КОНСТРУКТИВНАЯ СИСТЕМА ЗДАНИЯ СООРУЖЕНИЯ

Полезная модель относится к строительству и может быть использована во всех отраслях народного хозяйства для комплексной застройки населенных мест зданиями и сооружениями различного функционального назначения.
Из уровня техники известно сборно-разборное здание, включающее несущие и ограждающие элементы, в виде панелей перекрытия с муфтами в углах и, по крайней мере, на части граней, стеновые панели с внутренним каркасом, элементы каркаса и фундаментов снабженные опорными элементами в виде шипов, недостатками такого здания является недостаточная жесткость здания, особенно в процессе монтажа. (SU 817166, Е 04 1/343, 17.05.1979).
Известно также сборно-разборное здание, включающее несущие и ограждающие элементы, в виде объемного блока с внутренним каркасом, элементы каркаса и сборных панелей перекрытия, собираемых при монтаже здания и устанавливаемые между объемными блоками. Недостатками такого здания является сложность монтажа и большая номенклатура малоразмерных элементов, высокие транспортные затраты на перевозку здания в целом. (Бытовой комплекс для ОАО «Мостоотряд-19». Рекламный буклет ОАО «САУЛИТ-ХОЛДИНГ». М. 2003)
Известна конструктивная система здания, сооружения, содержащая блоки, формирующие базовые элементы для строительства, выполненные с возможностью сборки для формирования конструкции, при этом каждый блок содержит парные конструктивные плиты и, по меньшей мере, одну распорную деталь, разделяющую парные плиты для образования между ними пустого пространства, причем после сборки пустые пространства одного или более блоков образуют, по меньшей мере, одну непрерывную полость вдоль, по меньшей мере, двух осей одного или более блоков для захождения, по меньшей мере, одного армирующего элемента, при этом края плит представляют собой соединительную поверхность для соединения с конструктивной плитой, по меньшей мере, в другом идентичном блоке (RU 2004136303, Е 04 В 1/02, 27.10.2005)
Задачей настоящего технического решения является упрощение монтажа зданий и сооружений из элементов высокой заводской готовности, повышение пространственной жесткости и устойчивости зданий, сооружений, унификация составляющих элементов, обеспечения возможности создания зданий и
сооружений различного назначения из ограниченной номенклатуры элементов и упрощения их транспортировки.
Поставленная задача, решается за счет того, что, конструктивная система здания, сооружения включает не менее, чем одно на этаж образованное, по крайней мере, одним преимущественно пустотелым пространственным или объемным блоком либо жестким пространственным соединением панельных и/или стержневых элементов, первичное ядро жесткости с присоединенными к нему не менее, чем тремя стержневыми или двумя панельными элементами, закрепленными не менее, чем в соответственно трех или двух отстоящих друг от друга на расстоянии, кратном и/или дробно кратном заданному модулю точках крепежными элементами типа шип-гнездо, причем по крайней мере, одно из них объединяет не менее трех элементов системы, при этом шип и гнездо имеют расположенные соосно или параллельно друг другу, в том числе в пределах соединения, продольные оси, которые ориентированы в направлении силовых линий силового поля или сочетания силовых полей, создающего доминирующие усилия в зоне размещения смонтированного элемента или в среде застройки здания, сооружения.
Здание, сооружение может быть возведено из предварительно изготовленных элементов - объемных блоков, панелей стен, панелей перекрытия, элементов каркаса.
Здание, сооружение может быть возведено из различных элементов - объемных блоков, панелей стен, панелей перекрытия, элементов каркаса, при этом, по крайней мере, один элемент здания изготовлен непосредственно перед монтажом или в процессе монтажа.
Здание, сооружение может быть выполнено, по крайней мере, частично средней или повышенной этажности.
Здание, сооружение может быть выполнено, по крайней мере, частично одноэтажным, малой или средней этажности.
Для соединения элементов здания, сооружения в качестве крепежных элементов могут быть использованы болтовые, винтовые, гвоздевые, нагельные и заклепочные соединения.
Крепежные элементы могут быть выполнены разрезными с прорезью на шипе и/или гнезде.
