СТЕНОВОЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2025 года по МПК E04B2/70 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области строительства, в частности, деревянного строительства, и деревообрабатывающей промышленности и может использоваться для возведения вертикальных стен и перегородок, в частности, стен зданий различного назначения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В настоящее время наблюдается значительный интерес к строительству из материалов на основе дерева. Такие технологии считаются отвечающими принципам экологичности и устойчивого развития, позволяют возводить сооружения с комфортной внутренней средой и привлекательным внешним видом.

Одной из самых распространенных технологий является сборка сруба здания из горизонтально расположенных брусьев. Для увеличения прочности конструкции и уменьшения продуваемости сруба на верхней и нижней сторонах бруса часто выполняют по одному или более соответствующих друг другу продольных выступов (шипов) и пазов таким образом, что при укладке брусьев друг на друга выступы попадают в соответствующие пазы, обеспечивая лучшую герметичность конструкции по сравнению с непрофилированным брусом.

Реже используются решения, в которых брусья расположены вертикально.

Известна технология «Naturi» (см., например, Клемешова, М.В. Обзор новых технологий в малоэтажном деревянном домостроении / М.В. Клемешова, И.Р. Подгорный // Master’s Journal. – 2023. – № 1. – Art. № 10.), предполагающая вертикальное расположение стеновых элементов из массивной древесины. Эта технология позволяет собрать стену неограниченной толщины, поскольку элементы соединяются друг с другом в двух измерениях, при этом для соединения в одном измерении используется традиционная система с соответствующими друг другу шипами и пазами, а в другом – очень сложный профиль, включающий криволинейные участки и пропилы. Также в каждом из торцов бруса выполняется углубление под нагель. Брус поставляется к месту сборки в герметичной упаковке в почти полностью собранном виде. После сборки древесина впитывает влагу из воздуха разбухает, и все элементы прочно сцепляются друг с другом. К достоинствам этой технологии можно отнести экологичность, отсутствие усадки, прочность, минимизацию теплопотерь. Недостатки включают чувствительность к материалу, из которого выполняют элементы. Кроме того, необходима сложная высокоточная обработка, очень тщательная сушка, технология крайне чувствительна к условиям упаковки и транспортировки бруса. Специалисты также отмечают сложности с проектированием сооружений из такого материала: при том, что система «Naturi» является очень гибкой и позволяет реализовать практически любые решения, малейшие ошибки при проектировании могут привести к невозможности сборки. При этом отработанные для других материалов решения в этом случае могут не работать, а разобрать стену с таким сложным соединением, чтобы исправить ошибку, может быть просто невозможно. Возведение такой стены требует наличия специальных навыков у сборщиков. Также помимо основных элементов для достижения завешенного вида стены и защиты от влаги и грязи требуется использование внешних элементов, которые также должны иметь сложный профиль для соединения с основными элементами. Все это обуславливает высокую стоимость и сложность возведения конструкций по технологии «Naturi».

Также известна технология «Twin Beam» (см., например, Клемешова, М.В. Обзор новых технологий в малоэтажном деревянном домостроении / М.В. Клемешова, И.Р. Подгорный // Master’s Journal. – 2023. – № 1. – Art. № 10.), которая предусматривает возведение стены из двух параллельных рядов расположенных вертикально брусьев из склеенных ламелей, разделенных воздушным пространством порядка двух сантиметров между рядами. Каждый брус имеет пару противолежащих плоских граней, которые образуют внутреннюю и наружную плоскости стены. Каждая из двух других граней, противолежащих друг другу, имеет сложный профиль, включающий по меньшей мере два прямоугольных паза для соединительных элементов и дополнительные пропиты.

При сборке стены между брусьями двух рядов вставляют вертикальные планки, имеющие сечение в виде двусторонней гребенки или буквы Н с дополнительной вертикальной ножкой посередине. Концы одной боковой ножки размещаются в пазах боковых граней соседних брусьев одного ряда, концы второй боковой ножки размещаются в пазах смежных боковых поверхностей соседних брусьев второго ряда, а дополнительная средняя «ножка» располагается в зазоре между рядами, фиксируя дистанцию между ними. Для обеспечения возможности такого соединения без образования щелей на обращенных вовне поверхностях стены, брус должен иметь такой профиль, чтобы его обращенная вовне сторона была шире, чем сторона, обращенная внутрь, т.е. брус имеет профиль, несимметричный относительно оси, проходящей через его середину параллельно плоскости стены в собранном виде. Дополнительно используются плоские внешние планки, проходящие в полостях, образованных пазами на смежных поверхностях соседних брусьев ближе к внешним поверхностям Сборка конструкции по этой технологии несколько проще, чем по технологии «Naturi», однако всё же является достаточно сложной. Основные стеновые элементы – брусья, а также соединительные элементы имеют сложный профиль, что повышает вероятность получения бракованных изделий или несоответствия конфигураций готовых элементов друг другу. Также велика вероятность ошибок при сборке, что обуславливает необходимость в дополнительном обучении лиц, осуществляющих строительство, и замедляет процесс возведения стен. Для соединения брусьев одного ряда между собой используются дополнительные горизонтальные нагели, для которых требуются дополнительные отверстия в каждом брусе. Двухрядная конструкция стены с полостями внутри вызывает опасения относительно образования конденсата внутри стен и распространения огня внутри стены при пожаре.

Таким образом известные строительные технологии на основе вертикальных брусьев, обеспечивая преимущества деревянных домов и решая, по меньшей мере частично, проблемы сооружений из горизонтального бруса, такие как усадка и «холодные углы», требуют сложных производственных процессов, включают изготовление и использование при строительстве множества деревянных элементов сложной формы и дополнительных крепежных элементов. Соответственно, такие технологии характеризуются высокой стоимостью и сложностью. Это, помимо неудобств для каждого конкретного пользователя, в целом снижает долю людей и организаций, выбирающих строительство на основе деревянных материалов, относительно тех, кто выбирает другие, менее экологичные строительные технологии из-за их видимой простоты.

