СТЕНОВАЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ ПАНЕЛЬ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к конструкции стеновой железобетонной панели для быстровозводимого здания.
Из уровня техники известна конструкция строительного железобетонного блока, см. патент ЕА 006995 В1, МПК Е04В 1/21, Е04С 3/34, Е04С 3/44, Е04В 1/20, Е04С 3/20, публ. 30.06.2006 г., содержащая две вертикальные колонны и поперечные балки, жестко связывающие колонны между собой с образованием железобетонной рамы.
Недостатками описанной выше конструкции является отсутствие средств для сборно-разборного соединения блоков, повышенная трудоемкость и повышенные сроки строительства здания, обусловленные в том числе необходимостью выполнения бетонных работ.
Из уровня техники известна несущая стеновая панель, см. патент RU 160648 U1, МПК Е04С 2/296, публ. 27.03.2016 г., содержащая каркас в виде жестко сопряженных между собой двух стальных рам, при этом рамы снабжены элементами крепления для болтового соединения соседних стеновых панелей. Такое решение позволяет сократить сроки строительства здания.
Недостатки стеновой панели, известной из патента RU 160648 U1, связаны с особенностями конструкции.
Недолговечность - металл на порядок менее долговечен, чем железобетон. Все поверхности металлического каркаса подвержены коррозии, которая приводит к уменьшению прочности конструкции здания.
Высокая стоимость - конструкция из металла в разы дороже конструкции из железобетона.
Наличие мостиков холода. Рамы соединяются болтовыми соединениями через теплоизоляционную прокладку, которая не предотвращает доступ холода внутрь панели.
Из уровня техники известна также стеновая железобетонная панель с интегрированными в нее ригелем и колоннами, см. патент RU 2563871 C2, МПК Е04В 1/18, публ. 27.09.2015 г.
Недостатками конструкции описанной выше стеновой железобетонной панели являются малая площадь остекления, повышенная трудоемкость и повышенные сроки строительства здания, обусловленные в том числе необходимостью выполнения бетонных работ.
За ближайший аналог заявляемой полезной модели взята стеновая железобетонная панель, см. патент US 7958687 B2, МПК Е04В 1/04; Е04В 1/38; Е04В 2/08; Е04В 5/02; Е04В 7/04; Е04В 7/20; Е04С 2/04, публ. 14.06.2011 г.
Конструкция стеновой железобетонной панели включает в себя вертикальные колонны, соединенные поперечными балками. Вертикальные колонны и поперечные балки снабжены отверстиями для соединения панели с плитами перекрытий и соседними стеновыми панелями с помощью резьбовых элементов - «трубных болтов» и гаек.
Недостатками ближайшего аналога являются:
- значительные сроки возведения здания;
- отсутствие возможности быстрого демонтажа здания.
Перечисленные выше недостатки обусловлены, в частности, необходимостью выполнения бетонных работ при возведении здания.
Другими недостатками ближайшего аналога являются:
- неудобство возведения и эксплуатации здания, а именно труднодоступность мест размещения элементов резьбовых соединений;
- ограниченная площадь возможного застекления.
Задача, на достижение которой направлено заявленное устройство, заключается в создании стеновой железобетонной панели для строительства быстровозводимых сборно-разборных зданий при сохранении требований долговечности и надежности железобетонных зданий, а также увеличение многообразия реализуемых с ее помощью объемно-планировочных архитектурных решений.
Технические результаты, на достижение которых направлена полезная модель, заключаются в снижении сроков возведения и демонтажа здания и повышении удобства возведения, демонтажа и эксплуатации здания.
Указанные технические результаты достигаются в стеновой железобетонной панели, включающей две колонны, соединенные нижней и верхней горизонтальными балками, снабженной отверстиями для резьбового соединения панели с плитами перекрытия и другими стеновыми панелями, а также снабженной отверстиями для прокладки труб.
Технические результаты достигаются тем, что каждая колонна состоит из двух опор, связанных между собой верхней и нижней перемычками, с технологической полостью, образованной между ними и предназначенной для размещения и обслуживания труб и резьбовых элементов, соединяющих панель с плитами перекрытия и другими стеновыми панелями, а отверстия для прокладки труб выполнены в верхней и нижней перемычках каждой колонны.
При этом, по меньшей мере, одна горизонтальная балка может быть выполнена в поперечном сечении в форме буквы П или Г.
При этом в нижней части колонны может быть выполнена выборка для заглубления панели относительно уровня пола плиты перекрытия и размещения в ней выпуска балки плиты перекрытия.
При этом колонна стеновой железобетонной панели может быть снабжена выборками бетона для механического сцепления с материалом теплоизоляции.
Под термином «опора» в данной заявке понимается вертикально ориентированная часть колонны, представляющая собой несущий железобетонный стержень; каждая колонна включает два таких стержня.
Полезная модель поясняется следующими изображениями.
На Фиг. 1 изображена стеновая панель - ближайший аналог.
На Фиг. 2 изображена заявляемая стеновая панель.