Крепежные элементы типа шип-гнездо могут быть выполнены с отверстиями круглой или вытянутой формы таким образом, чтобы после сборки элементов эти
отверстия были соосны и позволяли зафиксировать между собой шип и гнездо дополнительным фиксирующим элементом в виде шпильки, винта или нагеля.
По крайней мере, часть крепежных элементов типа шип и гнездо могут быть выполнены по сечению нормальному их продольной оси совместимыми по форме, по крайней мере, в сечении, нормальном к продольной оси соединения, при этом образующая внутренней поверхности гнезда ориентированная в направлении продольной оси соединения выполнена прямолинейной, линейной, ломаной, криволинейной или составной конфигурации, по крайней мере на части длины соединения шип-гнездо, с образованием по крайней мере одного конического, пирамидального, бочкообразного или призматического участка гнезда по крайней мере на части высоты соединения.
Крепежные элементы - шипы могут быть выполнены съемными или устанавливаемыми перед монтажом.
Крепежные элементы типа шип-гнездо или их блок выполнены с отверстиями параллельными продольным осям крепежных элементов, в которых размещены напрягаемые тяжи.
Напрягаемые тяжи могут быть размещены вне зоны крепежных элементов.
Продольные оси крепежных элементов соединений типа шип-гнездо могут быть ориентированы в направлении силовых линий естественного или искусственного гравитационного поля или результирующей сложения векторов силовых линий статического гравитационного и расчетных аэро- и/или гидродинамических, в том числе односторонне асимметричных воздействий, линейные размеры элементов приняты кратными или дробно кратными заданному модулю, а расстояния между центрами смежных крепежных элементов, выполнены удовлетворяющими упомянутому соотношению их с заданным модулем, причем, по крайней мере, часть смежных крепежных элементов одного монтируемого конструктивного элемента, может быть присоединена как к одному, так и к другим монтируемым конструктивным элементам здания, сооружения.
Технический результат, достигаемый данной полезной моделью, состоит в упрощении монтажа зданий и сооружений из элементов высокой заводской готовности, повышении пространственной жесткости и устойчивости зданий, сооружений, унификации составляющих элементов, обеспечении возможности
создания зданий и сооружений различного назначения из ограниченной номенклатуры элементов и упрощения их транспортировки.
Техническое решение поясняется чертежами и примерами, которые не охватывают и тем более не ограничивают весь объем притязаний данной полезной модели.
На фиг.1-14 изображено в аксонометрии поэтапно возведение здания, сооружения с зальным помещением и ядром жесткости в виде объемного блока;
на фиг.15-23 - в аксонометрии поэтапно возведение здания, сооружения со сборным ядром жесткости;
на фиг.24-25 - аксонометрия здания с ядрами жесткости;
на фиг.26 - аксонометрия одного здания с ядрами жесткости и другое здание с ядрами жесткости в разрезе;
на фиг.27 - аксонометрия сборного ядра жесткости здания;
на фиг.28 - временная фиксация угловых стеновых панелей;
на фиг.29 -временная фиксация рядовых стеновых панелей;
на фиг.30 - крепление стойки к стеновой панели;
на фиг.31 - варианты элементов фундамента с крепежными элементами в виде пластин с шипами;
на фиг.32 - вариант узла стыковки панели перекрытия к ядру жесткости со стойкой;
на фиг.33 - вариант узла стыковки панели перекрытия к ядру жесткости с монтажным столиком;
на фиг.34-36 - варианты выполнения крепежных элементов типа шип-гнездо в аксонометрии;
на фиг.37 - крепежный элемент типа шип-гнездо в разрезе.
Строительство здания, сооружения включает возведение фундамента 1 или платформы на подготовленном основании, монтаж части нижнего перекрытия 2 и возведение одного ядра жесткости 3 в пределах высоты возводимого этажа. Затем следует присоединение к ядру жесткости 3 с прикреплением в двух разнесенных в пределах длины и/или высоты ядра точках силовых, ограждающих или совмещенных, в том числе со скрытым каркасом монтируемых элементов 4 здания, сооружения. Указанные элементы 4 прикрепляют к ядру и/или прикрепленным к нему с образованием жесткой системы элементам типа объемных блоков и/или
панелей, и/или протяженных конструкций - стоек, ригелей и/или подкосов. При этом часть соединений выполняют парой крепежных элементов 5 типа шип-гнездо. Причем одним из составляющих такого соединения шипом и/или гнездом снабжают каждый монтируемый элемент 4 соответственно не менее, чем в одной из двух разнесенных в пределах длины, или высоты, или площади монтируемого элемента точках.
