РЯДОВАЯ, УГЛОВАЯ И ПРОМЕЖУТОЧНАЯ СТЕНОВЫЕ ПАНЕЛИ СБОРНОГО МАЛОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ И СТЕНОВОЕ ОГРАЖДЕНИЕ ЭТОГО ЗДАНИЯ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к строительству, конкретнее к облегченным ограждающим конструкциям малоэтажных сборных, преимущественно, жилых зданий, возводимых в короткие сроки.
Уровень техники
Известна стеновая панель, содержащая деревянный каркас из вертикальных стоек и размещенных между ними ригелей, наружную и внутреннюю обшивки, между которыми размещен слой теплоизоляции, выполненный путем заливки отвердевающего пенообразного материала с высокой адгезионной способностью (см. патент на полезную модель, RU, №58136, МПК: Е04В 2/80, опубл. 2006.11.10). Панель характеризуется технологичностью и высоким уровнем механизации процесса изготовления. Применение заливного утеплителя обеспечивает равномерность заполнения внутреннего пространства панели теплоизолирующим материалом и, как следствие, ее высокие теплоизолирующие характеристики. Жесткость панели обеспечивают за счет выполнения обшивок из цельнолистовых плит, способных нести нагрузку.
Известна стеновая панель, содержащая деревянный каркас, цельнолистовые наружную и внутреннюю обшивки, теплоизоляцию из пено- или опилкобетона, который заливается в деревянный каркас (см. патент на полезную модель, RU, №63823, МПК: Е04В 2/80, опубл. 2007.06.10). Для повышения пространственной жесткости при сдвиговой нагрузке, деревянный каркас со стороны внутренней обшивки дополнительно снабжен стяжными элементами в виде металлических лент либо скоб, скрепляющих каркас по диагонали.
Наиболее близким аналогом для всех заявляемых стеновых панелей принята стеновая панель (см. патент на полезную модель RU №68550, МПК: Е04С 2/00, Е04В 1/61, опубл. 2007.11.27), содержащая по периметру деревянный каркас, образованный продольными брусьями (стойками) и поперечными брусьями (ригелями), закрепленные с обеих сторон на каркасе внутреннюю и наружную обшивки, между которыми размещен утеплитель и закладные детали. Закладные детали представляют собой пластмассовые трубки, установленные в верхней и нижней частях панели в сквозных отверстиях, просверленных по всей ширине панели через стойки каркаса и слой утеплителя, выполненного в виде листового пенополистирола. К недостаткам упомянутой стеновой
панели можно отнести: сложность выполнения сквозных отверстий в уже установленном утеплителе и размещения в этих отверстиях закладных трубок, служащих для установки соединительных стержней, а также низкую жесткость конструкции.
Известна стена дома, содержащая стеновые панели на основе древесины и листовых материалов, соединение которых осуществляется при помощи I-образных (для рядовых панелей) и L-образных (для угловых панелей) соединительных элементов, устанавливаемых в соответствующий вертикальный стык между размещенными вплотную друг к другу панелями и соединяемых с ними путем прибивания их горизонтальных накладок к соответствующим горизонтальным обвязкам панелей (см. патент №2168592, МПК: Е04В 2/70, Е04В 1/10, опубл. 2001.06.10). Упомянутое решение позволяет исключить сдвоенность деревянных каркасов, т.к. соединительный элемент выполняет функцию отсутствующих крайних стоек стыкуемых панелей. Однако, необходимость изготовления наряду с панелями соединительных элементов, усложняет как производство, так и сборку ограждающих конструкций.
Известно стеновое ограждение из стеновых панелей с эластичной подкладкой на торце, соединенных посредством накладок с отверстиями, надеваемыми на штыри стыкуемых панелей (см. патент на изобретение №1015059, МПК: Е04В 2/72, опубл. 30.04.1983 г.). Недостатком упомянутого стенового ограждения является размещение соединительных элементов (накладок, штырей, гаек) со стороны наружной и внутренней поверхностей панели, что не позволяет получить гладких ровных поверхностей стен, и требует дополнительных мер по защите и маскировке соединений.
