КАРКАСНОЕ ЗДАНИЕ
FRAME BUILDING

Изобретение относится к области строительства, а именно к каркасным зданиям, и может быть использовано при сооружении зданий с самонесущими стенами.
Известно каркасное здание по патенту Российской Федерации №2104371, кл. Е04В 1/18, 2/28, 1998 г., содержащее плиты перекрытия и многослойные наружные стены в виде внешнего слоя из мелкоштучных изделий, предпочтительно кирпича, толщиной в полкирпича с выступающими внутрь стены контрфорсами, теплоизоляцию среднего слоя стены и внутренний слой стены. Внешний слой стены смонтирован заподлицо с торцом плиты перекрытия, в теле которой в зоне опирания стены параллельно ее наружной грани образованы заполненные теплоизоляционным материалом сквозные пазы, причем толщина теплоизоляции превышает длину выступов контрфорсов. В качестве теплоизоляции использован пенополистирол, или минеральная вата, или пенополимергипсовая плита, или пенокартон. В качестве внутреннего слоя могут быть смонтированы гипсовые пазогребневые перегородочные плиты или цементно-песчаные блоки.
Недостатками данной конструкции здания являются ненадежная и недостаточная изоляция стен в месте верхнего примыкания стены к плите перекрытия, ограничение архитектурного оформления фасада здания за счет горизонтальной разрезки, так как внешний слой смонтирован заподлицо с торцом плиты перекрытия, высокие трудозатраты при устройстве наружных стен из-за нетехнологичности работ с наличием большого количества разных материалов в конструкции стены.
Известно каркасное здание по патенту Российской Федерации №2168590, кл. Е04В 1/18, 5/43, 2001 г., принятое заявителем за прототип. Оно содержит плиты перекрытия, многослойные наружные стены, включающие кирпич и теплоизоляцию среднего слоя. Каждая плита перекрытия по наружному периметру здания выполнена с Ш-образными консолями, на торцах которых закреплены закладные детали, а внешний слой наружной стены размещен за торцом плиты перекрытия и установлен на уголке, который жестко закреплен к закладным деталям, внутренний слой наружной плиты выполнен из штучных полых блоков. По крайней мере, часть внешнего слоя наружной стены выполнена из кирпича и армирована армокаркасами или отдельными стержнями послойно кратно высоте полого блока внутреннего слоя стены, причем каждый армокаркас соединен с полым блоком посредством пластины Т-образной формы. Наружная стена выполнена из полых блоков, толщина каждого блока равна толщине стены, а наружный край стены размещен за торцом Ш-образных консолей. Во внешнем слое наружной стены, в плоскости плиты перекрытия установлены доборные полые штучные блоки на высоту, равную толщине плиты перекрытия. Пространство между Ш-образными консолями и уголком и между Ш-образными консолями и доборными полыми блоками, а также конструктивный зазор между стеной и низом плиты перекрытия заполнены, например, пенополиуретаном. Пустоты полых блоков заполнены легким пенобетоном или, например, пенополиуретаном, причем, по крайней мере, часть горизонтальных и вертикальных пустот армированы арматурой с антикоррозионным покрытием. В части пустот полых блоков установлены армокаркасы и заполнены тяжелым бетоном, причем на наружной части стены установлен утеплитель, например, из пенополиуретана, или из пенополистирола, или из минераловатной плиты, с защитным покрытием. Полые блоки выполнены из конструкционного пенобетона, или из керамзитобетона, или из обожженной керамики, причем каждый полый блок имеет разделительные перегородки, в которых по центру выполнены сквозные отверстия, а по верхнему и нижнему торцам перегородок выполнены по два полуотверстия.
Однако сооружение конструкции наружной стены данного здания требует повышенных трудовых затрат и не исключает выполнения «мокрых процессов», повышает вес здания.
Технической задачей изобретения является создание элементов конструкции каркасного здания, повышающих теплотехнические свойства наружной стены, сокращающих трудовые затраты при монтаже наружных стен независимо от климатических условий и времени года производства работ, а именно исключение «мокрых процессов» за счет использования пространственной панели, повышение комфортности, надежности и несущей способности каркасного здания, сокращение общего веса здания и создание выразительного архитектурного облика здания с применением современных материалов и конструкций.
Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом решении каждая консоль выполнена в форме трапеции, большее основание которой размещено во внутрь плиты перекрытия, а вылет консоли равен не более толщины наружной стены, причем средний слой наружной стены включает пространственную панель из легких тонкостенных элементов - поясов, стоек, связей, раскосов, образовавших пространственную панель, а пространство между консолями, внутренним слоем и фасадным слоем наружной стены заполнено утеплителем.
Кроме того, ширина легкого тонкостенного элемента равна толщине наружной стены без толщин фасадного и внутреннего слоев наружной стены, элементов крепления фасадного слоя, гидроизоляционного, ветрозащитного и пароизоляционного слоев.
Кроме того, наружная стена установлена на плите перекрытия, причем пространственная панель на ¾ частях своей толщины размещена на консолях, а по меньшей мере, на ¼ части своей толщины размещена на плите перекрытия.
Кроме того, шаг размещения стоек в пространственной панели равен шагу консолей, а стенка каждого легкого тонкостенного элемента выполнена с перфорацией, причем перфорация занимает не более половины ширины стенки легкого тонкостенного элемента.
Кроме того, элемент крепления фасадного слоя, который изготовлен из штучных блоков, выполнен в виде дополнительной стойки из С-образного профиля и упругого элемента, концы которого не замкнуты и выполнены в виде захватов, причем дополнительная стойка соединена с пространственной панелью, концы С-образного профиля дополнительной стойки загнуты во внутрь профиля, а захваты упругого элемента заведены за загнутые концы С-образного профиля.
