СТРОИТЕЛЬНЫЙ ПУСТОТЕЛЫЙ БЛОК
HOLLOW CONSTRUCTION BLOCK

Настоящее изобретение относится к области монолитного строительства объектов промышленного и гражданского назначения, а более конкретно - к строительному пустотелому блоку.
Настоящее изобретение может быть использовано для строительства без опалубки стен зданий и сооружений различного назначения, например, для строительства подушек фундаментов, ленточных фундаментов, подвальных помещений, цокольных этажей, возведения несущих стен и внутренних перегородок, формирования внешних и внутренних (прямых, острых, тупых) углов стен, опорных колонн, перекрытий между этажами, строительства заборов, бассейнов, декоративных арочных мостов, формирования торцевых поверхностей вышеназванных сооружений, а также формирования стеновых проемов для установки оконных и дверных конструкций. Кроме того, настоящее изобретение может быть использовано для строительства сводчатых и арочных сооружений, а также сферообразных полых сооружений.
В связи с нарастающей необходимостью увеличения количества жилья в настоящее время существует проблема увеличения скорости строительства качественного жилья, а также зданий и сооружений другого назначения.
Известен строительный пустотелый блок, описанный в заявке RU 2009126444 и выполненный с возможностью формирования строительного объекта посредством размещения множества блоков, наружные периферийные поверхности внешней и внутренней стенок которых размещены в контакте с аналогичными поверхностями смежных блоков. Данный строительный пустотелый блок содержит пустотелый каркас, имеющий внешнюю и внутреннюю стенки, соединенные перемычками. При этом стенки и перемычки выполнены из строительного самотвердеющего материала. Перемычки могут быть выполнены цельными неразъемными, цельными съемными и могут содержать элементы арматуры, произвольно расположенные в строительном самотвердеющем материале перемычек.
Данный строительный пустотелый блок предназначен для того, чтобы в процессе возведения здания формировать железобетонный каркас внутри несъемной опалубки, образованной из внешних и внутренних стенок множества блоков. При этом последовательно формируют армированные горизонтальные пояса, выполненные методом произвольного размещения элементов арматуры в свободном пространстве между внешней и внутренней стенками блоков на одном горизонтальном уровне и заполнения этого пространства самотвердеющим материалом. И также последовательно формируют вертикальные армированные колонны путем произвольного размещения элементов арматуры в пространстве между внешней и внутренней стенками множества один над другим расположенных блоков с последующей их заливкой самотвердеющим материалом.
Использование данных пустотелых строительных блоков позволяет пошагово возводить здание рядами, обеспечивая сначала формирование отдельных горизонтальных поясов, а затем формирование отдельных вертикальных колонн. Это приводит к необходимости поэтапной заливки указанных отдельных элементов. При этом для формирования последующего ряда требуется затвердевание предыдущего ряда, что приводит к образованию швов и значительно увеличивает скорость строительства объекта.
При этом произвольное размещение арматуры внутри железобетонных перемычек и в пространстве между внешними и внутренними стенками не обеспечивает фиксацию блоков, а также рядов блоков между собой. В результате образуется ячеистая, немонолитная структура, имеющая низкую прочность. Кроме того, отсутствие фиксации блоков и рядов и выполнение перемычек из строительного самотвердеющего материала снижает жесткость конструкции в целом. При этом исключена возможность создания различных по форме монолитных строительных объектов, в том числе, обладающих сейсмоустойчивостью.
Кроме того, выполнение перемычек из строительного материала, затвердевшего перед началом возведения строительного объекта, приводит к тому, что, после последовательного заполнения полостей его блоков, например, строительной смесью, материал указанных перемычек является включением в эту смесь. Это приводит к неоднородности структуры строительного объекта. В результате в блоках строительного объекта появляются «мостики холода» и воздушные зазоры, что увеличивает потери тепла, снижает теплоизоляционные свойства объекта и его прочность.
В основу изобретения поставлена задача создания строительного пустотелого блока с такими конструктивными особенностями, которые позволили бы создать единую универсальную арматурную основу блока, обеспечивающую возможность создания предлагаемых блоков различной пространственной формы, которая обеспечивает возможность создания различных по форме строительных объектов, имеющих монолитную однородную, прочную и жесткую конструкцию, точно соответствующую заданным размерам, при увеличении скорости строительства объекта и улучшении его сейсмоустойчивости.
