Узел соединения элементов металлокаркаса быстровозводимых зданий Российский патент 2023 года по МПК E04B1/58 

Изобретение относится к строительным конструкциям общего назначения, представляющим собой элементы, являющиеся разборными частями, выполненными в виде коробчатых блоков, и может быть использовано при строительстве быстровозводимых зданий на основе металлического каркаса и панельных ограждающих конструкций как жилого, так и коммерческого назначения, в том числе временных малых зданий для небольшого количества жильцов или жилых блоков на два и более этажа.

Из уровня техники известно соединение каркаса межэтажной панели с угловыми стойками (RU 81507U1, МПК E04B 1/343, опубл. 20.03.2009). Устройство содержит каркас панели из профилей с угловыми фитингами и стойками с косынками, отличающееся тем, что внутри фитингов закреплены две косынки с отверстиями, а на торцах угловых стоек с внутренней стороны закреплены планки с выступающими за профиль стоек частями, снабженными косынками с отверстиями.

Недостатком известного каркаса является его относительно низкая надежность, вследствие отсутствия в составе соединения вертикального ребра жесткости.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению и выбранным в качестве прототипа признан узел соединения элементов металлокаркаса быстровозводимых зданий (RU 2724575 C1, МПК E04B 1/58, опубл. 23.06.2020). По первому варианту конструкции узла он включает в себя опору угловую, состоящую из пластин опоры, уголка, болтовых соединений, при этом дополнительно введены элементы жесткости узла в виде углового вкладыша и опорного уголка, скрывающие болтовые соединения со всех сторон.

Недостатком известного технического решения является его низкая технологичность, связанная с тем, что угловые фундаментные, межэтажные и потолочные узлы соединения металлоконструкций имеют собственную конструкцию и не могут быть взаимно заменяемы.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является снижение материалоемкости конструкции при сохранении технологичности конструкции узла.

Указанная задача решена тем, что узел соединения элементов металлокаркаса быстровозводимых зданий (фитинг) содержит пустотелый корпус, выполненный с возможностью использования его в качестве угловых фитингов пола, угловых межэтажных фитингов и угловых потолочных фитингов силового каркаса быстровозводимого здания. Узел снабжен такелажными, монтажными, фундаментными отверстиями и крепежными элементами, состоит из верхней и нижней Г-образных полок, и боковых стенок, образованных внутренним W-образным профилем и внешним Г-образным уголком, с закрепленными на его концах крепежными перфорированными пластинами, при этом упомянутые детали соединены сваркой.

Положительным техническим результатом, обеспечиваемым раскрытыми выше признаками узла соединения элементов металлокаркаса быстровозводимых зданий, является снижение его материалоемкости за счет выполнения фитинга полым, что также обеспечивает уменьшение процесса теплопередачи и реализацию на основе упомянутого элемента термического сопротивления в конструкции дома. Узел обладает также высокой технологичностью, заключающейся в возможности быстрой сборки дома с его помощью, что достигается выполнением фитинга универсальным, содержащим необходимые такелажные и дополнительные монтажные отверстия и крепежные элементы, необходимые для сборки здания.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 и фиг. 2 представлены изометрические проекции узла, выполненного с возможностью использования его в качестве углового фитинга пола; на фиг. 3 и фиг. 4 представлены изометрические проекции узла, выполненного с возможностью использования его в качестве углового потолочного фитинга; на фиг. 5 приведен внешний вид узла, выполненного с возможностью использования его в качестве межэтажного фитинга; на фиг. 6 приведен внешний вид узла, выполненного с возможностью использования его в качестве углового фитинга пола в разнесенном виде в изометрической проекции; на фиг. 7 приведен внешний вид узла, выполненного с возможностью использования его в качестве потолочного углового фитинга в разнесенном виде в изометрической проекции; на фиг. 8 приведен внешний вид крышки в изометрической проекции; на фиг. 9 приведен внешний вид пластины в изометрической проекции; на фиг. 10 и фиг. 11 показаны два узла в сборе в изометрической проекции, соединенных друг с другом через монтажные отверстия во внешних боковых стенках деталей сборки; на фиг. 12 показаны два узла в сборе в изометрической проекции, соединенные друг с другом через монтажные отверстия во внешних боковых стенках деталей сборки.

