СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ СТЕН ЩИТОВОГО (ПАНЕЛЬНОГО) ЗДАНИЯ
METHOD OF ESTABLISHING WALLS OF THE SHIELD (PANEL) BUILDING

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению малоэтажных зданий, предназначенных преимущественно для индивидуальных застройщиков.
Концепция построения щитовых зданий базируется на широком применении укрупненных унифицированных строительных элементов и способов их соединения, массогабаритные параметры которых позволяют выполнять ручные манипуляции над ними, что создает предпосылки для отказа от использования тяжелой техники при проведении строительных работ. Это делает более доступным самостоятельное выполнение частичного или полного объема строительных работ силами самого застройщика и, как следствие, обеспечивает снижение общей стоимости строительства.
Одним из основных видов работ при возведении щитовых зданий является возведение стен. Для этого используют стеновые панели, длину которых выбирают исходя из того, что она определяет высоту потолка в возводимом здании, а ширину выбирают с учетом размеров используемых листов для обшивки панелей. В этом случае вся стена здания состоит из набора стеновых панелей, которые вплотную соединены друг с другом и с основанием, на котором они размещены (Патент РФ на полезную модель №63827, 30.01.2007, автор Якимова Ю.В.).
Далее будем рассматривать общее строение стеновой панели рамной конструкции с теплоизолирующим наполнением. Такая конструкция стеновой панели представляет собой несущую прямоугольную раму, которая состоит из верхнего 1 (фиг. 1) и нижнего 2 (фиг. 1) оснований и двух основных стоек 3 (фиг. 1). Помимо этого в конструкцию рамы могут входить дополнительные стойки 4 (фиг. 1) и поперечины 5 (фиг. 1) для организации проемов различного назначения или иных вспомогательных целей. Внутреннее пространство несущей рамы предназначено для размещения теплоизолирующего наполнителя. Это пространство, помимо стоек и оснований несущей рамы, ограничено листами внешней 6 (фиг. 1) и внутренней (на фиг. 1 не показаны) обшивок, которые крепят к торцам стоек и оснований несущей рамы.
В последующем будем рассматривать только глухие стеновые панели, так как наличие или отсутствие дополнительных стоек и поперечин не оказывает существенного влияния на организацию процесса возведения стен щитового здания.
Раму стеновой панели выполняют из деревянных реек шириной не менее ста миллиметров и толщиной от двадцати пяти до пятидесяти миллиметров. Собирают стеновые панели, как правило, в горизонтальном положении на готовом межэтажном перекрытии, в непосредственной близости от места их установки.
На этом перекрытии, до начала монтажа стеновых панелей, производят разметку положения стен, по которой выполняют размещение и крепление обвязочных брусьев 7 (фиг. 2) под установку на них собранных стеновых панелей 8 (фиг. 2).
При монтаже стеновую панель 8 (фиг. 2) размещают плашмя на межэтажном перекрытии, внутренней обшивкой 9 (фиг. 2) вниз, таким образом, чтобы ее нижнее основание 2 (фиг. 2) было расположено вдоль обвязочного бруса 7 (фиг. 2), вблизи проектного места для ее установки. Затем стеновую панель поднимают за ее верхнее основание 1 (фиг. 2), при этом ее нижнее основание 2 (фиг. 2) размещают на обвязочном брусе, а после подъема эту панель крепят к уже установленной ранее панели и к обвязочному брусу.