Очевидно, что существует потребность в совершенствовании технологий строительства из бруса, в частности, вертикального бруса. Было бы желательно разработать средства и способы деревянного строительства, которые обеспечивали бы надлежащее качество и надёжность сооружений и при этом были бы относительно простыми и привлекательными.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение по меньшей мере частично решает указанные проблемы за счет использования для сборки вертикальных перегородок, в частности, стен жилых и других сооружений, бруса, имеющего две торцевые грани Т1 и Т2, перпендикулярные продольной оси бруса, две противолежащие друг другу грани Н1 и Н2, которые проходят параллельно продольной оси бруса и в готовой стене образуют ее плоскости, и две противолежащие друг другу профилированные грани П1 и П2, проходящие параллельно продольной оси бруса и содержащие пазы, проходящие по длине бруса,

причем грани П1 и П2 имеют одинаковый профиль, содержащий прямолинейные участки, проходящие параллельно граням П или по ним, два паза по существу прямоугольного сечения и по меньшей мере один паз по существу полукруглого сечения, причем указанный профиль является зеркально симметричным.

С точки зрения функции, пазы по существу прямоугольного сечения при совмещении граней П двух одинаковых брусьев образуют две полости по существу прямоугольного сечения, проходящие вдоль продольной оси бруса, причем в каждой из образованных полостей может быть размещена подходящая по размеру шпонка, которая будет перекрывать внешний продольный стык или зазор между брусьями. Пазы по существу полукруглого сечения при совмещении граней П двух одинаковых брусьев образуют одну или более полостей по существу круглого сечения, в которых может быть размещен подходящий по размеру утеплитель.

Сечение бруса согласно настоящему изобретению, перпендикулярное продольной оси имеет две оси симметрии: первую, проходящую параллельно внешним граням Н1 и Н2 и между ними на равном расстоянии до каждой из указанных граней, и вторую, проходящую параллельно профилированным граням П1 и П2 и между ними на равном расстоянии до каждой из граней.

Выполнение профиля бруса зеркально симметричным относительно двух осей позволяет упростить процесс изготовления бруса, поскольку обе профилированные грани имеют одинаковые профили и для их выполнения используются одинаковые схемы обработки. Это дополнительно снижает вероятность ошибок при производстве и, соответственно, процент брака, повышая соответствие процесса изготовления бруса принципам устойчивого развития.

Для сборки стен или перегородок брусья согласно настоящему изобретению используются в комбинации со шпонками. Оба эти элемента имеют относительно простую форму, что позволяет дополнительно оптимизировать использование материала при их изготовлении.

Симметричная конфигурация минимизирует вероятность ошибки при покраске и сборке готовых комплектов для возведения стен и зданий. Предусмотренные пазы для размещения утеплителя позволяют прикреплять утеплитель к брусу на производственном участке и уже в таком виде поставлять пользователю или на строительную площадку. Таким образом обеспечивается возможность создания домокомплектов высокой заводской готовности.

Минимальное количество простых и симметричных элементов, необходимых для возведения стен и перегородов, возможность прикрепления утеплителя к брусу в заводских условиях упрощает и ускоряет процесс сборки стен.

В частности, настоящее изобретение, включает следующие объекты, соответствующие описанному выше принципу:

1. Брус для возведения стен и перегородок с вертикальным расположением брусьев, имеющий две торцевые грани Т1 и Т2, перпендикулярные продольной оси бруса, две противолежащие друг другу грани Н1 и Н2, которые проходят параллельно продольной оси бруса и в готовой стене образуют ее плоскости, и две противолежащие друг другу профилированные грани П1 и П2, проходящие параллельно продольной оси бруса и содержащие пазы, проходящие по длине бруса,

причем грани П1 и П2 имеют одинаковый профиль, содержащий прямолинейные участки, проходящие параллельно граням П1 и П2 или лежащие на них, два паза по существу прямоугольного сечения и по меньшей мере два паза по существу полукруглого сечения, причем указанный профиль является зеркально симметричным относительно плоскости, проходящей через центральную продольную ось бруса и перпендикулярную граням П1 и П2, и при этом к граням Н1 и Н2 примыкают прямолинейные участки профиля, между указанными прямолинейными участками расположены пазы по существу прямоугольного сечения, а между указанными пазами по существу прямоугольного сечения располагаются по меньшей мере два паза полукруглого сечения и по меньшей мере ещё один линейный сегмент.

2. Брус по п. 1, где в профилях граней П1 и П2 пазы по существу прямоугольного сечения и пазы по существу полукруглого сечения разделены прямолинейными участками.

3. Брус по п. 1, где в профилях граней П1 и П2 пазы по существу прямоугольного сечения и пазы по существу полукруглого сечения соединены с образованием пазов сложного сечения.

3. Брус по п. 1, в котором каждый из указанных пазов по существу прямоугольного сечения образует вместе с пазом по существу полукруглого сечения паз сложной формы, таким образом, что профиль каждой из граней П1 и П2 имеет следующие последовательно расположенные элементы:

(1) линейный сегмент A₁B₁, проходящий от грани Н1, и образующий внешний линейный участок профиля;

(2) линейный сегмент B₁C₁, проходящий перпендикулярно граням П1 и П2 и параллельно граням Н1 и Н2;

линейный сегмент C₁D₁, проходящий параллельно граням П1 и П2;

линейный сегмент D₁F₁, проходящий перпендикулярно граням П1 и П2 и параллельно граням Н1 и Н2, но не доходящий до соответствующей грани П1;

причем сегменты B₁C₁, C₁D₁ и D₁F₁ образуют паз по существу прямоугольного сечения

(3) сегмент F₁G_1,, образованный частью окружности, определяющей сечение сегмента по существу полукруглого сегмента,

(4) центральный линейный сегмент G₁G₂,

(5) сегмент G₂F₂, зеркально симметричный сегменту F₁G₁;

(6) линейные сегменты F₂D₂, D₂C₂ и C₂B₂, зеркально симметричные сегментам D₁F₁, C₁D₁ и B₁C₁, соответственно;

(7) линейный сегмент B₂A₂, зеркально симметричный сегменту A₁B₁ и проходящий до грани Н2,

где A₁ и A₂ соответствуют переходам между гранями Н1 и Н2, соответственно, и прилежащим к ним линейным сегментам профиля профилированной грани П1, а B₁,C₁, D₁, F₁, G₁, G₂, F₂, D₂,C₂, B₂ соответствуют переходам между отдельными сегментами профиля профилированной грани.

