Комплект строительных профилей для сооружения каркасной конструкции здания или сооружения и каркасная конструкция здания или сооружения с использованием комплекта строительных профилей Российский патент 2018 года по МПК E04B2/56 E04C3/02 E04C3/30 

Комплект строительных профилей для сооружения каркасной конструкции здания или сооружения и каркасная конструкция здания или сооружения с использованием комплекта строительных профилей.

Изобретение относится к области строительства, и может быть использовано для возведения малоэтажных каркасных домов, в том числе со стенами в стационарных опалубках.

Известен принцип строительства домов, который основан на сборке каркаса из деревянного бруса, внешне и внутренне обшитого цементно-стружечными плитами (ЦСП), плоским шифером и др. Для утепления стен каркасного жилища применяют разные утеплители, минеральную вату, плиты пенополистирола.

Существенный недостаток домов из деревянного бруса - это время сборки, все деревянные стойки и балки обычно пилятся и подгоняются по размеру на месте строительства. Чтобы одновременно уменьшить время строительства и усилить такой дом, применяют металлический каркас.

Также сокращает время строительства технология монолитного возведения стен посредством несъемной, стационарной опалубки, однако повышение прочности бетонной стены, изготавливаемой с помощью конструктивно простой опалубки обеспечивается оснащением ее внутренней арматурой, которая должна устанавливаться в процессе строительства, это усложняет задачу и замедляет темп возведения стен. Для устранения этого недостатка в опалубку дополнительно вводят элементы жесткости, соединенные с опалубочными стенками в виде скрытого в стенах каркаса, т.е. применяются несъемные, стационарные опалубки, связанные с каркасом.

Известны простые каркасы: «Устройство для возведения стен зданий и сооружений», патент РФ на полезную модель №47935. 2005 г. Устройство включает в себя каркас в виде ячеистой пространственной решетчатой конструкции из рамок, соединенных перемычками с помощью неразъемных соединений, и прикрепленной к нему опалубки из съемных или несъемных обшивок, внутреннее пространство которой после монтажа каркаса и установки его в проектное положение заливают твердеющим раствором. Каркас выполнен из дерева или металла с размерами ячейки, превышающими 40×45×40 см. Внутри помещения на поверхности каркаса установлена несъемная чистовая обшивка, из листов гипсокартона, фанеры или ДСП.

Патент РФ №260935, опубликован 30.01.2017, МПК Е04С 1/00. «Каркасный блок для модульной конструкции здания и система таких блоков». Каркасный блок содержит систему основных металлических профилей, которые свариваются вместе встык, образуя наружный каркас в виде прямоугольной призмы, края которой ограничены основными металлическими профилями. Основные металлические профили предпочтительно представляют собой L-образные профили и/или U-образные профили.

Эти обе ячеистые конструкции просты, вариантные для планировки и не зависимы от размеров панелей обшивки, однако имеют много механических крепежных и сварных соединений, а также креплений, которые нужно производить в построечных условиях.

Известны более прочные конструкции:

Патент RU №2330920 опубликовано 10.08.2008, МПК Е04В 2/84, «Несъемная опалубка, способ ее сборки и возведения стены с использованием несъемной опалубки». Вертикальные стойки опалубки выполнены из П-образного, С-образного или Н-образного профиля, а базовый элемент, расположенный в основании вертикальных стоек, выполнен в виде П-образного профиля, в открытый паз которого устанавливают стойки. Причем все профили выполнены тонкостенными из металла или пластмассы. Вертикальные стойки из П-образного или С-образного профиля установлены попарно открытыми пазами в направлении формируемой стены, в которые установлены панели, а угловые стойки сопряжены между собой по боковым сторонам. Опалубка снабжена съемными технологическими элементами для взаимосвязи стенок опалубки между собой на время заполнения и отверждения раствора. Крепление всех стоек между собой и крепление стоек к базовому П-образному элементу осуществлено саморезами.

В этом техническом решении сокращается время возведения стены упрощением конструкции за счет установки панелей в паз П-образных стоек без скрепления.

