КОНСТРУКТИВНЫЙ ОПАЛУБОЧНЫЙ БЛОК РЯДОВОЙ Российский патент 2010 года по МПК E04B2/86 

Уровень техники

Изобретение относится к области строительства утепленных и холодных стен мало- и многоэтажных зданий и сооружений, встроенных железобетонных каркасов, а также фундаментов, колонн, балок, подпорных стенок в монолитном железобетонном исполнении с применением конструктивных опалубочных блоков.

Характеристика аналогов

Известен пустотелый блок сборно-монолитных сооружений SU (II) 1346742, A J (51) 4 Е04С 1/08, 1/10, опубл. 23.10.87 г., включающий продольные и поперечные стенки, ограничивающие внутреннюю полость и имеющие фиксирующие выступы на наружных гранях поперечных стенок, он снабжен днищем. Суммарная площадь отверстий в днище составляет 30-80% от площади днища. Поперечные стенки сверху имеют по одной прорези для пропуска горизонтальной арматуры. Для пропуска вертикальных стержней армирования по углам днища предусмотрены четыре отверстия. Полости блоков заполняются бетоном или вспененной теплоизолирующей смесью.

К недостаткам этого блока можно отнести:

- сложность изготовления блоков;

- бетонный блок не имеет армирования с выходом стержней в пустоты;

- поперечные стенки и днище препятствуют установке блоков с соблюдением условия смещения верхнего ряда на половину блока, когда их установка осуществляется между стержнями вертикального армирования стен, нижняя часть которых заведена в фундамент, а верхняя предназначена для заделки в сейсмопояс на уровне перекрытия вышерасположенного этажа;

- наличие днища, при одновременном бетонировании нескольких рядов, не позволяет производить качественное уплотнение бетона;

- поперечные перегородки блока разделяют бетонные стены на множество изолированных участков, снижая их монолитность;

- блок в стенах можно применять только как рядовой;

- размеры блока не подчинены размерам кирпичной кладки;

- лицевая сторона блока не имеет отделки.

Известна несъемная опалубка SU 1559074, 5 Е04С 9/10, опубл. 23.04.90 г., где противостоящие щиты несъемной опалубки соединятся в выемках по верхним граням щитов и закрепляются в них с помощью съемных фиксаторов, выступающих над щитами на половину своей высоты.

К недостаткам несъемной опалубки можно отнести:

- установка опалубки в проектное положение сводится к ручной сборке щитов при помощи тяг. Это повышает непроизводительные затраты на монтажных работах;

- материал для изготовления несъемной опалубки со свойствами гвоздимости выгоднее применять только для изготовления съемной, многократно используемой опалубки, т.к. после схватывания бетона она не может работать в составе проектной конструкции;

- лицевая сторона опалубки не офактурена;

- размеры блоков не подчинены размерам кирпичной кладки.

Известен стеновой опалубочный элемент SU 1733593 А1, 5 Е04С 1/18, опубл. 15.05.92, бюл.18. Опалубочный элемент состоит из двух параллельных стенок, смещенных вдоль продольной оси и соединенных перегородкой под углом 120°÷140° к стенкам с образованием -образного элемента.

К недостаткам стенового опалубочного элемента можно отнести:

- опалубочный элемент из мелкозернистого бетона не имеет армирования с выходом стержней в пустоты;

- расположение перегородки под углом 120°÷140°, по сравнению с углом 90°, увеличивает ее длину, ведет к перерасходу материалов;

- соединительные перегородки разрезают бетонные стены на множество изолированных участков, снижая монолитность стены;

- лицевая поверхность опалубочного элемента не офактурена;

- размеры элемента не подчинены размерам кирпичной кладки.

Известна несъемная опалубка SU 1629435 A1, 5 E04C 9/10, опубл. 23.02.91 г., предназначенная для производства опалубочных работ. Опалубка состоит из несъемных плит, соединенных стяжками из трубок. Плиты изготавливаются из монолитного железобетона раздельно. Концы дистанционных трубок выполнены в виде тяг и защемлены между конической поверхностью закладной детали и запорным конусом методом обжатия силой Р. Полости между плитами заполняются утеплителем.