Эта задача решена созданием строительного пустотелого блока, содержащего внешнюю и внутреннюю стенки, соединенные перемычками, и элементы арматуры, при этом стенки выполнены из строительного материала, а пустотелый блок выполнен с возможностью формирования строительного объекта посредством размещения множества пустотелых блоков, наружные периферийные поверхности внешней и внутренней стенок которых размещены в контакте с аналогичными поверхностями смежных блоков, при этом, согласно изобретению, элементы арматуры размещены внутри внешней и внутренней стенок и образуют в каждой из них первую рамку, а перемычки выполнены из элементов арматуры, скрепляющих первые рамки внешней и внутренней стенок и в сочетании с элементами арматуры первых рамок формирующих пространственный арматурный каркас блока, имеющий арматурные фиксаторы, выполненные с возможностью соединения пространственных арматурных каркасов смежных блоков с образованием единой армированной структуры строительного объекта, имеющего единую полость для одновременного заполнения строительным материалом.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание универсальной арматурной основы блока, имеющего различную пространственную форму и обеспечивающего возможность создания различных по форме строительных объектов, имеющих монолитную однородную, прочную и жесткую конструкцию, точно соответствующую заданным размерам. При этом за счет универсальности арматурной основы грани блока могут иметь различную форму в плоскости, в результате чего блок может иметь различную форму в пространстве. Это позволяет создавать арочные (вертикально расположенные), радиальные (горизонтально расположенные), сферические и другие монолитные объекты, имеющие, в том числе, вогнутые или выпуклые поверхности.
Причем в результате того, что пространственные арматурные каркасы блоков скреплены арматурными перемычками, выполненными из элементов арматуры, эти блоки в строительном объекте образуют единую силовую армированную структуру со сформированными внешней и внутренней стенками, имеющую единую полость, предназначенную для одновременной засыпки или заливки строительными смесями или растворами. Это, в свою очередь, позволяет монтировать и заполнять строительными материалами строительный объект не рядами, а в значительно большем объеме, например, в этаж, что обеспечивает монолитную однородность, прочность и жесткость строительного объекта в целом, исключает его ячеистость и слоистость, исключается образование «мостиков холода», что уменьшает теплопроводность объекта и увеличивает теплоизоляционные свойства объекта, а также значительно увеличивает скорость строительства.
При этом возможность монтировать и заполнять строительными материалами строительный объект не рядами, а в значительно большем объеме обеспечивает отсутствие швов у затвердевших строительных материалов, что дает возможность использовать предлагаемое изобретение при строительстве бассейнов и других строительных объектов, которые контактируют с водной средой.
Кроме того, указанные конструктивные особенности предлагаемого блока повышают сейсмоустойчивость строительного объекта в целом, что позволяет использовать предлагаемые блоки для строительства объектов в сейсмоопасных районах.
Для увеличения жесткости стенок целесообразно, чтобы каждая первая рамка имела форму прямоугольника и была размещена вдоль соответствующей стенки.
Для хорошей фиксации арматурного каркаса в пространстве желательно, чтобы пространственный арматурный каркас блока имел две пары верхней и нижней перемычек, которые закреплены в соответствующих углах первых рамок, при этом каждая пара указанных перемычек с соответствующими двумя вертикальными частями первых рамок образуют две вторые рамки, а две верхние или две нижние перемычки с соответствующими двумя горизонтальными частями первых рамок образуют две третьи рамки.
Для придания жесткости каркасу блоков, имеющих большие габаритные размеры, удобно, чтобы пространственный арматурный каркас блока имел дополнительные перемычки, выполненные из элементов арматуры и соединяющие части указанных рамок.
Для упрощения монтажа армированной структуры строительного объекта благоприятно, чтобы каждый арматурный фиксатор содержал трубчатый или стержневой, или треугольный, или ленточный арматурный элемент и соединительное средство, выполненное с возможностью соединения арматурных элементов арматурных фиксаторов соседних блоков.
Для соблюдения заданных габаритов строительного объекта возможно, чтобы верхняя и нижняя перемычки в каждой паре были по существу параллельны между собой, а плоскость, в которой лежит первая пара перемычек была по существу параллельна плоскости, в которой лежит вторая пара перемычек.
Для создания строительных объектов различной сложной формы полезно, чтобы плоскость, в которой лежит первая пара перемычек, была размещена под углом к плоскости, в которой лежит вторая пара перемычек.
Для обеспечения ровной установки блоков при возведении строительного объекта, исключения возможности проникновения строительных материалов в зазор между стенками соседних блоков и увеличения несущей способности блока предпочтительно, чтобы каждая стенка, по меньшей мере, на одной грани имела замковое соединение, выполненное с возможностью соединения с соответствующей стенкой смежного блока.
Для упрощения изготовления стенок с размещенными внутри рамками целесообразно, чтобы каждая стенка состояла из двух соединенных между собой прилежащими поверхностями панелей, смещенных одна относительно другой с образованием, по меньшей мере, на одной грани этой стенки замкового соединения.
Для создания строительных объектов сложной пространственной формы и создания межэтажных перекрытий желательно, чтобы внешняя и внутренняя стенки имели разные габаритные размеры.
Для создания верхних, нижних или боковых блоков строительного объекта благоприятно, чтобы пустотелый блок имел, по меньшей мере, одну дополнительную стенку.
Для создания балок, проемов для установки окон и дверей возможно, чтобы, по меньшей мере, одна дополнительная стенка имела, по меньшей мере, один габаритный размер, больше соответствующего габаритного размера блока.
Для создания сферических строительных объектов предпочтительно, чтобы грани, по меньшей мере, одной стенки были выполнены скошенными.
Для придания жесткости каркасам верхних, нижних или боковых блоков полезно, чтобы внутри дополнительной стенки были размещены дополнительные элементы арматуры, образующие четвертую рамку, а также чтобы четвертая рамка имела арматурные фиксаторы, скрепляющие эту рамку с пространственным арматурным каркасом блока.