Узел соединения элементов металлокаркаса быстровозводимых зданий устроен следующим образом.

Узел содержит пустотелый корпус, выполненный в виде сварных деталей, состоящих из верхней и нижней Г-образных полок 1, 2, представляющих собой пластины, и боковых стенок, образованных внутренним W-образным профилем 3 и внешним Г-образным уголком 4, с закрепленными на его концах крепежными перфорированными пластинами 5, при этом углы сгибов элементов W-образного профиля 3 и Г-образного уголка 4 составляют 90° относительно друг друга.

На верхней Г-образной полке 1 выполнено три отверстия, первое из которых находится в углу полки, а второе и третье на ее концах, при этом в отверстиях закреплены три крепежных элемента 6, 7, 8, представляющих собой болты, расположенные перпендикулярно плоскости полки 1 стержнями вверх, с головками болтов расположенными ниже поверхности верхней Г-образной полки во внутренней полости корпуса фитинга.

В корпусе узла, выполненного с возможностью использования его в качестве межэтажных фитингов, на нижней Г-образной полке 2 выполнено три отверстия, первое из которых находится в углу пластины, а второе и третье на ее концах, при этом в отверстиях закреплены три крепежных элемента 6, 7, 8, представляющих собой болты, расположенные перпендикулярно плоскости пластины стержнями вниз, с головками болтов расположенными выше поверхности нижней Г-образной полки во внутренней полости корпуса.

В корпусе узла, выполненного с возможностью использования его в качестве угловых фитингов пола и угловых потолочных фитингов, нижняя Г-образная полка 2 выполнена шире верхней полки 1, с выполненным в ней фундаментным отверстием с гайкой 9, закрепленной на внутренней поверхности полки 2 с помощью сварки соосно отверстию.

С внешней стороны Г-образного уголка 4 в центральной части его боковых стенок выполнены такелажные 10 и монтажные 11 отверстия. На каждой из крепежных перфорированных пластин 5 выполнены такелажное 12 и монтажное 13 отверстия, положение которых совпадает с положениями соответствующих им отверстий 10 и 11 боковых стенок Г-образного уголка 4, а на внешней стороне пластин 5, выступающей за границы Г-образного уголка 4, выполнены стеновые отверстия 14.

На внешней поверхности нижней Г-образной полки 2 узла, выполненного с возможностью использования его в качестве угловых потолочных фитингов, закреплена опора 16, каждая из которых состоит из крышки 16 и пластины 17, приваренной к нижней Г-образной полке 2. Крышка 16 имеет форму треугольной трапеции, на внешней поверхности которой выполнено отверстие 18, соосное фундаментному отверстию с гайкой 9, при этом крышка закреплена на треугольной пластине 17 с монтажными отверстиями 19 с помощью соединения шип-паз 20, 21, а края пластины 17, образованные катетами треугольника, выступают за границы крышки 16. Конец пластины 17 противоположный ее краям, образованным катетами треугольника, выполнен в виде Г-образной скобы 22. Соединение крышки 16 и пластины 17 усилено уголками 23, одной плоскостью приваренных к пластине, а второй - закрепленных в отверстиях на боковых поверхностях крышки 16 с помощью болтовых соединений 24.

Узел соединения элементов металлокаркаса быстровозводимых зданий может быть выполнен металлическими намагниченными или изготовлены из цветного металла.