К недостаткам несъемной опалубки можно отнести:

- узлы соединения плит излишне металлоемкие;

- двусторонние цанги, из-за разделки торцов, уменьшают площадь поперечного сечения соединительных трубок примерно в два раза;

- полые металлические соединительные трубки и их крепежные элементы являются проводниками холода, которые значительно снижают теплотехнические свойства стен, мешают установке арматурных изделий;

- выгоднее цанговые соединения заменить на электросварные;

- данная несъемная опалубка по месту расположения в стенах выполняет роль только рядового блока;

- опалубка не подчинена размерам кирпичной кладки;

- лицевая поверхность не офактурена.

Характеристика и критика прототипа. Известен прототип - стеновой опалубочный блок, SU 1625967 A1, 5 Е04В 2/18, опубл. 07.02.91 г., бюл.15. Опалубочный блок по назначению можно отнести к прототипу. Он состоит из трех тонкостенных продольных стенок: наружной, внутренней, тыльной, связанных между собой посредством пяти поперечных бетонных стенок, которые имеют выступы 15÷20 мм. Между стенками образованы секции для засыпки теплоизоляционным материалом и секции для заливки бетоном.

К недостаткам опалубочного блока-прототипа можно отнести:

- блок из мелкозернистого бетона является сложным по изготовлению;

- блок из мелкозернистого бетона не имеет армирования. Цельность блока на стадии изготовления хранения, транспортировки и заполнения пустот бетоном обеспечивается за счет прочности бетона на растяжение, а этого недостаточно;

- перегородки препятствуют установке блока (со смещением верхнего ряда на половину блока) при наличии вертикальных стержней армирования стен, нижние концы которых заведены в монолитный фундамент, а верхние предназначены для заделки в сейсмопояс выше расположенного этажа;

- поперечные перегородки блока разрезают бетонные стены на множество изолированных участков, снижая их монолитность;

- не решен вопрос утепления стен в зоне монолитных железобетонных стоек;

- устройство внутренней продольной стенки можно исключить, если вначале выполнить бетонную часть стены, применяя инвентарную опалубку, оставшееся пространство заполнить сыпучим теплоизоляционным материалом;

- размеры блока не подчинены размерам кирпичной кладки;

- лицевая поверхность опалубочного элемента не офактурена.

Цели, достигаемые изобретением.

Удешевление строительства, сокращение материальных и трудовых затрат на опалубочные работы, упрощение строительства, повышение монолитности, сейсмостойкости тепло-звукоизолирующих свойств стен зданий, улучшение качества работ.

Раскрытие изобретения

К сущности изобретения относится следующее.

1. Продольные стенки и поперечные соединительные перегородки армируются общим пространственным арматурным каркасом, крайние торцевые перегородки блока не бетонированы, средняя имеет проем. Торцевая арматура блоков пересекает образовавшиеся пустоты в стенах. После армирования стен, укладки бетона, его схватывания, блок теряет роль опалубки и обретает функции несущего элемента, рабочая арматура которого учитывается при расчете армирования проектной конструкции, в состав которой блок входит. Также учитывается сопротивление бетона блока силам сжатия и среза. Так как материальные и трудовые затраты связаны с устройством конструкций, предусмотренных проектом, данный метод опалубочных работ является беззатратным.

У неармированного опалубочного элемента (прототипа) прочность на стадии изготовления, транспортировки, хранения, монтажа обеспечивается только сопротивлением бетона срезу, растяжению, сжатию, что является недостаточным. Опалубочный элемент (прототип) может быть использован только как опалубка, без обретения функций несущего элемента.

2. С целью повышения сейсмостойкости зданий и сооружений, конструкцией блока предусмотрена возможность монтажа между ранее установленными стержнями вертикального армирования стен, нижние концы которых забетонированы в фундаменте, верхние предназначены для заделки в сейсмопояс перекрытия вышерасположенного этажа с соблюдением смещения верхнего ряда на половину блока, без внедрения новых типоблоков. Применяя опалубочный элемент (прототип) с пятью поперечными перегородками такая задача не выполнима.

