Каркасно-панельная строительная система
FRAME-PANEL CONSTRUCTION SYSTEM

Изобретение относится к конструктивным системам и может быть использовано в строительстве для возведения общественных, административных и жилых зданий.
Известна система для возведения сборного здания, которая содержит несущие наружные и внутренние стеновые панели, панели перегородок, плиты перекрытий и покрытий, цоколь из фундаментных блоков, соединительные крепежные элементы и тепло- и звукоизоляцию. При этом,  несущие наружные, внутренние стеновые панели и панели перегородок имеют одинаковую высоту и выполнены с ребрами, расположенными по контуру панелей, а плиты перекрытий и покрытий имеют одинаковую ширину и выполнены также с ребрами, расположенными по контуру плит, при этом цоколь сборного здания покрыт плитами перекрытий ребрами вверх, плиты перекрытия закреплены между собой соединительными крепежными элементами через соосные отверстия, выполненные в их ребрах, а по наружному периметру здания плиты перекрытия закреплены к фундаментным блокам цоколя посредством штырей, наружные стеновые панели закреплены по вертикальному ребру через соосные отверстия, выполненные в ребрах, соединительными крепежными элементами с укладкой между панелями герметика  (патент РФ №107801, 26.04.2011).
Недостатками данной системы является крупногабаритность элементов конструкции, трудоемкость сборки здания.
Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение заключается в разработке каркасно-панельной строительной системы для быстрого возведения зданий с конструкцией помещений, обеспечивающих упрощение процесса внутренней отделки, позволяющей производить простую сборку зданий с возможностью последующей разборки  и сборки на другой площадке.
Техническим результатом изобретения является ускорение процесса возведения зданий с формированием помещений, конструкция которых обеспечивает упрощение  процесса внутренней отделки, а также упрощение процесса монтажа (сборки) и, соответственно, снижение трудоемкости в процессе монтажа, при повышении компактности системы, а также расширение  арсенала технических средств для быстрого возведения зданий, повышение прочности здания, возможность формирования помещений здания без ограничений по планировке.
Указанный технический результат достигается в каркасно-панельной строительной системе, состоящей  из
колонн,
панелей перекрытия и панелей основания, при этом, панели перекрытия и основания  содержат стаканы для установки в них колонн с образованием узла стаканного типа,
балки, связывающие между собой панели перекрытия, а также связывающие между собой панели основания, и закрепленные между их торцами в одной с ними плоскости ближе к стаканным узлам с формированием между балочными элементами полости для размещения инженерных сетей, при этом, балочные элементы крепятся с расположением ниже относительно панелей перекрытия и панелей основания, с возможностью укладки на них сверху промежуточной панели перекрытия и основания,
направляющих профилей, установленных в пространстве между колоннами и закрепленных на панелях перекрытий и основания,
ограждающих стеновых конструкций для формирования фасада здания,
вертикальных связей, закрепленных  перпендикулярно по отношению к колоннам,
фермы,
распорок,
прогонов,
при этом, колонны, панели основания и панели перекрытия, скреплены между собой разборным соединением, соседние стаканные узлы объединяются монтажными пластинами.
В системе используются наружные колонны  (расположенные  по периметру здания) и внутренние колонны (расположенные внутри здания).
Панели основания и перекрытия состоят из силового цельносварного металлического каркаса с наполнением из негорючего утеплителя, защищённого пароизоляцией.
В качестве разборных соединений для связи колонн, панелей основания и перекрытий между собой могут быть использованы болтовые соединения.
Несущие конструкции (колонны, вертикальные связи, металлический каркас панелей основания и перекрытий) могут быть выполнены из стальных профилей.
В панелях перекрытия по углам выполнены нижние и верхние металлические стаканы. В панелях основания по углам выполнены верхние стаканы.
Колонны в стаканах панелей перекрытия и основания закрепляются с использованием болтового вертикального соединения колонны и панели, при этом стержневая часть болта принадлежит конструкции колонны.
Соседние стаканные узлы объединяются монтажными пластинами, которые также устанавливаются непосредственно в пространство между нижними и верхними металлическими стаканами панелей.
