КОНСТРУКЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА МАЛОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ И НАДСТРОЕК С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КАРКАСОМ

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована для строительства малоэтажных зданий на основе металлического каркаса из легких стальных тонкостенных конструкций, а также предназначена для надстроек существующих зданий и строительства мансард.
Известны различные конструкции для строительства малоэтажных зданий и сооружений.
Известна конструкция здания каркасно-монолитного типа (Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. №9/200. с. 28-29 м., 2000 г.). Основу каркасно-монолитных стен составляет несущий каркас с двусторонней обшивкой листовым или погонажным материалом. В наружных стенах внутреннее пространство заполнено утеплителем. Наружные стены обшиты с двух сторон древесноцементными плитами. Пространство между обшивкой заполнено приготовленной на стройплощадке полистиролцементной смесью.
Недостатком этой конструкции является ее высокая стоимость и достаточно высокая сложность технологии производства.
Известна конструкция каркасно-панельного здания (Патент RU №2233367, МПК Е04В 1/00, опубл. 27.04.2010 г.), включающая деревянные детали каркаса в виде стоек из бруса, деревянных балок, стропил и прогонов, выполненных с металлическими сердечниками, панелей ограждения, панелей перекрытия, панелей покрытия, состоящих из наружной и внутренней обшивок, закрепленных на деревянном каркасе, и теплоизоляционного материала, размещенного между обшивками.
Недостатками известной конструкции являются: сложность конструктивного выполнения стоек, балок, содержащих металлический элемент, облицованный со всех сторон деревом, и элементов их соединения, а также низкая пожаростойкость.
Известна также конструкция несущего каркаса сверхлегкого здания (RU, патент на полезную модель №32510, кл. Е04В 1/00, опубл. 20.09.2003 г.), включающая смонтированные на основании взаимосвязанные между собой стойки, балки с кровельными прогонами, продольные и поперечные связи и крепежные элементы. Стойки и балки выполнены из попарно соединенных между собой холодногнутых профилей С-образного поперечного сечения и имеют перекрестие размещенные гибкие элементы.
Недостатком известного решения является необходимость использования специализированных подъемно-транспортных средств при монтаже, низкая степень пожаростойкости незащищенных металлических конструкций, которые размещаются внутри помещения, ограниченна область применения конструкций однопролетными и одноэтажными зданиями.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) предлагаемому является конструктивная система для строительства малоэтажных зданий с металлическим каркасом (Патент на полезную модель RU №62128, опубл. 27.03.2007), которая состоит из сформированных на базе рамных каркасов: наружных несущих стен, внутренних несущих стен, перегородок, конструкции междуэтажных и чердачных перекрытий; а также несущих стропильных ферм, балок, прогонов стен и кровли открытой конструкции с заранее заданной конфигурацией. Все элементы конструктивной системы изготовлены из тонкостенных стальных профилей, которые соединены разъемным соединением с целью формирования укрупненных конструктивных элементов и создания каркаса здания. Для элементов наружных ограждающих конструкций - наружных стен и чердачных перекрытий предусмотрено применение профилей с перфорированной стенкой, исключающих образование «мостиков холода». Теплозвукоизолирующий материал в наружных ограждающих конструкциях располагается в пределах высоты сечения элементов каркаса и защищается специальными пленками и обшивкой с обеих сторон. Для обеспечения требуемой огнестойкости несущих конструкций используются обшивки из гипсокартонных или гипсоволокнистых листов. Коррозионная стойкость стальных элементов конструкций обеспечивается антикоррозионным покрытием.
Недостатками данной конструкции является то, что применение дополнительных несущих профилей для крепления внутренней обшивки потолка увеличивает расход металлоконструкций на изготовление каркаса потолка. За счет крепления перекрытия к несущей каркасной стене уменьшается прочность конструкции.
Задача полезной модели состоит в том, чтобы снизить расход материалов на строительство здания и увеличить прочность конструкции.
Поставленная задача достигается тем, что конструктивная система для строительства малоэтажных зданий и надстроек с металлическим каркасом содержит наружные несущие стены, внутренние несущие стены, перегородки, конструкции междуэтажных и чердачных перекрытий, несущие стропильные фермы, сформированные на базе рамных каркасов, изготовленных из тонкостенных стальных профилей соединенные разъемными соединениями и содержащих теплозвукоизолирующий материал, покрытый пленкой, а также кровельные и стеновые прогоны из стальных профилей и обрешетку. Новым является то, что наружные несущие стены выполнены из отдельных панелей, по размеру соответствующих высоте каждого этажа, междуэтажные перекрытия установлены на торцах этих панелей, а в чердачном перекрытии теплозвукоизолирующий материал расположен в пространстве стропильной фермы в теле нижнего пояса на обрешетке.
Техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлены элементы конструктивной системы, на фиг 2 - элементы соединения несущей стены и чердачного перекрытия, на фиг.3 - элементы соединения несущей стены и междуэтажного перекрытия, на фиг.4 - элементы соединения несущей стены, междуэтажного перекрытия и фундамента, на фиг.5 - элементы конструктивной системы для строительства надстройки в виде мансарды.