Соответственно, сегмент B₁C₁ образует одну стенку паза по существу прямоугольной формы, сегмент C₁D₁ образует дно паза по существу прямоугольной формы, а линейный сегмент D₁F₁ образует вторую стенку паза по существу прямоугольной формы.

4. Брус по любому из пп. 1-3, где профиль каждой из граней П1 и П2 характеризуется тем, что два линейных участка профиля, прилегающие к граням Н1 и Н2, лежат на одной прямой, которая параллельна прямой, проведенной через расположенный по центру профиля линейный участок этой грани, но не совпадает с ней, причем прямая, на которой лежат два линейных участка профиля, прилегающие к граням Н1 и Н2, находится ближе к плоскости, проходящей через центральные продольные оси граней Н1 и Н2.

5. Брус по любому из пп. 1-3, каждая из профилированных граней П1 и П2 которого содержит дополнительный паз полукруглого сечения, расположенный по центру указанной грани.

6. Брус по любому из пп. 1-5, в котором одна из торцевых граней Т1 или Т2 дополнительно содержит паз под направляющую шпонку, где указанный паз имеет по существу прямоугольное сечение и проходит от грани П1 до грани П2 посередине указанной торцевой грани.

7. Брус по п. 3, имеющий следующие характеристики:

Параметр Значение Длина граней Н: Н1 и Н2 266 мм Длина граней П: П1 и П2 166 мм Длина сегментов A₁B₁ и B₂ A₂ 16 мм Длина сегментов B₁C₁ и C₂ B₂ 19 мм Радиус сегментов F₁G₁ и G₂F₂ 10 мм Общая ширина каждого паза сложной формы вдоль грани П 42 мм Длина сегмента G₁G₂ 50 мм Расстояние между прямой, на которой лежит сегмент G₁G₂, и прямой, на которой лежат сегменты A₁B₁ и B₂ A₂ 2 мм Размер сечения полости, образуемой пазами по существу прямоугольного сечения при совмещении профилированных граней двух брусьев 42 мм * 20 мм Диаметр сечения полости, образуемой пазами по существу полукруглого сечения при совмещении профилированных граней двух брусьев 20 мм Скругление переходов между сегментами +

8. Брус по любому из пп. 1-7, характеризующийся тем, что по меньшей мере часть переходов между гранями бруса и сегментами профиля, а также переходы между соседними сегментами профиля выполнены скругленными.

9. Брус по любому из пп. 1-8, представляющий собой клееный брус, причем пазы на профилированных гранях выполнены фрезеровкой.

10. Комплект для возведения стен и перегородок, включающий по меньшей мере два идентичных бруса по любому из пп. 1-10 и шпонки, имеющие длину, совпадающую с длиной бруса, и перпендикулярное продольной оси сечение, позволяющее размещать шпонки в полостях, образуемых пазами по существу прямоугольного сечения при совмещении профилированных граней двух брусьев друг с другом.

11. Комплект по п. 10, где каждая из шпонок имеет две противолежащие грани, снабженные проходящим по всей длине грани и размещенным на ее центральной продольной оси уплотнителем, где указанные грани с уплотнителем представляют собой грани, которые в готовой стене проходят перпендикулярно плоскостям стены и граням Н1 и Н2 брусьев.

12. Комплект по п. 11, где уплотнитель закреплен на грани шпонки путем заделки его в паз, проходящий по центральной продольной оси этой грани по всей её длине.

13. Комплект по п. 11, включающий дополнительные элементы, выбранные из следующих: угловые элементы, доборные элементы, шпонки основания, утеплитель.

14. Способ возведения стен или перегородок с вертикальным расположением брусьев, в котором

брусья по любому из пп. 1-9 последовательно устанавливают вертикально на основании, размещая в полостях, образованных пазами по существу прямоугольного сечения, обращенных друг к другу профилированных граней соседних брусьев, шпонки, соответствующие по размерам указанным полостям;

установленные вертикально брусья стягивают друг с другом саморезами;

брусья крепят к основанию саморезами, вкручиваемыми под углом.

15. Способ по п. 14, в котором используют брусья по п. 5 и брусья устанавливают на основании путем совмещения пазов на нижней торцевой грани каждого бруса со шпонкой основания.

16. Способ по п. 14, дополнительно включающий, перед размещением брусьев на основании, выполнение гидроизоляции и/или утепления основания.

17. Применение двух или более брусьев по любому из пп. 1-9 для возведения стен и перегородок с вертикальным размещением брусьев.

18. Стена, выполненная из размещенных вертикально брусьев по любому из пп. 1-9, где в полостях, образованных пазами по существу прямоугольного сечения в совмещенных профилированных гранях соседних брусьев располагаются шпонки, соответствующие указанным полостям по форме и размерам, причем шпонки проходят по длине каждой полости, перекрывая зазоры между указанными соседними брусьями.

19. Стена по п. 18, дополнительно содержащая утеплительные элементы круглого сечения, размещенные в полостях, образованных пазами по существу полукруглого сечения в совмещенных профилированных гранях соседних брусьев.