На Фиг. 3 изображена колонна.
На Фиг. 4 изображена колонна с условно выделенной зоной размещения опор.
На Фиг. 5 изображена колонна с периодическими выборками бетона для надежного механического сцепления с материалом теплоизоляции.
На Фиг. 6 изображен узел соединения стеновой железобетонной панели с фундаментной плитой.
На Фиг. 7 изображен узел соединения стеновых железобетонных панелей друг с другом по вертикали.
На Фиг. 8 и 9 изображен узел соединения стеновых железобетонных панелей друг с другом по горизонтали.
На Фиг. 10 изображен узел соединения стеновых железобетонных панелей с плитой перекрытия.
На Фиг. 11 изображен пример выполнения самонесущей торцевой стеновой панели.
На Фиг. 12 изображен узел соединения стеновой железобетонной панели с самонесущей торцевой стеновой панелью.
Позициями на изображениях обозначены:
1 - заявляемая стеновая железобетонная панель;
2 - колонна;
3 - опора колонны;
4 - верхняя горизонтальная балка;
5 - нижняя горизонтальная балка;
6 - стенка колонны;
7 - технологический проем в стенке колонны;
8 - верхняя перемычка;
9 - нижняя перемычка;
10 - выборка в нижней части колонны;
11 - проем в верхней балке;
12 - проем в верхней балке;
13 - отверстие овальной формы;
14 - выборка для сцепления с материалом теплоизоляции;
15 - штифт;
16 - моностренд;
17 - резьбовой стержень;
18 - анкер моностренда;
19 - самонесущая торцевая стеновая панель;
20 - выносная консоль.
Предлагаемая полезная модель может быть реализована следующим образом.
Из железобетона изготавливают колонну 2 (см. Фиг. 3, 4). При этом в колонне 2 формируют опоры 3 (см. Фиг. 4, зона размещения опор 3 выделена заливкой и штрих-пунктирными линиями), которые внешне не выходят за пределы тела колонны, однако характеризуются отсутствием технологических отверстий и обеспечивают несущую способность колонны 2.
Опоры 3 связаны между собой верхней 8 и нижней 9 перемычками, а также стенкой 6.
В колонне 2 между опорами 3, перемычками и стенкой 6 формируют технологическую полость для размещения и обслуживания труб и резьбовых элементов, соединяющих панель с плитами перекрытия и другими стеновыми панелями.
В перемычках 8, 9 колонны 2 выполняют соосные отверстия 13 овальной формы, предназначенные для прокладки труб канализации, отопления, водоснабжения, стока вод с кровли, вентиляции и электропроводки.
В стенке 6 колонны 2 выполняют проемы 7. Проемы 7 служат для доступа к резьбовым соединениям, стягивающим межэтажные стеновые панели (вертикальные связи), т.е. обеспечивается скрытый монтаж. Второе назначение проемов 7 - это доступ к технологическим полостям, где расположены все коммуникации, в том числе канализация. К стенке 6 колонны 2, в которой расположен проем 7, можно крепить навесной унитаз, а сток выводить сразу в канализационную трубу, которая проходит вертикально через отверстия 13 овальной формы.
Колонну 2 при изготовлении снабжают закладными деталями с крепежными отверстиями, а также выпусками арматуры (выпуски арматуры на Фиг. не показаны).
Независимо от изготовления колонн 2 изготавливают также верхние 4 и нижние 5 железобетонные горизонтальные балки. Их выполняют в форме буквы П или Г, что позволяет снизить вес балок при сохранении достаточной прочности.
В верхней балке 4 выполняют проем 11, а в нижней балке 5 - проем 12.
Проемы 11 и 12 в балках 4,5 служат для доступа к резьбовым соединениям, стягивающим стеновые панели одного уровня друг к другу. Такое решение делает монтаж скрытым. Также, через проем 12 можно добраться до места расположения резьбового соединения в фундаментной панели, для стягивания фундаментной плиты и стеновой панели.
Кроме того, эти технические ниши могут служить для размещения радиаторов отопления, рекуператоров, кондиционеров, а также внутренних рулонных штор.
Все коммуникации, проходящие в технологическом канале колонн стеновых панелей, выводятся в нишу между стеновой панелью первого этажа и фундаментной панелью, доступ к которой обеспечивается проемом 12 на первом этаже, и через каналы в фундаментной панели доходят до места входа коммуникаций в здание.
После изготовления колонн 2, верхних 4 и нижних 5 балок, на стапеле производят стеновую железобетонную панель 1.
На специальном стапеле колонны 2 с помощью закладных деталей позиционируются относительной друг друга с высокой точностью. Используя металлические закладные детали, к колоннам прикручивают формообразователи (металлоформы) таким образом, что в образованных полостях располагают выпуски арматуры колонн. На стапель устанавливают также верхние 4 и нижние 5 железобетонные балки. Затем полости проливают раствором бетона и оставляют до застывания бетона, после чего готовую стеновую железобетонную панель извлекают из стапеля и доставляют на место строительства здания.