Но присутствуют дополнительные приемы, например, в целях исключения утечки раствора между смежными стойками установлена дополнительная гидроизоляция в виде ленты. Опалубка снабжена съемными технологическими элементами. Приемы установки дополнительных технологических элементов требуют дополнительного времени.

Патент RU №2440472, Опубликовано: 20.01.2012, МПК Е04В 2/86, «Способ возведения монолитной строительной конструкции здания или сооружения "блисс хаус"», принятый за прототип. По предложенному способу сначала производят сборку металлического каркаса из легких стальных оцинкованных тонкостенных элементов швеллерообразной формы с минимальным поперечным сечением. Затем на каркасе монтируют наружные и внутренние щиты несъемной опалубки, после чего внутреннее пространство между щитами несъемной опалубки заливают гипсопенобетонным заполнителем.

В этом способе применяют для опалубки древесно-цементные плиты, которые могут искривлять свою форму под действием давления бетона, поэтому необходимо чаще устанавливать стойки каркаса, как в предыдущих ячеистых структурах, а это снижает эффективность экономии времени строительства.

Монтаж большого количество каркасных элементов с определенным шагом, в соответствии с размерами панели опалубки, упрочнит стену, но потребует увеличение времени возведения стен и металлоемкость.

Поэтому интересны конструкции стены здания, которые представляют собой комплексную технологию возведения стен и всего строения, посредством сочетания перечисленных способов строительства и конструкций, с учетом их основных преимуществ, все элементы которой могут быть собраны на каркасе, непосредственно на строительной площадке и в том числе с возможностью использованием быстрой монолитной технологии и в самые короткие сроки.

Из уровня техники известен конструкционный профиль для облегченных строительных панелей типа светопрозрачных, а также используемый при строительстве и сборке быстровозводимых сооружений, таких как веранды, беседки, павильоны разного типа, полезная модель RU №46283, опубликована 27.06.2005. МПК Е04В 1/02, взятая за прототип. Профиль имеет многофункциональное назначение. Его прочностные характеристики предполагают использование, как в строительстве, так и при изготовлении стендов для рекламы.

Это длинномерное полое тело из алюминия или алюминиевого сплава с взаимно перпендикулярными стенками, с выпукло округлыми углами образующими центральную полость квадратного сечения с округлыми углами, а на наружной поверхности стенок выполнены, закрытые или открытые полости с продольными пазами, С-образного в сечении. Профиль имеет пазы, совмещенные с полостями, поэтому в строительстве для возведения каркасных домов со стенами в стационарных опалубках пазы с такими полостями будут иметь низкий уровень фиксации, не обеспечат достаточную прочность в соединениях с другими элементами каркаса, а также с внутренними и наружными ограждающими панелями или погонажным материалом. Данная конструкция, являясь тонкостенной, не обладает высокой жесткостью, что ограничивает возможности использования профиля в качестве основного несущего опорного элемента каркаса здания.

Задача предлагаемого изобретения - создание системы базовых строительных элементов в виде металлического профиля и строительной конструкции малоэтажного здания или сооружения на его основе, позволяющих быстро возводить стены, используя, в том числе и технологию несъемной, стационарной опалубки.

Техническим результатом от ее решение является обеспечение прочности конструкции и быстрого возведения каркасных малоэтажных зданий, за счет упрощения проектирования и монтажа каркаса, стен и перекрытий здания из набора, комплектно поставляемых однотипных базовых строительных элементов с минимальным количеством скрепляемых соединений.