Возможность соединения всех элементов системы разборным соединением, а также крепления колонн в стаканах панелей перекрытий и основания позволяет существенно упростить и ускорить процесс возведения зданий. Срок возведения здания сокращается в 3  раза. Например, здание 2 тыс.м.кв. изготавливается за 30 дней. Таким образом, за счет упрощения и ускорения процесса возведения зданий снижается и трудоемкость всего процесса монтажа здания.
Для монтажа панелей основания или перекрытия в одной плоскости между парой панелей (перпендикулярно торцам панелей) закрепляют по меньшей мере пару балочных элементов.
Вертикальные связи в системе могут быть закреплены  перпендикулярно по отношению к колоннам. Вертикальные связи также предусмотрены в конструкции кровельной стропильной системы.
Система направляющих профилей смонтирована в пространстве между колоннами для монтажа утеплителей из негорючих материалов.
Материалы чистовой отделки (например, гипсокартон под покраску, панели випрок, панели деомат, МДФ и т.д.) могут быть закреплены на колоннах и направляющих профилях.
В качестве наружных ограждающих стеновых  конструкций (формирующих фасад здания) могут использоваться стеновые сэндвич-панели.
Стеновые сэндвич-панели закреплены на каркасах панелей перекрытий и основания.
Кроме того, на панелях перекрытия могут быть закреплены направляющие для дальнейшей установки конструкции подвесного потолка (например, АРМСТРОНГ и реечный потолок) или выполняется дальнейшая чистовая отделка (гипсокартон под покраску и т.д.).
Конструктив панели основания предусматривает черновой пол (ЦСП, профлист, OSB и т.д.).
В системе могут использоваться панели межэтажного чердачного перекрытия.
Фермы, распорки, вертикальные связи формируют кровельную стропильную систему.
В качестве прогонов может использоваться шляпный тонколистовой оцинкованный профиль.
Монтаж балочных элементов, между торцами панелей перекрытия и между торцами панелей основания ниже их уровня позволяет осуществлять монтаж всех плит перекрытия и основания в одной плоскости путем размещения на балочных элементах, между парами панелей перекрытия и парами панелей основания промежуточных панелей перекрытия и основания.
Кроме того, формирование между балочными элементами полости при монтаже балочных элементов между торцами панелей перекрытия позволяет размещать в ней инженерные сети, что обеспечивает повышение удобства прокладки сетей в запотолочном пространстве, и позволяет формировать помещение с конструкцией, обеспечивающей упрощение и, как следствие, снижение трудоемкости процесса внутренней отделки ввиду отсутствия необходимости проведения дополнительных работ, например, выполнения дополнительных полостей в панелях перекрытия для размещения в них проводки.
Возможность монтажа панелей перекрытия, балок в одной плоскости позволяет добиться  уменьшения высоты колонн, так как при наличии балок перекрытия ниже панелей перекрытия, высота запотолочного пространства, необходимая для прокладки инженерных сетей, измеряется от низа балок. В результате достигается повышение компактности системы. Таким образом, при монтаже всех элементов перекрытия в одной плоскости уменьшается общая высота здания при сохранении высоты потолка, что экономит материалы внутренней и наружной отделки.
Повышение прочности здания обеспечивается за счет объединения соседних стаканных узлов монтажными пластинами, которые устанавливаются непосредственно в пространство между нижними и верхними металлическими стаканами панелей перекрытия, таким образом, данное соединение принимает участие в формировании горизонтальной диафрагмы жесткости здания.
Легкий монтаж внутренних перегородок позволяет оптимально использовать внутреннее пространство и легко его реорганизовывать.
Кроме того, ввод вертикальных связей в конструкцию настоящей системы позволяет решить проблему ограниченности планировочных решений относительно известных систем, которые предполагают расположение вертикальных диафрагм жесткости каркаса во всех внутренних стеновых ограждениях и диктующих установку данных диафрагм по строго ограниченной сетке и не позволяют расширить спектр планировочных решений. Таким образом, использование настоящей строительной системы позволяет  формировать помещения зданий без ограничений по планировке.
