СТРОИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится области строительных конструкций, изготовляемых из строительных смесей и строительных элементов непосредственно на стройплощадке с применением несъемной опалубки. Полезная модель может быть использована при возведении сборно-монолитных, преимущественно, малоэтажных зданий, а также для возведения мансардных этажей и надстроек многоэтажных зданий.
Известны различные виды строительных конструкций, содержащие фундамент, крышу, несущие и ограждающие конструкции в виде сборно-монолитных стен с несъемной опалубкой и перекрытия. [Публикация международной заявки WO 2005019549, 2005; патент США №5477652, опубл. 26.12.1995].
Получению требуемого технического результата препятствуют необходимость привлечения тяжелой грузоподъемной техники для монтажа стен и перекрытий и большая энергозатратность и сметная стоимость строительства.
Известно техническое решение, описанное в патенте России №2099482 (опубл. 1997), согласно которому система здания, содержит фундамент, крышу, несущие и ограждающие конструкции в виде сборно-монолитных стен с несъемной опалубкой и, перекрытие, причем межопалубочное пространство заполнено легким бетоном, преимущественно, арболитом.
Получению требуемого технического результата препятствует необходимость использования вибротехники, и необходимость выдержки времени затвердевания состава, что удлиняет сроки строительства.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков (прототипом) полезной модели является строительная система,
содержащая фундамент, крышу, несущие и ограждающие конструкции в виде сборно-монолитных стен с несъемной опалубкой, соединенных с фундаментом анкерами, и, по меньшей мере, одно сборно-монолитное перекрытие [Патент России №2155045, опубл. 20.10.2001 г.], причем межопалубочное пространство заполнено поризованным мелкозернистым бетоном, а опалубка выполнена из асбестоцемента.
Получению требуемого технического результата препятствуют использование материалов, основанных на энергозатратных технологиях производства и строительства (производство цемента, асбестоцемента, крановый монтаж отдельных конструкций), а также ограниченные функциональные возможности устройства по изменению конструкционных и теплопроводных свойств стен и перекрытий. Следует отметить, что низкая паропроницаемость стен, выполненных согласно указанному техническому решению, негативно влияет на качество жизни в подобных зданиях.
Заявляемая полезная модель направлена на решение задачи повышения качества жизни населения путем обеспечения его комфортным жильем с применением экологически чистых материалов в достаточно сжатые сроки.
Технический результат, получаемый при реализации заявляемой полезной модели, выражается в снижении энергозатратности при строительстве зданий, повышении энергоэффективности при эксплуатации здания, уменьшения сроков строительства, уменьшении себестоимости здания, при одновременном повышения качества жизни в здании и обеспечении высокой степени долговечности конструкции здания. Дополнительный технический результат выражается в расширении функциональных возможностей по изменению конструкционных и теплопроводных свойств стен и перекрытий в зависимости от климатических, сейсмологических и эксплутационных условий. Дополнительный технический результат также выражается в расширении
спектра используемых материалов с использованием местных материалов и возможности использования отходов производства с целью их утилизации.
Для достижения вышеуказанного технического результата в строительной системе, содержащей фундамент, крышу, несущие и ограждающие конструкции в виде сборно-монолитных стен с несъемной опалубкой, соединенных с фундаментом анкерами, и, по меньшей мере, одно сборно-монолитное перекрытие, несъемные опалубки сборно-монолитных стен и перекрытий выполнены тонкостенными из материала на основе гипса и/или стеклосиликата и/или цемента и/или асбоцемента, причем опалубка стен прикреплена к стойкам из просеченных профилей, а монолит стен выполнен с образованием, по меньшей мере, одного конструкционно-теплоизоляционного слоя, причем монолит стен выполнен из бетона на гипсовом вяжущем или легкого бетона на цементной основе в цокольной части и бетона на гипсовой основе в верхней части, проемообразователи окон и дверей образованы стойками с закрепленными между ними перемычками из просеченных профилей, перекрытие выполнено сборно-монолитным с несъемной опалубкой, содержащим несущие балки, опирающиеся своими концами на обвязочную балку из обетонированного просечного профиля, между несущими балками размещена сборная несъемная опалубка арочной формы, опирающаяся на нижний пояс несущих балок, в верхней части перекрытия размещена армирующая сетка, монолит перекрытия выполнен с образованием, по меньшей мере, одного конструкционно-теплоизоляционного слоя, причем монолит перекрытия выполнен из бетона на гипсовом и/или цементном вяжущем.