20. Способ изготовления строительного бруса, включающий обработку фрезерованием заготовки в форме прямоугольного параллелепипеда с получением бруса по п. 1.

Описание деталей реализации этих решений и дополнительных вариантов осуществления приведено далее.

ГРАФИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Вся информация, содержащаяся на графических материалах, представляемых с заявкой, является частью описания изобретения. Соответственно, любые признаки, указанные на фигурах, могут быть включены в формулу изобретения.

На Фиг. 1 показан один из предпочтительных вариантов поперечного сечения бруса согласно настоящему изобретению с размерами элементов, указанными в миллиметрах. Для удобства, размеры показаны на одном профиле, а важные точки обозначены на другом, зеркально симметричном ему профиле.

На Фиг. 2 показано фрагмент разреза стены, собранной из брусьев с сечением, представленном на Фиг. 1. Видны размещенные в полостях, образованных пазами профилированных граней бруса, шпонки (1), каждая из которых имеет на двух гранях уплотнитель (3), и жгуты уплотнителя (2) круглого сечения. Элементы, стягивающие брусья друг с другом, не показаны.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Определения и варианты реализации, обсуждаемые в настоящем описании, представляют возможные варианты реализации и могут быть включены в формулу изобретения в качестве признаков и объектов по отдельности или в любой комбинации. Все признаки, описанные в связи с одним из объектов изобретения, в равной степени могут быть отнесены к любому другому объекту изобретения.

Все указанные в описании диапазоны размеров представляют собой краткую запись перечисления всех числовых значений, лежащих в этих диапазонах, и включают любые отдельные значения, комбинации значений, и поддиапазоны в качестве вариантов. Соответственно, например, запись «от 1 до 10 с шагом 1» в контексте настоящего документа следует интерпретировать как краткую запись перечисления значений 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 и любых диапазонов, ограниченных этими числами.

Все утверждения, приведенные в описании изобретения принимаются в той мере, в какой они не противоречат общим знаниям.

Брус в соответствии с настоящим изобретением имеет общую форму прямоугольного параллелепипеда. С учетом того, что две грани бруса имеют профили, форма прямоугольного параллелепипеда означает, что плоскости, проходящие через самые выступающие точки каждой из граней, образуют прямоугольный параллелепипед. Соответственно, когда в настоящем тексте говорится, что какой-либо элемент проходит параллельно или перпендикулярно грани, имеется в виду, что он проходит параллельно плоскости, в которой лежит эта грань, для граней Н, и параллельно плоскости, в которой лежит наиболее выступающий линейный участок профиля для граней П. То же справедливо для плоского сечения бруса в направлении, перпендикулярном его продольной оси. Если не указано иное, при указании расстояния или размера как измеряемого от грани П1 или П2, имеется в виду размер или расстояние, соответственно, от плоскости, проходящей через наиболее внешний прямолинейный участок этой грани. Если речь идет о сечении, то при указании расстояния или размера как измеряемого от грани П1 или П2, то имеется в виду размер или расстояние, соответственно, от прямой, проходящей через самый внешний прямолинейный участок сечения.

Брус может иметь любые размеры, подходящие для сооружения или сборки стен и перегородок. Поскольку основным назначением бруса по изобретению является сборка стен помещений, чаще всего он будет иметь размеры, характерные для материалов, применяемых в этой области.

В частности, длина бруса, то есть его наибольший размер, может иметь любое значение, допускаемое свойствами материала из которого он выполнен, а на практике будет чаще всего соответствовать высоте помещения, для стен которого предназначен брус. В частности, на практике длина бруса может иметь любое значение от 2000 мм до 6000 мм с шагом в один миллиметр, и в одном из предпочтительных вариантов составляет 2950 мм.

Остальные размеры бруса, т. е. ширина каждой из граней Н1, Н2, П1 и П2 в направлении, перпендикулярном продольной оси бруса, могут иметь любое подходящее значение, например, любое значение от 50 мм до 600 мм с шагом в один мм, или от 100 мм до 300 мм с шагом в 1 мм. В одном из предпочтительных вариантов осуществления размер бруса по граням П (П1 и П2) составляет 166 мм, а размер по граням Н (Н1 и Н2) составляет 266 миллиметров.

Брус может быть выполнен из любого подходящего материала, в частности, материала на основе дерева. В одном из предпочтительных вариантов осуществления брус представляет собой клееный брус.

Также брус может быть обработан любым подходящим способом, в частности, покрашен в любой цвет или обработан средствами, влаго-, огне- или биозащиты.

Грани Н1 и Н2 бруса не обязательно должны быть абсолютно плоскими. Опционально, они также могут быть снабжены профилем или объемны рисунком, например, для обеспечения дополнительных визуальных эффектов.

Размеры и количества пазов, а также линейных участков, выполненных на профилированных гранях бруса, выбирают, исходя из размеров самого бруса, а также дополнительных элементов, используемых для сборки стены, в частности, шпонок и жгутов утеплителя.

В частности, ширина пазов, имеющих по существу прямоугольное сечение, предназначенных для размещения шпонок, измеряемая в направлении, параллельном профилированной грани, может иметь любое подходяще значение, например, лежать в диапазоне от 5 мм до 50 мм с шагом 1 мм. В одном из вариантов ширина паза под шпонку составляет 20 мм.

Глубина пазов, имеющих по существу прямоугольное сечение, предназначенных для размещения шпонок, измеряемая в направлении, параллельном граням Н, может иметь любое подходяще значение, например, в диапазоне от 10 мм до 60 мм с шагом 1 мм. В одном из предпочтительных вариантов, глубина пазов, имеющих по существу прямоугольное сечение, может составлять 21 мм и, соответственно, при совмещении пазы, имеющие по существу прямоугольное сечение, образуют в целом прямоугольную полость с размером в направлении, параллельном граням Н бруса, составляющем 42 см.

