Каркасное модульное здание

Полезная модель относится к строительству, в частности к сооружению легковозводимых модульных зданий из металлоконструкций.
Известно здание модульного типа (патент RU 74944, опубликован 20.07.2008), содержащее сборную конструкцию из облегченного стального каркаса и теплоизоляционных панелей, соединение частей сборной конструкции производится крепежными элементами. Сборную конструкцию здания модульного типа образует несколько объемных блоков, каждый из которых включает стальную раму, собранную из гнутого профиля, а ограждающий его корпус смонтирован из сэндвич-панелей, заполненных пенополиуретаном, соединенные вместе объемные блоки, как по горизонтали, так и по вертикали, крепежными элементами, расположенными по углам этих же объемных блоков, в единое целое, образуют сборную конструкцию здания модульного типа различной конфигурации и этажности.
Однако, известное техническое решения обладает низкой надёжностью.
Наиболее близким из известных, является модульное здание контейнерного типа (патент RU 10201, опубликован 16.06.1999), включающее панели боковых и торцевых стен, пола и потолка, выполненные с утеплителем и обшивкой. Несущий каркас здания выполнен из профилей прямоугольного сечения, обшивка гофрированной, на внешней стороне каркаса по углам установлены фитинги, вдоль ребер выполнены буртики, обшивка одной из боковых стен выполнена съемной.
Тем не менее, недостатком известной конструкции, также является низкая надёжность.
Целью заявляемой полезной модели является устранение выявленного недостатка для достижения технического результата - повышение надёжности конструкции.
Поставленная цель достигается следующим образом: каркасное модульное здание, представляющее собой обшитый внешними панелями каркас, образованный жестко соединенными друг с другом вертикальными и горизонтальными балками из металлического профиля, включающее в себя верхний этаж, нижний этаж и кровельное покрытие, характеризующееся между тем, что нижним этажом и верхним этажом дополнительно размещен промежуточным этажом, в основе которого использован блок-модуль металлических ферм, где фермы соединены между собой металлическими горизонтальными балками-стяжками, при этом промежуточный этаж жёстко связан с верхней частью нижнего этажа и нижней частью верхнего этажа.
Каркасное здание, в частности, может характеризоваться тем, что блок-модуль металлических ферм является сварной конструкцией, при этом в качестве металлической фермы в блоке-модуле металлических ферм применена треугольная ферма с параллельными верхним и нижним поясами с вертикальными стойками, где блоки-модули примыкают друг к другу верхними и нижними поясами обвязками ферм.
Каркасное здание, в частности, может характеризоваться тем, что блок- модуль металлических ферм является сварной конструкцией, при этом промежуточный этаж представляет собой конструкцию из ряда примыкающих друг к другу блоков-модулей металлических ферм.
Каркасное здание, в частности, может характеризоваться тем, что горизонтальные балки-стяжки формируют ячеистую структуру промежуточного этажа.
Каркасное здание, в частности, может характеризоваться тем, что блок-модуль металлических ферм дополнительно оснащён горизонтальными раскосами.
Каркасное здание, в частности, может характеризоваться тем, что сварные металлические фермы дополнительно снабжены торцевыми раскосами.
Каркасное здание, в частности, может характеризоваться тем, что балки каркаса изготовлены из сдвоенного профиля.
Каркасное здание, в частности, может характеризоваться тем, что балки каркаса содержат дополнительные крепёжные пластины.
Каркасное здание, в частности, может характеризоваться тем, что блоки-модули металлических ферм соединены друг с другом с помощью сварки.
Каркасное здание, в частности, может характеризоваться тем, что внешние панели изготовлены из металла, при этом в качестве металлических внешних панелей применены листы профилированного профнастила.
Каркасное здание, в частности, может характеризоваться тем, что внешние панели изготовлены из металла, при этом в качестве металлических внешних панелей применены листы гофрированного профнастила.
Каркасное здание, в частности, может характеризоваться тем, что высота дополнительного промежуточного этажа меньше высоты основных этажей.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где на:
Фиг. 1 Схематично пока3ано модульного здания с нижним этажом, промежуточным этажом и верхним этажом;
Фиг. 2 Схематично пока3ано здание с промежуточным этажом на основе двух блоков ферм;
Фиг. 3 Отображена конструкция промежyточного этажа на основе ферм;
Фur. 4 Отображён фрагмент конструкции промежуточного этажа с выделением узла несущей фермы;
Фиг. 5 Представлен пример использования заявляемой конструкции в модульном здании;
Фиг. 6 Крупным планом показано соединение нижнего этажа с промежуточным этажом;
Цифрами обозначено:
1. Каркас;
2. Внешние (стеновые) панели;
3. Кровля;
4. Блок ферм;
5. Нижний этаж;
6. Верхний этаж;
7. Промежуточный (технический) этаж;
8. Ферма;
9. Нижний пояс обвязки ферм в блоке;
10. Верхний пояс обвязки ферм в блоке;
11. Стойка фермы;
12. Раскос фермы;
13. Горизонтальные балки-стяжки блока ферм;
14. Дополнительные горизонтальные раскосы блока ферм;
15. Узел фермы блока ферм;
16. Торцевые раскосы.