Для уменьшения массы арматуры в блоках больших размеров желательно, чтобы внутри, по меньшей мере, одной стенки были размещены дополнительные элементы арматуры, образующие, по меньшей мере, одну первую дополнительную часть соответствующей рамки, расположенную за ее пределами.
Для равномерного соединения блоков в шахматном порядке благоприятно, чтобы первая дополнительная часть соответствующей рамки имела длину, по существу равную половине длины этой рамки.
Для усиления пространственного арматурного каркаса блока возможно, чтобы первые дополнительные части противолежащих рамок соответствующих стенок были скреплены между собой перемычками, выполненными из элементов арматуры.
Для упрощения сооружения угловых строительных объектов полезно, чтобы внешняя и внутренняя стенки имели разные габаритные размеры, при этом стенка с меньшим габаритным размером, имела вторую дополнительную часть первой рамки, размещенную снаружи этой стенки и скрепленную с первой рамкой стенки с большим габаритным размером перемычками, выполненными из элементов арматуры.
Для усиления пространственного арматурного каркаса блока при соединении блоков под углом целесообразно, чтобы внешняя и внутренняя стенки имели соответствующие вторые дополнительные части первых рамок, размещенные снаружи соответствующих стенок и скрепленные перемычками, выполненными из элементов арматуры.
Для равномерного соединения блоков в шахматном порядке желательно, чтобы вторые дополнительные части соответствующих рамок имели длину, по существу равную половине длины этих рамок.
Для соединения в строительном объекте внутренних стен и несущих перегородок благоприятно, чтобы внутренняя стенка была выполнена по длине из двух расположенных на расстоянии панелей, в каждой из которых размещена первая рамка, при этом первые рамки двух панелей скреплены размещенными снаружи панелей дополнительными элементами арматуры.
Для улучшения монтажных свойств блока возможно, чтобы элементы арматуры и дополнительные элементы арматуры представляли собой элементы, выбранные из группы: стержни, трубки, профили.
Для расширения ассортимента пустотелых блоков полезно, чтобы элементы арматуры и дополнительные элементы арматуры были выполнены из материала, выбранного из группы: металл, полимерный материал, материал древесного происхождения.
Для облегчения транспортировки и складирования блоков предпочтительно, чтобы элементы арматуры и дополнительные элементы арматуры были выполнены съемными.
Для облегчения монтажа арматурного каркаса строительного объекта возможно, чтобы элементы арматуры и дополнительные элементы арматуры были выполнены сборными.
Для увеличения прочности и жесткости строительного объекта целесообразно, чтобы элементы арматуры и дополнительные элементы арматуры имели арматурное усиление.
Для сооружения арочных, радиальных, сферические и других монолитных строительных объектов, имеющих криволинейные поверхности, желательно, чтобы наружные периферийные поверхности внешней и внутренней стенок были выполнены выпуклыми или вогнутыми.
Для утепления, звукоизоляции или украшения строительного объекта благоприятно, чтобы на наружной периферийной поверхности внешней и/или внутренней стенок было выполнено покрытие.
Таким образом использование предлагаемого изобретения позволяет создать универсальный арматурный каркас блока, имеющего различную пространственную форму и обеспечивающего возможность создания различных по форме строительных объектов, имеющих монолитную однородную, прочную и жесткую конструкцию. При этом за счет универсальности арматурного каркаса грани блока могут иметь различную форму в плоскости, в результате чего блок может иметь различную форму в пространстве. Это позволяет создавать арочные (вертикально расположенные), радиальные (горизонтально расположенные), сферические и другие монолитные объекты, имеющие, в том числе, вогнутые или выпуклые поверхности.
Причем в результате того, что пространственные арматурные каркасы блоков скреплены арматурными перемычками, эти блоки в строительном объекте образуют единую силовую армированную структуру со сформированными внешней и внутренней стенками, имеющую единую полость, предназначенную для одновременной засыпки или заливки строительными смесями или растворами. Это, в свою очередь, позволяет монтировать и заполнять строительными материалами строительный объект не рядами, а в значительно большем объеме, например, в этаж, что обеспечивает монолитную однородность и прочность строительного объекта в целом, исключает его ячеистость и слоистость, а также значительно увеличивает скорость строительства.
Кроме того, указанные конструктивные особенности предлагаемого блока повышают сейсмоустойчивость строительного объекта в целом, что позволяет использовать предлагаемые блоки для строительства объектов в сейсмоопасных районах.
Для лучшего понимания изобретения ниже приведены конкретные примеры его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 изображает строительный пустотелый блок, выполненный согласно изобретению, изометрия;
фиг.2 - часть строительного объекта, выполненного из нескольких строительных пустотелых блоков, выполненный согласно изобретению, изометрия;
фиг.3 - фиг.20 - варианты строительного пустотелого блока, выполненного согласно изобретению, изометрия;
фиг.21 - часть строительного объекта, выполненного из нескольких строительных пустотелых блоков, выполненный согласно изобретению, изометрия;
фиг.22 - вариант строительного пустотелого блока, выполненного согласно изобретению, изометрия.
