Строительная конструкция для сооружений (варианты)
BUILDING STRUCTURE FOR STRUCTURES (VERSIONS)

Изобретение относится к области строительства и может быть использована при возведении малоэтажных каркасных зданий в каркасно-панельном домостроении, особенно в загородном строительстве.
При возведении сооружений любого типа из готовых панелей одно из существенных задач является сокращение времени возведения, снижение трудоемкости и стоимости возведения стен домов, создание возможности работы мелкими бригадами без применения крупной строительной техники при сохранении высоких темпов строительства.
Для решения этих задач была разработана строительная конструкция для быстросборных сооружений деревянного каркасного строительства домов, содержащая сэндвич панели заполнения и вертикально и горизонтально располагаемые несущие элементы, первые из которых вертикальные выполнены в виде двутавровых деревянных балок, а вторые горизонтальные - в виде Т-образных обвязочных брусов, при этом на торце двутавровой балки и на выступе Т-образного бруса имеются совпадающие выборки для фиксации узла соединения в горизонтальной плоскости, а панель заполнения имеет выборку по верхней и нижней сторонам, соответствующую высоте выступа Т-образного бруса (RU 126727, Е04В 2/26, опубл. 10.04.2013). Это решение принято в качестве прототипа.
Особенностью данного решения, как новой технологии возведения стен, является использование строительных блоков, являющихся элементами скрепления смежно располагаемых (монтируемых) стен. Такие соединительные блоки выполняются с элементами пристыковки стен. В данном случае такими элементами являются выборки с стенках соединительных блоков, то есть пазы (вертикально или горизонтально выполненные), которые вставляются торцевые части стен. Такая технология позволяет быстро возводить стены, заводить углы, но только для деревянных панелей облегченного типа. Сами стены в данном случае имеют опору на фундамент или на горизонтальные перекрытия и в то же время являются опорами для стен. Из-за отсутствия надежного крепления соединительных блоков с горизонтальными перекрытиями эти блоки не могут нести большую нагрузку от стен, что и ограничивает их применение. Кроме того, при использовании известных строительных соединительных блоков необходимо вносить изменения в торцевые части самих стеновых панелей. Это приводит к тому, что для таких строительных соединительных блоков нельзя использовать типовые стеновые панели.
Перенос такой технологии на использование в строительстве с бетонными конструкциями невозможен, так как эти соединительные блоки выполнены не из бетона и не имеют конструктивных особенностей по связыванию стен в местах стыка, так как эксплуатационные качества крупнопанельных домов во многом зависят от конструктивного исполнения стыков между панелями и с другими элементами здания («Пособие по проектированию жилых зданий», Вып. 3 «Конструкции жилых зданий» (к СНиП 2.08.01-85). Стыки между панелями наружных стен должны быть герметичными (т.е. иметь малую воздухопроницаемость и исключать проникание дождевой воды внутрь конструкции), не допускать образования конденсата в месте стыка (вследствие недостаточных теплозащитных свойств), обладать достаточной прочностью, чтобы предохранить стык от появления в нем трещин.
При конструировании крупнопанельных зданий необходимо учитывать, что нагрузки в крупнопанельных зданиях концентрируются в местах стыкования панелей. Кроме того, под влиянием изменений температуры меняются линейные размеры стены. Это происходит из-за воздействия на поверхности панели положительной (с внутренней стороны) и отрицательной (с наружной стороны) температуры, в результате чего изменяются ее линейные размеры. Возникающие при этом усилия приводят к образованию трещин.
