Объемный блок Советский патент 1980 года по МПК E04B1/348 

1

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при проектировании зданий из объемных блоков и на заводах и комбинатах объемноблочного домостроения (ОБД). Такой объемный блок может быть применен в объемноблочных жилых и общественных зданиях, к конструкциям которых предъявляются требования по звукоизоляции.

Данные объемные блоки не обеспечивают достаточной звукоизоляции конструкции.

Известен объемный блок, в котором для обеспечения звукоизоляции в жилых объемноблочных зДаниях межквартирные ограждения устраивают двойными с воздушным промежутком между блоками 1.

Звукооизоляция от воздушного шума межквартирных перегородок и перекрытий обеспечивается, как правило, увеличением толщины стенок объемных блоков и ширины воздушного промежутка между ними.

Однако это не дает достаточного акустического эффекта и, кроме того, ухудшает экономические показатели объемноблочных зданий вследствие увеличения расхода материалов, массы здания и транспортных расходов.

В построечных условиях размеш,ают в воздушном промежутке между блоками специальные звукоизоляционные диафрагмы, что увеличивает трудоемкость монтажа зданий и повышает звукоизолирующую способность , конструкций лишь в диапазоне частот.

Исследованиями, проведенными в НИИ строительной физики и НИИ строительных конструкций, особенно низкая звукоизоляция раздельных ограждений наблюдается в диапазоне низких и средних частот, что объясняется эффектом волнового совпадения и резонансными явлениями в воздушном про- межутке.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является объемный блок полной заводской готовности с отделанными несущими и неиесущими стенами, перекрытием с полом и ненесущим потолком 2. При монтаже здания опирание блоков многоточечное с жестким замоноличиванием мест опирания.

Боковые стенки блока, образующие межквартирные перегородки, являются плоскими и одинаковыми. Блок выполняется преимущественно цельноформованным из железобетона.

Однако для получения нормативной звукоизоляции перегородки, образованной плоскими стенками блока, необходимо утолщать стенки блока, что увеличивает расход бетона, массу блока и его стоимость. Особенно невысокой является звукоизоляция блока на низких частотах. При заполнении воздушного промежутка между блоками звукоизоляционными диафрагмами из звукопоглощающего материала снижается производительность труда и увеличивается трудоемкость монтажа зданий, что является экономически нецелесообразным.

Недостатком этого монолитного блока и всех известных блоков такого типа(«колпак, «стакан) является то, что для обеспечения необходимой несущей способности стенок их приходится подкреплять ребрами жесткости как по периметру, так и по углам блока.

Цель изобретения - повышение звукоизолирующей способности межквартирных перегородок в области низких частот зданий, монтируемых из объемных блоков полной заводской готовности с отдельными стенами и перекрытием, повышение прочности, а также уменьщение расхода материалов и массы здания.

Это достигается тем, что в объемном блоке, включающем торцовые несущие стены и боковые ненесущие, образующие межквартирные перегородки, плиты пола и потолка, наружные поверхности стенки объемного блока, образующие межквартирную перегородку, выполнены в форме многоволнового свода, состоящего из вертикальных сегментов с радиусом цилиндрической поверхности не менее половины толщины стенки блока и основанием 0,1-2,0 радиуса, и покрыты слоем из демпфирующего материала, имеющего динамический модуль потерь, превышающий не менее, чем в 2,5 раза динамический модуль потерь материала блока. При этом рифленая (волнообразная) поверхность стенок обращена наружу блока в межблочное пространство (в шов между блоками). Такое выполнение стенок объемного блока вызывает повышенные потери звуковой энергии при прохождении звуковой волны через конструкцию междуквартирной перегородки, образованной стенками блока.

При толщинах цилиндрической оболочки, значительно меньших радиуса и меньше 1/6 длины волны изгиба в ней, функции, описывающие колебание полуцилиндрической поверхности, являются быстро изменяющимися, а тангенциальными и осевыми смещениямиполуцилиндрической поверхности можно пренебречь. При диффузном возбуждении воздущным шумом стенки блока с сегментообразными или полуцилиндрическими поверхностями его звукоизоляция будет малозависимой от частоты, а частотная характеристика звукоизоляции будет близка к горизонтальной прямой.

В области низких частот, где звукоизоляция плоских плит обычно является недостаточной и имеет провалы, звукоизоляция предлагаемой стенки блока будет повышенной в связи с тем, что импеданс сегментной полуцилиндрической поверхности управляется в этой области частот не массой, а жесткостью при растяжении.

С другой стороны, наличие на наружной сегментообразной поверхности слоя упруговязкого материала с повышенным динамическим коэффициентом потерь приводит к увеличению активных потерь на внутреннее трение и к рассеиванию звуковой энергии. Материал указанного слоя имеет модуль упругости во много раз меньше модуля упругости материала стенок блока. В связи с этим изгиб слоя мало влияет на изгибную жесткость такой стенки в целом. За счет перехода изгибных колебаний стенки в сдвиговые колебания наружного слоя граничная частота колебаний панели возрастает. Если скорость сдвиговых волн наружного слоя будет меньще скорости звука в воздухе, то эффект волнового совпадения будет соответствовать и в области низких частот, звукоизоляция такой стенки будет определяться законом массы. Таким образом, в области низких частот произойдет сложение вышеуказанных эффектов повышения звукоизоляции: расширение частотного диапазона действия закона массы и увеличение звукоизоляции цилиндрических поверхностей стенок.

