КОНСТРУКТИВНЫЙ ОПАЛУБОЧНЫЙ БЛОК ПРОЕМНЫЙ
STRUCTURAL FORMWORK BLOCK FOR OPENINGS

Уровень техники
Изобретение относится к области строительства утепленных и холодных стен зданий и сооружений, обрамлений оконных проемов, встроенных железобетонных каркасов, а также фундаментов, колонн, балок, подпорных стенок в монолитном железобетонном исполнении с применением конструктивных опалубочных блоков, которые входят в состав комплекта из 4 типов: 1 - рядовой (патент №2392394 от 20.06.2010 г.), 2 - проемный, 3 - угловой, 4 - оконно-простеночный.
Характеристика аналогов и прототипа
Известен пустотелый блок сборно-монолитных сооружений SU (II) 1346742 A1 4 E04C 1/08, 1/10, опубл. 23.10.87 г., включающий продольные и поперечные стенки, ограничивающие внутреннюю полость и имеющие фиксирующие выступы на наружных гранях поперечных стенок, он снабжен днищем. Суммарная площадь отверстий в днище составляет 30÷80% от площади днища. Поперечные стенки сверху имеют по одной прорези для пропуска горизонтальной арматуры. Для пропуска вертикальных стержней армирования по углам днища предусмотрены четыре отверстия. Полости блоков заполняются бетоном или вспененной теплоизолирующей смесью.
К недостаткам этого блока можно отнести:
- сложность изготовления блоков;
- бетонный блок не имеет армирования с выходом стержней в пустоты;
- поперечные стенки и днище препятствуют установке блоков с соблюдением условия смещения верхнего ряда на половину блока, когда их установка осуществляется между стержнями вертикального армирования стен, нижняя часть которых заведена в фундамент, а верхняя предназначена для заделки в сейсмопояс на уровне перекрытия вышерасположенного этажа;
- наличие днища при одновременном бетонировании нескольких рядов не позволяет производить качественное уплотнение бетона;
- поперечные перегородки блока разделяют бетонные стены на множество изолированных участков, снижая их монолитность;
- блок в стенах можно применять только как рядовой;
- размеры блока не подчинены размерам кирпичной кладки;
- лицевая сторона блока не имеет отделки.
Известна несъемная опалубка SU 1559074, 5 E04C 9/10, опубл. 23.04.90 г., где противостоящие щиты несъемной опалубки соединяются в выемках по верхним граням щитов и закрепляются в них с помощью съемных фиксаторов, выступающих над щитами на половину своей высоты.
К недостаткам несъемной опалубки можно отнести:
- установка опалубки в проектное положение сводится к ручной сборке щитов при помощи тяг. Это повышает непроизводительные затраты на монтажных работах;
- материал для изготовления несъемной опалубки со свойствами гвоздимости выгоднее применять только для изготовления съемной, многократно используемой опалубки, т.к. после схватывания бетона она не может работать и составе проектной конструкции;
- лицевая сторона опалубки не офактурена;
- размеры блоков не подчинены размерам кирпичной кладки.
Известен стеновой опалубочный элемент SU 1733593 A1, 5 E04C 1/18, опубл. 15.05.92, бюл. 18. Опалубочный элемент состоит из двух параллельных стенок, смещенных вдоль продольной оси и соединенных перегородкой под углом 120÷140° к стенкам с образованием -образного элемента.
К недостаткам стенового опалубочного элемента можно отнести:
- опалубочный элемент из мелкозернистого бетона не имеет армирования с выходом стержней в пустоты;
- расположение перегородки под углом 120÷140°, по сравнению с углом 90°, увеличивает ее длину, ведет к перерасходу материалов;
- соединительные перегородки разрезают бетонные стены на множество изолированных участков, снижая монолитность стены;
- лицевая поверхность опалубочного элемента не офактурена;
- размеры элемента не подчинены размерам кирпичной кладки.
Известна несъемная опалубка SU 1629435 A1, 5 E04C 9/10, опубл. 23.02.91 г., предназначенная для производства опалубочных работ.
