СТРОИТЕЛЬНЫЙ БЛОК

Предложенная полезная модель относится к строительным конструкциям и может быть использована в качестве строительного блока, являющего основой наружных и внутренних стен.
Известно устройство [RU 143391, U1, B65D 19/00, 20.07.2014], содержащий ячеистое несущее основание с рядами полых опор в виде ножек, причем, опоры в рядах жестко связаны между собой посредством продольных и поперечных стяжек, выполненных в виде ячеистых структур, образованных сквозными пазами, при этом, часть ячеек несущего основания образована диагонально расположенными перегородками и/или ребрами жесткости.
Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности.
Известно также техническое решение, касающееся построения сейсмостойких зданий и сооружений [SU 1828673, A3, E04H 9/02, 1327.05.1995], в которое входят конструкции этажей в виде соединенных между собой жестких перекрытий и наружных и внутренних стен, которые выполнены из полых тонкостенных профилей и которые оперты на гибкие в горизонтальном направлении стойки, а также амортизаторы, при этом, одна часть амортизаторов выполнена гидравлической и размещена между стойками и конструкциями этажей с обеспечением перемещений последних в вертикальном и горизонтальном направлениях, а другая часть амортизаторов выполнена в виде гофрированной оболочки, размещенной вокруг каждой колонны и соединенной с ней и с панелями стен.
Недостатком этого технического решения является относительно низкая прочность и надежность, вызванная недостаточной прочностью и надежностью жестких перекрытий и наружных и внутренних стен, которые выполнены из полых тонкостенных профилей.
Кроме того, известна строительная конструкция [RU 2036287, C1 Е04С 2/34, 27.05.1995], содержащая, по крайней мере, две тонкостенные оболочки с эквидистантными поверхностями и заполнитель с малыми плотностью и теплопроводностью, размещенный между оболочками и соединенный с ними с образованием теплового экрана и каналов для теплоносителя, причем, заполнитель выполнен из проволочного многоэлементного каркаса в виде пространственной решетки с высотой, равной расстоянию между эквидистантными оболочками, ячейки которой образованы боковыми ребрами правильных пирамид, соединенных сваркой с тонкостенными оболочками в местах контактирования вершин пирамид.
Недостатком этой конструкции является большие массовые характеристики конструкции, поскольку она выполнена из металла и элементы которой соединяются сваркой, а также относительно низкие прочность и надежность,
Наиболее близким по технической сущности к предложенной полезной модели является строительная конструкция [RU 2304672, С2, E04B 2/36, 20.08.2007], содержащая множество отстоящих друг от друга стенок, образующих множество ячеек, проемы в стенках, выполненные таким образом, что упомянутые стенки, образующие каждую ячейку, включают в себя, по меньшей мере, два проема, по существу, плоскую оболочку, расположенную рядом со стенками и, по существу, перпендикулярно им, так, что ячейки открыты на стороне, противоположной плоской оболочке, и выступ, простирающийся за пределы, по меньшей мере, одного периметрического участка стенок, причем, ячейки имеют поперечное сечение квадратной, прямоугольной, шестиугольной, круглой, формы другого правильного многоугольника или формы другого неправильного многоугольника, стенки и оболочка являются жесткими, выполнена из пластмассы, из металла или из алюминия, проемы в стенках выполнены с возможностью пропускания сквозь них одного или более армирующих элементов, трубопроводов, труб, трубок, стержней, кабелей, стенки, размещенные по периметру, образуют прямоугольник, а, по крайней мере, одна ячейка заполнена бетоном или другим схватывающимся материалом.
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно высокие массовые характеристики конструкции, поскольку стенки выполняются из металла, или относительно низкая прочность, поскольку при выполнении стенок из пластмассы или при любом их выполнении и их сборки с использованием пропилов. Кроме того, низкая прочность обусловлена отсутствием связи бетона или другого схватывающегося материала соседних ячеек между собой, что не создает единого бетонного блока. Низкая прочность обусловлена и тем, что, стенки и оболочка выполнена из относительно тонких пластин пластмассы, металла или из алюминия, которые обладают относительно низкой прочностью на изгиб, относительно слабым сцеплением с бетоном и подвержены воздействию влаги.
Задача, которая решается в полезной модели, является создание строительного блока для зданий и сооружений, отличающегося прочностью, надежностью и малыми массовыми характеристиками.
Требуемый технический результат заключается в повышении прочности, надежности и снижении массовых характеристик строительного блока.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, в строительном блоке, содержащем армирующий узел в виде пересекающихся под углом двух рядов параллельных между собой в каждом ряду плоских элементов, образующих ячейки, причем, ячейки заполнены бетоном, а в плоских элементах вне участков их пересечения выполнены отверстия, согласно полезной модели, армирующий узел из пересекающихся под углом двух рядов, параллельных между собой в каждом ряду плоских элементов, выполнен путем многократного поочередного наложения слоев нитей вначале вдоль направления одного ряда плоских элементов, а затем вдоль направления другого ряда плоских элементов с закреплением слоев нитей между собой эпоксидным связующим и с изгибом нитей по форме отверстий в плоских элементах в местах их выполнения с последующим их покрытием после застывания эпоксидного связующего слоем анизотропного армирующего композита.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, в качестве нитей используют углеродные нити.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, в качестве нитей используют стеклянные нити.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, в качестве нитей используют базальтовые нити.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, слой анизотропного армирующего композита выполнен из углепластика с введенными в него углеродными наночастицами фуллероидного типа тороидальной формы.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, слой анизотропного армирующего композита выполнен из стеклопластика с введенными в него углеродными наночастицами фуллероидного типа тороидальной формы.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, слой анизотропного армирующего композита выполнен из базальтопластика с введенными в него углеродными наночастицами фуллероидного типа тороидальной формы.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, слой анизотропного армирующего композита содержит внешний слой из материала с адгезийными к бетону свойствами.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, в качестве материала с адгезионными к бетону свойствами используют эпоксидный полидисперсно армированный нанокомпозит на основе водосовместимого связующего толщиной 0,2-0,6 мм.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, армирующий узел покрыт оболочкой.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, армирующий узел покрыт съемной или несъемной опалубкой.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, нити выполнены в виде волокон.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, нити выполнены в виде пучков волокон.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, нити выполнены в виде лент.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, угол, под которым в армирующем узле пересекаются два ряда параллельных между собой в каждом ряду плоских элементов, равен 90°.