Технический результат достигается за счет того, что комплект строительных профилей для сооружения каркасной конструкции здания или сооружения, включающий строительные профили, в виде длинномерного полого тела, с квадратным поперечным сечением в плане, с продольными пазами, выполненными на наружных сторонах боковой поверхности, согласно изобретению, комплект строительных профилей включает в себя два типа профиля, первый - основной профиль, и второй - внутренний угловой профиль, у основного профиля только с каждой из трех сторон выполнено по два паза, один из которых имеет в сечении прямоугольник, ориентированный длинной стороной во внутрь профиля, с образованием выступа в полости профиля, а другой имеет Т-образное сечение, при этом внешний контуры двух противоположных сторон с пазами являются зеркальным отражением друг друга, а у внутреннего углового профиля на каждой стороне одной пары смежных сторон выполнены, на одинаковом расстоянии от вершины общего угла, два паза: первый паз - с прямоугольным сечением и далее второй паз с Т- образным сечением, на каждой стороне противоположной пары смежных сторон выполнено по одному пазу с Т- образным сечением, причем Т- образные пазы обоих профилей идентичны, а при установке основного и внутреннего углового профилей в проектное положение, их Т-образные и/или прямоугольные пазы располагаются соответственно напротив друг другу, для закладки в них элементов, входящих в состав строительной каркасной конструкции, через которые осуществляется связь между профилями. При этом строительные профили содержат минимум шесть продольных пазов, выполненных на наружной поверхности сторон;

габаритные размеры квадратного сечения в плане обоих строительных профилей могут составлять от 80 до 500 мм.

глубину паза с прямоугольным сечением выбирают в зависимости от толщины ограждающих панелей и обеспечения требуемой прочности их заделки;

для повышения степени фиксации ограждающих панелей в стенках паза с прямоугольным сечением выполнены V-образные выступы;

профили выполнены из алюминия, или пластика методом экструзии, а минимальная толщина стенки профилей составляет от 1,5 до 2 мм.

Технический результат достигается также за счет того, что каркасная конструкция здания или сооружения с использованием комплекта строительных профилей по п. 1 включающая металлический каркас, образованный из стоек и поперечных элементов, на котором смонтированы ограждающие панели, а образованное пространство между ними заполнено утеплителем и/или твердеющим раствором, при этом, согласно изобретению, стойки выполнены из элементов, входящих в комплект строительных профилей, по п. 1, которые установлены и соединены между собой с помощью уголков и саморезов, размещенных в Т-образных пазах стоек и/или направляющих из основного профиля, закрепленного на фундаменте саморезами, причем для образования стены, стойки из основного профиля установлены на некотором расстоянии друг от друга попарно и оппозитно, внешний угол стены образован тремя стойками основного профиля и одной стойкой внутреннего углового профиля, установленного на позицию внутреннего угла стены, при этом стойки зафиксированы между собой наклонными и горизонтальными монтажными элементами, снабженными вертикально ориентированными плоскими хвостовиками, установленными в Т-образных пазах профилей, верхние части стоек скреплены с помощью уголков с направляющими, выполненными из основного профиля, который является частью перекрытия, конструкция которого аналогична конструкции стены, ориентированной в горизонтальной плоскости, при этом контуры проемов образованы стойками, и горизонтальными направляющими необходимого размера, выполненными из основного профиля, скрепленными также с помощью уголков, размещенных в Т-образных пазах профилей и саморезов, при этом:

монтажные элементы могут быть выполнены из стержней или трубчатых деталей любой формы;

ширина прямоугольного паза обоих строительных профилей должна соответствовать толщине внутренних и наружных ограждающих панелей, формирующих облицовочную поверхность стен;

в качестве ограждающих панелей, использована вагонка из дерева, пластика, металла, панели ДСП, ЦСП, фанера или листы металла.

Выполнение Т-образных пазов идентичными у строительных профилей обоих типов, а контуров их сторон одинаковыми, обеспечивает и существенно упрощает процесс проектирования, и установки профилей по проекту. Монтажные элементы в виде стержней обеспечивают точное геометрическое положение профилей, отпадает необходимость в его дополнительном инструментальном уточнении. Для облегчения конструкции для монтажа используют трубчатые детали. Каркас строительной конструкции здания или сооружения из однотипных профилей и монтажных элементов при возведении бетонной монолитной стены в несъемных опалубках выполняет функцию рабочей арматуры, воспринимает растягивающие усилия, возникающие в бетонных конструкциях от собственной массы и внешних нагрузок. Габаритные размеры поперечного сечения профиля 80×80-500×500 мм выбирают для обеспечения необходимой прочности каркасного строения, верхний предел значений можно применить для повышенных требований по прочности. Размеры прямоугольных пазов полностью зависят от размеров, закладываемых в них ограждающих панелей или вагонки. V-образные выступы могут дополнительно усиливать фиксацию и уменьшать риск деформации в процессе эксплуатации.