За прототип принят способ по книге Г.П. Рудакова «Постройки на приусадебном участке», М., «Знание», 1992 г., стр. 32, который состоит в том, что возведение стен начинают с установки двух панелей в одном из углов здания, причем эти угловые панели соединяют непосредственно друг с другом встык, без использования угловой стойки. Тогда на каждый обвязочный брус 7 (фиг. 3), по очереди, устанавливают по одной стеновой панели, каждую из которых крепят в вертикальном положении с помощью временных укосин 10 (фиг. 3). Панели устанавливают встык, так чтобы торец одной из них, которую в дальнейшем будем называть продольной 11 (фиг. 3), был расположен по внешней границе возводимой стены, при этом торец другой панели, которую назовем поперечной 12 (фиг. 3), примыкает к внутренней плоскости продольной панели, причем торец продольной панели и внешнюю сторону поперечной панели совмещают так, чтобы они находились в одной вертикальной плоскости, которая соответствует проектному положению внешней стороны возводимой стены. По этой плоскости располагают все последующие стеновые панели. После регулировки вертикального положения каждой угловой панели и взаимно перпендикулярного положения друг к другу выполняют окончательное крепление каждой из них к соответствующему обвязочному брусу и производят гвоздевое крепление между собой. Поперечное сечение углового соединения стеновых панелей встык приведено на фиг. 4. Здесь показано, что при таком соединении выполняют совмещение плоскости (пласти) основной вертикальной стойки 3 (фиг. 4) поперечной угловой панели 12 (фиг. 4) с плоскостью торца вертикальной стойки 3 (фиг. 4) продольной угловой панели 11 (фиг. 4), а это значит, что размер крепежной площадки взаимного соединения угловых панелей определяет площадь торца основной стойки угловой продольной панели, которая в несколько раз меньше ответной площади основной стойки поперечной угловой панели. Каждая установленная панель будет являться упором, к которому крепят следующую стеновую панель, которая, в свою очередь, будет выполнять функции упора для очередной панели и таким образом, по каждой стороне здания, устанавливают все панели возводимой стены. В дальнейшем такие стеновые панели будем называть линейными, в отличие от рассмотренных ранее угловых стеновых панелей.
Признаком прототипа является размещение в одном из углов возводимого здания, на каждом уже закрепленном обвязочном брусе, по одной стеновой панели так, чтобы торец одной из них примыкал к внутренней плоскости другой панели под прямым углом, крепление этих двух панелей друг к другу и к соответствующим обвязочным брусам, возведение стен по каждой стороне здания путем последовательного размещения на каждом обвязочном брусе стеновых панелей и крепление каждой из них к предыдущей, уже установленной панели и к обвязочному брусу, начиная со стеновой панели в углу здания.
Принятый за прототип способ имеет недостатки:
- значительная трудоемкость установки и регулировки вертикального положения угловых стеновых панелей и их взаимно перпендикулярного положения;
- опасность опрокидывания стеновых панелей вниз при проведении установочных и регулировочных работ;
- недостаточная жесткость возводимой стены;
- необходимость использования временных укосин для фиксации стеновых панелей в вертикальном положении для регулировки и окончательного крепления;
- установленные временные укосины для первой угловой стеновой панели закрывают участок, на котором необходимо выполнять подъем второй стеновой панели, что затрудняет процесс монтажа этой панели и выполнение операций по регулировке пространственного положения угловых стеновых панелей;
- малые размеры крепежной площадки продольной стеновой панели для соединения с поперечной стеновой панелью, что не обеспечивает достаточной жесткости соединения этих панелей.
Трудоемкость установки и регулировки вертикального положения угловых стеновых панелей и их взаимно перпендикулярного положения определяется тем, что в вертикальном положении стеновая панель находится в состоянии неустойчивого равновесия, которое, в свою очередь, определяется высоким положением центра масс панели и малым размером нижнего основания стеновой панели в поперечном направлении.
Опасность опрокидывания стеновых панелей вниз может возникать при проявлении человеческого фактора, когда, в ходе установочных, либо регулировочных работ, стеновая панель может оказаться вне зоны равновесного состояния при отсутствии достаточного силового противодействия.
Недостаточная жесткость стены определяется использованием гвоздевого крепления стеновых панелей.
Площадь крепежной площадки продольной стеновой панели равна площади торца вертикальной стойки несущей рамы этой панели, что в несколько раз меньше ответной площади торца поперечной панели, который примыкает к плоскости продольной панели, и не обеспечивает достаточной жесткости соединения этих панелей.
