ПАНЕЛЬНО-КАРКАСНЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ЗДАНИЙ
PANEL-FRAME MODULE FOR BUILDING CONSTRUCTION

Объект поиска относится к области строительства, а именно к способам и конструкциям для быстрого возведения каркасных сооружений [E04B 1/02, E04B 1/10, E04B 1/18, E04B 1/26, E04B 2/14, E04B 2/70, E04B 5/12, E04C 2/10, E04C 2/38, E04C 2/40, E04C 3/02].
Из ГОСТ 9330-2016 «Основные соединения деталей из древесины и древесных материалов. Типы и размеры» известны различные виды соединений, в частности, применяемые в столярном деле, например, такие как соединение типа «шип - паз», «ласточкин хвост» и другие, при которых кроме соединения деталей за счет соединения друг с другом обеспечивается ограничение взаимного перемещения деталей в какой либо плоскости. Так, при соединении двух плоских деталей в форме листа, на обращенных друг к другу сторонах детали имеют соответствующие друг другу по размерам и форме выемки и выступы. В соединенном положении выступы расположены в соответствующих им выемках и надежно удерживают детали от взаимного перемещения в плоскости соединения. Так работает соединение называемое «пазловым», реализующее соединение деталей взаимноблокирующее их перемещение. Одним из вариантов известных соединений является соединение, которое может иметь название «гребенка», поскольку на соединяемых сторонах деталей выполнены выступы-зубцы и соответствующие им выемки, которые, как правило, могут иметь соответствующую форму. У соединенных деталей зубцы и выемки совмещены и ограничивают перемещение деталей вдоль линии соединения.
Из уровня техники известен ДРЕВОБЛОК ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕРЕВЯННЫХ ДОМОВ, СТРОЕНИЙ, СООРУЖЕНИЙ И ЗДАНИЕ ИЗ ДРЕВОБЛОКА [RU127772 (U1), опубл.: 10.05.2013], включающий несколько соединенных между собой досок, отличающийся тем, что, по меньшей мере, три доски одинакового размера соединены между собой со сдвигом таким образом, что и по длине, и по ширине образуют шип и паз для соединения с другими древоблоками в горизонтальном и вертикальном направлениях. Здание из древоблока, включающее стены, перекрытие, крышу, выполненные из древесного материала и соединенные между собой, отличающееся тем, что оно дополнительно включает выполненные из древоблоков обвязку, верхний и нижний венцы, соединенные последовательно установленными вертикальными стойками с образованием каркаса, шипы древоблоков вертикальных стоек установлены в пазах верхнего и нижнего венцов,стены выполнены путем заполнения каркаса древоблоками одинакового размера путем вставки шипа каждого последующего древоблока в паз предыдущего, дополнительно включает пол и потолок, выполненные путем заполнения каркаса древоблоками так же, как стены.
Недостатком аналога является его слабая конструктивная проработка, обусловленная тем, что техническое решение касается только каркасно-балочной конструкции и исключает тем самым технологическую составляющую строения зданий «под ключ».
Также известна СТЕНОВАЯ ПАНЕЛЬ С ДЕРЕВЯННЫМ КАРКАСОМ [CN102425251 (A), опубл.: 25.04.2012], состоящая из облицовочной панели и стенового каркаса, при этом облицовочная панель закреплена сбоку стенового каркаса, а стеновой каркас состоит из верхней балки, нижней балки и нескольких стержней, и каждый стержень расположен между верхней балкой и нижней балкой, образуя рамную конструкцию.
Недостатком аналога является низкая надежность панели, обусловленная креплением панели только к каркасу и только в одной плоскости.
Наиболее близким по технической сущности является ВЗАИМНОБЛОКИРУЮЩАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ [US2011099936 (A1), опубл.: 05.05.2011], содержащая множество рамных узлов, соединенных вместе для образования внутренней каркасной конструкции здания, причем каждый из указанного множества рамных узлов содержит ферму, пару вертикальных стеновых элементов и балка перекрытия, причем указанная ферма прикреплена к соответствующим верхним концам указанной пары вертикальных стеновых элементов на каждом конце указанной фермы с помощью замкового соединения, в котором лицевая сторона фермы и лицевые стороны пары вертикальных стеновых элементов по существу совпадают плоскость, и каждый нижний конец указанной пары вертикальных стеновых элементов прикреплен к соответствующим концам указанной балки перекрытия замковыми соединениями; множество поперечин, соединяющих указанное множество узлов рамы на расстоянии друг от друга; по меньшей мере одну панель пола, прикрепленную к указанному множеству рамных блоков и расположенную поверх каждой балки пола указанного множества рамных блоков; и множество наружных стеновых панелей, прикрепленных к внешней стороне внутренней каркасной конструкции.