Выполнение профиля из алюминия и его сплавов методом экструзии облегчает строительную конструкцию, сохраняя при этом прочность.

Пример реализации предлагаемого изобретения с фигурами поясняющих чертежей, на которых представлено:

Фиг. 1 - Поперечное сечение основного строительного профиля

Фиг.2 - Основной строительный профиль, общий вид, аксонометрия.

Фиг. 3 - Поперечное сечение углового строительного профиля.

Фиг. 4 - Угловой строительный профиль, общий вид, аксонометрия.

Фиг. 5 - Поперечное сечение фрагмента соединения четырех строительных профилей для формирования каркаса внешнего и внутреннего угла стены здания.

Фиг. 6 - Фрагмент каркаса строительной конструкция здания.

Фиг. 7 - Фрагмент соединения двух строительных профилей между собой с помощью уголка.

Фиг. 8 - Монтажный элемент.

Фиг. 9 - Фрагмент стены с наружной облицовочным ограждением из вагонки.

Комплект строительных профилей, содержит два типа профиля, первый - основной профиль 1, и второй - внутренний угловой профиль 2, у основного профиля только на каждой из трех сторон выполнено по два открытых паза, пазы выполнены сквозными по всей длине профиля, один из которых имеет в сечении прямоугольник 3, ориентированный длинной стороной во внутрь профиля с выступом, а другой имеет Т- образное сечение 4, при этом контуры противоположных сторон с пазами являются зеркальным отражением друг друга. Четвертая сторона 5, не содержит пазов.

У внутреннего углового профиля 2 на каждой стороне одной пары смежных сторон выполнены, на одинаковом расстоянии от вершины общего угла, два паза: первый паз - с прямоугольным сечением 6 и второй паз с Т- образным сечением 4, на каждой стороне противоположной пары смежных сторон выполнено по одному пазу с Т- образным сечением 4, причем Т- образные пазы 4 обоих профилей идентичны, а при установке основного 1 и внутреннего углового 2 профилей в проектное положение, Фиг. 5, их Т-образные 4 и/или прямоугольные пазы 3 располагаются соответственно строго напротив друг другу.

Металлический каркас строительной конструкции здания или сооружения Фиг. 6, содержит стойки из профилей 1 и 2, которые установлены и соединены с помощью уголков 7 и саморезов, Фиг. 7, размещенных в Т-образных пазах профилей 1 или 2 на направляющих из основного профиля 1, закрепленных на фундаменте саморезами. Для образования несущей внешней стены здания, попарно и оппозитно на расстоянии толщины стены, установлены стойки из основного профиля 1, Фиг. 6, Фиг. 9, внешний угол стены образован тремя стойками основного профиля 1 и одной стойкой внутреннего углового профиля 2, установленного на позиции внутреннего угла стены, расстояние между стойками зафиксировано поперечными монтажными элементами 8, Фиг 6, снабженными плоскими хвостовиками 9, заложенными в Т-образные пазы 4, часть монтажных элементов, установлена внутри каркаса горизонтально 10 и часть наклонно 11. Конструкция перекрытия аналогична конструкции стены. В горизонтальном положении она уложена на верхние части стоек 1 и 2, которые скреплены с помощью уголков с направляющими перекрытия из основного профиля 1, являющихся частью стены. Контуры проемов здания образованы стойками из основного профиля 1, скрепленными аналогично с помощью уголков, на чертеже не показано. В продольные пазы прямоугольного сечения 3 и 6 соответственно строительных профилей 1 и 2 вставлены внутренние и наружные ограждающие панели 12, и внутренние 13, пространство между ними заполнено твердеющим раствором для образования монолитной стены или утеплителем, на чертеже не показаны. В прямоугольных пазах 3 и 6 выполнены V-образные выступы 14 для улучшения фиксации ограждающих панелей.