В контексте настоящего изобретения «по существу» прямоугольное сечение относится к форме, которую можно однозначным образом достроить до прямоугольника. В частности, такая форма может определяться тремя сторонами прямоугольника или двумя сторонами прямоугольника и частью третьей стороны.

Пазы, имеющие по существу полукруглое сечение, могут иметь любой размер, допускаемый размерами бруса и других пазов. В частности, радиус окружности каждого паза, имеющего по существу полукруглое сечение, может оставлять от 10 до 40 мм с шагом 1 мм. В одном из вариантов осуществления радиус каждого паза, имеющего по существу полукруглое сечение, может составлять 20 мм. Диаметр измеряется от соответствующей грани П, в которой выполнен паз.

«По существу полукруглое сечение» в настоящей заявке относится к форме, определяемой сектором круга или дугой окружности. Такая форма может не образовывать полный полукруг, а может образовывать любой сегмент круга при условии, что его радиус можно легко определить. В частности, в контексте на настоящего документа «имеющий по существу полукруглое сечение» включает пазы полукруглого сечения и компоненты пазов сложного сечения, сечение которых имеет форму сегмента круга, например, углового сегмента от 90^о до 180^о.

Линейные сегменты профиля профилированных граней бруса также могут иметь любые размеры, допускаемые размерами бруса и пазов. При этом специалист при выборе их размеров будет руководствоваться также соображениям прочности. Понятно, что при слишком маленьких размерах линейных сегментов профиль бруса будет образовывать тонкие стенки, что может быть нежелательно с точки зрения прочности. Так же понятно, что количество и размер пазов по существу полукруглого сечения не должны быть слишком большими по тем же соображениям. Соответственно, в типичном варианте профиль каждой из граней П1 и П2 будет содержать 1, 2 или 3 паза по существу полукруглого сечения, определяемого окружностью радиусом от 5 до 30 мм с шагом 1 мм, предпочтительно от 10 до 20 мм с шагом 1 мм.

В частности, каждый из линейных сегментов грани П1 или П2, примыкающих к граням Н1 и Н2 может иметь длину от 5 до 50 мм с шагом в 1 мм, или от 10 до 20 мм с шагом в 1 мм, а в одном из предпочтительных вариантов осуществления составляет 16 мм.

Линейные сегменты, расположенные ближе к оси симметрии профиля каждой из граней П1 или П2, могут иметь размеры длину от 5 до 80 мм с шагом в 1 мм, или от 30 до 60 мм с шагом в 1 мм.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления ширина каждой из профилированных граней П1 и П2 составляет 166 мм, при этом ее профиль содержит три линейных участка, два из которых имеют длину 16 мм, а один имеет длину 50 мм, а остальное приходится на пазы.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления брус имеет профиль, представленный на фиг. 1. Видно, что переходы между сегментами выполнены со скруглением. Скругления могут быть выполнены на краях любых сегментов профиля профилированных граней бруса, т.е. в местах соединения соседних сегментов друг к другу, а также в местах примыкания крайних сегментов к граням Н1 и Н2. Скругления могут иметь любой радиус, например, от 0.1 мм до 1 мм с шагом 0.1 мм, или от 1 мм до 10 мм с шагом в 1 мм.

В связи с этим следует отметить, что в случае присутствия скруглений, если не указано иное, в контексте настоящего документа размеры элементов бруса, таких как грани, участки и сегменты профиля, измеряются не от точек начала скруглений, а от точек пересечения воображаемых линий, продолжающих соответствующие элементы.

В этом варианте элементы сечения бруса имеют размеры, представленные в Таблице 1.

Таблица 1. Характеристика одного из предпочтительных вариантов сечения бруса согласно настоящему изобретению. Значения приведены в соответствии с Фиг. 1 и Фиг. 2. В случае расхождения данных, приоритетной следует считать информацию, представленную в графических материалах.

Параметр Значение Длина граней Н: Н1 и Н2 266 мм Длина граней П: П1 и П2 166 мм Длина сегментов A₁B₁ и B₂ A₂ 16 мм Длина сегментов B₁C₁ и C₂ B₂ 19 мм Радиус сегментов F₁G₁ и G₂F₂ 10 мм Общая ширина каждого паза сложной формы вдоль грани П 42 мм Длина сегмента G₁G₂ 50 мм Расстояние между прямой, на которой лежит сегмент G₁G₂, и прямой, на которой лежат сегменты A₁B₁ и B₂ A₂ 2 мм Размер сечения полости, образуемой пазами по существу прямоугольного сечения при совмещении профилированных граней двух брусьев 42 мм * 20 мм Диаметр сечения полости, образуемой пазами по существу полукруглого сечения сечения при совмещении профилированных граней двух брусьев 20 мм Скругление переходов между сегментами +

Из фиг. 1 и таблицы 1 видно, что линейные участки профиля профилированных граней, примыкающие к граням Н1 и Н2 («крайние» сегменты) лежат на линии, параллельной центральному линейному сегменту, но не совпадающей с ним. Расстояния между прямой, на которой лежат крайние линейные сегменты, и прямой, на которой лежит центральный сегмент может оставлять от 0.5 мм до 1 мм с шагом 0.1 мм, или от 1 мм до 4 мм. Такой вариант осуществления обеспечивает постоянство и привлекательность внешнего вида готовой стены в течение срока эксплуатации.

Перед сборкой стены или перегородки из брусьев согласно настоящему изобретению в по меньшей мере одном пазе, имеющим по существу полукруглое поперечное сечение, одной из профилированных граней бруса может быть закреплен утеплитель в виде круглого жгута, идущего по длине паза. Соответственно, комплект согласно настоящему изобретению может включать в себя брусья, содержание утеплитель, закрепленный в пазах по существу полукруглого сечения.

Специалист легко сможет подобрать материал, подходящий для использования в настоящем изобретении. В частности, можно использовать утеплители Вилатерм или Изоком, такие как Вилатерм 20/8 и Изоком 20/8.