Конструктивная система здания, сооружения при этом включает не менее одного на этаж, образованного одним преимущественно пустотелым пространственным или объемным блоком, либо жестким пространственным соединением панельных 9 и 13 и/или стержневых элементов - стоек 12 или несущих элементов каркаса 11, первичное ядро жесткости 3 с присоединенными к нему не менее, чем тремя стержневыми элементами - стойками 12 или двумя панельными элементами 13, закрепленными каждый не менее, чем в соответственно трех или двух отстоящих друг от друга на расстоянии, кратном и/или дробно кратном заданному модулю точках крепежными элементами 5 типа шип-гнездо, причем по крайней мере, одно из них объединяет не менее трех элементов системы.
При этом образующие соединения крепежные элементы 5 шип-гнездо, имеющие продольные оси соосные или параллельные друг другу, ориентируют при монтаже здания, сооружения в направлении силовых линий силового поля или сочетания силовых полей, создающего доминирующие усилия в зоне размещения монтируемого элемента или в среде застройки здания, сооружения (на фиг.27-29 указанное направление обозначено стрелочкой).
Здание, сооружение возводят, по крайней мере, частично одноэтажным, малой или средней этажности.
Или здание, сооружение возводят, по крайней мере, частично средней или повышенной этажности.
Здание возводят из различных элементов - объемных блоков, панелей стен, панелей перекрытия, элементов каркаса, при этом, по крайней мере, один элемент конструкции здания изготавливают непосредственно перед монтажом или в процессе монтажа.
Для соединения элементов здания в качестве крепежных элементов используют болтовые, винтовые, гвоздевые, нагельные и заклепочные соединения.
Крепежные элементы типа шип-гнездо выполняют разрезными с прорезью 8 на шипе 6 и/или гнезде 7. Шипы могут выполнять съемными или устанавливаемыми перед монтажом.
Соединительные элементы 5 типа шип-гнездо могут выполнять с отверстиями круглой или вытянутой формы таким образом, чтобы после сборки элементов эти отверстия были соосны и позволяли зафиксировать между собой шип 6 и гнездо 7 дополнительным фиксирующим элементом в виде шпильки, винта или нагеля (на чертежах не показано).
По крайней мере, часть крепежных элементов типа шип 6 и гнездо 7 выполняют по сечению нормальному их продольной оси совместимыми по форме, по крайней мере, в сечении, нормальном к продольной оси соединения. При этом образующая внутренней поверхности гнезда ориентированная в направлении продольной оси соединения выполнена прямолинейной, линейной, ломаной, криволинейной или составной конфигурации, по крайней мере на части длины соединения шип-гнездо, с образованием по крайней мере одного конического, пирамидального, бочкообразного или призматического участка гнезда по крайней мере на части высоты соединения.
Соединительные элементы 4 типа шип-гнездо или их блок выполняют не менее, чем с одним отверстием с осью параллельной продольным осям крепежных элементов 4, при этом в отверстиях размещают преимущественно соосно с ним не менее одного напрягаемого тяжа.
Напрягаемые тяжи, по крайней мере, одного соединения размещают вне зоны крепежных элементов шип-гнездо.
Продольные оси крепежных элементов соединений 5 типа шип-гнездо ориентированы в направлении силовых линий естественного или искусственного гравитационного поля или результирующей сложения векторов силовых линий статического гравитационного и расчетных аэро- и/или гидродинамических, в том числе односторонне асимметричных воздействий, линейные размеры элементов приняты кратными или дробно кратными заданному модулю, а расстояния между центрами смежных крепежных элементов, выполнены удовлетворяющими упомянутому соотношению их с заданным модулем, причем, по крайней мере, часть смежных крепежных элементов одного монтируемого конструктивного элемента, может быть присоединена как к одному, так и к другим монтируемым конструктивным элементам здания, сооружения.