Проектировать здание может сам застройщик на компьютере. По проекту изготавливают комплект строительных профилей под выбранный отделочный и облицовочный материал внутренних и наружных стен, комплект профилей для образования проемов дверей окон, перекрытий и крыши. Изготавливают комплект монтажных деталей. Опалубку фундамента также можно изготовить из предлагаемых строительных профилей и ограждающих панелей. Из профилей предварительно можно изготовить фрагменты стен в виде отдельных модулей, что существенно сократит непосредственно сроки возведения строения.

На строительной площадке вручную возводят на фундаменте каркас стен и перегородок по проекту из модулей или комплектов профилей требуемой длины и соединяются их между собой специальными уголками, которые предварительно свободно заходят в Т- образный паз. С их помощью устанавливают расстояние между профилями, задаются контуры стен и проемов. Фиксация уголков производится при помощи закрученных саморезов.

Предварительно изготовленные монтажные элементы с наваренными хвостовиками на обоих концах в виде пластин размером для свободного захода в Т-образный паз и закладывают во встречные Т- образные пазы между соседними стойками. Часть арматуры фиксирует толщину стены и длину расстояния между стойками для размещения ограждающих элементов определенной ширины, часть, в виде укосин, усиливает каркас при поперечных и продольных нагрузках, а все вместе обеспечивают точное геометрическое положение профилей. Монтажные элементы изготавливают преимущественно из трубчатых заготовок для облечения конструкции, сохраняя ее прочность.

После установки несущего каркаса первого этажа в пазы стоек устанавливают сразу выбранный наружный и внутренний отделочный материал, будущих стен строения. В результате получается герметичная форма для последующей заливки внутрь бетонно-содержащим смесями или утепляющими материалами и не требуется дополнительной отделки стен. По предлагаемому примеру реализации каркаса можно производить сборку оград и заборов, стены бассейнов и производственных помещений. Каркас из предложенного комплекта строительных профилей может быть использован как в монолитном способе постройки каменного жилья, так и в деревянном каркасно-щитовом.

Таким образом, пример реализации предлагаемого технического решения представляет собой несложную конструкцию, с минимальным количеством скрепляемых соединений, обеспечивает прочность за счет применения комплекта строительных профилей, технологичных в изготовлении. Это позволяет сократить трудозатраты и сроки проведения строительных работ по сравнению с известными. Элементы конструкции каркаса здания компактны и удобны для доставки транспортом в виде комплектов, позволяющих быстро возводить стены, используя, в том числе, ускоренную технологию несъемной, стационарной опалубки. Строительная конструкция здания или сооружения возводится на прочном металлическом каркасе, соответствующем строгой геометрии и поэтому не требует высокой классификации строителей. Здание и сооружение может проектироваться и возводится своими руками.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для возведения малоэтажных каркасных домов. Комплект строительных профилей для сооружения каркасной конструкции здания или сооружения и каркасная конструкция здания или сооружения с использованием комплекта строительных профилей. Изобретение направлено на быстрое возведение каркасных малоэтажных зданий за счет упрощения монтажа каркаса, стен и перекрытий здания из набора комплектно поставляемых типовых базовых строительных элементов с минимальным количеством скрепляемых соединений. Для этого каркас устанавливают вручную, используя комплект алюминиевых строительных профилей, включающий в себя два типа профилей, выполненных с продольными на внешних сторонах прямоугольными и Т-образными пазами, и монтажных элементов, которые закладывают в Т-образные пазы. В прямоугольные пазы закладывают ограждающие стеновые облицовочные панели или вагонку. Образованное пространство между ограждающими панелями заполняют утеплителем или твердеющим раствором. Перекрытие возводят, используя конструкцию каркаса стены, располагая ее горизонтально сверху на каркасе стен здания. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Комплект строительных профилей для сооружения каркасной конструкции здания или сооружения, включающий строительные профили в виде длинномерного полого тела с квадратным сечением в плане, с продольными пазами на наружной боковой поверхности, отличающийся тем, что комплект включает в себя два типа профиля, первый - основной профиль и второй - внутренний угловой профиль, у основного профиля только на каждой из трех сторон выполнено по два паза, один из которых имеет в сечении прямоугольник, ориентированный длинной стороной вовнутрь профиля с образованием выступа в полости профиля, а другой имеет Т-образное сечение, при этом контуры противоположных сторон с пазами являются зеркальным отражением друг друга, а у внутреннего углового профиля на каждой стороне одной пары смежных сторон выполнены на одинаковом расстоянии от общего угла два паза: первый паз с прямоугольным сечением и далее второй паз с Т-образным сечением, на каждой стороне противоположной пары смежных сторон выполнено по одному пазу с Т-образным сечением, причем Т-образные пазы обоих профилей идентичны, а при установке основного и внутреннего углового профилей в проектное положение их Т-образные и/или прямоугольные пазы расположены соответственно напротив друг другу для закладки в них элементов, входящих в состав строительной каркасной конструкции, через которые осуществляется связь между профилями.

