ДЕРЕВЯННЫЙ БРУС

Полезная модель относится как к строительным материалам, используемым при возведении стен, элементов ограждения и т.п., где традиционно использовался пиломатериал - брус или цельные бревна, так и к элементам конструкций, применяемым в области строительства. Может использоваться в качестве балок, стоек, опор, использоваться в элементах ограждения и тому подобных, в которых традиционно использован брус или цельные бревна.
Согласно ГОСТ 18288-87, Группа К00 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ «ПРОИЗВОДСТВО ЛЕСОПИЛЬНОЕ Термины и определения»: «Брус - Пиломатериал толщиной и шириной 100 мм и более».
Задача, стоящая перед разработчиками данной конструкции - создание строительных конструкций - заменяющих брус, имеющих вид, форму, размеры бруса и не уступающим ему по прочностным и эксплуатационным характеристикам, более дешевого и технологичного как в процессе его производства, так и в процессе строительства с его использованием.
Из уровня техники известны конструкции полнотелого деревянного бруса, полученного путем обработки цельной древесины.
Известно изобретение «Деревянная клееная ферма и способ ее изготовления», заявка RU №2000116751, публ. 2002.07.20, МПК Е04С 3/12, включающая соединительную решетку, заключенную между поясными слоями и закрепленную между поясными элементами в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Однако изобретение не решает задачу построения жестких размерных цепей через клеевое соединение за счет деления внешней нагрузки путем рассредоточения ее на составляющие части с использованием свойств древесины для их формирования.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является изобретение №2266376 КЛЕЕНЫЙ ДЕРЕВЯННЫЙ БРУС Заявка: 2004108232/03, 23.03.2004 (51) МПК E04C 3/12 (2000.01), где Клееный деревянный брус состоит из пакета склеенных между собой досок и продольных вставок с образованием n пустотных камер, расположенных между параллельными досками пакета, где n>2, внутренние доски пакета выполнены с продольным опорным выступом и продольным установочным пазом, расположенными на узких сторонах этих досок, продольные вставки вклеены между досками пакета по их краям, при этом вставки, расположенные между крайними в пакете досками и соседними с ними внутренними досками пакета, выполнены в виде брусков с прямоугольным сечением, а другие продольные вставки, расположенные между внутренними досками пакета, выполнены в виде брусков с продольным опорным выступом или установочным пазом, расположенными на внешних сторонах указанных вставок, причем брус выполнен со следующим отношением суммарной площади пустотных камер в сечении бруса к площади сечения бруса: Sn.кам/Sбр=0,20-0,35.
Однако данное изобретение не решает задачи:
- уменьшения материалоемкости бруса (используется много древесины и клея), упрощение изготовления его на производстве, так как сборка строительных блоков из данного бруса требует большого количества клея и наличия специальных приспособлений,
- упрощения монтажа в стену на стройке, т.к. брус данной конструкции между собой соединяется в стену только посредством использования традиционной технологии соединения.
- подвержен изменению геометрии - углы и грани, а при изменении влажности  этого бруса со временем могут подвергаться деформации.
На Фиг. 1 представлено изображение пустотелой клееной строительной конструкции (далее по тексту - брус).
На Фиг. 2 представлено изображение сечение бруса с внутренней вставкой (доской) между внутренними поверхностями П-образного элемента, соединенная с двух сторон, например, саморезами.
На Фиг. 3 представлено изображение сечение бруса с заполнением.
На Фиг. 4 представлено изображение сечения П-образной балки, выполненной из трех досок, имеющих элементы сплачивания в виде продольных пазов и шипов в перпендикулярно расположенных досках.
На Фиг. 5 представлено изображение сечения П-образной балки, выполненной из двух соединенных Г-образных балок, имеющих элементы сплачивания в виде продольных пазов и шипов в перпендикулярно и встречно расположенных досках, где:
1 - П-образный элемент;
2 - внешняя вставка - четвертая грань бруса (далее по тексту - внешняя вставка);
3 - внутренняя вставка, усиливающая брус (далее по тексту - внутренняя вставка);
4 - утеплитель;
5 - элементы сплачивания в виде продольных пазов и шипов в перпендикулярно расположенных досках;
6 - элементы сплачивания в виде поперечных пазов и шипов в досках, образующих одну плоскость.