Предлагаемый, согласно изобретению, строительный пустотелый блок 1 (фиг.1) содержит внешнюю и внутреннюю стенки 2, 3, соединенные перемычками 4.
Блок 1 выполнен с возможностью формирования строительного объекта (на чертеже не показан) посредством размещения множества пустотелых блоков 1, наружные периферийные поверхности 5, 6 внешней и внутренней стенок 2, 3 которых размещены в контакте с аналогичными поверхностями смежных блоков (как изображено на фиг.2).
Внешняя и внутренняя стенки 2, 3 выполнены из строительного, например, самотвердеющего материала. В качестве строительного материала стенок 2, 3 могут быть использованы следующие материалы: бетон, пенобетон, крошка пенобетона с бетоном, керамзитобетон, бетон с наполнителями, цементно-стружечные смеси, фибробетон, полимерные материалы, металл, дерево, глина и тому подобные материалы.
Так как предлагаемый блок 1 в пространстве может быть размещен в разных положениях, то для облегчения понимания настоящего изобретения далее мы будем рассматривать предлагаемый блок 1 в пространственном положении, которое изображено на сопроводительных чертежах, где определено положение верха и низа блока 1. При этом мы принимаем, что стенка 2 является внешней стенкой, стенка 3 является внутренней стенкой, а предлагаемый блок 1 имеет длину L, ширину N и высоту Н.
Внутри внешней и внутренней стенок 2, 3 размещены элементы 7 арматуры, которые образуют в каждой из них первую рамку 8.
Каждая первая рамка 8, преимущественно, имеет форму прямоугольника и размещена вдоль соответствующей стенки 2, 3, то есть по ее длине L.
Указанная форма и расположение первой рамки 8 придает равномерную жесткость и прочность соответствующей стенке 2, 3.
При этом первая рамка 8 имеет две по существу горизонтальные части 9 и две по существу вертикальные части 10.
Горизонтальные части 9 представляют собой продольную арматуру, которая воспринимает растягивающие напряжения. Вертикальные части 10 представляют собой поперечную арматуру, которая препятствует образованию трещин от возникающих напряжений сдвига вблизи опор.
Однако первая рамка 8 может иметь иную форму, например, форму усеченной трапеции или треугольника, или любую другую форму, обеспечивающую заданную жесткость и прочность, требующуюся для создания строительного объекта.
Перемычки 4 выполнены из элементов 7 арматуры, скрепляющих первые рамки 8 внешней и внутренней стенок 2, 3 и в сочетании с элементами 7 арматуры первых рамок 8 формирующих пространственный арматурный каркас 11 блока 1.
Каркас 11 имеет арматурные фиксаторы 12, выполненные с возможностью соединения пространственных арматурных каркасов 11 смежных блоков с образованием единой армированной структуры 13 строительного объекта, имеющей единую полость 14 для одновременного заполнения строительным материалом (как изображено на фиг.2).
Элементы 7 арматуры могут быть жесткими (профили любой формы сечения, например, прокатные тавры, двутавры, швеллеры, уголки, а также пластины с ребрами жесткости) или гибкими (отдельные стержни гладкого и периодического профиля, трубы любой формы сечения, прутки любой формы сечения, плоские пластины или полосы, а также сварные или вязаные сетки и каркасы). Арматурные стержни могут быть выполнены из металла, например, стали, из пластика, например, стеклопластика или материала древесного происхождения, например, бамбука или любого другого материала, способного придать жесткость и прочность пустотелым блокам 1.
В строительных объектах, в которых используются предлагаемые строительные блоки 1, в качестве элементов 7 арматуры, в основном, используются соединенные между собой стержни арматурной стали. Основные способы соединения стержней - это электросварка, вязка проволокой. Вместо вязки проволокой могут быть использованы специальные арматурные фиксаторы, изготовленные из стали.
Таким образом пространственный арматурный каркас 11 блока 1 представляет собой совокупность соединенных между собой элементов 7 арматуры, которые при совместной работе с бетоном в железобетонных строительных объектах воспринимают растягивающие напряжения или используются для усиления бетона в сжатой зоне.
На фиг.1 изображен блок 1, у которого пространственный арматурный каркас 11 имеет две пары 15 перемычек 7. Каждая пара 15 состоит из верхней и нижней перемычек 7, которые закреплены в соответствующих углах первых рамок 8. Каждая пара 15 перемычек 7 с соответствующими двумя вертикальными частями 10 первых рамок 8 образуют две вторые рамки 16, а две верхние или две нижние перемычки 7 с соответствующими двумя горизонтальными частями 11 первых рамок 8 образуют две третьи рамки 17.
Перемычки 7 могут быть соединены с первыми рамками 8 разъемно или неразъемно любым известным способом, пригодным для аналогичных целей. Например, с использованием сварки, клепки, винтовых соединений, резьбовых соединений, стягивания, склейки, сжатия, пайки и тому подобного.