При сборке стены из брусьев согласно настоящему изобретению используются шпонки, представляющие собой элементы в форме прямоугольного параллелепипеда, длина которого по существу равна длине бруса, а остальные размеры выбраны такими, чтобы обеспечивать возможность размещения шпонок в полостях, образуемых при совмещении профилированных граней двух одинаковых брусьев друг с другом. Соответственно длина шпонки может иметь любую величину, указанную выше для длины бруса, один из размеров поперечного сечения шпонки может соответствовать величине, указанной для ширины паза, имеющего по существу прямоугольное сечение в профиле профилированной грани бруса, или быть на чуть меньше, а второй размер поперечного сечения шпонки может быть равен глубине паза, имеющего по существу прямоугольное сечение, измеряемой в направлении, параллельном граням Н, умноженной на 2, или быть чуть меньше этой величины. В одном из предпочтительных вариантов осуществления, шпонки имеют размер 18 мм * 34 мм * 2950 мм. Также размер шпонки может быть несколько меньше размера полости под нее для обеспечения легкого соединения. Например, шпонка может быть на 1-3, например, на 2 мм меньше, чем полость под нее, по одному или двум размерам сечения.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления пазы, имеющие по существу прямоугольное сечение, выполненные на профилированных гранях бруса, имеют такие размеры, что при совмещении профилированных граней двух брусьев друг с другом образуют полость размером в поперечном сечении 20 мм * 42 мм, что позволяет удобно разместить в ней шпонку размером 18 мм * 34 мм с уплотнителями на узких гранях.

Шпонки могут содержать компенсационный уплотнитель на каждой из своих противолежащих граней, которые в собранной стене проходят перпендикулярно плоскости стены. В этом варианте уплотнитель может быть приклеен к шпонке по центральной оси соответствующей грани или заделан в паз, проходящий по центральной оси грани. Паз под уплотнитель может иметь любой подходящий размер. В частности, для шпонки размером 18*34 можно использовать паз шириной 2 мм и глубиной 7 мм.

Специалист сможет подобрать доступный уплотнитель, подходящий для использования в настоящем изобретения, исходя из конкретных задач и возможностей. В качестве примера, может использоваться уплотнитель ТРЕ подходящего размера. Одним из примеров подходящих уплотнителей является ОД-04-08 E d8.

Комплект согласно настоящему изобретению может содержать брусья и шпонки, описанные выше, причем число шпонок в комплекте может быть не меньше числа брусьев, умноженного на 2, с учетом необходимости соединения с дополнительными элементами, таким как угловой элемент. Например, число шпонок в комплекте для сборки стены может быть (n+1)*2, где n-число брусьев к комплекте.

Для сборки стены из брусьев согласно настоящему изобретению могут также использоваться дополнительные элементы, такие как угловые элементы. Дополнительные элементы могут иметь длину, равную длине бруса, и профилированную продольную грань с профилем, идентичным профилю профилированных граней бруса.

Также при сборке стены могут использоваться шпонки основания. Соответственно, они также могут входить в комплект согласно изобретению.

Шпонка основания может иметь форму прямоугольного параллелепипеда с прямоугольным поперечным сечением, размер которого соответствует размеру паза в торцевой грани брусьев. Длину шпонки основания выбирают, исходя из желаемой длины стены. Два других размера – ширина и высота, измеряемые по горизонтали и вертикали, соответственно, когда шпонка расположена на горизонтальном основании, соответствуют размерам пазов в торцевых гранях брусьев. В качестве примера ширина шпонки основания может составлять от 40 до 100 мм с шагом 1 мм. В одном из предпочтительных вариантов реализации ширина шпонки основания составляет 60 мм. В качестве примера ширина шпонки основания может составлять от 20 до 500 мм с шагом 1 мм. В одном из предпочтительных вариантов реализации высота шпонки основания составляет 34 мм.

При сборке стены шпонку основания закрепляют на основании, например, на балке основания. После этого последовательно устанавливают брусья, совмещая пазы в одной из торцевых граней бруса с установочной шпонкой. После установки на шпонку основания каждый брус стягивают с установленными ранее элементами и закрепляют на основании. Для этого могут использоваться любые подходящие инструменты и средства, такие как конструкционные саморезы подходящего размера с пресс-шайбой, которые также могут входить в комплект для сборки стены.

Процесс сборки стены в соответствии с настоящим изобретением может также включать дополнительные операции, осуществляемые до и после установки брусьев на основании и соединении их в стену. Такие операции могут включать сооружение фундамента, размещение и выравнивание на балок основания, выполнение утепления и гидроизоляции, установку мауэрлате и т.д.

ПРИМЕР ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Ниже приведен пример осуществления изобретения его автором. Для краткости детали, понятные специалисту, опущены. Все данные, приведенные в этом разделе, отражают конкретные варианты осуществления изобретения и, соответственно, могут быть включены в формулу изобретения.

При создании проекта павильона использовалась следующая нормативная документация:

Обозначение Наименование ГОСТ 20850-2014 Конструкции деревянные клееные несущие СП 515.1325800.2022 Сбор правил, Здания из клееного бруса. Правила проектирования и строительства ГОСТ 2140-81 Межгосударственный стандарт. Видимые пороки древесины. Классификация, термины и определения, способы измерения ГОСТ Р 56705-2015 Национальный стандарт Российской Федерации Конструкции деревянные для строительства. Термины и ГОСТ 8486-66 Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия СП 20 13330.2016 Нагрузки и Воздействия СП 64.13330.2017 Деревянные конструкции СП17 13330.2017 Кровли СО-002-02495342-2003 Кровли и зданий и сооружений. Проектирование и строительство СП 70.13330.2012 Несущие и ограждающие конструкции

Для возведения павильона использовались стеновые элементы (брусья) с утеплителем круглого сечения, вклеенным в полукруглые пазы одной из профилированных граней.