Дополнительно при сборке узла в полости, образованной верхней 1 и нижней полками 2, а также внутренним ребром, выполненным в виде W-образного профиля 3, и внешним Г-образным уголком 4, может быть установлен телеметрический блок, выполненный на основе микроконтроллера, снабженный модулем беспроводной связи, например GSM-модемом, и измерительными входами, являющимися линиями многоканального аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера, к которым подключены датчик температуры, датчик влажности и тензометрический датчик. В этом случае здание, содержащее в основе силового каркаса такие узлы, может использоваться для удаленного мониторинга состояния фитингов и исследования влияния климатических условий на износостойкость конструкций сооружения.

Узел соединения элементов металлокаркаса быстровозводимых зданий используют следующим образом.

Узел, выполненный с возможностью использования его в качестве угловые фитингов пола, межэтажных фитингов и потолочных угловых фитингов, может использоваться в конструкции здания в качестве основного универсального элемента перекрытий, к которому крепятся остальные элементы здания, путем зеркального размещения фитингов относительно друг друга в горизонтальной или вертикальной плоскостях и их дальнейшей сборки в единый узел с помощью болтового соединения 25, устанавливаемого в монтажные отверстия 11.

На фиг. 10 и 11 приведен пример сборочной единицы двух соседних помещений одного этажа здания, состоящей из первого и второго фитингов пола, расположенных симметрично и зеркально относительно вертикальной плоскости, соединенных с помощью болтового соединения 25. На фиг. 12 приведен пример аналогичной сборочной единицы двух соседних помещений одного этажа здания, состоящей из первого и второго угловых потолочных фитингов.

Сборку быстровозводимого здания осуществляют следующим образом.

Сборка отельных модулей здания целиком может осуществляться как на промышленной площадке сборочного цеха, так и непосредственно на заранее подготовленной строительной площадке.

Рассмотренные выше фитинги используются при сборке здания аналогично элементам конструктора, при этом для перемещения отдельных сборочных модулей по стройплощадке, используются такелажные отверстия 10.

Первоначально собирают каркас первого этажа, монтируя на нижних угловых фитингах пол, состоящий из листового профиля, представляющего собой сложно гнутую сварную конструкцию без болтовых соединений. При этом пол монтируют на фитингах с помощью стеновых отверстий 14, а Г-образные полки 2 фитингов закрепляют в предварительно подготовленном фундаменте здания с помощью фундаментного отверстия с гайкой 9. Затем с помощью крепежных элементов 6, 7, 8 на фитингах закрепляют вертикальные стойки.

В случае если строится одноэтажное здание, то на верхнем торце стоек (на фигурах условно не показаны) с помощью крепежных элементов 6, 7, 8 закрепляют угловые потолочные фитинги опорами 15 вверх, которые используют в дальнейшем для монтажа крыши здания. В случае если строится здание, состоящее из двух и более этажей, на промежуточных этажах используют межэтажные фитинги. На угловых потолочных фитингах или межэтажных фитингах с помощью стеновых отверстий 14 монтируют потолок, состоящий из листового профиля, представляющего собой сложно гнутую сварную конструкцию без болтовых соединений.

После выполнения рассмотренных выше технологических сборочных операций сборка первого этажа здания завершена.

Каркас одного из этажей с восемью смонтированными на нем фитингами представляет собой одномодульное одноэтажное здание. В случае если один этаж требуется выполнить из нескольких модулей, которые могут представлять собой изолированные помещения, то фитинги пола и угловые потолочные фитинги соединяют парами в виде сборочных единиц способом, раскрытым выше (фиг. 10, 11, 12).

Стены здания собирают путем установки на боковых поверхностях каркаса трехслойных сэндвич панелей с теплоизолирующим материалом, в качестве которого может применяться, например, базальтовое волокно.

Таким образом, рассмотренный в настоящей заявке узел соединения элементов металлокаркаса быстровозводимых зданий, является универсальной модульной соединительной конструкцией, обеспечивающей быстрое возведение зданий, с возможностью масштабируемости их площади и этажности. Быстровозводимое здание может найти широкое применение, например, на промышленных площадках нефтегазоконденсатных месторождений, для обустройства удобного жилья и производственных мастерских.