Понятие «строительной системы» является комплексной характеристикой конструктивного решения здания по материалу и технологии возведения его вертикальных несущих и ограждающих конструкций в сочетании с определенной конструктивной системой
(цельно-монолитные, каркасные, с несущими стенами и пр.) [Архитектура гражданских и промышленных зданий: Гражданские здания. Учеб. для вузов. / Под общ. ред. А.В.Захарова, М.: Стройиздат, 1993. - 509 с.].
В частном случае выполнения полезной модели вышележащие стены соединены с перекрытием с образованием платформенного стыка.
В частном случае выполнения полезной модели стойки выполнены состоящими из двух и более вертикальных элементов, соединенных между собой.
В частном случае выполнения полезной модели стойки выполнены из стальных оцинкованных профилей или из профилей из композиционных материалов на основе углерода или из стеклопластиков.
В частном случае выполнения полезной модели несущие балки перекрытия выполнены в форме двутавровых и/или швеллерных профилей.
В частном случае выполнения полезной модели фундамент выполнен облегченным и мелкозаглубленным.
В частном случае выполнения полезной модели крыша выполнена с использованием в качестве несущих конструкций просечных профилей.
В частном случае выполнения полезной модели обвязочная балка для стеновых пролетов выполнена из двух просечных профилей, вложенных один в другой и заполненных бетоном.
От наиболее близкого аналога предлагаемая полезная модель отличается следующим. Несъемные опалубки сборно-монолитных стен и перекрытий выполнены тонкостенными из материала на основе гипса и/или стеклосиликата и/или цемента и/или асбоцемента. Расширение материалов стен опалубки позволяет изменять конструкционные, теплопроводные свойства стен и перекрытий в зависимости от эксплутационных условий. Использование стоек из просечных профилей, к которым крепится опалубка стен, позволяет создать надежную конструкцию стен, способную выполнять несущие функции и
выдерживать перепады температур. Возможность выполнения монолита стен с образованием, по меньшей мере, одного конструкционно-теплоизоляционного слоя расширяет функциональные возможностей по изменению конструкционных и теплопроводных свойств стен и перекрытий в зависимости от климатических, сейсмологических и эксплутационных условий, что обеспечивает возможность регулирования теплозащиты зданий, теплоэффективности зданий при их эксплуатации, а также дает возможность выбора различных вариантов стоимости строительства. Выполнение монолита стен из бетона на гипсовом вяжущем или легкого бетона на цементной основе в цокольной части и бетона на гипсовой основе в верхней части, снижает энергозатратность строительства 2 и более раз. Высокая скорость схватывания при изготовлении строительных элементов на основе гипса существенно сокращает сроки строительства. Каждый отдельный строительный элемент строительной системы, весит не более 50 кг и исключает необходимость применения тяжелой грузоподъемной техники. Использование бетона на гипсовой основе существенно снижает себестоимость здания. Использование в качестве монолита стен бетона на гипсовой основе увеличивает паропроницаемость стен, что благоприятно влияет на качество жизни в зданиях с использованием строительной системы согласно полезной модели. При изготовлении бетона на гипсовом вяжущем возможно использование местных материалов, а также отходов различных производств с целью их утилизации. Использование механизированных средств производства строительных работ существенно снижает традиционную трудоемкость, энергозатратность и значительно сокращает сроки возведения здания. При использовании в качестве монолита стен гипсового вяжущего для обеспечения надежной несущей способности здания необходимо использовать специальные конструкции перекрытий, которые с одной стороны способны выдерживать необходимые несущие нагрузки, а с другой стороны не должны сами
создавать больших нагрузок на стены. Выполнение перекрытия согласно предлагаемой конструкции, содержащим несущие балки, опирающиеся своими концами на обвязочную балку из обетонированного просечного профиля, между которыми размещена сборная несъемная опалубка арочной формы, опирающаяся на нижний пояс несущих балок, в совокупности с использованием в качестве материала монолита стен бетона на гипсовом вяжущем, позволяет создать прочную и долговечную конструкцию здания, с оптимальными параметрами несущей способности (прочности, устойчивости, долговечности). В целях усиления несущей способности перекрытия в верхней части перекрытия размещают армирующую сетку. В целях улучшения тепло и звукоизоляционных свойств монолит перекрытия выполнен с образованием, по меньшей мере, одного конструкционно-теплоизоляционного слоя. Соединение вышележащих стен с перекрытием с образованием платформенного стыка обеспечивает надежность конструкции. Конструкционное выполнение стен и перекрытий обеспечивают высокую теплозащиту и оптимальную паропроницаемость, что создает комфортный микроклимат внутренних помещений.
Таким образом, именно совокупность технических решений конструкций стен и перекрытий обеспечивает достижение заявленного технического результата.