Технический результат заявляемого решения - создание деревянного бруса, не подверженного при изменении влажности изменению геометрии как граней, так и ребер и растрескиванию граней; имеющего низкую материалоемкость и вес; технологичного при изготовлении как самого бруса, так и зданий и сооружений с его использованием за счет того, что деревянный брус (далее по тексту - брус) выполнен в виде пустотелой деревянной конструкции прямоугольного сечения, собираемой на объекте строительства из двух подогнанных друг к другу по размерам элементов: П-образной балки и внешней вставки - доски, закрывающей проем между параллельными досками этой П-образной балки на уровне внешних торцов досок этой П-образной балки.
Данный брус, по сравнению с брусом, описанным в аналогах, или по сравнению с цельным брусом:
- не растрескивается при изменении влажности вследствие внутренней пустотности бруса, который изготовлен не из сплошного массива, а из сборки двух элементов - из П-образной, преимущественно, клееной балки и внешней вставки - доски, закрывающей проем между параллельными досками этой П-образной балки на уровне внешних торцов досок этой П-образной балки,
- не подвержен изменению геометрии поверхности, т.к. все доски бруса, высушенные в одинаковых условиях (до влажности 12%), имеют одинаковую влажность и малое изменение внутреннего напряжения древесины по сечению,
- не подвержен изменению геометрии балки за счет наличия клеевого соединения паз-шип, выполненного при сборке П-образной балки и за счет формирования внутренней доски, расположенной между параллельными сторонами П-образной балки, которая, предпочтительно, образована при склеивании между собой двух Г-образных балок в П-образную балку),
- при соединении бруса в стеновую конструкцию не требуется сложных комплектующих или приспособлений, например, за счет того, что сборка бруса в стену выполняется на стройке из П-образной клееной балки и внешней вставки при помощи саморезов или винтовых соединений между стороной - внешней вставкой одного бруса и прилегающего к ней стороной П-образной балки,
- не требует сложного оборудования, которое требуется для качественной склейки элементов цельного бруса, а также не требует длительного процесса производства, за счет того, что элементы бруса имеют элементы сплачивания в виде продольных пазов и шипов;
- менее материалоемкий, и как следствие - имеет меньший вес, что обеспечивает при строительстве, транспортировке, подъеме на высоту существенную экономию материальных ресурсов, а также стоимость.
- при заполнении внутренней пустоты бруса различными заполнителями брус может использоваться по различному назначению: или использоваться в качестве опор, если в пустоту внутри бруса устанавливают и крепят внутреннюю доску 3; или использоваться в качестве элементов стеновой конструкции, если пустота внутри бруса заполнена утеплителем 4; или использоваться в качестве короба для трубной или кабельной канализации.
ОПИСАНИЕ ЗАЯВЛЯЕМОГО ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ
Заявляемый деревянный брус (далее по тексту - брус) выполнен в виде пустотелой деревянной конструкции прямоугольного сечения, собираемой на объекте строительства из двух подогнанных друг к другу по размерам элементов: П-образной балки 1 и внешней вставки - доски 2, закрывающей проем между параллельными досками этой П-образной балки на уровне внешних торцов досок этой П-образной балки, где пустое пространство внутри бруса может иметь различные заполнители.
П-образная балка 1 - конструкция, выполненная из досок, соединенных по длинным сторонам.
Оптимальная по надежности и технологичности изготовления конструкция П-образной балки состоит из трех досок, где одна из досок с двух сторон, а две другие - с одной стороны, имеют элементы сплачивания в виде продольных пазов и шипов 5 (см. Фиг. 4). При этом между пазами и шипами имеется дополнительное клеевое соединение, увеличивающее прочность П-образной балки 1.