Кроме того, упругий элемент выполнен в виде геометрической фигуры или из пластины, или из прутка, причем толщина или диаметр упругого элемента равна не менее ⅓ и не более ½ толщины кладочного шва штучных блоков, а высота упругого элемента равна не более толщины фасадного слоя наружной стены.
На фиг.1 изображен фрагмент здания со сборной наружной стеной и плитой перекрытия с консолями;
на фиг.2 - вид А на фиг.1;
на фиг.3 - соединение пространственной панели и фасадного слоя наружной стены, выполненного из штучных блоков;
на фиг.4 - соединение упругого элемента с дополнительной стойкой С-образного профиля;
на фиг.5 - упругий элемент в виде различных геометрических фигур.
Каркасное здание содержит плиту перекрытия 1 с консолями 2, установленную на колонне 3, опирающиеся на консоли 2 многослойные наружные стены, включающие внутренний слой 4 и фасадный слой 5, которые, в свою очередь, могут состоять также из нескольких слоев.
Каждая консоль 2 плиты перекрытия 1 выполнена в форме трапеции, большее основание которой размещено во внутрь плиты перекрытия 1, а вылет L консолей 2 составляет не более толщины N наружной стены (L<N). Такая конфигурация консоли 2 усиливает плиту перекрытия 1 и повышает несущую способность самой консоли 2, на которой в дальнейшем осуществляют монтаж наружной стены.
Для облегчения конструкции здания внутренняя часть наружной стены выполнена в виде пространственной панели из легких тонкостенных элементов, состоящей из, в том числе: поясов 6, стоек 7, раскосов 8, связей, образовавших эту пространственную панель. Пространство между консолями 2, внутренним слоем 4 наружной стены и фасадным слоем 5 наружной стены заполнено утеплителем 9, в качестве которого могут быть использованы, например, минеральная вата, базальтовое волокно, целлюлозный утеплитель, пенополистирол, пенополиуретан и т.п.
Легкий тонкостенный элемент, например стойку 7 или пояс 6, по ширине В подбирают равным толщине N наружной стены, за вычетом толщин: фасадного 5 и внутреннего 4 слоев наружной стены, элементов крепления, выполненных в виде крепежного профиля 10, фасадного слоя 5, ветрозащитной пленки, гидроизоляционного 11 и пароизоляционного 12 слоев, выполненных соответственно из гидроизоляционного полотна и пароизоляционной пленки.
Наружная стена благодаря легкой конструкции пространственной панели установлена на плите перекрытия 1, причем пространственная панель на ¾ части своей толщины В размещена на трапециевидных консолях 2, а на ¼ части своей толщины В размещена на плите перекрытия 1. При этом шаг размещения стоек 7 в пространственной панели наружной стены равен шагу консолей 2, а стенка каждого легкого тонкостенного элемента, входящего в пространственную панель, выполнена с перфорацией 13, размещенной в «шахматном» порядке, причем перфорация 13 по ширине занимает не более половины ширины легкого тонкостенного элемента. Перфорация 13 облегчает легкий тонкостенный элемент, не снижая его жесткости, и повышает теплотехнические свойства конструкции.
Монтаж здания осуществляют следующим образом.
Возводят каркас здания, устанавливая в том числе плиту перекрытия 1 с консолями 2 на колонны 3. Затем монтируют наружную стену, для чего пространственную панель поясом 6 укладывают на консоли 2 так, чтобы стойки 7 были размещены непосредственно на консолях 2, и она занимала примерно ¼ часть плиты перекрытия 1 и ¾ части консолей 2, предварительно подложив под пространственную панель гидротеплоизоляционную прокладку 14.
После этого на пространственной панели с наружной стороны размещают ветрозащитную пленку и/или гидроизоляционный слой 11 и устанавливают крепежные профили 10, на которые крепят фасадный слой 5 наружной стены. Потом монтируют с внутренней стороны внутренний слой 4 наружной стены, предварительно установив пароизоляционный слой 12. Внутреннюю полость между внутренним слоем 4 и фасадным слоем 5 наружной стены заполняют утеплителем 9.
В случае изготовления фасадного слоя 5, включающего штучные блоки 15, используют элемент крепления штучных блоков 15 к пространственной панели в виде дополнительной стойки 16 из С-образного профиля и упругого элемента 17, концы которого не замкнуты и выполнены в виде захватов, причем дополнительная стойка 16 жестко соединена с пространственной панелью, а концы С-образного профиля загнуты во внутрь профиля. При этом захваты упругого элемента 17 заведены за загнутые концы С-образного профиля, образуя достаточно жесткое соединение, надежно удерживающее кладку из штучных элементов 15.
Упругий элемент 17 выполнен в виде геометрической фигуры, например в виде треугольника, в виде буквы «П» или «Ω», из пластины или прутка. Причем толщина или диаметр d упругого элемента 17 равны не менее ⅓ и не более ½ толщины t кладочного шва 18 штучных блоков 15, а высота h упругого элемента 17 равна не более толщины фасадного слоя 5 наружной стены (⅓ t<d<½ t).
После монтажа наружных стен предлагаемой конструкции внутренние стены и перегородки монтируют по известной технологии.
Использование предлагаемого технического решения позволило создать элементы конструкции каркасного здания, которые повышают теплотехнические свойства наружной стены, сокращают трудовые затраты на монтаж каркасного здания, в том числе наружных стен независимо от климатических условий, а именно исключают «мокрые процессы» за счет использования пространственной панели, повышают надежность и несущую способность каркасного здания, сокращают общий вес здания, придают выразительный архитектурный фасад зданию, выполненного из современных материалов и конструкций.