При большой высоте строительного объекта пространственный арматурный каркас 11 (фиг.3) блока 1 имеет дополнительные пары 15 перемычек 7, выполненных из элементов 7 арматуры и соединяющих горизонтальные части 9 первых рамок 8.
Дополнительные перемычки 7 могут быть выполнены аналогично перемычкам 7, скрепляющим первые рамки 8, а могут конструктивно отличаться от них. Это зависит от размеров, формы и массы блока 1. При этом первые рамки 8 могут иметь дополнительные вертикальные части 10, соединяющие дополнительные пары 15 перемычек 7 и формирующие дополнительные вторые рамки 16.
Все описанные выше рамки 8, 16, 17 могут иметь арматурные фиксаторы 12, выполненные с возможностью соединения пространственных арматурных каркасов 9 смежных блоков 1.
Каждый арматурный фиксатор 12 может содержать арматурный элемент различной формы, например, трубчатый, стержневой, треугольный, ленточный, в виде прутка различного сечения, в виде пластины различной формы (квадрат, ромб и тому подобное), в виде профиля различной формы (уголок, швеллер, тавр, двутавр), в виде трубы различного сечения (круг, прямоугольник, квадрат), в виде полосы. Арматурные элементы фиксаторов 12 могут быть выполнены из материала, выбранного из группы: металл, полимерный материал, материал древесного происхождения и тому подобные материалы.
В зависимости от заданной формы строительного объекта арматурные элементы фиксаторов 12 могут быть закреплены на рамках 8, на перемычках 4 или на рамках 8 и перемычках 4 блоков 1. Возможность соединения пространственных арматурных каркасов 9 смежных блоков 1 посредством арматурных фиксаторов 12 может быть выполнена с помощью соединительных средств (например, в виде стержней с резьбой, и гаек, или в виде проволоки), соединяющих арматурные элементы арматурных фиксаторов 12 смежных блоков 1 (на чертеже не показано). Кроме того, могут быть использованы арматурные фиксаторы 12, имеющие любую известную конструкцию, предназначенную для соединения смежных блоков 1. При этом арматурный элемент фиксатора 12 может быть использован в качестве горизонтальной или вертикальной частей 9, 10 первой рамки 8.
В зависимости от формы первой рамки 8 верхняя и нижняя перемычки 7 в каждой паре 15 могут иметь разное пространственное расположение. Например, они могут быть по существу параллельны, а могут быть не параллельны между собой. При этом плоскость, в которой лежит первая пара 15 перемычек 7, может быть по существу параллельна плоскости, в которой лежит вторая пара 15 перемычек 7 (как изображено на фиг.1, 2), или плоскость, в которой лежит первая пара 15 перемычек 7, может быть размещена под углом к плоскости, в которой лежит вторая пара 15 перемычек 7 (как изображено на фиг.4).
Для улучшения стыковки и выравнивания блоков 1 при монтаже строительного объекта каждая стенка 2, 3, по меньшей мере, на одной грани имеет замковое соединение 18, выполненное с возможностью соединения с соответствующей стенкой 2, 3 смежного блока 1. Указанные замковые соединения могут быть выполнены любой известной конструкции, пригодной для аналогичных целей. Например, на фиг.5 изображен блок 1, который на двух боковых гранях имеет замковые соединения 18 типа «выступ 19 - впадина 20» для соединения с соответствующей стенкой 2, 3 смежного блока 1, имеющего ответное замковое соединение 18. При этом аналогичные замковые соединения 18 могут иметь верхние и нижние грани стенок 2, 3.
Кроме того, в стенках 2, 3 дополнительно могут быть размещены трубки для соединения смежных блоков 1 с помощью стержней, установленных в этих трубках (на чертеже не показано).
Для облегчения монтажа рамки 8 внутри соответствующей стенки 2, 3, эта стенка 2, 3 состоит из двух соединенных между собой прилежащими поверхностями панелей 21, смещенных одна относительно другой с образованием, по меньшей мере, на одной грани этой стенки 2, 3 замкового соединения 18 типа «выступ 19 - впадина 20» для соединения с соответствующей стенкой 2, 3 смежного блока 1, имеющего ответное замковое соединение 18. На фиг.6 изображен блок 1, который на двух боковых гранях, на верней грани и на нижней грани имеет замковые соединения 18 типа «выступ 19 - впадина 20» для соединения с соответствующей стенкой 2, 3 смежного блока 1, имеющего ответные замковые соединения 18.
Для создания разных частей строительного объекта внешняя и внутренняя стенки 2, 3 могут иметь разные габаритные размеры. То есть высота Н и/или ширина N, и/или длина L внешней стенки 2 могут быть в разных сочетаниях больше или меньше аналогичных параметров внутренней стенки 3. На фиг.7 изображен блок 1, у которого внешняя стенка 2 имеет высоту H1, которая больше высоты Н2 внутренней стенки 3. Данный вариант блока 1 предназначен для улучшения гидроизоляции с фундаментной подушкой при использовании таких блоков 1 в нижнем ряду строительного объекта.