Наличие временных укосин для удержания стеновых панелей в равновесном состоянии затрудняет выполнение рабочих операций. Это особенно проявляется в угловых соединениях, где сама укосина для удержания уже установленной угловой панели занимает место для размещения второй угловой панели перед ее подъемом в вертикальное положение.
Цель изобретения состоит в снижении трудоемкости операции установки угловых стеновых панелей и регулировки их пространственного положения, повышении жесткости возводимой стены, устранении условий для опрокидывания угловых стеновых панелей при выполнении установочных и регулировочных операций.
Для достижения поставленной цели вносят изменения в технологический процесс подъема, установки и регулировки положения угловых стеновых панелей, которые состоят в том, что две угловые стеновые панели соединяют между собой под прямым углом заранее, до установки их в проектное место, при этом увеличивают размер крепежной площадки продольной панели для соединения угловых панелей друг к другу, а все взаимные крепления стеновых панелей друг к другу выполняют с помощью болтовых соединений.
Для этого в конструкцию одной из угловых стеновых панелей, которая будет выполнять функцию продольной панели, вводят вспомогательную стойку 13 (фиг. 5), которая увеличивает размер (площадь) крепежной площадки этой панели за счет присоединения пласта вспомогательной стойки к торцу основной стойки угловой стеновой панели. При этом торец длинной стороны вспомогательной стойки крепят по всей длине к внутренней плоскости одной из боковых стоек так, чтобы поверхность (пласть) вспомогательной стойки была расположена в одной плоскости с торцом боковой стойки продольной стеновой панели. Одновременно с этим торцы вспомогательной стойки крепят к верхнему и нижнему основаниям стеновой панели. Тогда, после крепления внешней обшивки, процесс сборки продольной угловой стеновой панели временно останавливают и выполняют частичную, без установки теплозащитного наполнителя и внутренней обшивки, сборку угловой поперечной панели и всех линейных стеновых панелей. После этого начинают монтаж стеновых панелей.
Перед началом монтажа угловую поперечную стеновую панель 12 (фиг. 6) размещают плашмя на межэтажном перекрытии, внешней обшивкой 6 (фиг. 6) вниз, в выбранном для монтажа углу здания таким образом, чтобы верхнее основание 1 (фиг. 6) поперечной угловой панели было расположено вдоль того обвязочного бруса, на котором впоследствии устанавливают эту панель, а ее боковую стойку размещают вдоль второго обвязочного бруса 7 (фиг. 6) на некотором расстоянии от него. Далее, между этой панелью и обвязочным брусом ставят на ребро угловую продольную стеновую панель 11 (фиг. 6), таким образом, чтобы вспомогательная стойка 13 (фиг. 6) находилась внизу и была направлена в сторону поперечной стеновой панели 12 (фиг. 6). В этом положении панели сдвигают друг к другу, совмещают их верхние и нижние основания. Такое положение стеновых панелей фиксируют с помощью струбцин, которыми стягивают вспомогательную стойку 13 (фиг. 6) продольной панели и основную стойку 3 (фиг. 6) поперечной панели 12 (фиг. 6). Затем выполняют сверление отверстий по всей длине стоек для последующего болтового соединения, после выполнения которого производят контроль и регулирование взаимно перпендикулярного положения панелей, при этом выполняют временное крепление этих панелей между собой с помощью двух укосин, одну из которых крепят изнутри к верхним, а другую к нижним основаниям стеновых панелей (на рисунке условно не показаны). При необходимости точки крепления этих укосин корректируют для обеспечения взаимно перпендикулярного положения стеновых панелей.