Конструктивная система для строительства малоэтажных зданий и надстроек формируется из рамных каркасов, которые состоят из перфорированных металлических оцинкованных профилей, изготовленных из полосы тонколистовой стали и соединены между собой самосверлящими самонарезающими винтами в плоскости панели. Конструктивная система включает следующие элементы (фиг.1, фиг.5) - наружные несущие стены 1 с каркасом из стальных оцинкованных профилей. В пределах высоты сечения элементов каркаса расположен теплозвукоизолирующий материал 2, защищенный специальной гидроизоляционной пленкой 3 с обеих сторон. В качестве теплозвукоизолирующего материала 2 может быть использован материал на основе базальта или полистеролцементная смесь. Наружные несущие стены выполнены из отдельных панелей, по размеру соответствующих высоте каждого этажа. Междуэтажные перекрытия 4, внутренние несущие стены и перегородки изготовлены из тонкостенных стальных профилей 5 с теплоизолирующим материалом 2, покрытым гидроизоляционной пленкой 3. Междуэтажные перекрытия установлены (фиг.3) на торцах панелей наружных несущих стен 1 и имеют на торцах утепление 13 для устранения «мостиков холода». На междуэтажном перекрытии расположена половая доска 10, покрытая ДСП 11. С противоположной стороны на подсистеме из направляющих и прямых отвесов 12 крепят обшивку потолка 8.
Чердачное перекрытие состоит из несущих стропильных ферм или балок 6 с заранее заданной конфигурацией, покрытых кровельными прогонами 7 (обрешеточный профиль ВО-45) открытой конструкции, изготовленных из легких тонкостенных стальных профилей и кровельным покрытием 18. Внутренняя обшивка потолка (фиг.2) состоит из деревянной обрешетки 9 (доска 25×120 мм, шаг 240 мм) и внутренней обшивки 8. В чердачном перекрытии теплозвукоизолирующий материал 2 расположен в пространстве стропильной фермы 6 в теле нижнего пояса на деревянной обрешетке 9. Между обрешеткой 9 и внутренней обшивкой потолка 8 также расположен теплозвукоизолирующий материал 2.
Внутренняя обшивка 8 стен выполнена из гипсокартонных или гипсоволокнистых листов, установленных на деревянной обрешетке 9. Обшивка наружных стен 14 выполнена (по принципу вентилируемого фасада) из ДСП, закрепленной на стеновых прогонах 7. Наружное ограждение стены может быть выполнено из стекломагнезитового листа (СМЛ), который обладает высокими прочностными характеристиками. При желании стены могут быть обложены кирпичом (в 1/2 кирпича), что придает жилому дому дополнительную защиту.
Наружные несущие стены 1 из стальных профилей установлены на бетонном фундаменте 16 (фиг.4), на который нанесен гидроизоляционный слой рубероида 15, и прикреплены к фундаменту анкерными болтами 17. На нижнем перекрытии расположена половая доска 10, покрытая ДСП 11.
Сборка конструктивной системы производится следующим образом.
Сборка сооружений производят из готовых элементов и осуществляют без применения сварки (с помощью крепежных элементов - самонарезающих шурупов), отходы основных строительных материалов отсутствуют. На строительную площадку элементы каркаса доставляют в разобранном виде. Производят сборку панелей наружных несущих стен 1, междуэтажных перекрытий 4, внутренних несущих стен и перегородок. На фундаменте 16 монтируют панели наружных несущих стен 1 первого этажа, затем на панели устанавливают междуэтажные перекрытия 4 и закрепляют их. К междуэтажному перекрытию 4 монтируют панели наружных несущих стен 1 второго этажа и т.д. На панели наружных несущих стен 1 последнего этажа устанавливают стропильные фермы 6, монтируют обрешетку 7 и обшивают кровельным материалом 18. Теплозвукоизолирующий материал 2 укладывают в тело нижнего пояса стропильной фермы 6 на обрешетку 9
Возможность пространственной перепланировки, изменения этажности здания, возведение надстроек существующих зданий и строительство мансард на любом этапе строительства и после него заложено в самой технологии строительства, что позволяет пристраивать и надстраивать здание после нескольких лет эксплуатации.
Устойчивость конструктивных элементов и общая устойчивость конструктивной системы в целом обеспечивается созданием пространственно неизменяемой рамно-связевой системы, подкрепленной элементами обшивки стен, жесткими дисками перекрытия и покрытия
За счет предложенного расположения междуэтажных перекрытий, которые установлены на панелях несущих стен, а не крепятся к стене с помощью саморезов как в прототипе, увеличивается прочность и устойчивость всей конструкции и уменьшается расход материалов на изготовление каркаса несущих стен. Конструкция чердачного перекрытия исключает применение дополнительных несущих профилей для внутренней обшивки потолка, что сокращает расход материалов на изготовление каркаса потолка. Также за счет размещения слоя теплозвукоизолирующего материала в пространстве нижнего пояса стропильной ферм (от 100 до 200 мм) сокращается расход металлоконструкции на стены на 6%.
Сборка всей конструкции не требует дорогостоящей техники, производится в короткие сроки и имеет невысокую стоимость (одноэтажный дом площадью 100 м2 собирается в течение 10-ти дней).