Для создания закрытых торцев строительного объекта пустотелый блок 1 имеет, по меньшей мере, одну дополнительную стенку 22. Дополнительная стенка 22 представляет собой боковую стенку 23 или верхнюю стенку, или нижнюю стенку или еще, по меньшей мере, одну дополнительную стенку (на чертеже не показаны). При необходимости блок 1 может иметь одновременно боковую, верхнюю и нижнюю дополнительные стенки 22, а также несколько дополнительных боковых стенок, образующих блок, имеющий форму многогранника (на чертеже не показано). На фиг.8 изображен блок 1, который имеет одну боковую стенку 23.
При необходимости боковая дополнительная стенка 22 может быть выполнена за одно целое с внешней и внутренней стенками 2, 3 блока 1. На фиг.9 изображен блок 1, имеющий боковую стенку 23, выполненную за одно целое с внешней и внутренней стенками 2, 3. Этот блок может быть использован, например, при монтаже бокового монолита для колонн.
Для создания балок, по меньшей мере, одна дополнительная стенка 22 имеет, по меньшей мере, один габаритный размер, больше соответствующего габаритного размера блока. Например, на фиг.10 изображен блок 1, у которого дополнительная стенка 22 (в данном случае - нижняя стенка) имеет ширину N2, больше ширины N1 блока 1. При этом дополнительная стенка 22 выполнена за одно целое с внешней и внутренней стенками 2, 3 блока 1.
В разных вариантах настоящего изобретения описанные выше конструктивные особенности могут быть использованы в различных сочетаниях. Например, при создании проемов для установки окон и дверей, как изображено на фиг.11, длина L1 внешней стенки 2 больше длины L2 внутренней стенки 3 и при этом имеется дополнительная боковая стенка 23, длина L3 которой меньше ширины N блока 1.
Для создания криволинейных частей строительных объектов или строительных объектов сферической формы грани, по меньшей мере, одной стенки выполнены скошенными. В разных вариантах выполнения настоящего изобретения у внешней или внутренней стенки может быть выполнена скошенной одна грань (боковая, верхняя или нижняя), могут быть выполнены скошенными две боковые грани 24 (как изображено на фиг.12), могут быть скошены все грани (на чертеже не показано).
Внутри дополнительной стенки 22 (фиг.8) (аналогично внешней и внутренней стенкам 2, 3) размещены дополнительные элементы 7 арматуры, образующие четвертую рамку 25. При этом четвертая рамка 25 имеет арматурные фиксаторы 12, предназначенные для скрепления этой рамки 25 с пространственным арматурным каркасом 11 блока 1.
Внутри, по меньшей мере, одной стенки 2, 3, 22 могут быть размещены дополнительные элементы 7 арматуры, образующие, по меньшей мере, одну первую дополнительную часть 26 соответствующей рамки 8, 25, расположенную за ее пределами, то есть сбоку, сверху или снизу соответствующей рамки 8, 25. Первая дополнительная часть 26 первой рамки 8, 25 может быть выполнена любой известной формы, которую можно образовать из дополнительных элементов 7 арматуры. Например, на фиг.11 изображен блок 1, у которого первые дополнительные части 26 представляют собой удлинения двух горизонтальных частей 9 первых рамок 8, при этом у внешней стенки 2 удлинения размещены с двух сторон первой рамки 8, а у внутренней стенки 3 удлинения размещены с одной боковой стороны первой рамки 8. На фиг.12 изображен блок 1, у которого первые дополнительные части 26 представляют собой удлинения двух горизонтальных частей 9 первых рамок 8, размещенные с двух боковых сторон каждой первой рамки 8, при этом свободные концы каждой пары удлинений скреплены дополнительным элементом 7 арматуры.
Для равномерного размещения блоков 1 в строительном объекте в шахматном порядке первая дополнительная часть 26 соответствующей рамки 8, 25 имеет длину, по существу равную половине длины этой рамки 8, 25.
Первые дополнительные части 26 противолежащих рамок 8 соответствующих стенок 2, 3 скреплены между собой перемычками 4, выполненными из элементов 7 арматуры. Эти перемычки 4 могут быть выполнены аналогично описанным выше перемычкам 4, скрепляющим первые рамки 8, а могут быть выполнены любой другой описанной выше конструкции.
На фиг.13 изображен вариант выполнения предлагаемого блока 1, у которого внешняя и внутренняя стенки 2, 3 имеют разные габаритные размеры. В данном варианте внешняя стенка 2 имеет длину L1, больше длины L2 внутренней стенки 3. При этом внутренняя стенка 3 (то есть стенка с меньшим габаритным размером) имеет вторую дополнительную часть 27 первой рамки 8, размещенную снаружи этой стенки 3 и скрепленную с первой рамкой 8 внешней стенки 2 (то есть стенки с большим габаритным размером) перемычками 4, выполненными из элементов 7 арматуры. Причем первая рамка 8 внешней стенки 2 (то есть стенки с большим габаритным размером) может иметь первую дополнительную часть 26 первой рамки 8, размещенную напротив второй дополнительной части 27 первой рамки 8. В этом случае вторая дополнительная часть 27 первой рамки 8 скреплена перемычками 4 с первой дополнительной частью 26 первой рамки 8.