Далее эту монтажную конструкцию из двух стеновых панелей поднимают за верхнее основание 1 (фиг. 6) поперечной стеновой панели 12 (фиг. 6) и устанавливают на нижние основания двух панелей. Тогда рассматриваемая конструкция займет вертикальное положение и будет находиться в состоянии устойчивого равновесия, что освобождает от выполнения дополнительных мер по ручной стабилизации ее положения и от использования временных укосин, но при этом она будет отстоять от проектного места ее монтажа в углу здания на расстоянии не менее чем на собственную высоту. В выбранный угол здания ее перемещают волоком по обвязочному брусу, на который помещают нижнее основание 2 (фиг. 6) продольной стеновой панели 11 (фиг. 6), а поперечную стеновую панель поддерживают при этом на весу. В углу поперечную стеновую панель помещают на второй обвязочный брус, проверяют и регулируют пространственное положение панелей и производят крепление их к обвязочным брусьям фиг. 7. Поперечное сечение углового соединения стеновых панелей встык приведено на фиг. 8. Здесь можно видеть, что крепежная зона продольной стеновой панели соизмерима с размером пласти основной стойки 3 (фиг. 8) поперечной стеновой панели 12 (фиг. 8), что позволяет использовать болтовое соединение 14 (фиг. 8) для взаимного крепления угловых стеновых панелей.
Установленные таким образом угловые панели будут являться упором для линейных стеновых панелей 8 (фиг. 7), первую из которых устанавливают на обвязочный брус, сдвигают ее к уже закрепленной угловой стеновой панели, стягивают струбцинами соседние стойки этих панелей и сверлят отверстия для дальнейшего болтового стягивания стоек, после выполнения которого производят крепление линейной стеновой панели к обвязочному брусу. А эту угловую панель заполняют утеплителем и устанавливают на ее несущую раму внутреннюю обшивку.
Каждая установленная линейная стеновая панель становится упором для последующей панели, которую устанавливают таким же образом. Эти операции повторяют по всей длине соответствующей стороны возводимого здания, при этом, после крепления очередной панели, предыдущую стеновую панель заполняют утеплителем, а на ее несущей раме закрепляют листы внутренней обшивки.
Возведение стен щитового здания по предлагаемому способу позволяет снизить трудоемкость операций подъема угловых стеновых панелей и регулировки их пространственного положения, а также устраняет условия для опрокидывания этих панелей за счет следующих изменений.
Произведенное изменение технологического процесса возведения стен каркасного здания, в части соединения двух угловых стеновых панелей в один конструктивный угловой блок, позволило собирать этот блок заранее, на этапе подготовительных работ на безопасном удалении от проектного места его установки на краю межэтажного перекрытия.
Использование дополнительной конструкции в виде углового монтажного блока позволило исключить из технологического процесса операции по регулировке вертикального положения каждой угловой стеновой панели в отдельности.
Использование дополнительной конструкции в виде углового монтажного блока позволило исключить из технологического процесса использование временных укосин для закрепления стеновых панелей в вертикальном положении.
Использование дополнительной конструкции в виде углового монтажного блока позволило значительно увеличить диапазон устойчивости устанавливаемых панелей.
Угловой монтажный блок, при установке его в вертикальное положение, находится в состоянии устойчивого равновесия, так как площадь его опоры многократно превышает площадь опоры отдельных панелей и равна площади воображаемого треугольника, образованного двумя основаниями стеновых панелей, входящих в состав блока.
Угловой блок имеет достаточно большой угол допускаемого отклонения от вертикального положения, что значительно снижает риск опрокидывания его наружу здания. Приблизительная оценка этого угла показывает, что его значение составляет не менее двадцати градусов, в то время как для отдельной стеновой панели допускаемый угол отклонения составляет не более четырех градусов.
Размер крепежной площадки между соединяемыми угловыми стеновыми панелями увеличен в несколько раз за счет использования вспомогательной стойки в конструкции угловой продольной стеновой панели и определяется размером торцевой стороны угловой поперечной стеновой панели. Увеличение размера крепежной площадки обеспечило увеличение силы стягивания угловых стеновых панелей, что обеспечивает увеличение жесткости конструкции углового блока и всего здания в целом.
Использование болтовых соединений для стягивания стеновых панелей между собой позволяет существенно увеличить силу этого стягивания, что приводит к повышению жесткости всей конструкции здания.
Частичная сборка стеновых панелей до их монтажа в проектную позицию возводимой стены позволяет выполнять болтовое соединение соседних панелей между собой, что обеспечивает увеличение прочности и жесткости возводимой стены.