Быстровозводимая несущая каркасная панель Российский патент 2024 года по МПК E04C2/10 

Изобретение - быстровозводимая несущая каркасная панель -относится к области строительства и может быть использована для строительства каркасных деревянных построек, в частности малоэтажных жилищ и сооружений, в качестве модульного строительного элемента, вставок и перегородок каркасных многоэтажных зданий, выполняющего функции несущей, теплоизолирующей и ограждающей конструкции с применением изделий из древесины глубокой переработки или композитного материала.

Известен каркас дома или другого сооружения на основе профильной клееной балки (патент RU №101058, по кл. Е04С 1/00, опубл. 10.01.2011 г.), включающий в себя крепящуюся к фундаменту горизонтальную нижнюю обвязку, установленные на ней стойки под дверные проемы и установленные на ней по периметру вертикальные несущие элементы, соединенные между собой верхней обвязкой, в котором элементы конструкции каркаса выполнены из профильной клееной балки, а именно: верхние и нижние обвязки стен выполнены из балок Г-образного профиля; дверные проемы выполнены из балок Г-образного профиля; вертикальные стойки стен выполнены из балок тавра; угловые внутренние и угловые наружные стойки стен выполнены из балок Г-образного профиля. Внутри углов имеются верхние и нижние фиксаторы угловой стойки, а поперечные связи между балками выполнены из доски.

Недостатками такой конструкции является использование клееных заготовок из монолитной древесины со сложными профилями, применение времязатратной технологии подготовки и сборки каркаса, необходимость значительного расходования метизов и преимущественное строительство по месту, без использования блочных фрагментов.

Известна трехслойная строительная панель (патент RU №2344246, по кл. Е04С 2/284, опубл. 20.01.2009 г.),содержащая жесткий каркас из деревянных брусьев, не конструкционный утеплитель и листовую обшивку. Деревянные брусья выполнены клееными из пластин, плоскость клеевых прослоек параллельна плоскости листов обшивки, а в клеевые прослойки на всю длину брусьев заложена армирующая сетка, выступающая наружу, по меньшей мере, с одной из боковых сторон брусьев на 0,1÷0,25 ширины бруса.

Недостатком известного изобретения является сложное устройство и индивидуальная затруднительная технология изготовления в целях обеспечения жесткости и формоустойчивости каркаса панели.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения по технической сущности и достигаемому результату является каркасная панель (патент RU №2602252, по кл. Е04С 2/10, опубл. 10.11.2016 г.), состоящая из вертикальных стоек внешней и внутренней обшивки и утеплителя. Вертикальные стойки выполнены в виде решетчатой конструкции, применение которой позволяет пропускать сквозь них горизонтальные балки пола и потолка, бруски и доски обвязки вдоль панелей, что повышает технологичность сборки здания без применения металлических соединительных элементов, а заполнение пустот утеплителем исключает образование мостиков холода.

Недостатками известной конструкции является ограниченное применение решетчатой конструкции, только в каркасе стоек, не являющихся устойчивой опорой в системе не достаточно обеспечивающей конструктивную жесткость полотна панелей.

Задачей (техническим результатом) предлагаемого изобретения является создании надежной, технологичной, недорогой каркасной панели, экономичного устроения и ускорения ее сборки, повышения жесткости конструкции и несущей способности.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в быстровозводимой каркасной панели вертикальные стойки выполнены в виде плоских деталей сложного контура, с фрезерованными с двух сторон с заданным шагом пазами и поперечных элементов с расположенными с двух сторон с заданным шагом пазами, верхней и нижней, П-образной формы, обвязок для соединения с вертикальными стойками, причем поперечные элементы, вертикальные стойки и элементы обвязки изготовлены на станках с числовым программным управлением из большеформатных листов фанеры разной толщины методом фрезерования.

Новизна предлагаемого технического решения в части устройства усматривается в том, что за счет жесткого соединения вертикальных стоек, выполненных в виде плоских деталей сложного контура, с фрезерованными с двух сторон с заданным шагом пазами и поперечных элементов, с фрезерованными с двух сторон, с заданным шагом, пазами, для крепления крестообразно во взаимно перпендикулярных плоскостях, реализуется пространственная трехмерная жесткость, что дополнительно, в совокупности за счет применения древесины глубокой переработки, дает возможность использования значительно более тонких стоек и материалов покрытий.

