СТРОИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2024 года по МПК E04C3/07 E04C2/38 E04B1/24 

Группа изобретений относится к области строительства, в частности к конструкциям металлических термопрофилей, используемых в качестве несущих элементов различных каркасов стеновых панелей быстровозводимых зданий, а также при оперативном и капитальном ремонте разрушенных стеновых элементов жилых зданий и иных сооружений, где необходимо контролировать отвод тепла изнутри помещения наружу т.е. исключить или ослабить влияние «мостиков холода».

Известен термопрофиль, предназначенный для использования в качестве рамных опор окон и дверей в проемах бетонных элементов [Описание полезной модели к патенту РФ №17557 от 08.08.2000, МПК Е06В 1/14, опубл. 10.04.2001, Бюл. №10]. Термопрофиль состоит из стального листа, изогнутого до получения конструкции U-образного поперечного сечения, причем его рамная часть снабжена термическими отверстиями, а кромки полок U-образной конструкции отогнуты наружу в качестве крепежных (анкерных) выступов - сплошных или гребенчатых.

Данные термопрофили не используются в качестве самостоятельных строительных элементов. Они заранее устанавливаются в проемы бетонных элементов в процессе их формовки, т.е. замуровываются в бетон, и выступают в качестве базовых поверхностей для надежного крепления к ним коробок будущих окон и дверей.

Известен облегченный С-образный термопрофиль сетчатый рельефный, состоящий из достаточно широкой стенки, двух полок и отгибов, направленных внутрь профиля, со сквозными прорезями в стенке, расположенными в шахматном порядке, а на оси симметрии стенки расположено продольное ребро жесткости, направленное внутрь профиля и прорези расположенные симметрично в четыре ряда по обе стороны от ребра, образующие после поперечной вытяжки стенки сетчатую конструкцию, в которой на двух внутренних рядах ячейки имеют форму вытянутого шестиугольника, а в двух крайних рядах ячейки имеют форму равнобедренной трапеции, равной половине шестиугольника и по обе стороны от сетчатой конструкции нанесен рельеф, переходящий на боковые полки и отгибы [Описание полезной модели к патенту РФ №59661 от 25.04.2006, МПК Е04С 3/07, опубл. 27.12.2006, Бюл. №36].

Недостатком настоящих термопрофилей является их низкая конструктивная прочность за счет вытяжки двух продольных рядов перфорированных элементов стенки, что ограничивает область их применения в качестве несущих элементов нагруженных строительных конструкций, например, каркасов стеновых панелей, где требуется стабильность формы профиля по всей его длине и пространственная жесткость, что не обеспечивают условно плоские - из-за широкой стенки и низких полок, -поперечные сечения профилей неспособные противостоять изгибающим нагрузкам. Кроме этого, затруднительно обеспечить надежное соединение между собой различных конструкций из этих термопрофилей, особенно при скреплении их по длине.

Известен строительный элемент в виде С-образного профиля с перфорированной стенкой, имеющей гофры и полки, при этом перфорация стенки выполнена в виде сквозных просечек с отгибами, расположенными между гофрами стенки, а полки выполнены с разной шириной на величину не менее толщины листа профиля с возможностью образования строительной конструкции замкнутого сечения типа опор или стоек [Описание полезной модели к патенту РФ №45751 от 07.12.2004, МПК Е04С 3/07, опубл. 27.05.2005, Бюл. №15]. В результате обеспечивается повышенная несущая способность и жесткость строительного элемента.

Заявленные свойства строительного элемента обеспечиваются исключительно в составе конструкций замкнутого сечения - своеобразных удлиненных в поперечном сечении (избыточно широкая стенка) коробов. При использовании данных элементов в виде самостоятельных С-образных профилей они теряют свою пространственную жесткость, а, следовательно, и несущую способность. Создание модульных конструкций из таких профилей непременно будет сопряжено с трудностями их пространственного позиционирования и надежного соединения между собой.

Известны термопрофили сетчатые С- или П-образного (U-образного) поперечного сечения, используемые в качестве несущих элементов каркасов быстровозводимых зданий, кровель, фасадов и балконных стен, где необходимо исключить влияние «мостиков холода», имеющие поперечное сечение, которое содержит стенку с рядами продольных перфорированных прорезей, полученных вертикальной вытяжкой металла, равных по длине и расположенных в шахматном порядке со смещением на половину шага симметрично оси профилирования, и две боковые полки [Описание изобретения к патенту РФ №2342504 от 28.05.2007, МПК Е04С 3/07, опубл. 27.12.2008, Бюл. №36]. Производство сетчатых профилей сопровождается экономией металла, идущего на их изготовление.

Недостатком настоящих термопрофилей является их низкая конструктивная прочность за счет вытяжки металла стенки в зоне расположения прорезей до получения из них продольных отверстий, расположенных в шахматном порядке. Это ограничивает область их применения в качестве несущих элементов строительных конструкций, например, каркасов стеновых панелей быстровозводимых зданий, только легкими, малоэтажными и малонагруженными сооружениями. Кроме этого, каркасы таких сооружений представляют собой габаритные заготовки цельных стен зданий, кровель, фасадов и балконных стен. Конструктивно не предусмотрено, что каждая объемная панель собирается из нескольких типовых компактных фрагментов, которые надежно соединяются между собой в процессе монтажа сооружений.

Известна многослойная строительная панель, содержащая внутренний каркас, выполненный в виде разборной рамы, изготовленной из оцинкованных перфорированных термопрофилей и содержит нижние и верхние направляющие П-образного профиля с отгибами кромок, выполненными в одну сторону, между ними установлены вертикальные ребра С-образного профиля, расположенные в ряд на равных расстояниях друг от друга в продольном направлении направляющих и жестко связанные с ними посредством крепежных элементов, а перфорация термопрофилей выполнена в виде удлиненных отверстий, расположенных в продольном направлении профилей, причем отверстия в различных участках профилей по их ширине расположены взаимно чередующимся образом [Описание полезной модели к патенту РФ №55393 от 13.04.2006, МПК Е04С 2/26, опубл. 10.08.2006, Бюл. №22]. В качестве материала внутренней обшивки панели применены двойные гипсоволокнистые листы, в качестве наружной обшивки - плиты фиброцементные или другой отделочный материал, в качестве материала неконструкционного утеплителя - плиты теплоизоляционные минераловатные или вата теплоизоляционная целлюлозная, а в качестве крепежных элементов для термопрофилей - оцинкованные самонарезающие винты. Строительная панель обладает повышенными теплотехническими свойствами, уменьшенной трудоемкостью сборки, повышенной экологической безопасностью и огнестойкостью.

Недостатком известных термопрофилей является явная «плоскостность» их поперечных сечений (избыточно широкая стенка в сочетании с короткими отгибами-бортами) и, как следствие, малая пространственная жесткость изготовленных из них каркасов. Избыточные деформации термопрофилей в каркасах устраняются их плотным заполнением минераловатными плитами и обшивкой с обеих сторон фиброцементными плитами. Однако такой прием делает затруднительным надежную связь панелей между собой в составе стеновых ограждений. Кроме этого, прочность панелей всецело зависит от прочности и жесткости их внутренних металлических каркасов, а это снижает эксплуатационную надежность панелей. Таким образом использование известных термопрофилей и строительных панелей на их основе ограничено малонагруженными и, преимущественно неответственными конструкциями.

Известна самонесущая панель, включающая два массивных несущих слоя, которые являются обшивками и выполнены из фибролита, и прикрепленный к ним слой утеплителя, причем слой утеплителя и несущие слои обшивки расположены таким образом, что при монтаже образуют соединение «шип-паз» [Описание полезной модели к патенту РФ №209 392от 25.06.2021, МПК Е04С 2/00, опубл. 16.03.2022, Бюл. №8]. Техническим результатом является создание самонесущей панели, отличающейся прочностью и теплоэффективностью, не требующей специальной строительной техники и бригады квалифицированных строителей при монтаже.

Настоящие самонесущие панели сложны в изготовлении. Соединение «шип-паз» в соседних панелях образуется смещением несущих и утеплительных слоев относительно друг друга. Это требует их изготовления исключительно в производственных условиях, следствием чего становятся особые условий хранения, бережная транспортировки и аккуратный монтаж при сооружении зданий и сооружений. По этой причине они не находят применения в строительной отрасли промышленности.

Известна конструкционная теплоизоляционная панель, имеющая два наружных слоя из ориентировочно-стружечных плит, расположенного между ними теплоизоляционного слоя, соединенных полимерными компаундами, при этом по периметру панели в предназначенные для этого пазы при изготовлении в промышленных условиях или монтаже на строительной площадке предусмотрено использование С-образного термопрофиля, выполненного из оцинкованной или ламинированной тонколистовой стали, крепящегося к плитам саморезами, с узкой и зазубренной перфорацией, позволяющей снизить потери тепла и служащей непреодолимой преградой для грызунов, пустые полости которого заполнены минеральной ватой, замкнутый профиль, изготавливаемый из двух С-образных термопрофилей, соединенных внахлест, крепящийся в пазы панели, предназначен для соединения панелей по способу «шип-паз» [Описание полезной модели к патенту РФ №82240от 24.09.2008, МПК Е04С 1/40, опубл. 20.04.2009, Бюл. №11]. Слоистые конструкционные теплоизоляционные панели используются непосредственно при возведении стен, перекрытий, крыш в легко и быстро возводимых домах.