Опалубка состоит из несъемных плит, соединенных стяжками из трубок. Плиты изготавливаются из монолитного железобетона раздельно. Концы дистанционных трубок выполнены в виде тяг и защемлены между конической поверхностью закладной детали и запорным конусом методом обжатия силой Р. Полости между плитами заполняются утеплителем.
К недостаткам несъемной опалубки можно отнести:
- узлы соединения плит излишне металлоемкие;
- двусторонние цанги из-за разделки торцов уменьшают площадь поперечного сечения соединительных трубок примерно в два раза;
- полые металлические соединительные трубки и их крепежные элементы являются проводниками холода, которые значительно снижают теплотехнические свойства стен, мешают установке арматурных изделий;
- выгоднее цанговые соединения заменить на электросварные;
- данная несъемная опалубка по месту расположения в стенах выполняет роль только рядового блока;
- опалубка не подчинена размерам кирпичной кладки;
- лицевая поверхность не офактурена.
Известен прототип - стеновой опалубочный блок, SU 1625967 A1, 5 E04B 2/18, опубл. 07.02.91 г., бюл.15. Опалубочный блок состоит из трех продольных стенок: наружной, внутренней, тыльной, связанных между собой посредством пяти поперечных бетонных стенок, которые имеют выступы 15÷20 мм. Между стенками образованы секции для засыпки теплоизоляционным материалом и секции для заливки бетоном.
К недостаткам опалубочного блока относится:
- блок из мелкозернистого бетона является сложным по изготовлению;
- блок из мелкозернистого бетона не имеет армирования. Цельность блока на стадии изготовления хранения, транспортировки и заполнения пустот бетоном обеспечивается за счет прочности бетона на растяжение, а этого недостаточно;
- перегородки препятствуют установке блока (со смещением верхнего ряда на половину блока) при наличии вертикальных стержней армирования стен, нижние концы которых заведены в монолитный фундамент, а верхние предназначены для заделки в сейсмопояс выше расположенного этажа;
- поперечные перегородки блока разрезают бетонные стены на множество изолированных участков, снижая их монолитность;
- не решен вопрос утепления стен в зоне монолитных железобетонных стоек;
- устройство внутренней продольной стенки можно исключить, если вначале выполнить бетонную часть стены, применяя инвентарную опалубку, оставшееся пространство заполнить сыпучим теплоизоляционным материалом;
- размеры блока не подчинены размерам кирпичной кладки;
- лицевая поверхность опалубочного элемента не офактурена.
Известно изобретение №2392394 «Конструктивный опалубочный блок рядовой» из мелкозернистого бетона, зарегистрированное в Государственном реестре РФ от 20.06.2010 г. Конструктивный опалубочный блок рядовой содержит параллельную наружную лицевую и тыльную продольные стенки, соединенные тремя поперечными перегородками, которые связаны общим пространственным арматурным каркасом при этом крайние перегородки не бетонированы, а средняя имеет проем.
К недостаткам конструктивного опалубочного блока рядового относится:
- не соответствует требованиям проекта в местах устройства проемов в стенах.
Цели, достигаемые изобретением
Удешевление строительства, сокращение материальных и трудовых затрат на опалубочные работы, упрощение строительства, повышение монолитности, сейсмостойкости теплозвукоизолирующих свойств стен зданий, улучшение качества работ.
Раскрытие изобретения
К сущности изобретения относится следующее.
1. Продольные стенки и соединительные перегородки армируются общим пространственным арматурным каркасом. Крайние перегородки блока могут находиться в бетонированном или небетонированном состоянии. В продольных стенках могут быть небетонированные участки, сквозные отверстия, блок может быть укороченным наполовину. Торцевая арматура блоков пересекает образовавшиеся пустоты в стенах. После армирования стен, укладки бетона, его схватывания блок теряет роль опалубки и обретает функции несущего элемента, рабочая арматура которого учитывается при расчете армирования проектной конструкции, в состав которой блок входит. Также учитывается сопротивление бетона блока силам сжатия и среза. Так как материальные и трудовые затраты связаны с устройством конструкций, предусмотренных проектом, данный метод опалубочных работ является беззатратным.