Новизна предлагаемого технического решения в части устройства усматривается в том, что плоские элементы, стойки и элементы обвязки со сложным контуром изготовлены на станках с числовым программным управлением (ЧПУ) из большеформатных листов фанеры разной толщины методом фрезерования, обеспечивающем поточное производство высокой производительности.

Новизна предлагаемого технического решения в части устройства усматривается в том, что поскольку вертикальные стойки фиксируются в вертикальном положении замками пазов и не могут сдвинуться или наклониться, то исключается необходимость использования в установке диагональных связей, металлических соединителей, уголков, пластин и т.д.

Новизна предлагаемого технического решения в части устройства усматривается в том, что нижняя и верхняя обвязка выполнены из плоских элементов сложного контура с фрезерованными с заданным шагом отверстиями и пазами для крепления вертикальных стоек в обвязку, без металлических соединительных элементов для позиционирования вертикальных стоек, предусмотренных для создания каркасной панели по типу классических конструкторов статичных моделей, облегчающих и ускоряющих процесс сборки.

Новизна предлагаемого технического решения в части устройства усматривается в том, что поперечные элементы соединены с вертикальными стойками замковым соединением и утоплены в пазы для образования ровных плоскостей наружной и внутренней сторон каркасной панели, что упрощает дальнейшие работы с отделочными материалами.

Новизна предлагаемого технического решения в части устройства усматривается в том, что поперечные элементы с двух сторон вертикальных стоек образуют необходимое пространство для укладки теплоизоляции, фиксируют ее и препятствуют ее сползанию и деформации.

Новизна предлагаемого технического решения в части устройства усматривается в том, что в вертикальных стойках выполнены технологические прорези для снижения теплопередачи.

Новизна предлагаемого технического решения в части устройства усматривается в том, что плоские элементы, стрингеры и элементы обвязки со сложным контуром могут быть изготовлены на станках с числовым программным управлением (ЧПУ) из листового композитного материала, стеклопластика или углепластика.

Новизна предлагаемого технического решения в части устройства усматривается в том, что использование вертикальных стоек, поперечных элементов и элементов постройки из фанеры или композитного материала, с меньшим в 2-3 раза коэффициентом линейного температурного расширения по сравнению с алюминием или сталью и монолитной древесиной, обеспечивает эксплуатационную надежность полученных строений в районах с резкими перепадами температур, и в широких диапазонах климатических условий.

Новизна предлагаемого технического решения в части устройства усматривается в том, что обеспечивается полностью автоматизированное изготовление элементов конструкции быстровозводимой каркасной панели на станках с ЧПУ, минимизируя станочный парк и увеличивая производительность изготовления деталей.

Существо изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 показан эскиз версии вида со сборочными элементами отдельной быстровозводимой несущей каркасной панели.

На фиг.2 показаны элементы быстровозводимой несущей каркасной панели в разъединенном состоянии.

На фиг.3 показана вертикальная стойка быстровозводимой несущей каркасной панели с выполненными технологическими прорезями.

На фиг.4 показан фрагмент конструкции версии углового соединения с элементами обвязки отдельной быстровозводимой несущей каркасной панели.

На фиг.5 показан собранный из быстровозводимых каркасных панелей модуль с верхней и нижней обвязкой в устройстве строительной конструкции.

Особенностью технического решения является опыт организации быстровозводимого строительства и эксплуатации в суровых условиях Крайнего Севера. Технология сборки устройства по предлагаемому техническому решению заключается в последовательном соединении деталей каркаса. Все элементы изготавливаются на производстве с использованием максимально экономичного раскроя фанерных или композитных листов на станках с ЧПУ и не требуют доработки на стройплощадке, если сборка проводится на месте установки строения. В свою очередь, сборка каркасных панелей и модулей, а также изготовление панелей в многоэтажном строительстве, в качестве строительных элементов в постройках, вставок и перегородок, или стандартизированных для транспортировки готовых сооружений, может производиться в цехах производственных предприятий с максимальным использованием станков.