Соединение «шип-паз» двух панелей обеспечивается за счет наличия в каждой панели пазов, выполненных в виде выступающих за пределы теплоизоляционного слоя участков ориентировочно-стружечных плит, а шип получается в виде своеобразной шпонки - двух замкнутых термопрофилей, -расположенных между плитами. Таким образом, к недостаткам настоящей панели можно отнести низкую конструктивную прочность, что определяется использованием в качестве ее основных силовых и несущих элементов стружечных плит, а прочные металлические профили используются в качестве вспомогательных элементов крепежной системы. Это ограничивает область применения панелей малонагруженными и, неответственными конструкциями.

У всех вышеперечисленных строительных элементов есть существенный недостаток - избыточно широкие стенки термопрофилей в сочетании с короткими отбортовками и термические просечки вдоль стенок заметно ослабляют их поперечные сечения и не обеспечивают пространственную стабильность формы изготовленных из них конструкций. Кроме этого, затруднительно обеспечить при монтаже и последующей эксплуатации надежное соединение между собой разнообразных конструкций, созданных на основе известных термопрофилей.

В результате, создание каркасов различных панелей из одного типоразмера металлического профиля, ослабленного термическими отверстиями создает трудности объединения их в наборные стеновые панели и трудности с надежной фиксацией их между собой, особенно в непроизводственных условиях, т.е. по месту.

Таким образом, существует общественная потребность в парных унифицированных и стыкуемых между собой строительных элементах -металлических термопрофилях, - у которых термические просечки (отверстия), исключающие или заметно снижающие повышенный теплоотвод от одной его продольной части к другой, не оказывают существенного влияния на прочностные характеристики и пространственную стабильность формы, и которые позволяют создавать надежные каркасы стеновых и иных надежно стыкуемых между собой панелей, вплоть до создания единичных каркасов из выбранного термопрофиля нужной конфигурации. Настоящие каркасы, как и панели из них одинаково успешно могут изготавливаться не только в стационарных производственных условиях, но и по месту, в т.н. «полевых» условиях, включая оперативный ремонт и восстановление разрушенных фрагментов зданий и иных сооружений.

Для ряда объектов, построенных с использованием унифицированных строительных элементов - парных металлических термопрофилей, - совсем не обязательно контролировать отвод тепла изнутри сооружения наружу, что характерно, например, для ряда фортификационных и им подобных инженерных сооружений. Для этого не надо проектировать и изготавливать самостоятельные профили - без термических отверстий. Достаточно использовать параметрический резерв существующих универсальных металлических термопрофилей.

Таким образом, задача, решаемая первым и вторым изобретениями заявленной группы технических решений и достигаемый технический результат заключаются в создании конструкции технологичных в изготовлении двух вариантов унифицированных строительных элементов с термическими отверстиями, которые отличаются прочностью, пространственной стабильностью формы и эксплуатационной надежностью, и которые переносят свои качества на созданные с их использованием изделия и сооружения. Унификация размеров в строительных элементах обеспечивает возможность их одновременного совместного использования и эксплуатации.

Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата в первом варианте строительного элемента, выполненного в форме U-образного пластически деформированного, гнутого или прокатного металлического профиля с продольной перфорированной стенкой, включающей расположенные в шахматном порядке термические отверстия, и боковыми полками, продольная стенка выполнена выпуклой с образованием в сечении равнобокого трапецеидального шипа с меньшим основанием наружу, на котором расположены термические отверстия. Дополнительно, термические отверстия выполнены в виде просечек с отбортовками, направленными внутрь профиля.

Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата во втором варианте строительного элемента, выполненного в форме U-образного пластически деформированного, гнутого или прокатного металлического профиля с продольной перфорированной стенкой, включающей расположенные в шахматном порядке термические отверстия, и боковыми полками, продольная стенка выполнена вогнутой с образованием в сечении равнобокого трапецеидального паза с меньшим основанием внутрь, на котором расположены термические отверстия. Дополнительно, термические отверстия выполнены в виде просечек с отбортовками, направленными наружу профиля.

Задача, решаемая третьим изобретением заявленной группы технических решений и достигаемый технический результат заключаются в создании конструкции технологичных в изготовлении каркасов стеновых панелей на основе унифицированных строительных элементов с термическими отверстиями, которые отличаются прочностью, пространственной стабильностью формы и эксплуатационной надежностью, и которые переносят свои качества на созданные с их использованием изделия и сооружения. Полученные каркасы стеновых панелей имеют возможность простой и надежной стыковки и соединения между собой.

Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата в каркасе стеновой панели, выполненном в виде прямоугольной рамы, включающей связанные между собой разъемно и/или неразъемно строительные элементы в форме U-образных пластически деформированных, гнутых или прокатных металлических профилей с продольными перфорированными стенками, включающими расположенные в шахматном порядке термические отверстия, и боковыми полками, одна часть U-образных пластически деформированных, гнутых или прокатных металлических профилей строительных элементов выполнена с выпуклыми продольными стенками с образованием в сечении равнобокого трапецеидального шипа с меньшим основанием наружу, а другая часть металлических профилей строительных элементов выполнена вогнутой с образованием в сечении равнобокого трапецеидального паза с меньшим основанием внутрь, а термические отверстия продольных стенок обоих металлических профилей размещены на меньших основаниях их равнобоких трапецеидальных шипов и пазов, при этом строительные элементы с выпуклыми продольными стенками металлических профилей, образующих в сечении трапецеидальные шипы с меньшими основаниями, направленными наружу, и строительные элементы с вогнутыми продольными стенками металлических профилей, образующих в сечении трапецеидальные пазы с меньшими основаниями, направленными внутрь, расположены в раме оппозитно друг другу или попарно последовательно друг за другом, а связь металлических профилей между собой выполнена посредством контакта концевых участков их боковых полок, причем один торец металлического профиля строительного элемента с трапецеидальным шипом продольной стенки расположен в пределах уровня продольной стенки другого металлического профиля с трапецеидальным шипом продольной стенки, а его другой торец расположен в пределах уровня меньшего основания трапецеидального паза продольной стенки металлического профиля строительного элемента с трапецеидальным пазом, и, соответственно, один торец металлического профиля строительного элемента с трапецеидальным пазом продольной стенки расположен в пределах уровня меньшего основания трапецеидального паза продольной стенки другого металлического профиля с трапецеидальным пазом продольной стенки, а его другой торец расположен в пределах уровня продольной стенки другого металлического профиля строительного элемента с трапецеидальным шипом продольной стенки, или торцы металлических профилей строительных элементов с трапецеидальными шипами их продольных стенок расположены в пределах уровней меньших оснований трапецеидальных пазов продольных стенок соседних металлических профилей строительных элементов с трапецеидальными пазами продольных стенок, и, соответственно, торцы металлических профилей строительных элементов с трапецеидальными пазами продольных стенок расположены в пределах уровней продольных стенок металлических профилей соседних строительных элементов с трапецеидальными шипами продольных стенок.

Кроме этого, оппозитно расположенные металлические профили строительных элементов в составе рамы соединены между собой, по меньшей мере одной, поперечной или вертикальной стяжкой, выполненной в виде пластически деформированного, гнутого или прокатного профиля U- или Сообразной формы поперечного сечения с боковыми полками, продольная стенка которого включает расположенные в шахматном порядке термические отверстия, причем стяжка размещена между обеими боковыми полками металлических профилей строительных элементов в составе рамы с получением разъемных и/или неразъемных соединений, и контакт металлических профилей строительных элементов между собой выполнен в пределах упругих деформаций их боковых полок.

Задача, решаемая четвертым и пятым изобретениями заявленной группы технических решений и достигаемый технический результат заключаются в создании конструкции технологичных в изготовлении угловых соединений каркасов стеновых панелей, созданных на основе унифицированных строительных элементов с термическими отверстиями, которые отличаются прочностью, пространственной стабильностью формы и эксплуатационной надежностью, и которые переносят свои качества на созданные с их использованием изделия и сооружения. Полученные угловые соединения обеспечивают возможность простой и надежной угловой стыковки и соединения между собой каркасов стеновых панелей.

Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата в первом варианте углового соединения каркасов строительных панелей, характеризующемся выполнением в виде прямоугольных рам, согласно вышеприведенному третьему изобретению группы заявленных технических решений, рядом расположенные строительные элементы которых представляют собой пластически деформированные и/или гнутые, и/или прокатные металлические профили с продольными перфорированными стенками, включающими расположенные в шахматном порядке термические отверстия, и боковыми полками по второму изобретению группы заявленных технических решений, связанных разъемно и/или неразъемно с угловой стойкой, выполненной в виде короба из четырех связанных между собой разъемно и/или неразъемно гнутых и/или прокатных металлических профилей, соседние два из которых выполнены в виде строительных элементов по первому изобретению группы заявленных технических решений с наложением продольной перфорированной стенки и боковой полки одного металлического профиля на боковую полку и продольную перфорированную стенку другого металлического профиля, третий металлический профиль выполнен С-образным со сплошной продольной стенкой и двумя боковыми полками с загнутыми внутрь отбортовками, а четвертый - выполнен U-образным со сплошной продольной стенкой и боковыми полками, причем свободная боковая полка и продольная перфорированная стенка одного строительного элемента по первому изобретению группы заявленных технических решений наложены на продольную стенку и боковую полку С-образного металлического профиля, а свободная боковая полка и продольная перфорированная стенка другого строительного элемента по первому изобретению группы заявленных технических решений наложены на продольную стенку и боковую полку U-образного металлического профиля, при этом свободная боковая полка и продольная стенка U-образного металлического профиля наложена на продольную стенку и свободную боковую полку С-образного металлического профиля.

Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата во втором варианте углового соединения каркасов строительных панелей, характеризующемся выполнением в виде прямоугольных рам, согласно вышеприведенному третьему изобретению группы заявленных технических решений, рядом расположенные строительные элементы которых представляют собой гнутые и/или прокатные металлические профили с продольными перфорированными стенками, включающими расположенные в шахматном порядке термические отверстия, и боковыми полками по второму изобретению группы заявленных технических решений, при этом торцевая часть одной рамы расположена со стороны боковой поверхности другой рамы и связана с ней разъемно и/или неразъемно посредством строительного элемента по первому изобретению группы заявленных технических решений, разъемно и/или неразъемно закрепленного своей продольной перфорированной стенкой на боковой поверхности этой рамы по ее высоте со стороны строительного элемента по второму изобретению группы заявленных технических решений с напуском его одной боковой полки на продольную перфорированную стенку строительного элемента по второму изобретению группы заявленных технических решений, при этом другая боковая полка строительного элемента по первому изобретению группы заявленных технических решений в местах его контакта с элементами рамы выполнена с прямоугольными выкусами или содержит местные разрезы с перпендикулярно отогнутыми наружу элементами этой полки.

Группа изобретений иллюстрируется чертежами, где:

- на фиг. 1 показан общий вид первого варианта строительного элемента в аксонометрической проекции, условно именуемого, как «шип»;

- на фиг. 2 - общий вид второго варианта строительного элемента в аксонометрической проекции, условно именуемого, как «паз»;

- на фиг. 3 - каркас стеновой панели из строительных элементов фиг. 1 и фиг. 2, который можно условно назвать, как «шип-паз-паз-шип»;

- на фиг. 4 - вариант каркаса фиг. 3 из строительных элементов фиг. 1 и фиг. 2, который можно условно назвать, как «шип-паз-шип-паз»;

- на фиг. 5, фиг. 6, фиг. 7 и фиг. 8 показаны варианты соединения металлических профилей строительных элементов фиг. 1 и фиг. 2 в составе каркасов стеновой панели фиг. 3 и фиг. 4;

- на фиг. 9 показан пример вертикальной стыковки двух каркасов стеновой панели;

- на фиг. 10 - фрагмент взаимодействия соседних каркасов стеновой панели фиг. 9 по типу «шип-паз»;

- на фиг. 11 - каркас стеновой панели из строительных элементов фиг. 1 и фиг. 2, усиленный поперечной стяжкой;

- на фиг. 12 - общий вид поперечной стяжки (она же - вертикальная стяжка) в аксонометрической проекции;

- на фиг. 13 - вариант «разобранной» конструкции глухой объемной стены, смонтированной из каркасов фиг. 3 и/или фиг. 4;

- на фиг. 14 - общий вид профиля С-образной формы в аксонометрической проекции, идущего на изготовление угловой стойки для первого варианта углового соединения соседних каркасов стеновой панели фиг. 3 и/или фиг. 4;

- на фиг. 15 - общий вид профиля U-образной формы (ее еще называют П-образной) в аксонометрической проекции, идущего на изготовление угловой стойки для первого варианта углового соединения соседних каркасов стеновой панели фиг. 3 и/или фиг. 4;

- на фиг. 16 изображена угловая стойка из строительных элементов фиг. 1, фиг. 14 и фиг 15 для первого варианта углового соединения соседних каркасов стеновой панели фиг. 3 и/или фиг. 4;

- на фиг. 17 показано поперечное сечение фрагмента стены в ортогональной проекции с первым вариантом углового соединения каркасов стеновой панели фиг. 3 и/или фиг. 4 при помощи угловой стойки фиг. 16;

- на фиг. 18 показан первый вариант углового соединения соседних каркасов стеновой панели фиг. 3 и/или фиг. 4 в составе готовой стены при помощи угловой стойки фиг. 16 в аксонометрической проекции;

- на фиг. 19 - каркас фиг. 3 или фиг. 4 оснащенный доработанным строительным элементом фиг. 1 для второго варианта углового соединения с соседним каркасом стеновой панели фиг. 3 или фиг. 4;

- на фиг. 20 - доработанный строительный элемент фиг. 1 для второго варианта углового соединения соседних каркасов стеновой панели фиг. 3 или фиг. 4;

- на фиг. 21 показано поперечное сечение фрагмента стены в ортогональной проекции со вторым вариантом углового соединения каркасов стеновой панели фиг. 3 и/или фиг. 4 при помощи доработанного строительного элемента фиг. 1;

- на фиг. 22 показан второй вариант углового соединения каркасов стеновой панели фиг. 3 и/или фиг. 4 в составе частично готовой стены (без внутренней облицовки) при помощи доработанного строительного элемента фиг. 1 - в аксонометрической проекции.

Следует отметить, что в уровне техники помимо С-образной формы поперечного сечения металлических профилей также упоминается их П- и U-образная форма. Следует отметить, что наименования П-образной и U-образной формы профилей являются условными и определяются габаритными размерами и пропорциями профиля, и величиной радиуса технологического скругления его боковых полок от продольной стенки. Минимальный радиус округления - теоретический ноль, - позволяет назвать профиль П-образным, а иной радиус скругления, как правило, это от полутора-двух размеров толщины металла профиля и выше, позволяет называть такой профиль также и U-образным. Кроме того, способ производства типовых металлических профилей предусматривает наличие листовой заготовки и последующую наиболее технологичную формовку боковых полок - вверх по отношению к базовой продольной стенке, с образованием перевернутой кириллической буквы «П». Или латинской «U». Таким образом, получаемый металлический профиль изначально создается именно U-образным. Если его развернуть на 90° по часовой стрелке, то его условно можно считать С-образным, если на 180°, то - П-образным. Однако, есть и иные варианты разворота профиля - «безбуквенные». Таким образом, форму профиля лучше именовать по ассоциации с буквой наиболее технологичного варианта его изготовления.

Конструкция металлических термопрофилей предусматривает наличие на поверхности их продольных стенок ряда перфораций, расположенных вдоль оси профиля в шахматном порядке и представляющих собой множество удлиненных отверстий. Отверстия, в свою очередь, могут быть получены разными методами, как правило, штамповкой, просечкой и др. Наличие таких отверстий заметно снижает теплопередачу (теплоотвод) между расположенными снаружи строения и внутри элементами профилей, каждый из которых граничит со своей окружающей средой. Таким образом, настоящие отверстия, существенно снижают теплопроводность металлического профиля, позволяют сохранить тепло в будущем сооружении, что позволяет назвать их «термическими отверстиями» - аналогично термину в патенте РФ №17557.

Строительный элемент 1 по первому изобретению заявленной группы технических решений, выполнен в форме U-образного пластически деформированного, гнутого или прокатного металлического профиля с продольной перфорированной стенкой 2, включающей расположенные в шахматном порядке термические отверстия 3, и боковыми полками 4, при этом стенка 2 выполнена выпуклой с образованием в сечении равнобокого трапецеидального шипа 5 с меньшим основанием наружу, на котором расположены термические отверстия 3, которые в данном случае, выполнены в виде просечек с отбортовками 6 (см. фиг. 10), направленными внутрь профиля.

Строительный элемент 7 по второму изобретению заявленной группы технических решений также выполнен в форме U-образного пластически деформированного, гнутого или прокатного металлического профиля с продольной перфорированной стенкой 8, включающей расположенные в шахматном порядке унифицированные термические отверстия 3, и боковыми полками 9, при этом стенка 8 выполнена вогнутой с образованием в сечении равнобокого трапецеидального паза 10 с меньшим основанием внутрь, на котором расположены термические отверстия 3, которые, как и в первом варианте строительного элемента 1 выполнены в виде просечек с отбортовками 6 (см. фиг. 10), но направленными наружу профиля.