Изобретение относится к области строительства, а именно к узлу соединения металлокакркаса зданий. Технический результат изобретения заключается в снижении материалоемкости конструкции узла. Узел соединения элементов металлокаркаса быстровозводимых зданий содержит пустотелый корпус, выполненный с возможностью использования его в качестве угловых фитингов пола, угловых межэтажных фитингов и угловых потолочных фитингов силового каркаса быстровозводимого здания. Узел снабжен такелажными, монтажными, фундаментными отверстиями и крепежными элементами, состоит из верхней и нижней Г-образных полок и боковых стенок, образованных внутренним W-образным профилем и внешним Г-образным уголком с закрепленными на его концах крепежными перфорированными пластинами. 7 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Узел соединения элементов металлокаркаса быстровозводимых зданий, содержащий пустотелый корпус, выполненный с возможностью использования его в качестве угловых фитингов пола, угловых межэтажных фитингов и угловых потолочных фитингов силового каркаса быстровозводимого здания, отличающийся тем, что узел снабжен такелажными, монтажными, фундаментными отверстиями и крепежными элементами, состоит из верхней и нижней Г-образных полок и боковых стенок, образованных внутренним W-образным профилем и внешним Г-образным уголком с закрепленными на его концах крепежными перфорированными пластинами.

2. Узел по п.1, отличающийся тем, что углы сгибов элементов внутреннего W-образного профиля и внешнего Г-образного уголка составляют 90° относительно друг друга.

3. Узел по п.1, отличающийся тем, что на верхней Г-образной полке выполнено три отверстия, первое из которых находится в углу пластины, а второе и третье на ее концах, при этом в отверстиях закреплены три крепежных элемента, представляющих собой болты, расположенные перпендикулярно плоскости полки стержнями вверх, с головками болтов, расположенными ниже поверхности верхней Г-образной полки во внутренней полости корпуса.

4. Узел по п.1, отличающийся тем, что в корпусе узла, выполненного с возможностью использования его в качестве межэтажных фитингов, на нижней Г-образной полке выполнено три отверстия, первое из которых находится в углу пластины, а второе и третье на ее концах, при этом в отверстиях закреплены три крепежных элемента, представляющих собой болты, расположенные перпендикулярно плоскости полки стержнями вниз, с головками болтов, расположенными выше поверхности нижней Г-образной полки во внутренней полости корпуса.

5. Узел по п.1, отличающийся тем, что в корпусе узла, выполненного с возможностью использования его в качестве угловых фитингов пола и угловых потолочных фитингов, нижняя Г-образная полка выполнена шире верхней Г-образной полки с выполненным в ней фундаментным отверстием с гайкой, закрепленной на внутренней поверхности пластины соосно отверстию.

6. Узел по п.5, отличающийся тем, что в корпусе узла, выполненного с возможностью использования его в качестве угловых потолочных фитингов на внешней поверхности нижней Г-образной полки, закреплена опора, состоящая из крышки и треугольной пластины с монтажными отверстиями; крышка имеет форму треугольной трапеции, на внешней поверхности которой выполнено отверстие, соосное фундаментному отверстию с гайкой, при этом крышка закреплена на треугольной пластине с помощью соединения шип-паз, а края пластины, образованные катетами треугольника, выступают за границы крышки; конец пластины, противоположный ее краям, образованным катетами треугольника, выполнен в виде Г-образной скобы.

7. Узел по п.6, отличающийся тем, что соединение крышки и пластины усилено уголками, одной плоскостью приваренными к пластине, а второй – закрепленными на боковых поверхностях крышки с помощью болтовых соединений.

8. Узел по п.1, отличающийся тем, что его корпус выполнен металлическим намагниченным.