В быстровозводимой несущей каркасной панели (фиг.1, 2) вертикальные стойки 1 выполнены в формате плоских деталей сложного контура с фрезерованными с двух сторон, с заданным шагом, пазами 2. Вертикальные стойки 1 заподлицо по краям соединены поперечными элементами 3, представляющими из себя плоские детали сложного контура, с фрезерованными с двух сторон, с заданным шагом, пазами 4. Закрепленные в пазы 2 вертикальных стоек 1 поперечные элементы 3 с пазами 4 образуют пространственную решетчатую конструкцию. При этом нижняя и верхняя обвязка 5 состоит из одной горизонтальной 6 и двух вертикальных 7 соединенных между собой плоских деталей, образующих П-образную форму, причем на горизонтальной детали 6 обвязки выполнены отверстия 8 и пазы 9, а на вертикальных пазы 10 и 11 для соединения с торцами вертикальных стоек 1 и между собой для обвязки 5.

В быстровозводимой несущей каркасной панели по поперечные элементы 3, вертикальные стойки 1 и элементы обвязки 5 изготовлены на станках с числовым программным управлением из большеформатных листов фанеры разной толщины методом фрезерования.

В быстровозводимой несущей каркасной панели в вертикальных стойках 1 выполнены технологические прорези 12 для снижения теплопередачи (фиг.3).

В быстровозводимой несущей каркасной панели плоские элементы выполнены из листового композитного материала, стеклопластика или углепластика.

Использование в профилированных силовых фанерных вертикальных стойках 1 технологических прорезей 12 (фиг. 3) снижает вероятность образования мостиков холода. Возможность в процессе фрезерования вырезать заранее запроектированные пазы и отверстия позволяет ускорить прокладку коммуникаций в готовой конструкции. Применение влагостойкой и огнестойкой фанеры расширяет сферы эксплуатации строений по предлагаемому техническому решению.

Фигурное замковое соединение с приклеиванием возможно для удлинения соединением сборочных изделий, путем склеивания замковых шипов, благодаря которым поперечные элементы могут удлиняться и соединяться, обеспечивая максимально возможную прочность стыков, наравне с бесстыковыми деталями (фиг.6).

Промышленную применимость предлагаемого технического решения подтверждает успешная эксплуатация в экстремальных условиях арктического побережья в селении Териберка Мурманской области с декабря 2021 года по настоящее время двух модульных строений.

Изобретение относится к области строительства, а именно к быстровозводимой каркасной панели, которая может быть использована в деревянных малоэтажных постройках. Технический результат изобретения заключается в повышении жесткости конструкции. Каркасная панель выполнена в виде плоских деталей вертикальных стоек и поперечных элементов, с двух сторон которых с заданным шагом расположены пазы, и верхней и нижней обвязок для соединения с вертикальными стойками. Вертикальные стойки соединены с поперечными элементами, расположенными с двух сторон вертикальных стоек, посредством пазов поперечных элементов, входящих крестообразно в соответствующие пазы вертикальных стоек, с образованием жесткой решетчатой конструкции. Каждая из обвязок состоит из одной горизонтальной и двух вертикальных соединенных между собой плоских деталей, образующих П-образную форму, причем на горизонтальной детали обвязки выполнены отверстия и пазы, а на вертикальных - пазы для соединения с торцами вертикальных стоек. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Быстровозводимая несущая каркасная панель, состоящая из выполненных в виде плоских деталей вертикальных стоек с расположенными с двух сторон с заданным шагом пазами, поперечных элементов с расположенными с двух сторон с заданным шагом пазами и верхней и нижней обвязок для соединения с вертикальными стойками, отличающаяся тем, что вертикальные стойки соединены с поперечными элементами, расположенными с двух сторон вертикальных стоек, посредством пазов поперечных элементов, входящих крестообразно в соответствующие пазы вертикальных стоек, с образованием жесткой решетчатой конструкции, при этом обе стороны вертикальных стоек расположены заподлицо с поверхностями поперечных элементов, а каждая из обвязок состоит из одной горизонтальной и двух вертикальных соединенных между собой плоских деталей, образующих П-образную форму, причем на горизонтальной детали обвязки выполнены отверстия и пазы, а на вертикальных - пазы для соединения с торцами вертикальных стоек и между собой для обвязки.

2. Каркасная панель по п. 1, отличающаяся тем, что поперечные элементы, вертикальные стойки и элементы обвязки изготовлены на станках с числовым программным управлением из большеформатных листов фанеры разной толщины методом фрезерования.

3. Каркасная панель по п. 1, отличающаяся тем, что в вертикальных стойках выполнены технологические прорези для снижения теплопередачи.

4. Каркасная панель по п. 1, отличающаяся тем, что плоские элементы выполнены из листового композитного материала, стеклопластика или углепластика.