3. С целью утепления стен, к внутренней стороне наружной продольной стенки блока крепятся полистирольные плиты толщиной (по теплотехническому расчету). Остальной объем пустот, после армирования, заливается бетоном. При таком решении исключается необходимость устройства средней продольной стенки, предусмотренной прототипом.

4. Горизонтально и вертикально расположенные пустоты, получаемые в результате кладки стен, могут использоваться для размещения в них расчетного монолитно-железобетонного сейсмостойкого каркаса. Остальная часть пустот заполняется теплозвукоизоляционным материалом. При применении опалубочного элемента (прототипа) такая задача не выполнима.

5. С целью внедрения на строительстве комплексных конструкций и расширения архитектурных возможностей, размер блока подчинен размерам кирпичной кладки. Опалубочный элемент (прототип) не может применяться совместно с кирпичной кладкой, т.к. его размерами это не предусмотрено.

6. Армирование продольных стенок и соединительных перегородок позволяет уменьшить их толщину, снизить расход бетона, сократить массу стен, повысить их сейсмостойкость. Прочность неармированного опалубочного элемента обеспечивается за счет увеличения его массы. Пункты 2-6 обуславливают соответствие заявленных решений критерию «новизна», пункты 1 - «существенные отличия».

Осуществление изобретения

На фиг.1 показан конструктивный опалубочный блок - рядовой. Блок содержит параллельные наружную (лицевую) 1 и тыльную 2 продольные стенки, соединенные перегородками 3. Стенки и перегородки армированы общим пространственным каркасом 4. Крайние перегородки не бетонированы. Лицевая поверхность наружной продольной стенки имеет отделку 5, с устройством по периметру прямоугольных скосов кромок. Для пропуска и фиксации стержней монолитных элементов ⊥ расположения, предусмотрены отверстиями 6.

В средней перегородке имеется проем 7. Блок оснащен монтажными петлями 8, которые после установки блока соединяются в поперечном направлении электросваркой. Для устранения препятствий установке блока между элементами вертикального армирования стен, по центру несущего слоя, намечена точка перекусывания и отгибания арматуры 9. На противоположном торце продольным стенкам, в момент установки, придается усилие распора.

Сооружение сейсмостойких монолитных железобетонных стен сооружений с одновременным устройством несущего и утепляющего слоев производится по схеме фиг.2. Стена делится на захватки. После установки блоков на первой захватке в горизонтальные каналы, образованные при кладке блоков, заводятся элементы и плоские арматурные изделия: 14 - для стен, 15 - для сейсмопояса в необходимом количестве для первой и второй захваток.

После установки блоков на второй захватке нужное количество арматурных изделий из первой захватки перемещается во вторую. Используя стержни 16 производится укрупнительная сборка, фиг.2, 4. Монтаж блоков осуществляется следующим способом: на каждый нижний ряд, впритык, насухо, со смещением на половину блока укладывается верхний ряд, направление укладки меняется по каждому ряду.

Блоки устанавливаются так, чтобы ранее заделанные в фундамент 12 элементы вертикального армирования стен 10 расположились по продольной оси несущего слоя на расстоянии 0.25L блока согласно фиг.2-5.

Установку блоков начинают, например, слева - направо. Левый торец блока надвигается на элемент 10. Арматура каркаса 4 перекусывается, с соблюдением жесткости блока, в точке 9. Концы отгибаются так, чтобы стало возможным установить блок в проектное положение. В местах контакта стержней горизонтального армирования стен 14 с элементом вертикального армирования стен 10 крепление пересечений осуществляется вязальной проволокой, фиг.5. После установки блока концы загнутых стержней 4 возвращаются к точке 9. Впоследствии стык заливается бетоном.

По аналогии производится устройство сейсмопояса 13. Одновременно устанавливаются арматурные изделия 15 для балок 17 под перекрытие 18. Торцы арматурных изделий заводятся в отверстия 6 блока. Впоследствии стык заливается бетоном.

Далее производится устройство утепляющего слоя методом установки и крепления к внутренней поверхности наружной (лицевой) продольной стенки 1 плит из полистирола 19 по фиг.4. Остальное пространство используется под устройство несущего слоя и заливается бетоном 20.