Также П-образная балка 1 может быть выполнена из двух одинаковых Г-образных балок, соединенных между собой развернутыми навстречу друг другу элементами сплачивания в виде пазов и шипов 6 с дополнительным клеевым слоем между ними (см. Фиг. 5), или одной Г-образной балки и доски, соединенной по длинной стороне удобным для производителя способом (на чертежах не показано).
Возможно изготовление П-образных балок путем соединения досок другими существующими способами, не описанными выше.
В зависимости от назначения бруса пустоты внутри бруса могут иметь различные заполнения.
При использовании бруса в качестве опоры внутри бруса имеется заполнитель - внутренняя вставка в виде одной или нескольких досок 3 установлена и закреплена внутри П-образной балки.
При использовании бруса в качестве элементов стеновой конструкции брус имеет заполнитель - внутреннюю вставку в виде утеплителя 4.
При использовании бруса в качестве короба для трубной или кабельной канализации внутри бруса проходят трубы или провода (кабели), которые могут быть расположены вместе с утеплителем, или вместе с вставкой из досок.
Внешняя 2 и внутренняя 3 вставки имеют соединение с П-образной балкой 1, предпочтительно, посредством саморезов, или посредством других возможных средств соединения, используемых для соединения деревянных деталей.
Примеры выполнения бруса.
1. Брус, которым заменяют пиломатериал - цельный брус, состоит из двух подготовленных на деревообрабатывающем производстве комплектующих элементов - профильных клееных П-образных балок 1 и внешних вставок 2, соединенных между собой саморезами, используется при строительстве стеновых конструкций. Брус собирается непосредственно на строительном объекте в процессе возведения стены. Брус выполнен из доски толщиной 25 мм, длиной 3000 мм. Ширина сторон бруса - 200 мм. Внутреннее заполнение бруса - утеплитель.
2. Брус, которым заменяют пиломатериал - цельный брус, состоит из двух подготовленных на деревообрабатывающем производстве комплектующих элементов - профильных клееных П-образных балок 1 и внешних вставок 2, соединенных между собой саморезами, используется для выполнения стоек. Брус собирается непосредственно на строительном объекте в процессе строительства. Брус выполнен из доски толщиной 45 мм, длиной 2700 мм. Ширина сторон бруса - 150÷250 мм. Внутреннее заполнение бруса - доска, трубы, пористый заполнитель 4. П-образная балка выполнена из двух Г-образных балок.
3. Брус, которым заменяют пиломатериал - цельный брус, состоит из двух подготовленных на деревообрабатывающем производстве комплектующих элементов - профильных клееных П-образных балок 1 и внешних вставок 2, соединенных между собой саморезами, используется для выполнения опор. Брус собирается непосредственно на строительном объекте в процессе опор. Брус выполнен из доски толщиной 25 мм, длиной 2000 мм. Ширина сторон бруса - 150 мм. Внутреннее заполнение бруса - доска 3, кабельная шахта, пористый или волокнистый заполнитель 4.
При использовании такого бруса не требуется проведения дополнительных работ по внешней и внутренней отделке поверхностей стен, т.к. доски, из которых формируется брус, изготовлены на производстве с учетом требований заказчика, предъявляемых к брусу.
Предлагаемый брус может быть изготовлен на деревообрабатывающих станках с использованием стандартного оборудования, образующих технологическую линию, и с использованием известных материалов: древесины различных пород, отделочных материалов и клеевых композиций.
Таким образом, предлагаемый деревянный брус обладает новизной, поскольку является неизвестным ранее строительным материалом и элементом, обеспечивает достижение технического результата - создание деревянного бруса, не подверженного при изменении влажности изменению геометрии как граней, так и ребер и растрескиванию; имеющего низкую материалоемкость и вес; технологичного при изготовлении как самого бруса, так и зданий и сооружений с его использованием, обеспечивающего хорошую тепло- и звукоизоляцию, расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности размещения в полостях электропроводки, кабелей связи, труб и др.
Предложенное техническое решение также соответствует критерию промышленной применимости, поскольку может быть неоднократно воспроизведено с помощью известных технических средств по описанной выше технологии.