Для уменьшения толщины перегородки, образованной стенками блока, сегменты на противоположных стенках блока могут быть смещены друг относительно друга на половину своего основания.

На фиг. 1 представлен предлагаемый объемный блок, общий вид; на фиг. 2 - изображена боковая стенка; на фиг. 3 приведен фрагмент боковой стенки.

Объемный блок содержит несущие и ненесущие стены 1, потолочную плиту 2 и панель перекрытия с полом 3. Продольные стены 1, образуд)щие междуквартирную перегородку, выполнены из двух слоев 4 и 5. Слой 5 имеет поверхность, образованную полуцилиндрическими сводами-сегментами, которые имеют толщину не более толщины

СЛОЯ 4.

Наружные поверхности стенок имеют форму системы сегментов 6. В простейшем случае системы сегментов представляются в виде системы приливов полуцилиндрической 0 формы.

Наибольшие акустические потери в стенках блока будут достигаться именно в случае полуцилиндрической формы приливов, т.е. в том случае, когда основание сегмента равно двум радиусам цилиндрической поверхности.

При несущих стенках в объемных блоках (линейное опирание) прочность материала и сечение слоя 4 должны обеспечить только

необходимую несущую способность и устойчивость стенки, а необходимая звукоизоляция обеспечивается подбором динамического модуля потерь и толщины слоя 5. В этом случае наличие вертикально расположенных волн увеличивает устойчивость таких стенок по сравнению с плоскими при равной площади их поперечных сечений.

Для уменьщения массы здания, с учетом требований звукоизоляции и увеличения конструкционной прочности и устойчивости стенок, наиболее приемлемой формой приливов будут сегменты основанием 0,1-2,0 R.

При малых радиусах цилиндрической поверхности (от 0 до двух толщин стенки) основания сегментов могут быть выбраны в пределах 2-1,2 радиуса. При больших радиусах цилиндрической поверхности (свыще двух толщин стенки) основания сегментов выбирают менее одного радиуса.

При больщих радиусах цилиндрической поверхности сегментов несколько уменьшается звукоизолирующая способность стенок объемного блока, но зато увеличивается их конструкционная прочность.

При угловом (точечном) опирании блоков толщина слоя 4 может приниматься минимально допустимой по технологическим соображениям.

При действии звуковой волны на разделительную перегородку, образованную стенками 1 предлагаемого блока, происходит повышенное затухание звуковой энергии за счет активных потерь на внутреннее трение в слое 5; аномального излучения звуковой мощности слоем; повышения граничной частоты волнового совпадения перегородки в область высоких частот; расширения области действия закона массы; рассеивания звуковой энергии цилиндрическими поверхностями 6.

Предлагаемое изобретение позволяет уменьшить толщину межквартирных перегородок объемноблочных зданий и тем самым уменьшить объем здания и его массу. Кроме того, вследствие наличия стенок в виде многоволнового свода повышается цилиндрическая жесткость при изгибе, увеличивается устойчивость всей конструкции блока. Изготовление предлагаемого блока может быть

осуществлено на заводах ОВД путем соответствующего профилирования форм. Для его выполнения используют преимущественно подвижные бетонные и керамзитобетонные смеси. В качестве демпфирующего материала при необходимости обеспечения особо высокой звукоизоляции в щи роком диапазоне частот используют известные битумные составы, например, с добавками песка, резиновой крощки, асбеста и др.

Объемный блок может быть выполнен на

заводах ОВД без существенного изменения существующих технологических линий и формующих мащин, при небольщих затратах труда и средств.

и

Формула изобретения

1.Объемный блок, включающий торцовые несущие стены и боковые ненесущие, образующие межквартирные перегородки,

плиты пола и потолка, отличающийся тем, что, с целью повышения звукоизолирующей способности межквартирных перегородок в области низких частот, прочностцых свойств и снижения расхода материалов,

боковые стены с наружной стороны выполнены в форме многоволнового свода из вертикальных сегментов, цилиндрические поверхности которых параллельны и обращены выпуклостью наружу блока.

2.Влок по п. 1, отличающийся тем, что поверхность сегментов покрыта слоем демпфирующего материала.

3.Влок по п. 1, отличающийся тем, что радиус цилиндрической поверхности сегментов составляет не менее половины толщины стенки блока, а основание - 0,1-2 радиуса.

4.Влок по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что динамический модуль потерь демпфирующего материала превышает не менее, чем в 2,5 раза динамический модуль потерь матрриала блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Монфред Ю. В. и др. Здания из объемных блоков, М., Стройиздат, 1974, с. 21.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 172023, кл. Е 04 В 1/348, 1962 (прототип).