Основной технической проблемой прототипа является ограниченная область применения, в частности, по габаритам и этажности возможных зданий, причиной чего является ограниченные прочностные характеристики предложенной конструкции. Кроме этого, решение предъявляет высокие требования к точности изготовления деталей конструкции, особенно узлов соединения несущих элементов каркаса, поэтому решение является относительно сложным в реализации.
Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.
Технический результат изобретения заключается в повышении прочности конструкции с одновременным расширением области применения, например, для обеспечения унификации строительства зданий, имеющих любые габариты, количество этажей и размеры пролетов.
Указанный технический результат достигается за счет того, что панельно-каркасный модуль для строительства зданий, содержащий балочный каркас и панели плоскостей пола, стен и потолка, отличающийся тем, что панели в одной плоскости и панели примыкающих смежных плоскостей соединены между собой шиповым соединением, при котором шип одной панели расположен в соответствующем ему пазу другой панели, а шипы панелей примыкающих смежных плоскостей выполнены выступающим наружу от ограниченного панелями пространства с возможностью образования по периметру модуля наружных угловых стыков в которые к выступающим шипам панелей смонтированы балки, соединенные между собой в единый балочный каркас.
В частности, ширина и высота балок балочного каркаса соответствуют размеру полок наружного углового стыка.
В частности, балки, расположенные в одной плоскости дополнительно соединены между собой вспомогательными балками и перемычками.
Краткое описание чертежей.
На Фиг.1 показана конструкция панельно-каркасного модуля с балками в каркасно-балочной конструкции.
На Фиг.2 показана конструкция панельно-каркасного модуля с рамами в каркасно-балочной конструкции.
На фигурах обозначено: 1 - панели, 2 - продольные балки, 3 - поперечные балки, 4 - вертикальные балки, 5 - боковые продольные балки, 6 - концевые балки, 7 - вспомогательные поперечные балки, 8 - вертикальные продольные балки, 9 - концевые поперечные балки, 10 - вспомогательные горизонтальные балки, 11 - вертикальные перемычки, 12 - вырезы.
Осуществление изобретения.
Панельно-каркасный модуль для строительства зданий в одном из вариантов реализации представляет собой панельную конструкцию, заключенную внутрь каркасно-балочной конструкции.
Панельная конструкция образована плоскостями пола, боковых стен и потолка. Упомянутые плоскости образованы панелями 1 (см.Фиг.1) из листового материала, соединенных между собой замковым соединением, как в одной плоскости, так и в примыкающих плоскостях боковых стен к плоскости пола или потолка.
Соединение панелей 1 в одной плоскости выполнено шиповым разъемным соединением, например, соединением «ласточкин хвост» или «пазловым» соединением, для чего в примыкающих панелях 1 на смежных друг другу сторонах выполнены соответствующие друг другу чередующиеся пазы и шипы (на фигурах не показаны).
Соединение панелей 1, расположенных в примыкающих друг к другу плоскостях выполнено также шиповым соединением, для чего в примыкающих друг к другу торцами панелях, на смежных друг другу сторонах выполнены соответствующие друг другу чередующиеся пазы и шипы, при этом шипы образованы в месте соединения смежных, расположенных в одной плоскости панелей 1 и выполнены выступающими наружу за плоскости панелей 1, образуя между плоскостями в местах их соединения открытый наружный угловой стык.
В стыке, вдоль панелей 1 смонтированы продольные 2, поперечные 3 и вертикальные 4 балки (см.Фиг.1), образующие каркасно-балочную конструкцию. Упомянутые балки 2-4 соединены с выступающими шипами панелей 1 в местах их примыкания к упомянутым балкам 2-4 разъемным соединением, например, гвоздями, саморезами, винтами и т.д. Для обеспечения жесткости каркасно-балочной конструкции упомянутые балки 2-4 соединены между собой в местах примыкания по углам конструкции разъемным соединением, при этом для повышения прочности упомянутые балки 2-4 соединены между собой шиповым соединением. При этом ширина и высота упомянутых балок 2-4 выполнены соответствующими размеру полок наружного углового стыка, образованного выступающими наружу за плоскости панелей 1 шипов с возможностью монтажа упомянутых балок 2-4 вровень с торцами упомянутых шипов. Это обусловлено возможностью плотного соединения нескольких модулей один возле другого.
В описанном варианте реализации панельно-каркасный модуль показанный на фиг.1 могут использовать в качестве внутренних модулей при строительстве многомодульных зданий.