Каркас 11 стеновой панели по третьему изобретению заявленной группы технических решений выполнен в виде прямоугольной рамы 12, включающей связанные между собой разъемно (например, при помощи болтов и/или самосверлящих самонарезающих винтов), и/или неразъемно (например, за счет клепаных и/или сварных соединений) строительные элементы 1 и 7 в форме U-образных гнутых или прокатных металлических профилей с продольными перфорированными стенками 2 и 8, включающими расположенные в шахматном порядке унифицированные термические отверстия 3, и боковыми полками 4 и 9, соответственно, причем одна часть металлических профилей строительных элементов 1 выполнена в соответствии с первым изобретением группы заявленных технических решений, т.е. с выпуклыми продольными перфорированными стенками 2, образующими в сечении равнобокий трапецеидальный шип 5 с меньшим основанием, направленным наружу, а другая часть металлических профилей строительных элементов 7 выполнена в соответствии со вторым изобретением группы заявленных технических решений, т.е. с вогнутыми продольными перфорированными стенками 8, образующими в сечении равнобокий трапецеидальный паз 10 с меньшим основанием, направленным внутрь, а термические отверстия 3 продольных перфорированных стенок 2 и 8 обоих профилей размещены на меньших основаниях их равнобоких трапецеидальных шипов 5 и пазов 10, при этом строительные элементы 1 с выпуклыми продольными стенками 2 металлических профилей, образующих в сечении равнобокие трапецеидальные шипы 5 с меньшими основаниями, направленными наружу, и строительные элементы 7 с вогнутыми продольными стенками 8 металлических профилей, образующих в сечении равнобокие трапецеидальные пазы 10 с меньшими основаниями, направленными внутрь, расположены в раме 12 оппозитно друг другу или попарно последовательно друг за другом, а связь металлических профилей между собой выполнена посредством контакта концевых участков 13 их боковых полок 4 и/или 9, причем один торец металлического профиля строительного элемента 1 с равнобоким трапецеидальным шипом 5 продольной стенки 2 расположен на уровне продольной стенки 2 другого металлического профиля с равнобоким трапецеидальным шипом 5 продольной стенки 2 (фиг. 8), а его другой торец расположен на уровне меньшего основания равнобокого трапецеидального паза 10 металлического профиля строительного элемента 7 с равнобоким трапецеидальным пазом 10 продольной стенки 8 (фиг. 5), и, соответственно, один торец металлического профиля строительного элемента 7 с равнобоким трапецеидальным пазом 10 продольной стенки 8 расположен на уровне меньшего основания равнобокого трапецеидального паза 10 продольной стенки 8 другого металлического профиля с равнобоким трапецеидальным пазом 10 продольной стенки 8 (фиг. 6), а его другой торец расположен на уровне продольной стенки 2 другого металлического профиля строительного элемента 1 с равнобоким трапецеидальным шипом 5 продольной стенки 2 (фиг. 7), или, если базовые элементы (торцы) профилей по какой-либо причине поменялись местами, торцы металлических профилей строительных элементов 1 с равнобокими трапецеидальными шипами 5 их продольных стенок 2 расположены на уровне меньших оснований равнобоких трапецеидальных пазов 10 продольных стенок 8 соседних металлических профилей строительных элементов 7 с равнобокими трапецеидальными пазами 10 (фиг. 7), и, соответственно, торцы металлических профилей с равнобокими трапецеидальными пазами 10 продольных стенок 8 расположены на уровне продольных стенок 2 соседних металлических профилей строительных элементов 1 с равнобокими трапецеидальными шипами 5 (фиг. 5).

Контакт металлических профилей строительных элементов 1 и/или 7 между собой выполнен в пределах упругих деформаций их боковых полок 4 и/или 9 - одна деталь охватывает другую.

Кроме того, оппозитно расположенные металлические профили строительных элементов 1 и 7 в составе рамы 12 каркасов 11 стеновых панелей соединены между собой, по меньшей мере одной, поперечной (она же -вертикальная) стяжкой 14, выполненной в виде типового пластически деформированного, гнутого или прокатного типового металлического профиля U-образной формы (условно не показан из-за простоты конструкции) или более жесткого металлического профиля 15 С-образной формы поперечного сечения с боковыми полками 16 и отбортовками 17, продольная перфорированная стенка 18 которого также включает расположенные в шахматном порядке унифицированные термические отверстия 3. Стяжка 14 размещена между обеими боковыми полками 4 и/или 9 металлических профилей рамы 12 с получением разъемных и/или неразъемных соединений.

Угловое соединение каркасов 11 стеновых панелей по четвертому изобретению заявленной группы технических решений (т.е. с помощью угловой стойки), выполненных в виде прямоугольных рам 12 по третьему изобретению заявленной группы технических решений, рядом расположенные строительные элементы 7 которых представляют собой пластически деформированные, гнутые и/или прокатные металлические профили с продольными перфорированными стенками 8 и боковыми полками 9, где стенки 8 выполнены вогнутыми с образованием в сечении равнобоких трапецеидальных пазов 10 с меньшим основанием внутрь, на котором в шахматном порядке расположены унифицированные термические отверстия 3, т.е. выполненные согласно второму изобретению заявленной группы технических решений, и связанных разъемно и/или неразъемно с угловой стойкой 19, выполненной в виде короба из четырех связанных между собой разъемно и/или неразъемно пластически деформированных, гнутых и/или прокатных металлических профилей, соседние два из которых выполнены в виде строительных элементов 1, согласно первому изобретению заявленной группы технических решений, с наложением продольной перфорированной стенки 2 и боковой полки 4 одного металлического профиля на боковую полку 4 и продольную перфорированную стенку 2 другого металлического профиля, третий металлический профиль 20 выполнен С-образным со сплошной продольной стенкой 21 и двумя боковыми полками 22 с загнутыми внутрь отбортовками 23, а четвертый металлический профиль 24 выполнен U-образным со сплошной продольной стенкой 25 и боковыми полками 26, причем свободная боковая полка 4 и продольная перфорированная стенка 2 одного строительного элемента 1 по первому изобретению заявленной группы технических решений наложены на продольную стенку 21 и боковую полку 22 С-образного металлического профиля 20, а свободная боковая полка 4 и продольная перфорированная стенка 2 другого строительного элемента 1 по первому изобретению заявленной группы технических решений наложены на продольную стенку 25 и боковую полку 26 U-образного металлического профиля 24, при этом свободная боковая полка 26 и продольная стенка 25 U-образного металлического профиля 24 наложена на продольную стенку 21 и свободную боковую полку 22 С-образного металлического профиля 20.

Угловое соединение каркасов 11 стеновых панелей по пятому изобретению заявленной группы технических решений (с использованием т.н. накладки), выполненных в виде прямоугольных рам 12 по третьему изобретению заявленной группы технических решений, рядом расположенные строительные элементы 7 которых представляют собой пластически деформированные, гнутые и/или прокатные металлические профили с продольными перфорированными стенками 8 и боковыми полками 9, где стенки 8 выполнены вогнутыми с образованием в сечении равнобоких трапецеидальных пазов 10 с меньшим основанием внутрь, на котором в шахматном порядке расположены унифицированные термические отверстия 3, т.е. выполненные согласно второму изобретению заявленной группы технических решений, при этом торцевая часть одной прямоугольной рамы 12 расположена со стороны боковой поверхности другой прямоугольной рамы 12 и связана с ней разъемно и/или неразъемно посредством строительного элемента 1 (после доработки - Г) по первому изобретению заявленной группы технических решений, разъемно и/или неразъемно закрепленного своей продольной перфорированной стенкой 2 на боковой поверхности этой рамы 12 по ее высоте со стороны строительного элемента 7 по второму изобретению заявленной группы технических решений с напуском его одной боковой полки 4 на продольную перфорированную стенку 8 строительного элемента 7, при этом другая боковая полка 4 строительного элемента 1 в местах его контакта с элементами рамы 12 выполнена с прямоугольными выкусами 27 или содержит местные разрезы с перпендикулярно отогнутыми наружу до уровня плоскости продольной стенки 2 элементами этой полки 4 (условно не показаны).

Проанализируем существенные признаки изобретений.

Из уровня техники известны строительные элементы в форме U-образных гнутых или прокатных металлических профилей с продольными стенками, включающими термические отверстия, и боковыми полками. Такие строительные элементы являются универсальными, а это предполагает особые условия их стыковки между собой при возведении разнообразных сооружений. Отсутствие базовых стыковочных поверхностей усложняет этот процесс. При этом условная простота конструкции не предусматривает сохранность продольной формы и повышенную пространственную прочность изделий из них. Строительные элементы 1 и 7 первого и второго изобретений заявленной группы технических решений не являются универсальными, но они унифицированы в своих конструктивных элементах, имеют дополнительные элементы пространственной жесткости, выполненные на продольных стенках 2 и 8 металлических профилей в форме равнобоких трапецеидальных шипов 5 с меньшими основаниями наружу или в форме равнобоких трапецеидальных пазов 10 с меньшими основаниями внутрь. Такая ступенчатая конструкция металлических профилей, благодаря фигурной стенке 2 или 8, делает их максимально жесткими и прочными. Фактически, это связанные между собой меньшими основаниями равнобоких трапецеидальных шипов 5 и пазов 10 парные зигзагообразные или, соответственно, парные U-образные профили. При этом термические отверстия 3 в составе фигурных продольных стенок 2 или 8 располагают на меньших основаниях шипов 5 и пазов 10, что оказывает минимальное влияние на стабильность их продольной формы и пространственной жесткости при сохранении пониженного теплоотвода в поперечном сечении.