Для сборки использовали следующие инструменты:

1) Гайковерт ударный (не менее 500 Н);

2) Головка на гайковерт Т – 40 ½;

3) Сабельная пила с полотном для дерева 300 мм;

4) Пистолет для герметика;

5) Шуруповерт;

6) Дисковая пила с глубиной пропила не менее 45мм;

7) Сверло D - 32мм, длина 460мм;

8) Сверло D – 30мм

9) Степлер со скобами;

10) Сверло Форстнера D – 35мм для пробок;

11) Сверло Форстнера D -15мм для пробок;

12) Сверло Форстнера D-68мм;

13) Уровень;

14) Нож строительный;

15) Уголок, карандаш.

16) Шаблоны для сборки

17) Молоток;

18) Кувалда;

19) Ножовка по дереву;

20) УШМ;

21) Уровень;

22) Нивелир;

23) Рулетка.

Перед монтажом павильона выполняли гидроизоляцию фундамента. На выровненной поверхности на гидроизоляцию фундамента выставляли балки основания. Балки основания крепили друг к другу в торец. Изнутри балки основания фиксировали временными монтажными уголками 100х100мм. Проверяли и выравнивали диагонали. После этого балки основания выравнивали в горизонтальной плоскости, углы балок стягивали сантехническими саморезами 6х90мм, а отверстия под саморезы закрывали пробками d - 35 мм.

Сверху на балки основания с помощью шаблонов выставляли шпонки строго по центру. С уличной стороны на стык шпонки и балки основания наклеивали гидроизолирующую ленту. Сверху на шпонку степлером прибивали утеплитель AVATERM.

Выставляли начальный угловой вертикальный элемент, контролируя его вертикальность. Закрепляли начальный угловой элемент конструкционными саморезами 8х360мм наискосок к балкам основания с двух сторон. Вертикальные шпонки размещали в соответствующих пазах углового элемента. Затем шпонки зажимали стеновым рядовым элементом, проверяли вертикальность и притягивали рядовой элемент к угловому элементу конструкционными саморезами 8х360мм с пресс-шайбой с шагом 1 м. Стеновой элемент притягивается к угловому элементу саморезами с прессшайбой, начиная от середины и далее вверх и вниз. Закрепляли рядовой стеновой элемент конструкционными саморезами 8х360 мм наискосок к балке основания с использованием гайковерта. Дальше сборку стену осуществляли аналогичным образом. Оконные или дверные проёмы формировали при помощи торцевых стеновых элементов. Торцевой элемент имеет пазы под утеплитель и шпонки только с одной стороны

Каналы под электрику сверлили сразу в момент монтажа стеновых элементов.

Сборка коробки павильона заканчивали монтажом шпонок и балок мауэрлата, после чего монтировали пол и кровлю.

Эксплуатация возведенного павильона в течение нескольких лет показали, что он полностью отвечает всем требованиям, предъявляемым с сооружениям такого типа в отношении прочности и поддержания комфортной среды внутри помещения, а также сохраняет привлекательный внешний вид.

Изобретение относится к области строительства, в частности деревянного строительства, и деревообрабатывающей промышленности. Предложен брус, имеющий две торцевые грани, перпендикулярные продольной оси бруса, две противолежащие друг другу грани, которые проходят параллельно продольной оси бруса и в готовой стене образуют ее плоскости, и две противолежащие друг другу профилированные грани, проходящие параллельно продольной оси бруса и содержащие пазы, проходящие по длине бруса, причем профилированные грани имеют одинаковый профиль, содержащий прямолинейные участки, проходящие параллельно граням П или по ним, два паза по существу прямоугольного сечения и по меньшей мере один паз по существу полукруглого сечения, причем указанный профиль является зеркально симметричным. Предложенное решение позволяет значительно упростить процесс возведения стен с вертикальным расположением брусьев. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Брус для возведения стен и перегородок с вертикальным расположением брусьев, имеющий две торцевые грани Т1 и Т2, перпендикулярные продольной оси бруса, две противолежащие друг другу грани Н1 и Н2, которые проходят параллельно продольной оси бруса и в готовой стене образуют ее плоскости, и две противолежащие друг другу профилированные грани П1 и П2, проходящие параллельно продольной оси бруса и содержащие пазы, проходящие по длине бруса,

причем грани П1 и П2 имеют одинаковый профиль, содержащий прямолинейные участки, проходящие параллельно граням П1 и П2 или лежащие на них, два паза по существу прямоугольного сечения и по меньшей мере два паза по существу полукруглого сечения, причем указанный профиль является зеркально симметричным относительно плоскости, проходящей через центральную продольную ось бруса и перпендикулярную граням П1 и П2, и при этом к граням Н1 и Н2 примыкают прямолинейные участки профиля, между указанными прямолинейными участками расположены пазы по существу прямоугольного сечения, а между указанными пазами по существу прямоугольного сечения располагаются по меньшей мере два паза полукруглого сечения и по меньшей мере ещё один линейный сегмент.

2. Брус по п. 1, где в профилях граней П1 и П2 пазы по существу прямоугольного сечения и пазы по существу полукруглого сечения разделены прямолинейными участками.

3. Брус по п. 1, где в профилях граней П1 и П2 пазы по существу прямоугольного сечения и пазы по существу полукруглого сечения соединены с образованием пазов сложного сечения.