Представленное каркасное модульное здание устроено следующим образом
Каркасное модульное здание представляет собой каркас (1), с внешней стороны обшитый стеновыми панелями (2), покрытый кровельное покрытие (З). Каркас здания образуется при помощи металлических балок, располагаемых вертикально и гори3онтально, с жёстким креплением в местах сочленений. Каркас здания формирует нижний (5) и верхний (6) этажи. Между нижним и верхним этажами устанавливается промежуточный технический этаж (7) на основе металлических ферм (8), соединенных металлическими горизонтальными балками-стяжками (13). Две фермы, объединенные горизонтальными балками-стяжками, формируют блок-модуль (4) металлических ферм. Может применяться треугольная ферма с параллельно расположенными нижним (9) и верхним (10) поясами обвязки, с вертикальными стойками. При изготовлении верхнего и нижнего поясов обвязки фермы используются трубы, профильные трубы, двутавровые балки и так далее, за счёт этого достигается высокая прочность конструкции. Промежуточный технический этаж увеличивает прочностные характеристики каркасного модульного здания, позволяя получить помещение верхнего этажа с несущей способностью пола, в частности, до 3000 кгс/м2. Здание может иметь несколько этажей, где между каждым верхним и нижним этажами может быть размещен промежуточный этаж.
Промежуточный этаж имеет меньшую высоту, чем основные (верхний или нижние) этажи. Меньшая высота промежуточного этажа повышает надёжность за счёт меньшей высоты стоек (при одной и той же толщине стоек), в результате чего они сильнее противостоят боковым нагрузкам (в частности, при ураганном ветре). Блок-модуль металлических ферм может представлять собой сварной конструкцией. В отличие от других типов соединений, сварное соединение обеспечивает наиболее прочное соединение элементов, обеспечивая высокую надёжность конструкции, в целом.
Для достижения заявленного технического результата, горизонтальные балки-стяжки, объединяющие фермы, также могут формировать ячеистую структуру. При этом ячеистая структура может быть укреплена дополнительными горизонтальными раскосами (14), формирующими треугольную структуру, С торцов блок-модулей могут располагаться торцевые раскосы (16). Таким образом, достигается высокая прочность конструкции по горизонтали и вертикали.
Стойки (11) сварных металлических ферм могут быть выполнены сдвоенными, что несомненно, увеличивает прочность конструкции. В частности, это достигается установкой двух модулей ферм вплотную (как показано на Фиг. 2), В зависимости от производственной необходимости, промежуточный технический этаж может набираться из ряда таких блоков. Для этого блоки-модули располагают так, что они примыкают друг к другу верхними и нижними поясами обвязками ферм. При этом стойки образуют сдвоенную конструкцию, а раскосы соседних металлических ферм могут располагаться крест-накрест, что увеличивает сопротивлению нагрузки, действующей в различных направлениях. Соединение блоков между собой может происходить при помощи сварки, как наиболее надёжного типа соединения. Пример узла соединения блока ферм (15) показан на Фиг.4. Набор из соединенных друг с другом блоков, несомненно увеличивает надёжность конструкции, поскольку позволяет выдерживать большие нагрузки, расположенные на большей площади поверхности.
Для обеспечения надежности заявляемой конструкции, в качестве металлической фермы, в частности, может применяться треугольная ферма с параллельно расположенными нижним (9) и верхним (10) поясами обвязки, с Вертикальными стойками. Треугольная фигура, за счёт наличия раскоса (12), позволяет равномерно распределять штатные нагрузки. 3а счет этого достигается высокая прочность конструкции. Параллельное расположение поясов обвязки обеспечивает равномерное распределение прикладываемой нагрузки по всей длине фермы.
Соединение промежуточного технического этажа с верхним или нижним этажами может происходить как при помощи сварки, так и при помощи болтового соединения (Фиг.6), используя связи, ригели и тому подобное, что позволяет расположить достаточное количество крепёжных элементов, для более надёжного соединения конструкции.
Внешние панели могут быть изготовлены из металла, в частности, могут быть применены листы профилированного или гофрированного профнастила. Данные виды профнастилов, в основе содержат ребра жесткости, что несомненно приводит к общей надёжности конструкции.
Надёжность конструкции также зависит от своевременного её обслуживания, для этого могут быть предусмотрены, например, лестницы, трапы, могут быть размещены дополнительные площадки для установки вспомогательного оборудования, что облегчает доступ персонала для проведения своевременного ремонта. Кроме того, конструкция дополнительно может содержать крепежные хомуты. Крепежные хомуты могут использоваться для закрепления различных коммуникаций (трубы, провода и так далее).
Таким образом, применение в конструкции каркасного модульного здания дополнительного промежуточного технического этажа на основе металлических ферм, соединенных металлическими горизонтальными балками-стяжками, позволяет достигать заявляемого технического результата, а именно повышение надёжности конструкции.
3аявляемая полезная модель может быть широко использована в быстровозводимом строительстве.