Возможен вариант выполнения предлагаемого блока 1, изображенный на фиг.14 (для упрощения чертежа не изображены фиксаторы 12), в котором внешняя и внутренняя стенки 2, 3 имеют соответствующие вторые дополнительные части 27 первых рамок 8, размещенные сбоку первых рамок 8 снаружи соответствующих стенок 2, 3 и скрепленные перемычками 4, выполненными из элементов 7 арматуры.
Вторые дополнительные части 27 первых рамок 8 могут быть размещены сбоку, сверху, снизу этих рамок 8 снаружи соответствующих стенок 2, 3 в различных комбинациях. Например, на фиг.7 изображена вторая дополнительная часть 27 первой рамки 8, размещенная снизу снаружи первой рамки 8.
Аналогичные конструктивные особенности, касающиеся первых дополнительных частей 26 и вторых дополнительных частей 27, также присущи четвертым рамкам 25 дополнительных стенок 22.
Вторые дополнительные части 27 соответствующих рамок 8, 25 могут иметь длину, по существу равную половине длины этих рамок 8, 25.
Возможен вариант выполнения предлагаемого блока 1, изображенный на фиг.15, в котором внутренняя стенка 3 выполнена по длине из двух расположенных на расстоянии панелей 28. Внутри каждой панели 28 размещена первая рамка 8 с первой дополнительной частью 26, при этом первые дополнительные части 26 первых рамок 8 двух панелей 28 скреплены размещенными снаружи панелей 28 дополнительными элементами 7 арматуры. Возможен вариант, при котором первая рамка 8 размещена внутри каждой панели 28 без первой дополнительной части 26 (на чертеже не показано). В этом случае первые рамки 8 двух панелей 28 скреплены размещенными снаружи этих панелей 28 дополнительными элементами 7 арматуры.
Все, что было описано выше относительно элементов 7 арматуры, касается также и дополнительных элементов 7 арматуры. При этом элементы 7 арматуры и дополнительные элементы 7 арматуры могут быть выполнены съемными или сборными, или съемными и сборными одновременно. Например, на фиг.16. изображены перемычки 4, выполненные из съемных элементов арматуры 7, выполненных из ленты. При этом на первой рамке 8 закреплено средство для крепления съемных элементов арматуры 7.
В разных вариантах выполнения настоящего изобретения элементы 7 арматуры и дополнительные элементы 7 арматуры имеют арматурное усиление, которое может представлять собой продольные, поперечные, под углом арматурные стяжки или арматурную сетку, как, например, изображено на фиг 17. Арматурные стяжки могут быть выполнены из вышеописанных арматурных элементов 7, а арматурная сетка - из металла, полимера, ткани и тому подобного.
Для создания строительных объектов, имеющих криволинейные поверхности, наружные периферийные поверхности 5, 6 внешней и внутренней стенок 2, 3 могут быть выполнены выпуклыми или вогнутыми, как изображено, например, на фиг.18.
При этом выпуклой или вогнутой может быть выполнена наружная периферийная поверхность 5, 6 только одной стенки 2, 3 (на чертеже не показано).
При необходимости создания фундаментной плиты строительный материал внутренней стенки блока 1 может быть удален и функцию этой стенки будет выполнять первая рамка 8, например, с первой дополнительной частью 26 (как изображено на фиг.19).
При необходимости значительного уменьшения высоты блока первая рамка 8 может иметь настолько малую высоту, что по существу будет представлять собой элементы 7 арматуры, образующие горизонтальную часть 9 этой рамки 8.
На наружной периферийной поверхности 5 внешней стенки 2 может быть выполнено декоративное или теплоизоляционное, или защитное покрытие 31 и тому подобное. При этом покрытие может осуществлять несколько функций одновременно. Декоративное покрытие может представлять собой покрытие из красок различной цветовой гаммы или, по меньшей мере, один декоративный элемент, закрепленный на наружной периферийной поверхности внешней стенки 2 или выполненный с ней за одно целое, и тому подобное. При этом с внутренней стороны на поверхности стенок 2, 3 может быть выполнено покрытие 32, например, защитное (звукоизоляция, гидроизоляция, утеплитель) или любое другое.
На фиг.20 изображен предлагаемый блок 1, имеющий треугольные стенки 2, 3 и размещенные в них треугольные первые рамки 8. На фиг.21 изображена часть строительного объекта, собранного из предлагаемых блоков 1, имеющих форму усеченной трапеции. Все, что было описано для прямоугольного предлагаемого блока 1, касается также треугольного, трапециевидного и любых других форм предлагаемых блоков 1.
Все элементы 7 арматуры и дополнительные элементы 7 арматуры в разных вариантах выполнения настоящего изобретения, образуют различные рамки, размещенные в различных плоскостях (горизонтальной, вертикальной, под углом) и обеспечивающие придание высокой жесткости и прочности предлагаемому строительному пустотелому блоку. При этом один и тот же элемент 7 может выполнять функцию горизонтальной части 9 или вертикальной части 10 (фиг.22) рамки 8 и одновременно выполнять функцию арматурного элемента (например, трубчатого) арматурного фиксатора 12. При этом блок 1 может содержать только две перемычки 4, например, верхние.