Каждый из упомянутых строительных элементов 1 и 7 может использоваться индивидуально при изготовлении различных изделий типа каркасов стеновых панелей, полых стоек и других сооружений, как и из известных из уровня техники профилей, правда более надежных из-за своей повышенной продольной прочности и поперечной жесткости, но их совместное использование обеспечивает дополнительные уникальные возможности. Шип 5 и паз 10 в конструкции металлических профилей строительных элементов 1 и 7 подбираются с возможностью их последующей надежной стыковки между собой без поперечных смещений в составе наборных каркасов и стоек различных сооружений с сохранением формы базовых поверхностей строительных конструкций из них, например, стеновых панелей и их угловых соединений.

Следует отметить, что термические отверстия 3 на продольных стенках строительных элементов выполнены в виде просечек с отбортовками 6. На металлических профилях с шипами 5 и пазами 10 они направлены в разные стороны - внутрь профиля и наружу профиля, соответственно. Было бы правильным направить все просечки наружу. Это позволило бы обеспечить большую площадь контакта металлических профилей с физическим уплотнением или герметизирующим составом между ними, но тогда возможна ситуация, когда отбортовки 6 просечек одного металлического профиля войдут в контакт с отбортовками 6 просечек другого металлического профиля и в этом случае нивелируется эффект термических отверстий 3 за счет увеличения теплопередачи с пределах поперечных сечений контактирующих металлических профилей. Точно так же можно было направить отбортовки 6 просечек внутрь профилей, однако в этом случае уменьшается до минимума площадь контакта металлических профилей с физическим уплотнением или герметизирующим составом между ними. При монтаже возможно их отваливание или сползание вдоль контактной поверхности. Поэтому остановились на варианте, когда отбортовки 6 просечек направляют наружу только в пределах равнобокого трапецеидального паза 10 - физическое уплотнение или герметизирующий состав не только фиксируются на каркасе 11, но и надежно позиционируется в пределах ширины паза 10.

Конструкции из металлических профилей такого рода, как и большинство строительных конструкций, имеют достаточно большие допуски зазоров на изготовление, которые заметно превышают высоту выступающих отбортовок 6 просечек, а также высоту головок выступающих крепежных элементов или усилений сварных швов. Это позволяет не принимать во внимание возможные утечки тепла через такие локальные контактные поверхности, поскольку они не оказывают какого-либо заметного влияния на общие утечки в пределах ширины конкретных металлических профилей с продольными стенками 2 и 8, включающими термические отверстия 3.

Сочетание в конструкции различных прямоугольных и квадратных в плане каркасов 11 металлических профилей с шипами 5 и металлических профилей с пазами 10 определяется потребностями строительства и может быть оформлено в виде условных сочетаний: «шип-паз-шип-паз», «шип-шип-паз-паз», «шип-шип-шип-паз» и «шип-паз-паз-паз». С учетом разворота этих каркасов на 90°, 180° и 270° получается целый спектр их различных исполнений для надежного соединения в составе стеновых панелей разнообразных сооружений. В отличие от известных из уровня техники, т.н. «пазловых» соединений, настоящие соединения обеспечивают надежность и прочность не только в плоскости набора каркасов 11 и стеновых панелей на их основе, например, за счет их механического скрепления между собой, хотя это не обязательно, а делается только для подстраховки соединения, но и в поперечных направлениях, как наружу сооружений, так и внутрь.

Соединение строительных элементов 1 и 7 в составе каркасов 11 стеновых панелей между собой обеспечивается путем охвата одним металлическим профилем другого профиля по типу «скоба-вал» в пределах упругих деформаций их боковых полок 4 и/или 9. Такое заневоленное нахлесточное соединение позволяет осуществить надежную разъемную или неразъемную связь деталей между собой. Свободные накладные соединения боковых полок 4 и/или 9 друг на друга со смещением, но без их деформации, также возможны, но они предоставляют элементам каркаса 11 дополнительные степени свободы, что снижает надежность конструкции в целом, как на стадии изготовления, так и на стадиях ее последующего монтажа на будущей стене сооружения и формирования законченной стеновой панели. Т.е. в одном случае контактирующие боковые полки 4 и/или 9 строительных элементов 1 и/или 7 работают исключительно на срез крепежных элементов, а в другом случае и на срез, и на отрыв, что крайне нежелательно.

Следует отметить, что упругие деформации элементов металлических профилей позволяют создать более «капитальные» соединения металлических профилей между собой, когда концевые участки 13 одного профиля вставляют с некоторым усилием между боковыми полками 4 или 9 концевых участков 13 другого профиля до упора, что является частным случаем заявленного соединения профилей между собой - в пределах уровней ближайших конструктивных элементов. Тем самым обеспечивается возможность соединения соседних каркасов 11 между собой не только встык, но и со смещением в направлении другого каркаса 11, а также позволяет в ряде случаев повернуть каркас на 90° или 180°. Иными словами, равнобокие трапецеидальные шипы 5 и пазы 10 металлических профилей одного каркаса 11 имеют возможность контактировать сразу с двумя соседними каркасами 11 и так по любому из четырех направлений или сразу по двум параллельным направлениям (по типу кирпичной кладки). Это бывает нужно, например, при обустройстве в нужном месте оконных и дверных проемов и т.д. Также обеспечивается фиксация шипа 5 или паза 10 одного каркаса 11 в пазах 5 или шипах 10 сразу двух соседних каркасов 11. Это позволяет существенно облегчить сборку стены не прибегая к предварительной фиксации каркасов 11 друг к другу.

Стыковое соединение упомянутых каркасов 11 без смещения формирует в их смежных углах прямоугольные отверстия. В составе будущей стены они могут быть использованы для размещения в них технологических и капитальных фиксирующих стяжек внутренних и фасадных панелей.

Некоторая неопределенность термина «предел уровня» (или «на уровне») расположения торцов металлических профилей и др. объясняется тем, что допуски на изготовление изделий из подобных строительных элементов исчисляются, по меньшей мере, двумя радиусами изгиба металла профиля, а это полтора-два размера толщины полосы, идущей на его изготовление и даже больше. Например, если толщина металла профилей составляет 2,5 мм (на практике от 1,5 мм до 4,0 мм), то «предел уровня» будет составлять от 2,5 мм до 7,5-10 мм. Собственно, требования к точности изготовления, в частности, наиболее технологичных гнутых профилей изложены в ГОСТ Р 58384-2019 «ПРОФИЛИ СТАЛЬНЫЕ ГНУТЫЕ ИЗ ХОЛОДНОКАТАНОЙ СТАЛИ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА» http://www.gidroteck.ru/files/pdf/GOST-58384-2019.pdf. На практике «предел уровня» обеспечивают контактом первых пересекающихся до соприкосновения элементов стыкуемых металлических профилей - кромок продольных стенок 2 и меньших оснований трапецеидальных пазов 10 или кромок продольных стенок 2 между собой, или меньших оснований трапецеидальных пазов 10 между собой, или кромок продольных стенок 8 и продольных стенок 2 и т.д., что вполне укладывается в одну-две толщины металла профилей. Для упомянутой толщины металла это 2,5-5,0 мм. Остается гарантированный запас до 2,5-5,0 мм.

Вышеприведенные перепады допусков размеров в строительных конструкциях, а именно в каркасах стеновых панелей позволяют не учитывать размеры разнообразных выступающих частей, таких, как отбортовки 6 просечек термических отверстий 3, головок болтов, заклепок или самосверлящих самонарезающих винтов (условно - поз.28), а также возможные усиления и наплывы сварных швов. Более того, эти незначительно выступающие в масштабе габаритов каркасов 11 стеновых панелей элементы служат для предварительной, а также дополнительной фиксации теплоизолирующих, внутренних и фасадных 29 панелей, герметизирующих и клеящих составов и др.

В некоторых случаях могут понадобиться каркасы 11 из одного типоразмера строительных элементов 1 или 7. Изначально такие каркасы не предназначены для надежной стыковки между собой. Их делают, как правило, по месту, например, в случае оперативного восстановления фрагмента разрушенной стены, хотя правильнее будет выбрать именно тот набор строительных элементов 1 или 7, чьи металлические профили более подходит для надежного соединения (контакта) с фрагментами стены, например, использовать профили только с вогнутыми продольными стенками с образованием в сечении равнобокого трапецеидального паза 10 с меньшим основанием внутрь. Такой единичный каркас 11 может монтироваться непосредственно в проеме разрушенной стены, элементы которой выступают в роли стилизованных шпонок и штифтов, охватываемых трапецеидальными пазами 10 каждого строительного элемента 7 в составе этого каркаса 11.