В качестве наиболее близкого аналога для заявляемого стенового ограждения принято стеновое ограждение, содержащее стеновые панели с закладными трубками, смонтированными в верхней и нижней частях панели в ее сквозных отверстиях, просверленных по всей ширине панели через стойки каркаса и утеплитель. Панели последовательно установлены на фундаменте здания так, чтобы отверстия стыкуемых между собой стоек соседних панелей и соответствующих им закладных трубок в каждом уровне были расположены на одной оси. Соединение панелей осуществляют посредством шпилек, пропущенных через отверстия стоек каркаса и соответствующей им закладной трубки и соединенных попарно болтовым соединением посредством гаек (см. патент на полезную модель RU №68550, МПК: Е04С 2/00, Е04В 1/61, опубл. 2007.11.27).
Упомянутое ограждение характеризуется достаточно высокой плотностью соединительных швов, а расположение соединительных элементов внутри панели между ее обшивками обеспечивает получение уже готовых ровных поверхностей как снаружи,
так и внутри дома. Однако упомянутое ограждение характеризуется сложностью монтажа панелей и недостаточной жесткостью конструкции. Для повышения жесткости упомянутого ограждения используют металлические угловые стойки и горизонтальные образующие, к которым дополнительно закрепляют панели.
Раскрытие полезной модели
Задачами, на решение которых направлена заявляемая полезная модель, являются упрощение и ускорение процессов изготовления панелей и их монтажа на строительной площадке, повышение жесткости конструкции как отдельно взятой панели, так и в целом стенового ограждения.
Поставленные задачи решены за счет того, что в рядовой стеновой панели для сборного малоэтажного здания, содержащей деревянный каркас по периметру панели, образованный стойками (продольными брусьями) и ригелями (поперечными брусьями), закрепленные на каркасе наружную и внутреннюю обшивки, между которыми расположен утеплитель, размещенные в нескольких уровнях по высоте панели закладные детали, каждая из которых выполнена со сквозным отверстием, соосным сквозному отверстию в стойке каркаса и образующим вместе с ним установочное отверстие для соединительного элемента, согласно заявляемой полезной модели, закладные детали выполнены в виде накладок, смонтированных попарно в каждом уровне одна напротив другой на обращенных во внутренний объем панели сторонах стоек каркаса, при этом утеплитель выполнен из вспученного материала, заливаемого в объем стеновой панели, образованный наружной обшивкой и деревянным каркасом, с предварительно установленными в нем закладными деталями, а соединительные элементы выполнены в виде болтов, размещенных в установочных отверстиях до заливки утеплителя с расположением головки болта внутри панели, а резьбовой части - снаружи.
Поставленные задачи решены также за счет того, что в угловой стеновой панели для сборного малоэтажного здания, содержащей деревянный каркас по периметру панели, образованный стойками и ригелями, закрепленные на каркасе наружную и внутреннюю обшивки, между которыми расположен утеплитель, размещенные в нескольких уровнях по высоте панели закладные детали, каждая из которых выполнена со сквозным отверстием, соосным сквозному отверстию в стойке каркаса и образующим вместе с ним установочное отверстие для соединительного элемента, согласно заявляемой полезной модели, закладные детали выполнены в виде накладок, смонтированных в каждом уровне на обращенных во внутренний объем панели сторонах стоек каркаса, из которых одна стойка выполнена с L-образным поперечным сечением, причем сквозные
отверстия в этой стойке выполнены в стенке, ориентированной вдоль внутренней либо наружной обшивки, и на ней же закреплены накладки, утеплитель выполнен из вспучиваемого материала, заливаемого в объем панели, образованный наружной обшивкой и деревянным каркасом, с предварительно установленными в нем закладными деталями, при этом соединительные элементы выполнены в виде болтов, размещенных в установочных отверстиях до заливки утеплителя с расположением головки болта внутри панели, а резьбовой части - снаружи.