Устройство утепления стен монолитной утепляющей смесью производится следующим способом. Вначале у тыльных стенок, применяя инвентарную опалубку, выполняется монолитный железобетонный несущий слой. После схватывания бетона и снятия опалубки пространство до лицевых продольных стенок заполняется монолитной утепляющей смесью.

Стыки блоков с наружной стороны затираются водонепроницаемой мастикой.

Таблица сравнения КОБ с существующим прототипом - стеновым опалубочным блоком SU 1625967.

Содержание элементов Количество элементов, шт. Объект изобретения Прототип Экономия элементов - продольные стенки 2 3 1 - поперечные перегородки 1 5 4

Экономия по содержанию элементов в объекте изобретения КОБ при сравнении с прототипом составляет 5 элементов. Этим достигается сокращение материальных и трудовых затрат при строительстве с применением КОБ.

Содержание чертежей

Фиг.1 - Рядовой КОБ.

Фиг.2 - Схема установки блоков.

Фиг.3 - Вид плана А-А на фиг.2.

Фиг.4 - Разрез Б-Б на фиг.3.

Фиг.5 - Разрез В-В по рядовому КОБ (фиг.1).

Пояснения по элементам

1 - Наружная лицевая продольная стенка

2 - Тыльная продольная стенка

3 - Поперечная соединительная стенка

4 - Пространственный арматурный каркас

5 - Отделка

6 - Отверстия в тыльной стенке

7 - Проем

8 - Монтажная петля

9 - Точка перекусывания арматуры

10 - Вертикальный элемент армирования стен

11 - Вертикальный пространственный арматурный каркас

12 - Фундамент

13 - Сейсмопояс

14 - Горизонтальный элемент армирования стен

15 - Плоское арматурное изделие

16 - Соединительный стержень

17 - Монолитная железобетонная балка ⊥ расположения

18 - Перекрытие

19 - Плитный полистирол или бетон, полистирольная утепляющая смесь

20 - Монолитный бетон несущего слоя

Изобретение относится к области строительства утепленных и холодных стен малоэтажных и многоэтажных зданий и сооружений, а также ленточных фундаментов, колонн, балок, подпорных стенок, обрамлений оконных проемов, встроенных в пустоты расчетных, сейсмостойких железобетонных каркасов зданий в монолитном исполнении с применением конструктивных опалубочных блоков. Целью достижения изобретения является сокращение материальных и трудовых затрат на опалубочных работах, повышение монолитности, сейсмостойкости, тепло-звукоизолирующих свойств стен зданий и сооружений, улучшение качества работ. Технический результат: значительное снижение трудовых и материальных затрат, повышение прочности и сейсмостойкости стен из указанных блоков. Конструктивный опалубочный блок рядовой из мелкозернистого бетона содержит параллельные наружную лицевую и тыльную продольные стенки, соединенные тремя перегородками. Продольные стенки и соединительные перегородки армированы общим пространственным арматурным каркасом, при этом крайние торцевые перегородки не бетонированы, а в средней имеется проем. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Конструктивный опалубочный блок рядовой из мелкозернистого бетона, содержащий параллельные наружную лицевую и тыльную продольные стенки, соединенные тремя перегородками, отличающийся тем, что продольные стенки и соединительные перегородки армированы общим пространственным арматурным каркасом, при этом крайние торцевые перегородки не бетонированы, а в средней имеется проем.

2. Блок по п.1, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью образования при кладке стен пустотных вертикальных и горизонтальных каналов для расположения утеплителя, арматурных изделий, заливки бетоном.

3. Блок по п.1, отличающийся тем, что арматурные стержни пространственного каркаса выходят в пустоты блока.

4. Блок по п.1, отличающийся тем, что он является несущим элементом стен.

5. Блок по п.1, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью образования при кладке стен пустотных вертикальных и горизонтальных каналов для устройства в них сейсмостойкого каркаса здания.

6. Блок по п.1, отличающийся тем, что в тыльной продольной стенке выполнены отверстия для пропуска арматуры.

7. Блок по п.1, отличающийся тем, что его ширина и высота равны.

8. Блок по п.1, отличающийся тем, что лицевая сторона наружной продольной стенки имеет отделанную поверхность.