При монтаже быстровозводимого здания может использоваться множество каркасов 11 стеновых панелей, выполненных согласно вышеописанным техническим решениям. Об их надежной стыковке между собой уже упоминалось. Однако следует иметь в виду, что между собой могут соединяться не только однотипные каркасы 11 стеновых панелей, но также и каркасы 11 разных типов. Главное, что рядом стоящие каркасы 11 надежно контактируют между собой по принципу «паз-шип» или «шип-паз». Замыкающие металлические профили каркасов 11, которые контактируют с угловыми стойками 19, капитальными стенами разнообразных сооружений, напольными или потолочными перекрытиями и т.д. должны подбираться индивидуально. Например, для угловой стыковки с плоскими участками капитальных стен или для плоской стыковки с существующими стенами более подходят, хотя это и не обязательно, строительные элементы 7, выполненные согласно второму изобретению заявленной группы технических решений -строительные элементы 7 с равнобокими трапецеидальными пазами 10, в которых можно разместить герметизирующие и теплоизолирующие материалы. В этом случае более полно проявляются теплоизолирующие возможности строительных элементов 7 в составе каркасов 11 стеновых панелей.

Таким образом, помимо составления проекта быстровозводимого здания, фрагмента капитального сооружения, где будет производиться ремонт, или инженерного сооружения рекомендуется проектировать карты предстоящих монтажных работ с составлением спецификаций используемых каркасов 11 стеновых панелей. Это позволит произвести монтажно-сборочные работы с высоким качеством и в кратчайшие сроки, несмотря на разнообразие их типоразмеров.

Использование поперечных (или вертикальных) стяжек 14 в составе каркасов 11 стеновых панелей объясняется необходимостью обеспечения пространственной жесткости их крупногабаритных вариантов исполнения, например, когда для ремонта стены здания из строительных элементов делают сразу всю стену, распирая оппозитно расположенные профили соответствующими стяжками U- или С-образной (поз. 15) формы. Кроме этого, с помощью размещенных соответствующим образом стяжек 14 в составе каркаса 11 можно сформировать оконные и дверные проемы. Этим объясняется тот факт, что в качестве стяжек 14 используются оригинальные детали с плоскими продольными стенками 18 и минимумом выступающих частей типа отбортовок 17 на боковых полках 16, которые достаточно просто стыкуются не только с утеплителем, но и со стандартными оконными блоками и дверными коробками, в отличие от металлических профилей строительных элементов 1 и 7, хотя при желании эту стыковку можно будет осуществить и с ними.

Угловые соединения каркасов 11 стеновых панелей рекомендуется делать двух видов (вариантов) - с использованием самостоятельной угловой стойки 19, а также путем оснащения каркаса 11 одной из стеновых панелей доработанным по месту или в производственных условиях строительным элементом 1 (Г) с металлическим профилем, оснащенным шипом 5.

Угловая, условно четырехугольная стойка 19 изготавливается с формированием двух рядом стоящих под углом 90° и частично наложенных друг на друга С- и U-образных условно гладких металлических профилей 20 и 24, соответственно, на которые частично наложены своими продольными фрагментами одинаковые металлические профили с шипами 5, частично наложенные и друг на друга. Такие достаточно мощные угловые стойки 19 крепятся капитально к напольному и потолочному перекрытию и к ним, под углом 90° друг к другу, посредством металлических профилей с пазами 10, прикладывают с неподвижным закреплением каркасы 11 стеновых панелей. Таким образом горизонтальные ряды каркасов 11 стыкуются с противоположными угловыми стойками 19, образуя стены, в том числе с оконными и дверными проемами.

В настоящем случае угловые стойки 19 являются надежными силовыми элементами различных сооружений, высота которых может достигать нескольких этажей. Внутренние полости таких угловых стоек 19 заполняют теплоизолирующими материалами или их обрезками, остающимися от заполнения внутренних пространств каркасов 11 стеновых панелей, и которые, буквально, утрамбовываются в них механическим способом.

Как видно, термические отверстия 3 на металлических профилях, оснащенных шипами 5, идущие на изготовление угловых стоек 19, предохраняют углы сооружений от утечек тепла.

Второй вид углового соединения представляет собой, практически, оперативную доработку существующего каркаса 11 стеновой панели для его надежного скрепления с рядом расположенным под углом 90° соседним каркасом 11. В обоих каркасах 11 стыкуются части, оснащенные металлическими профилями с пазами 10, просто на одном из каркасов 11 на его боковой поверхности с частичным наложением боковой полки 4 на продольную стенку 8 металлического профиля строительного элемента 7 каркаса 11 накладывают металлический профиль с шипом 5. Части боковых полок 4, которые препятствуют контакту продольных стенок 2 с боковыми поверхностями каркаса (это боковые полки 4 и/или 9 и поперечные стяжки 14) удаляют с получением прямоугольных выкусов 27 или сделав надрез -отгибают наружу под углом 90°. Перед сборкой этого профиля с каркасом 11 его «шипованную» полость заполняют теплоизолирующим материалом. После надежного закрепления доработанного металлического профиля строительного элемента 1 (Г) на каркасе 11 можно осуществлять его угловое соединение с соседним каркасом 11.

Прочность такого углового соединения обеспечивается за счет надежного скрепления каркасов 11 между собой. Для этой цели рекомендуется использовать болтовые крепления с законтриванием гаек дополнительно продублированные вытяжными заклепками. Как видно, настоящее угловое соединение способно воспринимать значительные сжимающие нагрузки.

Следует отметить, что после соответствующей, т.н. симметричной доработки металлического профиля с пазом 5 можно осуществлять тавровое соединение каркасов 11 стеновых панелей для получения стеновых перегородок.

В обоих случаях угловых соединений получаются надежные рамные конструкции, способные выдерживать значительные разнонаправленные эксплуатационные нагрузки, включая вибрационные и даже сейсмические.

Построенные с использованием заявленных изобретений сооружения требуют индивидуальной доработки до эксплуатационного уровня в соответствии с их назначением. Для этого уже на стадии монтажа каркасов 11 осуществляют герметизацию всех стыковых соединений - каркасов 11 между собой и мест их контакта с напольными и потолочными перекрытиями, оконными рамами и дверными коробками. Внутри полостей смонтированных каркасов 11 размещают теплоизолирующие маты (плиты), обрезки которых идут, например, на заполнение внутренних полостей угловых стоек 19.

Внутренние поверхности стен сооружений до или после облицовки наружных стен покрывают эксплуатационными панелями типа гипсокартона, которые впоследствии можно оклеить обоями, покрыть слоем краски или побелить, а наружные поверхности облицовывают защитно-декоративными т.н. фасадными панелями, которые «сажают» на специальные строительные клеи и при необходимости дублируют фиксирующими стяжками, которые размещают в углах стыков каркасов 11. Стыки защитно-декоративных покрытий между собой и в местах контакта с потолочными и напольными перекрытиями и иными базовыми поверхностями типа капитальных стен обрабатываются соответствующими герметизирующими составами и оклеиваются строительным скотчем соответствующего вида.

Следует отметить, что созданные на основе двух вариантов унифицированных строительных элементов 1 и 7 каркасы 11 стеновых панелей, их угловые соединения 19 и иные конструкции из них и на их основе отличаются прочностью, пространственной стабильностью формы и эксплуатационной надежностью. Эти качества они переносят на созданные с их использованием изделия и сооружения, например, разнообразные архитектурные формы, фрагменты восстановленных сооружений и др. Иными словами, возможен их неоднократный капитальный ремонт при сохранении основы - самих металлических профилей строительных элементов 1 и 7, каркасов 11 на их основе и стен на основе каркасов 11, включая оба варианта их угловых соединений. При необходимости перечисленные строительные элементы 1 и 7 могут быть аккуратно разобраны для вторичного использования непосредственно при демонтаже сооружений или после демонтажа этих сооружений при условии, что они были собраны на основе разъемных крепежных соединений.

Изобретения иллюстрируются следующими Примерами.

Пример 01. Изготовление типового каркаса 11 стеновой панели.

Для изготовления каркаса 11 стеновой панели берут два типоразмера строительных элементов 1 и 7 - U-образных металлических профилей с выпуклыми и вогнутыми продольными перфорированными термическими отверстиями 3 стенками 2 и 8, и боковыми полками 4 и 9. Продольная выпуклая стенка 2 одного профиля выполнена с образованием в сечении равнобокого трапецеидального шипа 5 с меньшим основанием наружу, а продольная вогнутая стенка 8 другого профиля выполнена с образованием в сечении равнобокого трапецеидального паза 10 с меньшим основанием внутрь.

Настоящие профили получены последовательной прокаткой оцинкованной металлической полосы на производственной линии «SAMESOR LGS 4» с одновременной перфорацией их продольных стенок 2 и 8.

Вначале разрабатывают проект будущего сооружения или его фрагмента и делят его стеновые элементы или конкретный стеновой элемент на единичные модули. Т.е. площадь каждой стены или ее фрагмента делят на единичные модули будущих каркасов 11, которые будут иметь предпочтительно одинаковые габаритные размеры или будут кратными им.

