной несущей способности каркаса здания, и попарно снабженных вкладышами из эффективных утеплителей в виде вкладышей расчетной толщины из ППУ либо ПСБС, установленных относительно наружной и внутренней опалубок в шахматном порядке, дает возможность обеспечения минимальных потерь тепла при эксплуатации здания за счет применения эффективных утеплителей и несущей способности здания в зависимости от применяемых профилей, расположенных в непосредственной близости от несъемных внешних и внутренних опалубок.

Кроме того, за счет облегченных С-образных стоек из гнутых профилей оцинкованной стали и применением эффективных утеплителей значительно сокращается толщина стен каркасного здания, что приводит к уменьшению веса здания, а следовательно, и затрат на его возведение.

Заполнение же пространства между опалубками и каркасообразующими стойками твердеющим раствором в виде облегченных пенобетонов или полистиролбетонов, хорошо удерживающих тепло, также облегчает вес здания и увеличивает теплотехнические характеристики каркаса здания.

Расположение стоек С-образного профиля в два ряда вдоль тыльных сторон внутренних и внешних опалубок в направляющих элементах, в виде П-образных профилей, горизонтально закрепленных на закрытом пленкой фундаменте и аналогично в направляющих в перекрытиях здания, обеспечивает жесткость конструкции и надежную несущую способность здания.

Снабжение наружных сторон каркаса бобышками, с возможностью крепления последних к несъемным опалубкам и обеспечения необходимого зазора между опалубками и каркасом обеспечивает необходимый защитный слой металлоконструкций при заполнении межопалубочного пространства бетоном.

Таким образом, совокупность существенных признаков изобретения позволяет достичь технического результата, а именно создания оптимальной конструкции каркаса здания, обеспечивающего минимальные потери тепла при эксплуатации здания за счет применения эффективных утеплителей и его несущей способности в зависимости от применяемых профилей, расположенных в непосредственной близости от несъемных внешних и внутренних опалубок.

Заявляемое изобретение подтверждается чертежами, где

- на фиг.1 изображен общий вид каркаса здания в аксонометрии;

- на фиг.2 - поперечный разрез каркаса здания, вид сверху.

Каркас здания содержит каркасообразующие элементы, выполненные в виде стоек 1 из гнутых С-образных облегченных профилей из оцинкованной стали определенного сечения, зависящего от расчетной несущей способности каркаса здания. При этом стойки 1 попарно снабжены прикрепленными к ним при помощи кронштейнов (на черт. не показаны) вкладышами 2 расчетной толщины из эффективных утеплителей (ППУ либо ПСБС), вертикально установленных в два ряда в шахматном порядке, в направляющих элементах, в виде П-образных профилей 3, горизонтально закрепленных с помощью саморезов на фундаменте и перекрытиях здания. Крепление несъемных опалубок 6 к наружным частям стоек каркаса осуществляется через бобышки 7, обеспечивая при этом необходимый зазор между опалубками и каркасом. В качестве твердеющего раствора применяют пенобетоны или полистиролбетоны.

Сборку каркаса осуществляют следующим образом.

Направляющие 3 в виде профилей П-образного сечения устанавливают на фундаменте горизонтально через гидроизоляционную пленку и крепят к нему распорными анкерными болтами, тем самым получая направляющие элементы для установки стоек 1, которые монтируют в направляющие элементы 3 вертикально при помощи самонарезающих винтов. Стойки 1 располагают в два ряда относительно тыльных сторон наружной и внутренней несъемных опалубок в шахматном порядке. В межстоечное пространство попарно монтируют вкладыши из эффективных утеплителей 2. Верхние части стоек скрепляют направляющими элементами, аналогичными нижним 3. Опалубки 6 крепят к наружным частям стоек 1 через бобышки 7, обеспечивающие необходимый зазор между опалубками 6 и стойками 1, для обеспечения необходимого защитного слоя металлоконструкций при последующем заполнении межопалубочного пространства.

Конструкция каркаса здания, по сравнению с прототипом, позволяет за счет снабжения ее облегченными каркасобразующими элементами и эффективными вкладышами, исключающими «мостики холода», значительно повысить теплоемкость здания, при ощутимом снижении веса и толщины стен, а следовательно, и снизить трудоемкость и затраты на его изготовление.

Изобретение относится к области строительства, в частности к каркасу здания. Технический результат заключается в повышении теплоемкости здания при снижении его веса, трудоемкости и затрат на его изготовление. Каркас здания содержит стойки из гнутых профилей, к которым прикреплены внешние и внутренние несъемные опалубки с образованием между опалубками и стойками пространства. Пространство заполнено твердеющим раствором. Стойки установлены в нижних направляющих элементах в виде П-образных профилей, закрепленных на фундаменте. Стойки попарно установлены в два ряда в шахматном порядке. В пространстве между стойками каждой пары смонтирован вкладыш из утеплителя. Нижние направляющие установлены на фундамент через гидроизоляционную пленку и прикреплены к нему анкерными болтами. Верхние части стоек скреплены направляющими, выполненными из того же профиля, что и нижние направляющие. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Каркас здания, содержащий стойки из гнутых профилей, к которым прикреплены внешние и внутренние несъемные опалубки с образованием между опалубками и стойками пространства, заполненного твердеющим раствором, при этом стойки установлены в нижних направляющих элементах в виде П-образных профилей, закрепленных на фундаменте, отличающийся тем, что стойки попарно установлены в два ряда в шахматном попрядке, при этом в пространстве между стойками каждой пары смонтирован вкладыш из утеплителя, нижние направляющие установлены на фундамент через гидроизоляционную пленку и прикреплены к нему анкерными болтами, а верхние части стоек скреплены направляющими, выполненными из того же профиля, что и нижние направляющие.2. Каркас здания по п.1, отличающийся тем, что в качестве утеплителя используются вкладыши из ППУ либо ПСБС с возможностью крепления к стойкам при помощи кронштейнов.3. Каркас здания по п.1, отличающийся тем, что стойки выполнены в виде С-образного профиля с возможностью крепления в направляющих с помощью саморезов.4. Каркас здания по п.1, отличающийся тем, что в качестве твердеющего раствора применяют пенобетоны или полистиролбетоны.5. Каркас здания по п.1, отличающийся тем, что наружные стороны каркаса снабжены бобышками с возможностью крепления последних к несъемным опалубкам и обеспечения необходимого зазора между опалубками и каркасом.