На чертеже представлены:
на фиг. 1 - строительный блок
на фиг. 2 - пример использования строительного блока для изготовления внутренних стен зданий и сооружений;
на фиг. 3 - строительный блок для варианта выполнения с тонкостенными оболочками, выполненными в виде двух тонких листов из композитного материала, предназначенных для соединения с плоскими элементами по одну и другую сторону их больших узких боковых сторон.
Строительный блок содержит армирующий узел 1 в виде пересекающихся под углом двух рядов 2, 3 параллельных между собой в каждом ряду плоских элементов, образующих ячейки 4, причем, ячейки заполнены бетоном, а в плоских элементах вне участков их пересечения выполнены отверстия 5.
Особенностью предложенного строительного блока является то, что, армирующий узел 1 из пересекающихся под углом двух рядов 2, 3 параллельных между собой в каждом ряду плоских элементов выполнен путем многократного поочередного наложения слоев углеродных нитей вначале вдоль направления одного ряда плоских элементов, а затем вдоль направления другого ряда плоских элементов с закреплением слоев нитей между собой эпоксидным связующим и с изгибом нитей по форме отверстий в плоских элементах в местах их выполнения с последующим их покрытием после застывания эпоксидного связующего слоем анизотропного армирующего композита.
В качестве нитей используют или углеродные нити, или стеклянные нити, или базальтовые нити.
Слой анизотропного армирующего композита выполнен или из углепластика, или из стеклопластика, или базальтопластика с введенными в него углеродными наночастицами фуллероидного типа тороидальной формы.
Слой анизотропного армирующего композита содержит внешний слой из материала с адгезийными к бетону свойствами, в качестве которого используют эпоксидный полидисперсно армированный нанокомпозит на основе водосовместимого связующего толщиной 0,2-0,6 мм.
Армирующий узел может быть покрыт оболочкой, а также съемной или несъемной опалубкой.
Нити могут быть выполнены или в виде волокон, или в виде пучков волокон, или в виде лент, например, узких нитеподобных лент.
Угол, под которым в армирующем узле пересекаются два ряда параллельных между собой в каждом ряду плоских элементов, преимущественно, равен 90°, что обеспечивает максимально равномерное распределение механических нагрузок между плоскими элементами в строительном блоке. При изготовлении относительно больших по размерам строительных блоков, например, при их использовании в качестве межэтажных перекрытий, допускается отклонение от номинального перпендикулярного направления плоских элементов 3, 4 относительно двух (или одного) тонких листов из композитного материала (фиг. 3), соединенных с плоскими элементами по одну и/или и по другую сторону их больших узких боковых сторон (двух параллельных рядов плоских элементов 3, 4) в пределах до 5-°что не снижает прочность строительного блока, но создает дополнительную жесткость его конструкции и устойчивость как к горизонтальным нагрузкам на перекрытие, так и к нагрузкам, действующим под углом. Для этого, как это показано на фиг. 3, четные плоские элементы каждого ряда отклонены в одну строну, а нечетные, в противоположную им от номинального направления.
Используются строительные блоки следующим образом.
Строительные блоки имеют армирующий узел 1 в виде пересекающихся под прямым углом двух рядов 2, 3 параллельных между собой в каждом ряду плоских элементов, образующих ячейки 4, причем, ячейки заполнены бетоном, а в плоских элементах вне участков их пересечения выполнены отверстия 5. Особенностью предложенного строительного блока является то, что, армирующий узел 1 из пересекающихся под углом двух рядов 2, 3 параллельных между собой в каждом ряду плоских элементов выполнен путем многократного поочередного наложения слоев углеродных, либо стеклянных или базальтовых нитей вначале вдоль направления одного ряда плоских элементов, а затем вдоль направления перпендикулярного ему ряда плоских элементов с закреплением слоев углеродных, либо стеклянных или базальтовых нитей между собой эпоксидным связующим и с изгибом углеродных, либо стеклянных или базальтовых нитей по форме отверстий в плоских элементах в местах их выполнения с последующим их покрытием после застывания эпоксидного связующего слоем анизотропного армирующего композита, который содержит внешний слой из материала с адгезионными к бетону свойствами, в качестве которого может быть использовант эпоксидный полидисперсно армированный нанокомпозит, сам армирующий узел после заполнения ячеек бетоном может быть покрыт оболочкой 6 или съемной или несъемной опалубкой 7. Строительные блоки могут быть изготовлены в виде блоков стандартного размера и собираться в стеновые конструкции, или в плиты перекрытий (фиг. 2), а также при изготовлении оснащаться съемной или несъемной опалубкой (фиг. 3).
Предложенная конструкция строительного блока обладает высокой прочностью, надежностью, высокой трещиностойкостью, влагостойкостью и уменьшенной массой, а наличие отверстий в плоских элементах позволяет обеспечить сцепление бетона, находящегося в соседних ячейках, что при застывании обеспечивает образование единого бетонного блока.
Таким образом, в предложенной конструкции строительного блока достигается требуемый технический результат, заключающийся в повышении прочности, надежности и малыми массовыми характеристиками.