Полезная модель поясняется чертежами, где
На фиг.1 - аксонометрия строительной системы,
На фиг.2 - пространственный фрагмент конструкции стен и перекрытия,
На фиг.3 - схематично представлены узлы конструкции стены,
На фиг.4 - схематично представлены узлы конструкции перекрытия.
Строительная система содержит фундамент 1, крышу 2, несущие и ограждающие конструкции в виде сборно-монолитных стен 3 с несъемной опалубкой и сборно-монолитных перекрытий 4 с несъемной опалубкой (Фиг.1). Конструкция и способ устройства фундамента осуществляется по
известным конструктивным схемам, но, учитывая пониженную материалоемкость конструкций стен и перекрытий данной строительной системы, используются облегченные мелкозаглубленные конструкции фундаментов: свайные, ленточные, плитные, отдельно стоящие.
Конструкция и способ устройства крыши 2 осуществляется по известным конструктивным схемам, но, учитывая применение легкого металлического просечного профиля в конструкциях стен и перекрытий, в несущих конструкциях крыши могут быть использованы аналогичные просечные профили.
Сборно-монолитные стены 3 соединены с фундаментом 1 анкерами 5 из полосовой стали.
Сборно-монолитные стены 3 имеют несъемные опалубки 6, которые прикреплены к стойкам 7 из просеченных профилей с использованием инструментального крепежа.
Анкера 5 крепят к стойкам 7.
3
I
I
Стойки 7 служат для крепления несъемной опалубки 6 и выполняют основные несущие функции в стенах (фиг.2). Стойки могут быть выполнены из профилей из различных материалов, например, стальными оцинкованными, из композиционных материалов на основе углерода или из стеклопластиков. Монолит стен 8 выполнен из бетона на гипсовом вяжущем или легкого бетона на цементной основе в цокольной части и бетона на гипсовой основе в верхней части. Средний объемный вес бетона на гипсовом вяжущем 400-500 кг/м. В цокольной части стен могут быть использованы легкие бетоны на цементной основе или модифицированном гипсовом вяжущем. Монолит стен 8 выполнен с образованием, по меньшей мере, одного конструкционно-теплоизоляционного слоя 9 (фиг.3а). Стойки 7 могут быть выполнены состоящими из двух и более вертикальных элементов 10 и 10, соединенных между собой. При соединении нескольких вертикальных элементов 10 и 10 между собой в продольном направлении технологически обеспечивается возможность
I
формирования монолита стен 8 из нескольких конструкционно-теплоизоляционных слоев 9, 9 различными характеристиками с образованием многослойной структуры стены (фиг.3б).
При формировании монолита стены 8 в процессе затвердевания бетона на гипсовом вяжущем за счет адгезии образуется надежное соединение опалубки 6 с монолитом стены 8.
Проемообразователи окон и дверей 11 формируют с помощью стоек 7 с закрепленными между ними перемычками 12 из просеченных профилей.
По верху стоек 7 устанавливаются обвязочные балки 13 из бетонированного просечного профиля, повышающие жесткость стены и служащие опорой для конструкции перекрытия. Бетонирование просечного профиля обвязочной балки осуществляется из высокопрочного бетона (В15-В20). При перекрытии пролетов в стенах обвязочная балка 13 может быть выполнена из двух просечных оцинкованных профилей, вложенных один в другой и наполненных бетоном.
Перекрытие 4 содержит несущие балки 14, опирающиеся своими концами на обвязочную балку 13 из обетонированного просечного профиля, и прикрепленные к ней с помощью инструментального крепежа (фиг.4).
Несущие балки перекрытия 14 выполнены из просечных двутавровых швеллерных профили из оцинкованной стали. Могут быть использованы и другие материалы, обладающие требуемой несущей способностью, такие как композитные материалы на основе углерода, стеклопластики, базальтопластика. Между несущими балками перекрытия 14 размещена сборная несъемная опалубка 15 арочной формы, опирающаяся на нижний пояс несущих балок 14. В верхней части перекрытия 4 размещена армирующая сетка 16 (фиг.4). Монолит перекрытия 4 выполнен с образованием, по меньшей мере, одного конструкционно-теплоизоляционного слоя 17. Монолит перекрытия выполнен из бетона на
3
3
3
гипсовом и/или цементном вяжущем. Монолит перекрытия может быть выполнен, например, с образованием трех конструкционно-теплоизоляционных слоев 18, 19 и 20. При этом верхний несущий слой монолита перекрытия 18 выполнен из бетонов на модифицированном гипсовом вяжущем со средним объемным весом 1500 кг/м. Армирующая сетка 16 выполнена из стеклопластика размещена в слое 18. Промежуточный слой 19 выполнен из бетонов на гипсовом вяжущем со средним объемным весом 500 кг/м. Слой монолита перекрытий 20, упрочняющий несъемную опалубку 14, выполнен из бетонов на модифицированном гипсовом вяжущем со средним объемным весом 1500 кг/м.