Каждый металлический профиль используемого строительного элемента 1 и 7 в составе каждого каркаса 11 условно маркируют, как «паз» (поз. 10) и/или «шип» (поз. 5). Очевидно, что контактирующие металлические профили соседних каркасов 11 будут промаркированы, как «шип-паз» или «паз-шип».

В свою очередь, маркировку каркасов 11, изготовленных из этих строительных элементов 1 и 7 рекомендуется начинать с угла сооружения, или глухой стены, или потолочного перекрытия, или пола. После этого составляют монтажную карту всей стены или ее фрагмента. Особым образом маркируют крайние металлические профили каждого замыкающего каркаса 11 - они могут отличаться от аналогичного металлического профиля соседнего унифицированного каркаса 11. Например, для контакта с плоскостью противоположной глухой капитальной стены или с угловой стойкой 19, или с соседним каркасом 11 угловой стены такой каркас 11 может оснащаться исключительно металлическим профилем с пазом 10 независимо от конструкции унифицированного соседнего каркаса 11 и т.д.

Практика показала, что наиболее тиражируемыми каркасами 11 стеновых панелей являются каркасы 11 с оппозитно расположенными металлическими профилями «паз-шип-паз-шип» или попарно последовательно друг за другом - «паз-паз-шип-шип».

После того, как определились с конструкцией каркасов 11 стеновых панелей приступают к резке заготовок обоих вариантов строительных элементов 1 и 7.

Для упрощения сборки каркасов 11 и обеспечения их одинаковых габаритных размеров изготавливают поворотный на 180° кондуктор-книжку с выверенными размерами установки базовых элементов (призм, штифтов и др.) на каждой базовой плоскости кондуктора, и высота которых не превышает высоту горизонтальных участков продольных стенок 2 и 8 металлических профилей.

В кондуктор укладывают металлические профили строительных элементов 1 и 7 согласно проекту каркаса стеновой панели. Концевые участки 13 боковых полок 4 (или 9) одного профиля вставляют в концевые участки 13 боковых полок 9 (или 4) другого профиля по типу «скоба-вал», преодолевая некоторое сопротивление их упругих деформаций и сдвигают элемент одного торца до упора в продольную стенку 2 или в меньшее основание трапецеидального паза 10, или останавливаются на уровне продольной стенки 2 другого металлического профиля и т.д. (см. фиг. 5-8). И так поступают со всеми концевыми участками 13 боковых полок 4 и 9 всех соседних профилей - по всем четырем углам.

Нахлесты верхних боковых полок 4 и 9 каждого металлического профиля скрепляют между собой нужным количеством, например, оцинкованных самосверлящих самонарезающих винтов. Для этого можно использовать технологические распорки, устанавливаемые между нахлестами противоположных боковых полок 4 или 9. Если толщина металла профилей превышает комфортную установку самонарезающих винтов, то их можно заменить на вытяжные заклепки или обыкновенные болты, поскольку сверление отверстий под них специальным инструментом является более производительным. После скрепления верхних боковых полок 4 или 9 металлических профилей кондуктор поворачивают на 180° и укладывают полуфабрикат каркаса 11 скрепленными боковыми полками 4 или 9 одной стороны на другую базовую плоскость с установленными на ней собственными базовыми элементами. Кондуктор откидывается назад для сборки на первой базовой плоскости следующего каркаса 11, а нахлесты в прошлом нижних боковых полок 4 или 9, ставших после переворота каркаса 11 верхними - также скрепляют между собой по подобию ранее скрепленных. Готовый каркас 11 стеновой панели маркируют соответствующим образом, снимают с кондуктора и складируют.

Таким же образом изготавливают остальные каркасы 11, включая замыкающие каркасы 11, которые могут иметь индивидуальную «формулу» набора металлических профилей, например, «паз-паз-паз-шип» или какую-либо иную.

Каркасы 11 стеновых панелей могут изготавливаться как в специализированных производственных условиях, так и по месту будущего строительства, при условии размещения там вышеупомянутого кондуктора-книжки или изготовлении простейшего приспособления для качественной сборки каркасов 11 из завезенных строительных элементов 1 и 7. Полуфабрикат каркаса 11 в этом случае переворачивается на другую сторону вручную Последний вариант применяется для каркасов 11, металлические профили которых имеют относительно малый вес погонного метра.

Пример 02. Изготовление каркаса 11 стеновой панели с оконным или дверным проемом.

Каркасы 11 стеновых панелей могут стыковаться между собой с пропуском некоторых каркасов 11 в составе стены с образованием оконного или дверного проема в размере пропущенного каркаса 11 или каркасов 11, в том числе со смещением их от зоны стыка соседних каркасов 11. Для этого размеры панелей выбирают исходя из размера будущего проема, что может привести к расширению номенклатуры нестандартных каркасов 11.

Наиболее предпочтительной будет технология замены ряда вертикально стоящих каркасов 11 на один удлиненный вертикально ориентированный каркас 11, равный по высоте двум-трем типовым унифицированным каркасам 11. В таком каркасе 11 между оппозитно расположенными вертикальными металлическими профилями строительных элементов 1 и/или 7 устанавливают две поперечные стяжки 14, выполненные в виде профилей U-образной формы (условно не показана) или С-образной формы поперечного сечения с боковыми полками 16, продольные стенки 18 которых включают расположенные в шахматном порядке термические отверстия 3. Стяжки 14, установленные на необходимой высоте образуют будущий оконный проем. При размещении на удлиненном вертикально ориентированном каркасе 11 одной поперечной стяжки 14 получают дверной проем.

Стяжки 14 размещают между обеими боковыми полками 4 и/или 9 металлических профилей строительных элементов 1 и/или 7 в составе полученной рамы 12 каркаса 11 с фиксацией их нужным количеством, например, оцинкованных самосверлящих самонарезающих винтов или вытяжных заклепок, или болтов.

Точно так же, для изготовления оконного проема можно заменить ряд горизонтальных размещенных каркасов 11 на один удлиненный горизонтально ориентированный каркас 11, равный по длине, как правило, двум типовым унифицированным каркасам 11.

В этом каркасе 11 между оппозитно расположенными горизонтальными металлическими профилями строительных элементов 1 и/или 7 устанавливают необходимое количество вертикальных стяжек 14, образующих будущий усиленный оконный проем нужного профиля.

Пример 03. Монтаж стен быстровозводимого здания или инженерного сооружения.

В соответствии с проектом здания или инженерного сооружения на место монтажа доставляют промаркированные соответствующим образом каркасы 11 стеновых панелей, угловые стойки 19, выполненные из полосы или листового металла необходимой толщины, обеспечивающей требуемый запас прочности возводимых конструкций.

Особенностью части каркасов 11 является то, что те из них, которые идут на формирование углов оборудованы по краям строительными элементами 7, металлические профили которых выполнены по второму изобретению заявленной группы технических решений, т.е. с пазами 10.

Каркасы 11 стеновых панелей могут быть изготовлены непосредственно в зоне строительства.

По периметру фундамента здания или иного сооружения на напольные перекрытия в нужных местах устанавливают, угловые стойки 19, заполненные утеплителем, и максимально надежно закрепляют их. В соответствии с проектом и согласно имеющейся маркировке начинают устанавливать каркасы 11 с формированием каждой стены. Все каркасы 11 первого ряда надежно крепятся к напольному перекрытию на герметизирующий состав типа Линотерм или иной и соединяются между собой через слой такого же состава. Каркасы 11, контактирующие с угловыми стойками 19 таким же образом крепятся и к ним. В процессе монтажа в стенах формируются оконные проемы, а также входная дверь или несколько дверей.

После монтажа первого этажа на верхний ряд каркасов 11 стеновых панелей наносят герметизирующий состав и устанавливают потолочное перекрытие. Оно также является напольным перекрытием второго этажа.

На перекрытие второго этажа в нужных местах устанавливают угловые стойки 19 (если они не были изготовлены по высоте сразу для двух и более этажей). Осуществляют обвязку периметра второго этажа каркасами 11 стеновых панелей по типу первого этажа. Стены второго этажа в нужных местах имеют только оконные проемы.

После монтажа второго или иного замыкающего этажа на верхний ряд каркасов 11 стеновых панелей через слой герметизирующего состава устанавливают чисто потолочное перекрытие и далее формируют крышу нужной конфигурации.

Уже при монтаже каркасов 11 стеновых панелей второго этажа возможно заполнение каркасов 11 стеновых панелей первого этажа теплоизолирующими блоками. Для этого можно использовать плитный утеплитель Минвата, или ему подобные блоки, которые вставляют во внутреннее пространство каждого каркаса 11 стеновой панели, предпочтительно, враспор без дополнительного крепления. Или фиксируют на внутренних поверхностях металлических профилей и между собой с помощью соответствующего клея, который производится, как правило, поставщиком применяемого утеплителя. В оконные и дверные проемы на герметизирующий состав устанавливают и надежно закрепляют оконные и дверные коробки.