Решение поставленных задач достигается также за счет того, что в промежуточной панели для сборного малоэтажного здания, содержащей деревянный каркас по периметру панели, образованный стойками и ригелями, закрепленные на каркасе наружную и внутреннюю обшивки, между которыми расположен утеплитель, размещенные в нескольких уровнях по высоте панели закладные детали, каждая из которых выполнена со сквозным отверстием, соосным сквозному отверстию в стойке каркаса и образующим вместе с ним установочное отверстие для соединительного элемента, согласно заявляемой полезной модели, закладные детали выполнены в виде накладок, смонтированных попарно в каждом уровне одна напротив другой на обращенных во внутренний объем панели сторонах стоек каркаса, при этом утеплитель выполнен из вспученного материала, заливаемого в объем стеновой панели, образованный наружной обшивкой и деревянным каркасом, с предварительно установленными в нем закладными деталями.
В стеновом ограждении сборного малоэтажного здания, содержащем стеновые панели с деревянным каркасом по периметру, с закладными деталями и установочными отверстиями для соединительных элементов, выполненными в стойках каркаса и закладных деталях, установленные на фундаменте с расположением установочных отверстий соседних панелей на одном уровне и соединенные между собой посредством болтового соединения, согласно заявляемой полезной модели, в качестве стеновых панелей использованы вышеохарактеризованные рядовые, угловые и промежуточные стеновые панели, соединенные между собой путем ввода выступающей наружу резьбовой части болтов одной панели в соответствующие установочные отверстия соседней панели и последующей фиксации болтов гайкой.
Общим для всех заявляемых стеновых панелей и отличительным от прототипа является выполнение закладных деталей в виде накладок, попарно смонтированных на обращенных во внутренний объем панели сторонах стоек каркаса, их установка в еще пустом (без утеплителя) каркасе панели и выполнение утеплителя в виде заливного утеплителя из вспученного материала.
Такое решение позволяет исключить необходимость высверливания отверстий в утеплителе, значительно упрощает процесс изготовления панелей, повышает его технологичность.
К вспученным материалам относятся все виды ячеистого бетона, а также другие пеноматериалы, которые отверждаются после заливки в опалубку.
Деревянный каркас панели с закрепленной на нем наружной обшивкой, по сути, является несъемной опалубкой, в которую предварительно заливке утеплителя устанавливают закладные детали - накладки, арматуру и соединительные болты. Заливаемый в опалубку утеплитель, равномерно заполняет все полости, обеспечивая надежное закрепление в ней закладных деталей и соединительных болтов. После заливки утеплителя головка болтов оказывается скрытой во внутреннем объеме панели и практически «замоноличенной» в утеплителе, только концевая резьбовая часть болта выступает наружу боковой поверхности панели. При соединении панелей она также будет скрыта во внутреннем объеме соседней панели.
Расположение соединительных деталей внутри панелей между обшивками, позволяет по окончании монтажа получать практически готовые внутренние и внешние поверхности дома, обычно они уже оштукатурены и окрашены.
Заявляемые панели полностью производятся в заводских условиях, включая чистовую отделку поверхностей и установку соединительных элементов. Такое решение позволяет значительно упростить процесс сборки стенового ограждения, когда в условиях стройплощадки большой проблемой является совмещение установочных отверстий соседних панелей для установки в них соединительного болта.
В заявляемом решении болты уже установлены в одной из стыкуемых панелей и необходимо только надеть стыкуемую панель на выступающие штыри (концевые части болтов). Процесс сборки стенового ограждения значительно упрощается и ускоряется, что позволяет возводить дом в очень короткие (сжатые) сроки.
Облегчается также и процесс транспортировки элементов ограждения, т.к. практически все детали в сборе в виде единой панели.
На основе заявляемых панелей могут быть изготовлены панели нескольких видов: рядовая стандартная (глухая), оконная, дверная, угловая внешняя, угловая внутренняя, балконная, и т.д., т.е. все виды панелей, используемые в строительстве дома. Возможно изготовление панелей прямого и обратного монтажа в зависимости от размещения монтажных болтов и отверстий.