Вышележащие стены 3 соединены с перекрытием 4 с образованием платформенного стыка 21 (фиг.2).
Несъемные опалубки сборно-монолитных стен 6 и несъемные опалубки 13 сбороно-монолитных перекрытий выполнены тонкостенными из материала на основе гипса и/или стеклосиликата и/или цемента и/или асбоцемента.
Использование строительной системы осуществляется следующим образом.
В соответствии с проектом, условиями грунтов, принятым объемно-планировочным решением устраиваю фундамент. Фундаменты 1 снабжают анкерными устройствами 5. Цокольная часть стен 3 опирается на фундамент 1. Стены 3 выше нулевой отметки опираются на нижележащие перекрытия, образуя платформенный стык 21. Несъемной опалубка 6 цокольной части стен выполняется из плоских прессованных асбестоцементных листов, которые крепятся к стойкам 7 самонарезающимися винтами. Несъемной опалубка части стен 6, расположенных выше нулевой отметки, выполняется из водостойких экологически чистых материалов, таких как гипсо-волоконные листы, цементо-стружчатые или стружчато-ориентированные плиты. Для обеспечения жесткости конструкции стоек 7 вдоль периметра несущих
стен 6 крепится обвязочная балка 13 в виде направляющего профиля на уровне верха стоек 7, которая предназначена для создания опоры перекрытия. Установка опалубки 6 начинается с внутренней стороны стен 3 и может быть выставлена на всю высоту стоек 7. Наружная опалубка 6 выставляется по мере заливки стен 3 модифицированным бетоном на основе гипса. Монолитная заливка модифицированным гипсобетоном происходит послойно ручным или механизированным способом - с помощью растворонасоса. Изготовление гипсобетонной смеси осуществляется механизированным способом с помощью миксера или бетономешалки. В качестве легких наполнителей модифицированного гипсобетона в стенах применяются такие материалы, как керамзит, пенополистерол, перлит, опилки и другие экологически чистые легкие наполнители. Монолитное наполнение стены в соответствии с конструкционными и теплоизоляционными требованиями может быть однослойным или многослойным. После выверки конструкций по горизонтальному и вертикальному уровням анкерные выпуски 5 из фундамента 1 и перекрытий креп к соответствующим стойкам 7. На горизонтальные поверхности опалубочных листов внутреннего слоя несъемной опалубки 6 крепятся рейки, создающие дополнительную жесткость от распора монолитной смеси и фиксирующие опалубочные листы в проектном положении. После набора прочности гипсобетоном рейки снимаются.
Проемообразователи 11 изготавливаются из готовых коробок окон, дверей и профилей и устанавливаются в проектные положения по мере заливки стен. Дополнительные крепления проемообразователей в проектном положении осуществляется самонарезающимися винтами к листам несъемной опалубки 6. Перед заливкой стен в проектное положение устанавливаются гибкие трубки-кабели под скрытую электрическую и телекоммуникационную проводки. Наружная и
внутренняя поверхности стен 3 готовы под окраску или другие способы отделки поверхности стен.
Перекрытие 4 выполняют следующим образом. Изготовленные из профилей несущие балки перекрытия 14 устанавливают в проектное положение на стены и крепят к обвязочной балке 13 самонарезающимися винтами. На нижние полки несущих балок 13 перекрытия стен устанавливаются сборные опалубки арочной формы 15, заполняя все пространство по длине балок перекрытия. Монолитное наполнение перекрытия представляет собой многослойную конструкцию: слой заливки из бетонной смеси с легкими наполнителями, например, пенополистеролом или перлитом, до верхнего уровня опалубки арочной формы 15; слой наполнения из бетонной смеси с тяжелыми наполнителями до верхнего проектного уровня перекрытия, верхний слой которого армируется стеклопластиковой сеткой. Укладка бетонной смеси осуществляется ручным или механизированным способом - с помощью растворонасоса. Перед заливкой петия по стенам в пустоты под опалубку арочной формы 15 устанавливают гипсобетонные вкладыши соответствующей формы. Особенностью установки опалубки по внешней поверхности стен здания является то, что опалубка выводится на уровень верха перекрытия. При необходимости проемообразователи устанавливаются в процессе бетонирования либо устраиваются в готовом перекрытии механическим способом. Нижняя поверхность перекрытия - потолок - отделывается известными способами. При этом допускается сохранение оригинальной волнообразной формы перекрытия. Конструкцию пола выполняют традиционным способом.