После заполнения каркасов 11 теплоизолирующими блоками, установки дверей и окон, монтажа системы вентиляции и внутренних перегородок или стен приступают к облицовке наружных и внутренних поверхностей смонтированных стен защитно-декоративными и эксплуатационными панелями. Для наружных поверхностей стен это могут быть, например, Аквапанель наружная Кнауф, а для внутренних - гипсокартонные листы ГКЛ или им подобные материалы, которые можно оклеить обоями, покрыть слоем краски или побелить. Стыки наружных защитно-декоративных панелей проклеиваются уплотнительной лентой типа «Линотерм».

Построенное здание или инженерное сооружение оснащается системой отопления и передается в эксплуатацию заказчику.

Пример 04. Монтаж стен быстровозводимого облегченного здания или инженерного сооружения.

Как и в Примере 03 в соответствии с проектом здания или инженерного сооружения на место монтажа доставляют промаркированные соответствующим образом каркасы 11 стеновых панелей и свободные мерные строительные элементы 1 по первому изобретению заявленной группы технических решений. Особенностью части каркасов 11 является то, что те из них, которые идут на формирование углов оборудованы по краям строительными элементами 7, металлические профили которых выполнены по второму изобретению заявленной группы технических решений, т.е. это профили с пазами 10.

Толщина металлических профилей строительных элементов 1 и 7, идущих на изготовление каркасов 11 стеновых панелей облегченного здания меньше, а иногда значительно меньше аналогичной толщины металлических профилей более капитальных зданий.

Облегченные каркасы 11 стеновых панелей, как правило, изготавливаются непосредственно в зоне строительства.

На первом из угловых каркасов 11 на его боковую поверхность со стороны металлического профиля, выполненного по второму изобретению заявленной группы технических решений, т.е. с пазом 10, накладывают металлический профиль строительного элемента 1 по первому изобретению этой группы, т.е. с шипом 5, и размечают на соответствующей боковой полке 4 места будущих выкусов 27 или местных разрезов для отгиба наружу элементов этой боковой полки 4.

Доработанный металлический профиль строительного элемента 1 (Г) крепят неподвижно на этом же каркасе 11 с напуском его цельной боковой полки 4 на продольную стенку 8 торцевого строительного элемента 7 с пазом 10, но предварительно внутреннюю полость шипа 5 заполняют утеплителем.

На одном из углов периметра фундамента облегченного здания или иного сооружения на напольные перекрытия устанавливают перпендикулярно друг другу два каркаса 11, один из которых оснащен доработанным металлическим профилем строительного элемента 1 (Г) для их углового соединения. Соединение двух каркасов 11 надежно фиксируется соответствующими крепежными средствами, как друг к другу, так и к напольному перекрытию.

В соответствии с проектом и согласно имеющейся маркировке начинают устанавливать каркасы 11 с формированием стен, на которых расположены оконные и дверные проемы - аналогично Примеру 03, включая герметизацию зон стыка. Все угловые соединения каркасов 11 выполняются согласно вышеописанной технологии, т.е. с использованием для углового соединения не капитальной угловой стойки 19, а доработанных металлических профилей строительных элементов 1 (1') с шипами 5 и выкусами 27.

Облегченные здания или инженерные сооружения возводят, как правило, одноэтажными.

После оснащения таких зданий и сооружений инженерными коммуникациями они передаются в эксплуатацию заказчику.

Пример 05. Ремонт разрушенной стены здания.

В процессе ведения боевых действий в холодное время года разрушен фрагмент стены многоэтажного здания. Несущие элементы здания не повреждены. Эвакуация жителей признана нецелесообразной.

На место разрушения приезжает бригада специалистов, которые устраняют нарушения в инженерных коммуникациях и проводят соответствующую экспертизу места предстоящего ремонта и восстановления.

Зоне разрушения с помощью специального инструмента придают вид сквозного прямоугольного отверстия.

После замера зоны разрушения рассчитывают длину металлических профилей необходимых строительных элементов 1 и/или 7. Отрезанные профили доставляют на место ремонта и собирают из них каркас 11 стеновой панели непосредственно в стеновом проеме с герметизацией зон стыка со стеной. Пространственная жесткость и прочность металлических профилей позволяют делать эту работу без опасения возникновения их ненормируемой деформации.

Далее каркас 11 заполняют теплоизолирующими блоками по типу Примера 03 и осуществляют облицовку наружной и внутренней поверхностей восстановленной стены.

При ремонте разрушенной стены здания могут использоваться несколько каркасов 11, в том числе каркасы 11 с оконными проемами.

Также следует отметить, что в некоторых случаях при восстановлении разрушенного углового фрагмента стены, например, на верхних этажах здания можно использовать описанную технологию ремонта с установкой в углу разрушения массивной угловой стойки 19 и ее надежном закреплении снизу и сверху на неповрежденных фрагментах здания и последующим монтажом по месту нужного количества каркасов 11.

Для ремонта больших разрушений зданий и сооружений настоящая технология должна использоваться после тщательного изучения места предстоящего восстановления. Несмотря на прочность строительных элементов и надежность собранных каркасов 11 их применение должно быть разумно обоснованным.

Пример 06. Нетипичное использование изобретений - возведение фортификационных или иных защитных сооружений.

С помощью каркасов 11 стеновых панелей, изготовленных из двух видов строительных элементов 1 и 7 и, при необходимости, угловых стоек 19 по четвертому изобретению заявленной группы технических решений и/или доработанных посредством выкусов 27 строительных элементов 1 (Г) по пятому изобретению заявленной группы технических решений возводится, с поправкой на парусность сооружения, проходной навес покрытый листами поликарбоната для хранения автомобиля или иной техники. Разница в высоте противоположных стенок обеспечивает нужный наклон плоской крыши. В этом случае каркасы 11 стеновых панелей можно не заполнять теплоизолирующими блоками. В крайнем случае их с наружной стороны можно обшить листами из того же поликарбоната.

Горизонтально вытянутые каркасы 11 могут быть размещены в один длинный ряд вдоль фронта распространения паводка. Их внутреннее пространство заполняют мешками с песком. Проникшую за такое ограждение воду собирают в естественных или искусственных низинах и периодически или постоянно откачивают высокопроизводительными осевыми или центробежными насосами - до окончания паводка.

Такие же горизонтально вытянутые каркасы 11 необходимой высоты и заполненные мешками с песком могут быть оперативно установлены в качестве брустверов временной линии обороны от стрелкового оружия противника на участках фронта, где невозможно вырыть традиционные окопы, например, на скальных грунтах или на участках с близкорасположенными водоносными слоями.

Настоящие Примеры не являются единственными возможными вариантами использования изобретений. Возможны другие варианты их реализации. Главное, что все они используют вышеописанные существенные признаки технических решений, как по отдельности, так и в различных сочетаниях.

Таким образом, в результате использования изобретений созданы два варианта унифицированных строительных элементов с термическими отверстиями, которые отличаются прочностью, пространственной стабильностью формы и эксплуатационной надежностью, включая их одновременное совместное использование при создании технологичных в изготовлении каркасов стеновых панелей, имеющих возможность простой и надежной стыковки и соединения между собой, в том числе с использованием вариантов угловых соединений, созданных на основе тех же унифицированных строительных элементов.

Группа изобретений относится к области строительства, в частности к конструкциям металлических термопрофилей, используемых в качестве несущих элементов различных каркасов стеновых панелей. Строительный элемент выполнен в форме U-образного пластически деформированного, гнутого или прокатного металлического профиля с продольной перфорированной стенкой, включающей расположенные в шахматном порядке термические отверстия, и боковыми полками. Продольная стенка в одном варианте выполнена выпуклой с образованием в сечении равнобокого трапецеидального шипа с меньшим основанием наружу, а в другом варианте - вогнутой с образованием в сечении равнобокого трапецеидального паза с меньшим основанием внутрь, на котором расположены термические отверстия, выполненные в виде просечек с отбортовками, направленными внутрь или наружу профиля. Строительные элементы отличаются прочностью, пространственной стабильностью формы и эксплуатационной надежностью, включая их одновременное совместное использование при создании технологичных в изготовлении каркасов стеновых панелей, имеющих возможность простой и надежной стыковки и соединения между собой с использованием угловых соединений, созданных на основе тех же строительных элементов. 2 н.п. ф-лы, 22 ил., 6 пр.

1. Строительный элемент, выполненный в форме U-образного пластически деформированного, гнутого или прокатного металлического профиля с продольной перфорированной стенкой, включающей расположенные в шахматном порядке термические отверстия, и боковыми полками, отличающийся тем, что продольная стенка выполнена выпуклой с образованием в сечении равнобокого трапецеидального шипа с меньшим основанием наружу, на котором расположены термические отверстия, выполненные в виде просечек с отбортовками, направленными внутрь или наружу профиля.

2. Строительный элемент, выполненный в форме U-образного пластически деформированного, гнутого или прокатного металлического профиля с продольной перфорированной стенкой, включающей расположенные в шахматном порядке термические отверстия, и боковыми полками, отличающийся тем, что продольная стенка выполнена вогнутой с образованием в сечении равнобокого трапецеидального паза с меньшим основанием внутрь, на котором расположены термические отверстия, выполненные в виде просечек с отбортовками, направленными наружу или внутрь профиля.