Готовая стеновая железобетонная панель 1 используется в строительстве железобетонных зданий без применения бетонных работ. Соединения железобетонных панелей стеновых, фундаментных, перекрытия осуществляют посредством болтовых соединений и стягивания монострендами. Это позволяет резко сократить сроки возведения и демонтажа здания.
Проем в стеновой железобетонной панели 1 между колоннами 2 и балками 4,5 при возведении здания, в случае, если стеновая панель находится внутри здания, либо вообще не заполняется, либо заполняется на толщину стеновой перегородки. Таким образом, в случае без заполнения получают внутреннюю проходную панель. В случае частичного заполнения получают внутреннюю панель со сплошной стеновой перегородкой (толщина от 8 до 15 см), либо с дверным проемом.
Если стеновая железобетонная панель используется как наружная, то в той опоре, которая расположена с внешней стороны здания, делают периодическую выборку бетона на глубину, необходимую для образования надежного механического сцепления с материалом теплоизоляции (см. Фиг. 5). Ослабление несущих способностей этой опоры не скажется на прочности здания, т.к. внешние несущие опоры колонн в данном случае не собирают на себе вышестоящую нагрузку, а лишь передают нагрузку со стороны ограждающей и теплоизолирующей конструкций на внутреннюю несущую колонну через стенку колонны стеновой панели.
Крепление стеновых железобетонных панелей друг с другом осуществляется (см. Фиг. 7, 8, 9):
- с помощью резьбовых стержней 17;
- с помощью элементов самоцентрирования стеновой железобетонной панели в виде штифтов 15, служащих также для недопущения сдвига панелей относительно друг друга; и
- с помощью монострендов 16, чем достигается исключение работы бетона на растяжение.
В стеновой железобетонной панели во внутренние легкодоступные технологические полости вынесены все элементы крепления панелей друг к другу - штифты, стержни и моностренды. Это способствует повышению удобства строительства, демонтажа и эксплуатации здания.
Конструкция колонны стеновой железобетонной панели позволяет:
1. За счет выборки 10 в нижней части опирать ее на балку фундаментной панели таким образом, что нижняя перемычка стеновой панели образует единый уровень пола с полами в здании. При этом полость, образованная выборкой 10, служит для размещения там балки фундаментной панели, что обеспечивает несущую способность данной балки фундаментной панели при давлении на нее стеновой панелью;
2. Опирать на колонну стеновой панели как колонну стеновой панели второго этажа, так и выпуск панели перекрытия второго этажа - выборка 10 в колонне стеновой панели позволяет разместить там выпуск балки плиты перекрытия.
3. Обеспечивать транспортировку стеновой панели в проектном положении, т.е. дает возможность многократной транспортировки, за счет крепления стеновой панели к траверсе в месте выборки.
4. Использовать горизонтальные плоскости выборки для опирания болтовых соединений и монострендов, при стягивании стеновых панелей друг с другом и с балкой фундаментной панели.
5. Выполнять чистовую отделку панели «под ключ» в заводских условиях.
6. Реализовать возможность строительства сборно-разборных железобетонных зданий.
7. Выполнять постепенную достройку здания уже в процессе эксплуатации.
Использование заявляемой стеновой железобетонной панели позволяет (см. Фиг. 10) выполнить опирание плиты перекрытия на стеновую железобетонную панель шарнирным, без защемления плиты перекрытия. Отсутствует также набег погрешности от опирания на плиту перекрытия.
Изменяя длину железобетонных горизонтальных балок 4, 5, можно получить стеновые железобетонные панели нескольких видов.
Конструкция стеновой железобетонной панели позволяет сделать балки 4, 5, которые соединяют колонны 2, значительной высоты, что, в свою очередь, дает возможность их транспортировки без кондукторов и увеличивает прочность при расчете на сейсмоустойчивость.
Технологическая полость в колонне 2 между опорами 3, перемычками и стенкой 6 может использоваться для установки и крепления самонесущих торцевых стеновых панелей здания. При этом самонесущая торцевая стеновая панель 19, пример исполнения которой представлен на Фиг. 11, может быть снабжена двумя выносными консолями 20, каждая из которых может опираться на нижнюю перемычку 9 колонны 2 соответствующей стеновой железобетонной панели 1. Точное взаимное положение самонесущей торцевой стеновой панели 19 и заявляемой стеновой железобетонной панели 1 достигается посредством соединения через штифт.
Узел соединения стеновой железобетонной панели 1 с самонесущей торцевой стеновой панелью 19 изображен на Фиг. 12.
Возможность использования технологической полости в колонне 2 для установки и крепления самонесущих торцевых стеновых панелей позволяет достраивать здание. При этом достаточно перевесить торцевую стеновую панель 19 на добавленную в процессе достройки здания стеновую железобетонную панель.
Эксплуатация стеновой железобетонной панели, выполненной в соответствии с заявленной полезной моделью, подтвердила промышленную применимость полезной модели и ее соответствие заявленным техническим результатам.