При устройстве упругоподатливого стыка панели соединяются с помощью стальных связей, привариваемых к закладным деталям стыкуемых элементов. Но такие крепления податливы и не всегда обеспечивают длительную совместную работу сопрягаемых панелей и, следовательно, не могут предохранить стык от появления трещин. Это происходит потому, что от нагрева при сварке закладная деталь как бы отрывается от бетона, в который она была замоноличена при изготовлении. Проникающая в щель атмосферная или конденсационная влага разрушает нижнюю поверхность закладной детали. Более надежными в работе являются жестко-монолитные стыки. Прочность соединения между стыкуемыми элементами обеспечивается замоноличиванием соединяющей стальной арматуры бетоном. Между замоноличенной зоной стыка и герметизацией образована вертикальная воздушная полость, которая служит дренажным каналом, отводящим попадающую внутрь шва воду с выпуском ее наружу на уровне цоколя.
Образование связок в местах стыка представляет собой сложную и ответственную задачу. Поэтому поиск новых решений в этом вопросе актуален.
Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в усилении несущей способности соединительного блока и обеспечении его применения для соединения типовых бетонных стеновых панелей.
Указанный технический результат для первого примера исполнения достигается тем, что в строительной конструкции для сооружений, представляющей собой вертикально ориентируемый соединительный элемент, выполненный в виде параллелепипедной формы блока с боковыми стенками для примыкания к ним вертикально располагаемых стеновых панелей и с боковой стенкой, располагаемой снаружи возводимой стены, каждый параллелепипедной формы блок выполнен армированным из бетона и в виде полого короба, открытого сверху и снизу, при этом в торцевых стенках, предназначенных для примыкания к ним вертикально располагаемых стеновых панелей, выполнены сквозные окна для доступа к закладным стеновых панелей.
При этом в строительной конструкции по этому варианту исполнения боковая стенка блока, располагаемая снаружи возводимой стены, может быть выполнена шире противоположной расположенной стенки в этом же блоке, а ширина боковых стенок для примыкания к ним вертикально располагаемых стеновых панелей выполнена не менее толщины этих стеновых панелей. А ширина боковых стенок для примыкания к ним вертикально располагаемых стеновых панелей может быть выполнена не менее толщины примыкающих стеновых панелей. В боковых стенках, предназначенных для примыкания к ним вертикально располагаемых стеновых панелей, со стороны открытых проемов короба могут быть выполнены вырезы для доступа к закладным перекрытий. Боковая стенка блока, располагаемая снаружи возводимой стены, может быть выполнена сплошной или со сквозным окном для доступа к закладным стеновых панелей или может быть выполнена со стороны открытых проемов короба с вырезами для доступа к закладным перекрытий.
Указанный технический результат для первого примера исполнения достигается тем, что в строительной конструкции для сооружений, представляющей собой вертикально ориентируемый соединительный элемент, выполненный в виде параллелепипедной формы блока с боковыми стенками для примыкания к ним вертикально располагаемых стеновых панелей и с боковой стенкой, располагаемой снаружи возводимой стены, параллелепипедной формы блок выполнен армированным из бетона и в виде полого короба, открытого сверху и снизу, при этом в боковых стенках, предназначенных для примыкания к ним вертикально располагаемых стеновых панелей, выполнены сквозные окна для доступа к закладным этих панелей, а боковая стенка блока, располагаемая снаружи возводимой стены, выполнена шире противоположной расположенной стенки в этом же блоке.
Строительная конструкция по второму варианту исполнения может иметь следующие особенности исполнения. Ширина боковых стенок для примыкания к ним вертикально располагаемых стеновых панелей выполняется не менее толщины примыкающих стеновых панелей. В боковых стенках, предназначенных для примыкания к ним вертикально располагаемых стеновых панелей, со стороны открытых проемов короба могут быть выполнены вырезы для доступа к закладным перекрытий. Боковая стенка блока, располагаемая снаружи возводимой стены, может быть выполнена сплошной или выполнена со стороны открытых проемов короба с вырезами для доступа к закладным перекрытий.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящее изобретение поясняется конкретными примерами исполнения, которые, однако, не являются единственно возможными, но наглядно демонстрируют возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг. 1 изображен общий вид устройства (первый пример исполнения) с примыкающей к нему стеновой панелью;
фиг. 2 - соединительный блок по фиг. 1, вид с внешней стороны;
фиг. 3 - то же, что на фиг. 2, вид с другой стороны;
фиг. 4 изображен общий вид устройства (второй пример исполнения) с примыкающей к нему стеновой панелью;
фиг. 5 - изображен общий вид устройства (третий пример исполнения) с примыкающей к нему стеновой панелью;
фиг. 6 - соединительный блок по фиг. 5;
фиг. 7 - показано соединение стеновых панелей при использовании соединительного блока по фиг. 2, вид с наружной стороны стены;
фиг. 8 - тоже, что на фиг. 6, вид с внутренней стороны стены, так же показано соединение внутренних стен здания.