Заявляемое решение предусматривает как возможность установки монтажных болтов во всех установочных отверстиях панели, т.е. по обе ее стороны так и возможность установки болтов только с одной стороны панели. Возможность такого вариантного исполнения панелей, как рядовых, так и угловых, расширяет технологические и архитектурные возможности строительства.
Предпочтительной реализацией закладных деталей является соединение накладок между собой жесткой связью в виде армирующего стержня.
В одном конкретном случае реализации панели армирующий стержень связывает между собой металлические накладки одного уровня. В этом случае в каждом уровне панели образуется дополнительный элемент жесткости, что обеспечивает упрочнение конструкции панели, повышает ее пространственную жесткость, причем последняя значительно увеличивается после выполнения соединения панелей.
Так по окончании монтажа панелей закладные детали каждого уровня вместе с армирующими стержнями и болтовыми соединениями образуют упрочняющий пояс по периметру дома. Размещение закладных деталей в трех уровнях: в верхней, средней и нижней частях панели, позволяет получить три упрочняющих пояса по периметру дома, что обеспечивает его высокую пространственную жесткость.
В другом конкретном случае реализации панели, армирующие стержни могут соединять металлические накладки разных уровней с образованием диагональных ребер жесткости.
Высокие прочностные характеристики заявляемой панели в сочетании с жесткостью и надежностью соединения этих панелей, позволяют исключить необходимость использования при возведении дома дополнительных элементов жесткости (например, стоек или обвязок каркаса здания), имеющих место в прототипе. Соединенные в нескольких уровнях болтовыми соединениями стойки каркасов соседних панелей образуют несущие стойки дома, на которые приходится вся основная нагрузка.
Таким образом, каркас панели выполняет одновременно несколько функций: функции обвязки по периметру панели, участвует в образовании несъемной опалубки, а также является несущим элементом конструкции. Заявляемое решение позволяет возводить бескаркасные здания и характеризуется высокими темпами их возведения.
Монтаж панелей осуществляется при снятой внутренней обшивке, которая закрепляется в последнюю очередь, что обеспечивает удобство монтажа с одной стороны, и получение чистовой поверхности стены после монтажа, с другой стороны.
Для обеспечения возможности доступа к соединительным отверстиям и облегчения монтажа панелей, в области, прилегающей к накладке, в установочном отверстии которой отсутствует болт, выполняют «недоливы» утеплителя, например, за счет установки в несъемной опалубке соответствующих вкладышей.
Болтовое соединение, примененное в заявляемом стеновом ограждении, в отличие от прототипа, характеризуется удобством и простотой монтажа, позволяет увеличить стягивающие усилия, чем повысить плотность соединений и их надежность.
Выполнение утеплителя из пенополистиролбетона позволяет получить оптимальные прочностные, жесткостные и теплоизоляционные характеристики панели.
Металлические накладки могут быть выполнены с любой формой, однако наиболее технологичным является выполнение металлических накладок из уголкового профиля (т.е. в виде уголков), что позволяет увеличить площадь контакта накладки с армирующим стержнем при их соединении и исключить необходимость соблюдения высокой точности размеров. Соединение металлической накладки с армирующим стержнем выполняют обычно сваркой.
Предпочтительно выполнение наружной обшивки панели из плоского шифера (асбесто-цементного листа).
Для выполнения внутренней обшивки панели может быть использован материал из ряда: гипсокартон, ГВЛ, СМЛ.
Ширина внутренней обшивки угловой панели выполнена меньше на величину толщины панели. В этом случае усилие стягивания будет приложено к деревянным стойкам панелей и позволит исключить зажим обшивки между этими стойками, тем самым предотвратить разрушение обшивки.
Заявляемая панель характеризуется пожарной безопасностью и экологичностью, благодаря используемым материалам утеплителя и обшивок.