У неармированного опалубочного элемента (прототипа) прочность на стадии изготовления, транспортировки, хранения, монтажа обеспечивается только сопротивлением бетона срезу, растяжению, сжатию, что является недостаточным. Опалубочный элемент (прототип) может быть использован только как опалубка без обретения функций несущего элемента.
2. С целью повышения сейсмостойкости зданий и сооружений, конструкцией блока предусмотрена возможность монтажа между ранее установленными стержнями вертикального армирования стен, нижние концы которых забетонированы в фундаменте, верхние предназначены для заделки в сейсмопояс перекрытия вышерасположенного этажа с соблюдением смещения верхнего ряда на половину блока, без внедрения новых типоблоков. Применяя опалубочный элемент (прототип) с пятью поперечными перегородками такая задача не выполнима.
3. С целью утепления стен к внутренней стороне наружной продольной стенки блока крепятся пенопластовые плиты толщиной по теплотехническому расчету. Остальной объем пустот после армирования заливается бетоном. При таком решении исключается необходимость устройства средней продольной стенки, предусмотренной прототипом.
4. Горизонтально и вертикально расположенные пустоты, получаемые в результате кладки стен, могут использоваться для размещения в них расчетного монолитно-железобетонного сейсмостойкого каркаса. Остальная часть пустот заполняется теплозвукоизоляционным материалом. При применении опалубочного элемента (прототипа) такая задача не выполнима.
5. С целью внедрения на строительстве комплексных конструкций и расширения архитектурных возможностей размер блока подчинен размерам кирпичной кладки. Опалубочный элемент (прототип) не может применяться совместно с кирпичной кладкой, т.к. его размерами это не предусмотрено.
6. Армирование продольных стенок и соединительных перегородок позволяет уменьшить их толщину, снизить расход бетона, сократить массу стен, повысить их сейсмостойкость. Прочность неармированного опалубочного элемента обеспечивается за счет увеличения его массы. Пункты 2-6 обуславливают соответствие заявленных решений критерию «новизна», пункты 1 - «существенные отличия».
Осуществление изобретения
Конструктивный опалубочный блок характеризуется тем, что содержит параллельные наружную (лицевую) и тыльную продольные стенки, соединенные перегородками. Стенки перегородки армированы общим пространственным каркасом. Одна крайняя перегородка находится в бетонированном состоянии, средняя заменена деревянной распоркой прямоугольного сечения. В средней перегородке имеется проем, ширина и высота блоков равны, а длина - 2 высотам.
На фиг.1 показан конструктивный опалубочный блок проемный. Он содержит параллельные наружную (лицевую) 1 и тыльную 2 продольные стенки, соединенные перегородками 3. Стенки и перегородки армированы общим пространственным каркасом 4, одна из крайних перегородок не бетонирована, средняя имеет проем 7. К внутренней лицевой и торцевой поверхностям крепится утеплитель 19.
Сооружение сейсмостойких железобетонных стен производится согласно фиг.2. Стена делится на захватки. После установки блоков на одной из захваток в горизонтальные каналы, образованные при кладке блоков, заводятся стержни 14 для стен, плоские изделия 15 для сейсмопояса 13, которые поз.16, вязальной проволокой объединяются в единую арматурную конструкцию.
Монтаж блоков осуществляется следующим образом: на каждый нижний ряд, впритык, насухо, со смещением на половину блока или без укладывается верхний ряд. Блоки устанавливаются так, чтобы ранее заделанные в фундамент 13 поз.10, 11 расположились по продольной оси несущего слоя на 0,25 l от торцов или в их стыках (вариант без смещения).
В местах пересечения сейсмопояса 13 с балками 17 под перекрытие (покрытие) 18, концы арматурных изделий заводятся в отверстия 6 на глубину, равную толщине несущего слоя стен.