4. Брус по п. 1, в котором каждый из указанных пазов по существу прямоугольного сечения образует вместе с пазом по существу полукруглого сечения паз сложной формы, таким образом, что профиль каждой из граней П1 и П2 имеет следующие последовательно расположенные элементы:

(1) линейный сегмент A₁B₁, проходящий от грани Н1 и образующий внешний линейный участок профиля;

(2) линейный сегмент B₁C₁, проходящий перпендикулярно граням П1 и П2 и параллельно граням Н1 и Н2;

линейный сегмент C₁D₁, проходящий параллельно граням П1 и П2;

линейный сегмент D₁F₁, проходящий перпендикулярно граням П1 и П2 и параллельно граням Н1 и Н2, но не доходящий до соответствующей грани П1;

причем сегменты B₁C₁, C₁D₁ и D₁F₁ образуют паз по существу прямоугольного сечения;

(3) сегмент F₁G₁, образованный частью окружности, определяющей сечение сегмента по существу полукруглого сегмента;

(4) центральный линейный сегмент G₁G₂;

(5) сегмент G₂F₂, зеркально симметричный сегменту F₁G₁;

(6) линейные сегменты F₂D₂, D₂C₂ и C₂B₂, зеркально симметричные сегментам D₁F₁, C₁D₁ и B₁C₁ соответственно;

(7) линейный сегмент B₂A₂, зеркально симметричный сегменту A₁B₁ и проходящий до грани Н2,

где A₁ и A₂ соответствуют переходам между гранями Н1 и Н2, соответственно, и прилежащим к ним линейным сегментам профиля профилированной грани П1, а B₁, C₁, D₁, F₁, G₁, G₂, F₂, D₂, C₂, B₂ соответствуют переходам между отдельными сегментами профиля профилированной грани.

5. Брус по любому из пп. 1-4, где профиль каждой из граней П1 и П2 характеризуется тем, что два линейных участка профиля, прилегающие к граням Н1 и Н2, лежат на одной прямой, которая параллельна прямой, проведенной через расположенный по центру профиля линейный участок этой грани, но не совпадает с ней, причем прямая, на которой лежат два линейных участка профиля, прилегающие к граням Н1 и Н2, находится ближе к плоскости, проходящей через центральные продольные оси граней Н1 и Н2.

6. Брус по любому из пп. 1-4, каждая из профилированных граней П1 и П2 которого содержит дополнительный паз полукруглого сечения, расположенный по центру указанной грани.

7. Брус по любому из пп. 1-6, в котором одна из торцевых граней Т1 или Т2 дополнительно содержит паз под направляющую шпонку, где указанный паз имеет по существу прямоугольное сечение и проходит от грани П1 до грани П2 посередине указанной торцевой грани.

8. Брус по п. 4, имеющий следующие характеристики:

Длина граней H: H1 и H2 266 мм Длина граней П: П1 и П2 166 мм Длина сегментов A₁B₁ и B₂A₂ 16 мм Длина сегментов B₁C₁ и C₂B₂ 19 мм Радиус сегментов F₁G₁ и G₂F₂ 10 мм Общая ширина каждого паза сложной формы вдоль грани П 42 мм Длина сегмента G₁G₂ 50 мм Расстояние между прямой, на которой лежит сегмент G₁G₂, и прямой, на которой лежат сегменты A₁B₁ и B₂A₂ 2 мм Размер сечения полости, образуемой пазами по существу прямоугольного сечения при совмещении профилированных граней двух брусьев 42 × 20 мм Диаметр сечения полости, образуемой пазами по существу полукруглого сечения при совмещении профилированных граней двух брусьев 20 мм Скругление переходов между сегментами есть

9. Брус по любому из пп. 1-8, характеризующийся тем, что по меньшей мере часть переходов между гранями бруса и сегментами профиля, а также переходы между соседними сегментами профиля выполнены скругленными.

10. Брус по любому из пп. 1-9, представляющий собой клееный брус, причем пазы на профилированных гранях выполнены фрезеровкой.

11. Комплект для возведения стен и перегородок, включающий по меньшей мере два идентичных бруса по любому из пп. 1-10 и шпонки, имеющие длину, совпадающую с длиной бруса, и перпендикулярное продольной оси сечение, позволяющее размещать шпонки в полостях, образуемых пазами по существу прямоугольного сечения при совмещении профилированных граней двух брусьев друг с другом.

12. Комплект по п. 11, где каждая из шпонок имеет две противолежащие грани, снабженные проходящим по всей длине грани и размещенным на ее центральной продольной оси уплотнителем, где указанные грани с уплотнителем представляют собой грани, которые в готовой стене проходят перпендикулярно плоскостям стены и граням Н1 и Н2 брусьев.

13. Комплект по п. 12, где уплотнитель закреплен на грани шпонки путем заделки его в паз, проходящий по центральной продольной оси этой грани по всей её длине.

14. Комплект по п. 12, включающий дополнительные элементы, выбранные из следующих: угловые элементы, доборные элементы, шпонки основания, утеплитель.

15. Способ возведения стен или перегородок с вертикальным расположением брусьев, в котором

брусья по любому из пп. 1-10 последовательно устанавливают вертикально на основании, размещая в полостях, образованных пазами по существу прямоугольного сечения, обращенных друг к другу профилированных граней соседних брусьев, шпонки, соответствующие по размерам указанным полостям;

установленные вертикально брусья стягивают друг с другом саморезами;

брусья крепят к основанию саморезами, вкручиваемыми под углом.

16. Способ по п. 15, в котором используют брусья по п. 6 и брусья устанавливают на основании путем совмещения пазов на нижней торцевой грани каждого бруса со шпонкой основания.

17. Способ по п. 15, дополнительно включающий, перед размещением брусьев на основании, выполнение гидроизоляции и/или утепления основания.

18. Стена, выполненная из размещенных вертикально брусьев по любому из пп. 1-10, где в полостях, образованных пазами по существу прямоугольного сечения в совмещенных профилированных гранях соседних брусьев, располагаются шпонки, соответствующие указанным полостям по форме и размерам, причем шпонки проходят по длине каждой полости, перекрывая зазоры между указанными соседними брусьями.

19. Стена по п. 18, дополнительно содержащая утеплительные элементы круглого сечения, размещенные в полостях, образованных пазами по существу полукруглого сечения в совмещенных профилированных гранях соседних брусьев.