Для создания ядра жесткости 3 здания, сооружения собираемого, например, из панельных элементов (на чертежах не показано), по крайней мере, в одном этаже здания, сооружения, не менее, чем в одном гнезде размещают более одного шипа разных вертикальных или наклонных элементов. При этом, шипы и гнезда на конструктивных элементах здания, сооружения могут быть выполнены различными по форме и размерам, которые определяются как передаваемыми нагрузками, так и условиями работы конструкций и допусками определяемыми в зависимости от применяемых материалов, способа изготовления и условий монтажа, а элементы здания образующие ядро жесткости 3 и воспринимающие нагрузки для обеспечения жесткости здания, сооружения ориентируют в разных направлениях.
При этом, одним из составляющих такого соединения крепежным элементом - шипом 6 и/или гнездом 7 снабжают каждый монтируемый элемент 4, не менее, чем в двух разнесенных в пределах длины, или высоты, или площади монтируемого элемента точках.
При создании ядра жесткости 3 здания на основе объемного блока полной заводской готовности, в котором при необходимости размещают как средства коммуникации, так и сложное для монтажа в условиях строительной площадки и перевозки оборудование, размещают не менее одного объемного блока в одном этаже или не менее одного блока в каждом здании.
К ядру жесткости 3 здания на основе объемного блока, присоединяют, по крайней мере, в части мест ответных расположению элементов каркаса объемного блока кратно или дробно кратно высоте этажа здания панели перекрытия 9, наклонные элементы 10 и/или элементы 11 каркаса. При этом они примыкают как минимум одной гранью или одним углом с опиранием, по крайней мере, одной противоположной грани или других углов либо на стойку 12, либо на элементы 11 каркаса, либо на стеновую панель 13, при этом длина ядра жесткости 3 -объемного блока и стеновой панели 13 в плане равны или кратны соответствующим размерам примыкающих к ним панелей перекрытий 9, а высота ядра жесткости 3 или, по крайней мере, одного образующего его объемного блока равна или кратна, или дробно кратна высоте этажа здания. Соединение панелей перекрытия 9 или наклонных элементов 10, содержащих гнезда 7, с элементами ядра жесткости 3 здания производится при помощи шипов 6 размещенных на опорных столиках или
стойках 12 прикрепляемых к объемному блоку, при этом закрепление стоек 12 к ядру жесткости производится для повышения их устойчивости.
С целью использования унифицированных элементов здания, сооружения стеновые панели 13 как воспринимающие вертикальные нагрузки, так и самонесущие применяют единого типоразмера, а их усиление для восприятия вертикальной нагрузки производят за счет присоединения вертикальных несущих элементов 11 каркаса снабженных шипами 6, при этом для повышения устойчивости этих вертикальных несущих элементов 11 каркаса, их крепят жестко к конструкциям стеновые панели 13.
С этой же целью, вертикальные несущие элементы каркаса 11 снабжают таким количеством шипов 6 на каждом уровне, сколько панелей перекрытия 9 опирается на этот элемент в данном узле соединения или на сколько панелей перекрытия 9 опирается вертикальный элемент 11 каркаса в данном узле соединения.
С целью упрощения монтажа здания, сооружения и сокращения монтажных приспособлений, шипы 6 вертикальных несущих элементов 11 каркаса при монтаже здания объединяют сверху шайбой 14, как минимум, с одним отверстием или гильзой.
Для повышения надежности работы здания, сооружения, в том числе и при динамических нагрузках, после сборки соответствующего яруса, шипы 6, размещенные в соответствующих им гнездах 7, фиксируются, при необходимости, при помощи крепежных элементов или веществ, например твердеющих смесей.