Устройство несущего слоя стен осуществляется методом заливки бетонной смесью 20 в свободное пространство между утеплителем 19 и внутренней поверхностью тыльной стенки 2, фиг.1.
Пример конкретного выполнения
На фиг.1 показан конструктивный опалубочный блок проемный, аксонометрия. Блок содержит параллельные наружную (лицевую) поз.1 и тыльную 2 продольные стенки, соединенные перегородками 3. Стенки и перегородки армированы общим пространственным каркасом 4. Одна из крайних перегородок находится в бетонированном состоянии. Лицевая поверхность наружной продольной стенки обеспечивается отделкой 5. Для пропуска и фиксации арматурных монолитных железобетонных балок  направления в тыльной стенке имеются отверстия 6. Средняя перегородка 3 заменена деревянной распоркой прямоугольного сечения. В средней перегородке имеется проем, ширина и высота равны, а длина - 2 высотам.
Для горизонтально-продольного перемещения арматурных изделий предусмотрен проем 7. Для подъема и горизонтального перемещения блока используются его надежные, доступные части. Для этого применяются мягкие синтетические стропы.
Устройство сейсмостойких железобетонных теплых стен с использованием блоков с отделочным, утепляющим и несущим слоями производится следующим образом. На каждый нижний ряд, впритык насухо, со смещением на половину блока или без укладывается верхний ряд. Монтаж осуществляется так, чтобы ранее заделанные в монолитный железобетонный фундамент 13 стержни 10 вертикального армирования стен расположились по продольной оси несущего слоя на расстоянии 0,25 l блока от его правого или левого торца или в их стыках при монтаже без перевязки. Монтаж блоков начинают, например, слева направо. Левый торец блока надвигается на стержень 10 или стойку 11. Арматура 4 перекусывается в точках 9 с соблюдением жесткости блока. Концы отгибаются так, чтобы стало возможным установить блок в проектное положение.
После монтажа блоков одного ряда через проемы 7 пропускаются стержни горизонтального армирования стен 14. В местах контакта с вертикальными стержнями 10 крепление пересечений осуществляется при помощи вязальной проволоки.
Утепляющий слой выполняется из плитного материала, который устанавливается в момент изготовления блока у внутренней поверхности лицевой продольной стенки согласно фиг.2.
По аналогии производится устройство сейсмопояса 13, фиг.2. Плоские арматурные изделия 15 пропускаются в проемы 7. С использованием поз.16 и вязальной проволоки объединяются в единую пространственную конструкцию.
После установки арматурных изделий в проектное положение отогнутые концы арматуры 4 возвращаются к точкам 9 с электроприваркой к арматурным изделиям 10, 11, 15. Одновременно устанавливаются арматурные изделия 15, 16 балок 17 под перекрытие 18, торцы 15 заводятся в отверстия 6.
Далее производится устройство несущего слоя методом заливки бетона 20 свободного пространства между утеплителем 19 и внутренней поверхностью тыльной стенки 2, фиг.1, согласно фиг.2.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - Конструктивный опалубочный блок проемный.
Фиг.2 - Схема установки конструктивных опалубочных блоков.
Фиг.3 - Разрез B-B на фиг.2.
Пояснения по элементам:
1 - Наружная лицевая продольная стенка
2 - Тыльная продольная стенка
3 - Поперечная соединительная перегородка
4 - Пространственный арматурный каркас
5 - Отделка плитным материалом с наружных сторон
6 - Отверстия в продольных стенках
7 - Проем
8 - Окно, только для углового блока
9 - Точка перекусывания арматуры
10 - Вертикальный элемент армирования стен, заделанный в поз.12
11 - Армирование стойки железобетонного каркаса, заделанной в поз.12
12 - Фундамент
13 - Сейсмопояс
14 - Горизонтальный элемент армирования стен
15 - Плоское арматурное изделие
16 - Соединительный стержень
17 - Монолитная железобетонная балка  расположения
18 - Перекрытие
19 - Пенопласт Кт=0,05, толщ. 15 см
20 - Монолитный бетон несущего слоя стен