Сущность изобретения поясняется фигурами 1-4, на которых изображено здание, возведенное с использованием  каркасно-панельной строительной системы (фиг. 1, 2), узел стаканного типа, обеспечивающий соединение колонн и панелей перекрытия (фиг. 3), а также вид, иллюстрирующий реализованный в системе способ крепления промежуточных панелей за счет монтажа  балочных элементов (фиг. 4) .
На фигурах позициями 1-17  обозначены:
1 – панель основания;
2 – колонны;
3 – вертикальные связи;
4 – панель перекрытия;
5 – стакан;
6 – узел стаканного типа;
7 –панель чердачного перекрытия;
8 – ферма;
9 - полость между балочными элементами;
10 - горизонтальная пластина на монтажной сварке;
11 – металлочерепица;
12 - сэндвич-панель;
13- монтажная пластина;
14- болтовое соединение;
15 - балки,
16 - крепежный элемент для закрепления балочного элемента,
17 – место расположения промежуточной панели основания.
Наиболее эффективно применение каркасно-панельной строительной системы при строительстве 2-3 этажных зданий, так как плита перекрытия выполняет функцию потолка нижнего этажа и пола следующего этажа.
Каркасно-панельная строительная система монтируется следующим образом.
Монтаж здания  начинается с расстановки панелей основания 1 в проектное положение. Далее производиться монтаж связевых блоков первого этажа. Связевый блок включает в себя колонны 2, перпендикулярно расположенные относительно колонн вертикальные связи 3 и панель перекрытия 4. Колонны 2 устанавливаются в стаканы 5 панелей основания 1 и панелей перекрытия 4 с образованием узла стаканного типа 6. Соседние стаканные узлы объединяются монтажными пластинами 13. Колонны в стаканах, объединенные монтажными пластинами,  фиксируются болтовым соединением 14. После монтажа в проектное положение и выполнения соединения стаканного типа 6 с закреплением колонн в стаканы 5, они соединяются горизонтальными пластинами на монтажной сварке 10. Вертикальные связи фиксируются на колоннах болтовыми соединениями.
В плоскости панелей перекрытий и плоскости панелей оснований монтируются балочные элементы 15. При этом, два балочных элемента 15 размещают между  парой панелей перекрытия и парой панелей основания, на их торцах, близко к узлам стаканного типа 6 и закрепляют крепежными элементами 16. При этом, балочные элементы располагают ниже уровня панелей, после чего сверху на балочные элементы устанавливают промежуточные панели основания или перекрытия (на фигуре 4 позицией 17 обозначено место расположения промежуточной панели основания). В результате, монтаж всех плит перекрытий и панелей основания осуществляется в одной плоскости. Между балочными элементами, связывающими между собой панели перекрытия, а также связывающие между собой панели основания формируется  полость 9 в которой могут быть размещены инженерные сети. Кроме того, в результате монтажа всех плит перекрытий и панелей основания в одной плоскости высота запотолочного пространства, необходимая для прокладки инженерных сетей, измеряется от низа балок, что обеспечивает возможность более удобной прокладки сетей в запотолочном пространстве. Таким образом, достигается снижение трудоемкости процесса внутренней отделки.
Затем монтируются оставшиеся колонны и панели межэтажного 4 и чердачного перекрытия 7. После завершения монтажа панели чердачного перекрытия 7 монтируются  конструкции кровельной стропильной системы: фермы 8, распорки (на рис. не показаны), вертикальные связи 3. В качестве прогонов (на рис. не показаны) используется шляпный тонколистовой оцинкованный профиль. По нему укладываются материалы покрытия кровли: профилированный лист или металлочерепица 11. После сборки основного конструктива навешиваются ограждающие стеновые конструкции из сэндвич-панелей 12, устанавливаются окна и двери по внешнему периметру здания. Параллельно с монтажом фасада здания производиться чистовая отделка помещений и монтаж технологических и инженерных сетей.
Каркасно-панельная строительная система может являться сборочной единицей.