Здание ячейкового типа, со сборным из панелей ядром жесткости 3, собирают следующим образом:
На подготовленное основание монтируют элементы фундамента 1 и закрепляют на них крепежные элементы в виде пластин 15 с шипами 6; на элементы фундамента монтируют хотя бы частично нижние панели перекрытия 9 таким образом, чтобы смонтированные ранее шипы 6 вошли в гнезда 7, размещенные в углах и на гранях панелей перекрытия 9. Затем выставляют первую стеновую панель 13, как правило угловую и временно раскрепляют. При этом шипы 6, закрепленные на стеновой панели 13 снизу, размещают в ответных гнездах 7 панели перекрытия 9. Вторую стеновую панель 13 монтируют смежною с первой
так, чтобы один из нижних шипов 6 разместился в тоже гнездо 7 панели перекрытия 9, что и шип предварительно смонтированной стеновой панели, а второй шип 6 разместился в другом гнезде 7 на той же самой панели перекрытия 9. До освобождения второй стеновой панели 13 от удерживающих строп грузоподъемного приспособления, на смежные шипы 6, расположенные в верхней зоне стеновых панелей одевается шайба 14 или гильза, удерживающая эти панели от смещений в процессе монтажа. Далее стеновые панели 13 могут быть освобождены от грузоподъемных и монтажных приспособлений, а их устойчивость обеспечивается фиксацией четырех точек принадлежащих двум стеновым панелям 13 и одной панели перекрытия 9 таким образом, что каждая из трех панелей входящих в этот узел закреплены друг за друга тремя точками. После этого устанавливают, либо стойки 12, либо стеновую панель 13, при этом стеновая панель 13 устанавливаемая смежною с одной из ранее смонтированных, так же фиксируется от смещений посредством шайбы 14, как и предыдущие стеновые панели. Затем, на как минимум три вертикальных элемента 11 каркаса и/или стойки 12, монтируется угловая панель перекрытия 9, таким образом, чтобы в ее гнездах 7 разместились шипы 6 стеновых панелей 13 или стойки 12 первого этажа. Далее последовательно, таким же образом, монтируются вертикальные элементы 11 каркаса и стойки 12 первого этажа и панели перекрытия 9 первого этажа.
Монтаж последующих этажей выполняется подобным образом.
При использовании в качестве ядра жесткости 3 здания объемного блока монтаж здания выполняют следующим образом:
На подготовленное основание монтируют элементы фундамента 1 и закрепляют на них крепежные элементы в виде пластин 15 с шипами 6; на элементы фундамента 1 монтируют хотя бы частично нижнее перекрытие 2 - панели перекрытия 9 и хотя бы один объемный блок таким образом, чтобы смонтированные ранее шипы 6 вошли в гнезда 7, размещенные в углах и на гранях панелей перекрытия 9 и объемного блока - ядра жесткости 3. Затем на объемном блоке закрепляют стойки 12 таким образом, чтобы нижние шипы 6 стойки разместились в гнездах 7 нижних панелей перекрытия 9, или закрепляют монтажные столики (на чертежах не показано) в соответствующих местах. После этого устанавливают стойки 12 или стеновую панель 13 с размещением их нижних шипов 6 в соответствующих гнездах 7 панелей перекрытия 9, а сверху монтируют
панель перекрытия 9 таким образом, чтобы шипы 6 ниже расположенных вертикальных несущих элементов 11 каркаса или стоек 12 разместились в гнездах 7 панели перекрытия 9. Остальные вертикальные и горизонтальные или наклонные элементы здания монтируются таким же образом.
При монтаже здания с зальными помещениями, между элементами фундамента 1 устанавливают нижний ригель 16, затем к ядру жесткости 3 закрепляют две стойки 12 соответствующей высоты ранее описанным способом, затем монтируют и временно раскрепляют две стойки 12 на элементах фундамента, между этими стойками 12 и стойками 12, закрепленными на ядре жесткости монтируют ригель 16 таким образом, чтобы шипы 6 стоек 12 разместились в соответствующих гнездах 7 ригеля 16, далее монтируют по ригелю стеновую панель 13, и на ригель 16 и стеновую панель 13 монтируют панель перекрытия 9, в гнездах 7 которой размещают шипы 6 ригеля 18 и стеновой панели 13. Далее монтируют следующую стеновую панель 13 и следующую панель перекрытия 9 таким же образом.
Затем монтируют ригель между торцевыми элементами фундамента, устанавливают стеновые панели 13 и стойки 12 торцевого ряда и на ригели 16 и стеновые панели 13 монтируют последнюю панель перекрытия 9, в гнездах 7 которой размещают шипы 6 ригелей 16 и стеновых панелей 13.
В остальных пролетах монтаж осуществляют подобным образом.