Описанные выше варианты выполнения настоящего изобретения не являются исчерпывающими и приведены только в качестве примеров, характеризующих настоящее изобретение. Все описанные варианты выполнения настоящего изобретения могут быть использованы как по отдельности, так и в сочетании.
Предлагаемые блоки 1 собирают следующим образом.
Из элементов арматуры 7 формируют первые рамки 8 внешней и внутренней стенок 2, 3 блока 1. Для этого скрепляют между собой горизонтальные и вертикальные элементы арматуры 7. Затем первые рамки 8 размещают одну напротив другой и соединяют между собой с помощью перемычек 4. При необходимости первые рамки 8 и перемычки 4 дополнительно соединяют с помощью стяжек 29. В результате формируют пространственный арматурный каркас 11 блока 1. На указанном каркасе 11 в зависимости от заданной конструкции строительного объекта закрепляют арматурные элементы арматурных фиксаторов 12, выполненных с возможностью соединения пространственных арматурных каркасов 11 смежных блоков 1 (например, с помощью соединительных средств) с образованием единой армированной структуры строительного объекта, имеющего единую полость для одновременного заполнения строительным материалом. Рамки 8 готового пространственного арматурного каркаса 11 поочередно помещают в форму, заполненную строительным материалом для изготовления внешней и внутренней стенок 2, 3. Это выполняют таким образом, чтобы рамки 8 внешней и внутренней стенок 2, 3 были размещены внутри строительного материала после его застывания и создания армированных стенок 2, 3 блока 1. Аналогичным образом формируют любые дополнительные стенки 22 блока 1.
Строительный объект, например, стену здания монтируют следующим образом.
Устанавливают описанные выше блоки 1, имеющие внешнюю и внутреннюю стенки 2, 3, например, в шахматном порядке и состыковывают соседние (сбоку, сверху и снизу) блоки 1. Пространственные арматурные каркасы 11 соседних блоков 1 соединяют с помощью арматурных фиксаторов 12 с образованием единой армированной структуры стены здания, имеющей единую полость 14 для одновременного заполнения строительным материалом. Торцы крайних блоков 1 закрывают соответствующими дополнительными стенками 22 с образованием замкнутого объема единой полости 14, которую одновременно заполняют заданным строительным материалом. Для образования дверных и оконных проемов, а также различных по форме строительных объектов используют соответствующие вышеописанные блоки 1.
Строительный объект, например, колонну монтируют следующим образом.
Устанавливают описанные выше блоки 1, имеющие внешнюю и внутреннюю стенки 2, 3, один на другой и состыковывают соседние (сбоку, сверху и снизу) блоки 1. Пространственные арматурные каркасы 11 соседних блоков 1 соединяют с помощью арматурных фиксаторов 12 с образованием единой армированной структуры колонны, имеющей единую полость 14 для одновременного заполнения строительным материалом. Торцы крайних блоков 1 закрывают соответствующими дополнительными стенками 22 с образованием замкнутого объема единой полости 14, которую одновременно заполняют заданным строительным материалом.
В качестве материала для одновременного заполнения полости 14 единой армированной структуры 13 строительного объекта может быть использован бетон, пенобетон, керамзитобетон, бетон с наполнителями, цементно-стружечные смеси, фибробетон, полимерные материалы, пены, сыпучие наполнители и тому подобные материалы.
Таким образом предлагаемое изобретение обеспечивает создание универсального пространственного арматурного каркаса 11 блока 1, имеющего различную пространственную форму и обеспечивающего возможность создания различных по форме строительных объектов, имеющих монолитную однородную, прочную и жесткую конструкцию. При этом за счет универсальности арматурного каркаса 11 грани 24 блока 1 могут иметь различную форму в плоскости, в результате чего блок 1 может иметь различную форму в пространстве. Это позволяет создавать арочные (вертикально расположенные), радиальные (горизонтально расположенные), сферические и другие монолитные объекты, имеющие, в том числе, вогнутые или выпуклые поверхности.
Причем в результате того, что пространственные арматурные каркасы 11 блоков 1 скреплены арматурными перемычками 4, выполненными из элементов 7 арматуры, эти блоки 1 в строительном объекте образуют единую силовую армированную структуру со сформированными внешней и внутренней стенками, имеющую единую полость 14, предназначенную для одновременной засыпки или заливки строительными смесями или растворами. Это, в свою очередь, позволяет монтировать и заполнять строительными материалами строительный объект не рядами, а в значительно большем объеме, например, в этаж, что обеспечивает монолитную однородность, прочность и жесткость строительного объекта в целом, исключает его ячеистость и слоистость, а также уменьшает количество швов, при этом исключается образование «мостиков холода», что уменьшает теплопроводность строительного объекта и увеличивает его теплоизоляционные свойства объекта, а также значительно увеличивает скорость строительства.
Кроме того, указанные конструктивные особенности предлагаемого блока 1 повышают сейсмоустойчивость строительного объекта в целом, что позволяет использовать предлагаемые блоки 1 для строительства объектов в сейсмоопасных районах.