2. Комплект строительных профилей по п. 1, отличающийся тем, что строительные профили содержат минимум шесть продольных пазов, выполненных на наружной поверхности сторон.

3. Комплект строительных профилей по п. 1, отличающийся тем, что габаритные размеры квадратного сечения в плане обоих строительных профилей могут составлять от 80 до 500 мм.

4. Комплект строительных профилей по п. 1, отличающийся тем, что глубину паза с прямоугольным сечением выбирают в зависимости от габаритов ограждающих панелей и обеспечения требуемой прочности их заделки.

5. Комплект строительных профилей по п. 1, отличающийся тем, что для повышения степени фиксации ограждающих панелей в стенках паза с прямоугольным сечением выполнены V-образные выступы.

6. Комплект строительных профилей по п. 1, отличающийся тем, что профили выполнены из алюминия или пластика методом экструзии.

7. Комплект строительных профилей по п. 1, отличающийся тем, что минимальная толщина стенки профилей составляет от 1,5 до 2 мм.

8. Каркасная конструкция здания или сооружения с использованием комплекта строительных профилей по п. 1, включающая металлический каркас, образованный из стоек и поперечных элементов, на котором смонтированы ограждающие панели, а образованное пространство между ними заполнено утеплителем и/или твердеющим раствором, характеризующаяся тем, что стойки выполнены из элементов, входящих в комплект строительных профилей по п. 1, которые установлены и соединены между собой с помощью уголков и саморезов, размещенных в Т-образных пазах стоек и/или направляющих из основного профиля, закрепленного на фундаменте саморезами, причем для образования стены стойки из основного профиля установлены на некотором расстоянии друг от друга попарно и оппозитно, внешний угол стены образован тремя стойками основного профиля и одной стойкой из внутреннего углового профиля, установленного на позицию внутреннего угла стены, при этом стойки зафиксированы между собой наклонными и горизонтальными монтажными элементами, снабженными вертикально ориентированными плоскими хвостовиками, установленными в Т-образных пазах профилей, верхние части стоек скреплены с помощью уголков с направляющими, выполненными из основного профиля, который является частью перекрытия, конструкция которого аналогична конструкции стены, ориентированной в горизонтальной плоскости, при этом контуры проемов образованы стойками и горизонтальными направляющими необходимого размера, выполненными из основного профиля, скрепленными также с помощью уголков, размещенных в Т-образных пазах профилей, и саморезов.

9. Каркасная конструкция здания или сооружения по п. 8, отличающаяся тем, что монтажные элементы могут быть выполнены из стержней или трубчатых деталей любой формы.

10. Каркасная конструкция здания или сооружения по п. 8, отличающаяся тем, что ширина прямоугольного паза обоих строительных профилей системы должна соответствовать толщине внутренних и наружных ограждающих панелей, формирующих облицовочную поверхность стен.

11. Каркасная конструкция здания или сооружения по п. 8, отличающаяся тем, что в качестве ограждающих панелей используют вагонку из дерева, пластика, металла, панели ДСП, ЦСП, фанеру или листы металла.