Краткое описание чертежей
Устройство заявляемой стеновой панели и стыкового соединения таких панелей между собой поясняется чертежами, где
на фиг.1 - показан фрагмент стенового ограждения дома, согласно заявляемой полезной модели; На фиг.2 - общий вид рядовой стеновой панели (два исполнения);
На фиг.3 - общий вид угловой стеновой панели (два исполнения);
На фиг.4 - общий вид промежуточной стеновой панели;
На фиг.5 - вид А с фиг.4, вид сбоку;
На фиг.6 - вид В с фиг.4, панель показана со снятой внутренней обшивкой;
На фиг.7 - сечение А-А с фиг.6;
На фиг.8 - тоже, показано другое исполнение закладных деталей;
На фиг.9 - вид С с фиг.2, рядовая панель (1 исполнение) со снятой внутренней обшивкой; На фиг.10 - сечение С-С с фиг.9;
На фиг.11 - вид D с фиг.2, рядовая панель (2 исполнение) со снятой внутренней обшивкой;
На фиг.12 - сечение D-D с фиг.11;
На фиг.13 - вид Е с фиг.3, угловая панель (1 исполнение) со снятой внутренней обшивкой;
На фиг.14 - сечение Е-Е с фиг.13;
На фиг.15 - вид F с фиг.3, угловая панель (2 исполнение) со снятой внутренней обшивкой;
На фиг.16 - сечение F-F с фиг.15;
На фиг.17 - показана подготовленная к заливке утеплителя несъемная опалубка панели с закладными элементами, изометрия;
На фиг.18 - сечение G-G с фиг.1, показан узел соединения рядовых панелей;
На фиг.19 - сечение К-К с фиг.1, показан узел соединения угловой и рядовой (либо промежуточной) стеновых панелей.
Осуществление полезной модели
На фиг.1 показан фрагмент стенового ограждения здания, согласно заявляемой полезной модели, где 1 - это рядовые стеновые панели, 2 - угловые стеновые панели и 3 - промежуточная стеновая панель. Промежуточная панель 3 применяется в случае необходимости, для обеспечения возможности стыкования (замыкания) панелей по периметру. Вид и количество тех или иных панелей (1, 2, 3) устанавливается при проектировании дома и может быть любым.
На фиг.2 показан общий вид рядовой стеновой панели 1, два возможных случая исполнения: а) соединительные элементы - болты установлены во всех установочных отверстиях панели, и б) болты установлены с одной стороны панели.
На фиг.3 показан общий вид угловой стеновой панели 2, два возможных случая исполнения: а) соединительные элементы - болты установлены во всех установочных отверстиях панели, и б) болты установлены с одной стороны панели.
На фиг.4-8 изображена промежуточная стеновая панель 3.
Любая стеновая панель 1, 2 и 3 (см. фиг.5-16) содержит деревянный каркас, образованный стойками 4 и ригелями 5, закрепленные на каркасе наружную 6 и внутреннюю 7 обшивки, между которыми расположен утеплитель 8. Внутри панели смонтированы закладные детали в виде металлических накладок 9, размещенных в трех уровнях (H1, H2 и Н3) по высоте панели. В каждой накладке 9 выполнено сквозное
отверстие, соосное сквозному отверстию в стойке 4 каркаса и образующее вместе с ним установочное отверстие 10 для соединительного элемента.
На фиг.7 показано простейшее исполнение накладок 9 в виде металлических пластин. Однако более предпочтительным является выполнение накладок 9 из уголкового профиля (т.е. в виде уголков 9), связанных между собой армирующим стержнем 11 (см. фиг.8). Каждый уголок 9 одной своей полкой 12, содержащей сквозное отверстие, закреплен на стойке 4 каркаса, а другой полкой 13 обращен во внутренний объем панели и связан с армирующим стержнем 11.
Рядовые панели 1 и угловые панели 2, в отличие от панелей 3, содержат также болты 14, установленные в отверстиях 10 панели до заливки в нее утеплителя 8. В качестве утеплителя применен пенополистиролбетон марки 200.