Согласно настоящего изобретения рассматривается конструкция строительного соединительного блока, используемого для соединения стеновых панелей между собой.
Строительная конструкция для сооружений представляет собой вертикально ориентируемый соединительный элемент 1, выполненный в виде параллелепипедной формы блока с боковыми стенками 2, предназначенными для примыкания к ним вертикально располагаемых стеновых панелей 3, и с боковой стенкой 4, располагаемой снаружи возводимой стены.
Параллелепипедной формы блок выполнен армированным из бетона и в виде полого короба, открытого сверху и снизу. По сути, такой короб выполняется по технологии изготовления бетонной стены, то есть с применением внутреннего каркаса и армировочных связей. В связи с этим стенки такого короба имеют определенную толщину, необходимую для размещения арматуры внутри и с целью обеспечения заданной прочности и несущей способности.
В таком полом коробе ширина боковых стенок для примыкания к ним вертикально располагаемых стеновых панелей выполняется не менее толщины примыкающих стеновых панелей. Это делается для того, чтобы соблюсти геометрию стыковки и обеспечить плоскостность стен, исключив выступы как на внешней стороне стены, так и на ее внутренней стороне. Однако, данное условие не является обязательным. Ширина боковых стенок блока может быть больше толщины стеновых панелей, но в этом случае образуются выступы, которые могут использоваться как декорирующие элементы облицовки здания. А при выполнении боковых стенок (для примыкания к ним вертикально располагаемых стеновых панелей) менее толщины примыкающих стеновых панелей возникают проблемы с соединением стеновых панелей между собой, особенно, если идет соединение Т-образного плана, то есть трех панелей (фиг. 7 и 8).
Так как блок имеет параллелепипедную форму, то его боковые стенки представляют собой ровные плоские поверхности, которые являются элементами опирания на них торцевых стенок стеновых панелей. Таким образом, эти блоки являются силовыми элементами, разгружающими стеновые панели от нагрузок других стеновых панелей. Это позволяет повысить конструктивную прочность стены и здания в целом. При традиционном скреплении смежно расположенных панелей их соединение определялось прочностью сварных швов и целостностью материала арматуры и закладных. То есть, обе панели позиционируются относительно друг друга исключительно за счет прочности сварки их арматуры. При нагружении все нагрузки с одной стеновой панели перелаются на другую именно через эти сварные соединения. Так, изменение пространственного положения одной панели по причинам нарушения ее внутренней структуры приводит к тому, что нагрузки передаются на сварные соединения и нагружают их. При этом в этих соединениях происходит трансформация сварки, скручивание арматурных стержней, что приводит к некоторой компенсации влияния изменения положения стеновой панели. Эти деформации в сварных связях имеют ограниченный характер. При превышении нагрузки изменения начинают передаваться на соседнюю стеновую панель. Именно эти особенности ограничивают использование всего запаса порочности типовых панелей при их сварном соединении между собой.