В одном из вариантов реализации каркасно-балочная конструкция выполнена из нижней и верхней прямоугольных рам (см.Фиг.2), выполненных по размеру пола и потолка панельной конструкции с учетом выступающих за плоскости пола и потолка шипов панелей 1, образующих в местах соединения примыкающих друг к другу плоскостей стыков для монтажа в них балок рам. Каждая из нижней и верхней рам образована боковыми продольными балками 5, соединенные между собой концевыми балками 6 и вспомогательными поперечными балками 7. Панельная конструкция размещена на нижней раме и накрыта сверху верхней рамой, при этом упомянутые рамы вдоль боковых стен панельной конструкции соединены между собой боковыми рамами, выполненными из вертикальных продольных балок 8, соединенных между собой концевыми поперечными балками 9 и вспомогательными горизонтальными балками 10. Концевые поперечные балки 9 между собой и/или с вспомогательными горизонтальными балками 10 соединены вертикальными перемычками 11.
Концы вертикальных продольных балок 8 выполнены выступающими вверх и вниз с возможностью соединения внахлест к боковым продольным балкам 5 верхней и нижней рам соответственно, а расстояние между концевыми поперечными балками 9 выполнено с возможностью размещения боковых рам между выступающими шипами панелей 1 пола и потолка.
В боковых продольных балках 5 нижней и верхней рам и в соответствующих им участках панелей 1 пола и потолка выполнены вырезы 12 для монтажа в них дополнительных вертикальных балок (на фигурах не показаны).
Панели 1 плоскостей пола, потолка и боковых стен смонтированы к каркасно-балочной конструкции разъемным соединением, в том числе и к вспомогательным поперечным балкам 7 нижней и верхней рам, вспомогательным горизонтальным балкам 10 и вертикальным перемычкам 11 боковых рам.
Панельно-каркасный модуль, в варианте реализации показанном на фиг.2 могут использовать в качестве внешних, размещенных снаружи здания, модулей при строительстве многомодульных зданий, нижняя, и/или верхняя, и/или по крайней мере, одна боковых рам в этом случае выполняют функцию внешнего каркаса для формирования с помощью них внешних стен. Внутренними модулями, то есть модулями, которые не имеют выхода наружу здания или иными словами, ни одна из плоскостей не является внешней для здания, в многомодульном здании могут быть панельно-каркасные модули, приведенные на фиг.1.
Панельно-каркасные модули для строительства зданий описанные выше и приведенные на фиг.1, 2 могут объединять в себе каркасно-балочную конструкцию, состоящую одновременно из балок 2-4 и рам. Количество плоскостей потолка, пола, боковых стен в каждом из модулей определяется проектом здания и их размещением, а однотипность панелей 1 и балок 2-4, а также рам позволяет унифицировать конструкцию панельно-каркасного модуля и строительства здания в целом.
Каркасно-балочная конструкция выполнена, преимущественно, из деревянного бруса.
Панели 1 выполнены, преимущественно, из листовых древесно-стружечных материалов, например из фанеры.
Кроме указанных материалов, и наиболее часто используемого варианта, при котором здание может быть выполнено преимущественно из деревянных материалов, таких как фанера, профилированные брусья и другие подобные, конструкция здания может быть выполнена из любых известных материалов, имеющих требуемые проектные характеристики.
За счет расположения элементов каркасно-балочной конструкции снаружи панельной конструкции, внутренняя поверхность панельной конструкции формирует внутреннее пространство здания для его последующей отделки или зонирования дополнительными внутренними стенами и перегородками.
Здание может быть дополнительно утеплено снаружи и обшито элементами внешней отделки.
Кроме этого, техническое решение может быть использовано в конструкциях зданий, не имеющих ограждающей конструкции с одной или нескольких сторон, в частности в конструкциях домовых модулей, предназначенных для соединения на месте возведения, или в конструкциях домов с открытыми верандами.
При использовании в модульном, в том числе многоэтажном, строительстве отдельные модули производятся в условиях цеха в габаритах стандартного транспорта и могут быть погружены и перевезены на место установки. Также, согласно описания технического решения могут производиться комплекты деталей для последующей доставки и сборки здания. Установка или сборка может осуществляться на фундамент или основание любого типа. Модули устанавливают один возле другого и связывают между собой путем соединения примыкающих элементов каркасно-балочных конструкций между собой.
Панельно-каркасный модуль для строительства зданий может использоваться для временного или постоянного круглогодичного проживания, в качестве личного загородного дома, для оборудования туристических лагерей и баз отдыха, для оборудования мест проживания вблизи производства, для организации офиса, для организации выставочного или презентационного стенда и любых других нужд.
Использование изобретения обеспечивает снижение трудоемкости и повышение скорости и точности производства за счет модульности и универсальности производства.
Несмотря на то что техническое решение было подробно описано с целью иллюстрации на основе вариантов осуществления, которые в настоящий момент считаются наиболее практичными и предпочтительными, следует понимать, что подобные детали служат исключительно указанной цели, при этом изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления, а охватывает эквивалентные варианты соединения, не выходящие за рамки объема притязаний формулы изобретения.