Наружная обшивка 6 стеновых панелей 1, 2, 3 выполнена из листа плоского шифера. Внутренняя обшивка 7 стеновых панелей 1, 2, 3 может быть выполнена из гипсокартона, листа ГВЛ либо СМЛ.
Угловая панель 2 имеет, по сравнению с рядовой и промежуточной панелями, ряд особенностей, отраженных на фиг.13-16. Одна из стоек каркаса этой панели имеет L-образное поперечное сечение (стойка 15). Стойка 15, предпочтительно, состоит из двух одинаковых продольных брусьев, соединенных между собой под прямым углом. Ширина внутренней обшивки 7 угловой панели 2 выполнена меньше на величину толщины этой панели.
Изготовление любой стеновой панели осуществляют следующим образом.
Обычно панель изготавливают с высотой, соответствующей высоте этажа дома, и она имеет следующие размеры: высота 3 м, ширина 1,5 м и толщина панели 0.2 м. Нарезают деревянные брусья заданной длины для стоек 4 (и 15) и ригелей 5 каркаса и собирают каркас панели. Закрепляют на каркасе наружную обшивку 6 из плоского шифера. Монтируют закладные детали. Для чего к стойкам 4 каркаса на обращенную во внутренний объем панели сторону прикручивают уголки 9, например, саморезами, совмещая при этом отверстия уголка 9 и стойки 4. К уголкам 9 приваривают армирующие стержни 11.
Порядок и технология сборки закладных деталей не влияет на сущность заявляемой полезной модели и определяется конкретным производством. Например, возможно, что соединенные армирующим стержнем 11 уголки 9, образующие единую закладную деталь, устанавливают между стойками 4, соблюдая соосность отверстий. На фиг.17 показана несъемная опалубка 16, подготовленная к заливке утеплителя 8.
В зависимости от вида изготавливаемой панели, в опалубке 16 до заливки утеплителя 8 также могут быть установлены болты 14. Болты размещают в установочных отверстиях 10, пропуская их изнутри панели - наружу.
Вспененный полистиролбетон заливают в опалубку 16. После его высыхания панель готова к монтажу.
При необходимости в опалубке 16 до заливки утеплителя могут быть установлены вкладыши (на чертежах на показаны), обеспечивающие образование «недоливов» 17 утеплителя 8, служащих для обеспечения возможности доступа к установочным отверстиям 10 при монтаже панелей. При этом используемый материал утеплителя 8 позволяет выполнить подобные «недоливам» 17 углубления уже после заливки и отверждения утеплителя, например путем простого выкрашивания части утеплителя в месте расположения отверстия 10.
Присоединение внутренних обшивок 7 к панелям осуществляют после осуществления сборки (соединения) панелей между собой.
Монтаж панелей осуществляют следующим образом.
Панели 1, 2, 3 вместе с внутренними обшивками 7, преимущественно в снятом виде, доставляют к месту строительства. Панели последовательно поднимают и устанавливают на фундаменте 18 здания. При этом обеспечивают соосность установочных отверстий 10 стыкуемых панелей. Концевые части болтов 14 одной панели вводят в соответствующие отверстия 10 стыкуемой с ней соседней панели. Фиксируют болты 14 посредством гаек 19. После монтажа всех панелей и проверки соединений, имеющиеся в панелях «недоливы» 17 утеплителя 8 ликвидируют, заделывают. В последнюю очередь - устанавливают и присоединяют внутренние обшивки 7 панелей.
Использование заливного утеплителя в совокупности конструктивным решением закладных деталей обеспечивают не только высокую технологичность и простоту изготовления панели, но и значительно упрощают монтаж (сборку) панелей. Монтаж стенового ограждения дома осуществляется высокими темпами. Так, к примеру, сборка стенового ограждения одного из построенных одноэтажных домов была произведена в течение одного рабочего дня. Заявляемая панель характеризуется простотой конструкции и высокой технологичностью изготовления, а также пожарной безопасностью и экологичностью, благодаря используемым материалам утеплителя и обшивок.