При использовании соединительных блоков нагрузка от одной стеновой панели передается на этот блок, а не на смежно расположенную стеновую панель. Происходит перераспределение нагрузок, что исключает зависимость прочности и пространственного положения одной панели от смежно расположенной. Именно это позволяет повысить надежность соединений и прочность стены в здании. Взаимодействие стеновой панели с соединительным блоком проходит по расширенной площади контакта плоской поверхности боковой стенки этого блока и торцевой стенкой панели. Уже в этом случае происходит перераспределение нагрузок. Изменение положения стеновой панели приводит к ее либо большему либо меньшему опиранию на стенку соединительного блока, но при этом не задействуются сварные связи арматурных элементов блока и панели.
С другой стороны соединительный элемент представляет собой элемент связывающий панели и позиционирующий их по проектному положению. Для этого в боковых стенках, предназначенных для примыкания к ним вертикально располагаемых стеновых панелей, выполняются сквозные окна 5 для доступа к закладным стеновых панелей или к арматурным элементам панелей. Через эти окна осуществляют сварное связывание металлоконструкций панелей как с самим блоком, так и со смежно расположенной стеновой панелью. Вопросы сварного соединения в данной заявке на рассматриваются так как зависят от конструкций самих типовых стеновых панелей.
Соединительный блок может снабжаться металлическими элементами внутри (и снаружи) короба для обеспечения сварки с арматурными элементами панелей. Конструктивно этот вопрос о выполнении и размещении этих металлических элементов в рамках данной заявки не рассматривается.
В рамках данного изобретения рассматриваются два примера исполнения блока для соединения стен.
По первому примеру (фиг. 1-3) в коробе сквозные окна 5 для доступа к закладным стеновых панелей выполнены с трех сторон, то есть с каждой стороны, к которой могут примыкать панели (возможно выполнение этих сквозных окон только по двум боковым сторонам). Существует два варианта использования соединительного блока: первый - для соединения выстаиваемых в одной плоскости стеновых панелей, как это показано на фиг. 1, и для соединения трех стеновых панелей, как это показано на фиг. 7, 8.
По первому примеру исполнения в блоке боковая стенка блока, располагаемая снаружи возводимой стены, выполнена шире противоположной расположенной стенки в этом же блоке, а ширина торцевых стенок для примыкания к ним вертикально располагаемых стеновых панелей выполнена не менее толщины этих стеновых панелей. При таком исполнении в блоке образуются опорные выступы 6 для опирания панелей и для формирования лабиринта под средства герметизации соединения. Эта уширенная боковая стенка, располагаемая снаружи возводимой стены, может быть выполнена сплошной или выполнена со сквозным окном для доступа к закладным стеновых панелей (доступ с наружной стороны стены). Наличие выступа формирует защиту от проникновения наружного воздуха, так называемый «мостик холода».
По второму примеру исполнения (фиг. 4-6) блок выполнен с наружной боковой стенкой равной по ширине с внутренне располагаемыми боковыми стенками короба. Эта наружная боковая стенка может быть выполнена сплошной (фиг. 4) или выполнена со сквозным окном для доступа к закладным стеновых панелей (доступ с наружной стороны стены) (фиг. 5 и 6).
Для обоих примеров исполнения в боковых стенках, предназначенных для примыкания к ним вертикально располагаемых стеновых панелей, со стороны открытых проемов короба могут быть выполнены вырезы 7 для доступа к закладным перекрытий. Эти вырезы открывают доступ к закладным и позволяют проводить сварные работы. Вырезы могут быть выполнены и на наружной боковой стенке, располагаемой снаружи возводимой стены (со стороны открытых проемов короба с вырезами для доступа к закладным перекрытий). Эти вырезы так же могут использоваться для проведения сварных работ по скреплению блоков в колонну.
Настоящее изобретение промышленно применимо, может быть изготовлено по технологии производства бетонных строительных изделий. Новизна заявленного изобретения состоит в том, что исключается необходимость связывания смежных строительных стеновых панелей непосредственно между собой напрямую. Наличие соединительного блока обеспечивает разгрузку стеновых панелей и возможность увеличения несущей способности стены.