Каркасно-монолитная строительная конструкция "Атлант"

Полезная модель относится к области строительства, в частности к строительству каркасных монолитных зданий и сооружений с применением несъемной опалубки, и может быть использована для изготовления колонн и балок каркасных монолитных зданий и сооружений.
Известен модуль несъемной опалубки по патенту РФ на полезную модель №102364 E04G 11/00, 2010, содержащий внешнюю и внутреннюю панели, установленные параллельно на расстоянии друг от друга, соединенные между собой поперечно ориентированными металлическими стержнями. В полость между панелями заливается твердеющий наполнитель.
Недостатком известного устройства является невысокие прочностные характеристики, из-за отсутствия несущего каркаса, а также большие временные затраты на установку металлических стержней из-за необходимости выполнения отверстий в панелях.
Известна несъемная опалубка по патенту Китая на изобретение CN107313554, E04C3/34, E04G13/02, 2017, содержащая арматурный каркас в виде пространственной решетки, вокруг которого с четырех сторон установлены цементно-волокнистые плиты. Внутренняя поверхность плит снабжена выступающими элементами прямоугольной формы для контакта с арматурой. Плиты снаружи скреплены стальными угловыми элементами, соединенными между собой горизонтальными элементами.
Недостатком известной опалубки является отсутствие в готовом опалубочном модуле наружных облицовочных панелей и утеплителя, а также наличие решетчатого арматурного каркаса, что снижает скорость возведения зданий и сооружений из-за необходимости проведения дополнительных работ по утеплению и отделке наружных стен здания, и установке арматурного каркаса.
Известен длинномерный сталебетонный элемент по патенту РФ на изобретение №2641141, Е04В 3/34, 2018, включающий каркас, выполненный из продольных, поперечных и диагональных стальных прокатных профилей, бетонный элемент, расположенный внутри каркаса и связанный с поперечными и диагональными элементами. Элементы каркаса соединены между собой сваркой. Известное устройство выбрано в качестве ближайшего аналога.
Недостаток ближайшего аналога заключается в затратах времени на сварное соединение элементов каркаса. Кроме того, в ближайшем аналоге отсутствуют опалубка и утепление, что приводит к необходимости проведения дополнительных работ по облицовке и утеплению здания или сооружения.
Технический результат заключается в ускорении возведения зданий и сооружений сборно-монолитным каркасным методом.
Технический результат достигается тем, что в каркасно-монолитной строительной конструкции, содержащей металлический каркас с внутренним пространством, заполненным бетоном, согласно полезной модели, элементы каркаса выполнены из тонкостенного С-образного металлического профиля, установлены параллельно друг другу и скреплены между собой резьбовыми элементами в виде шпилек, при этом элементы каркаса по всей длине снабжены отверстиями для шпилек и отверстиями для заполнения бетоном, каркас обшит облицовочной и опалубочными пластинами, причем между облицовочной пластиной и каркасом размещен теплоизоляционный материал.
Технический результат обеспечивается тем, что каркас каркасно-монолитной строительной конструкции выполнен из металлического тонкостенного профиля, что облегчает и ускоряет монтаж колонны или балки, как в заводских условиях, так и на строительной площадке. Использование металлического профиля со специальными отверстиями под резьбовые крепежные элементы в виде шпилек позволяет быстро закрепить шпильки на каркасе по сравнению со сварочными работами, применяемыми в ближайшем аналоге.
Каркас из металлического профиля, имеющего отверстия для связи с бетоном, скрепленного между собой поперечными элементами в виде шпилек, с внутренним пространством, заполненным монолитным бетоном, образует несущую часть каркасно-монолитной конструкции с достаточной для возводимого здания или сооружения прочностью и устойчивостью. Это позволяет исключить использование арматурного решетчатого каркаса, который обычно используется при монолитно-каркасном строительстве и требует больших временных затрат на сварку, вязку и установку внутри опалубки.
Использование в заявляемой конструкции готовой облицовочной пластины для формирования наружной поверхности колонны или балки, также ускоряет строительство здания или сооружения за счет исключения отделочных работ.
Облицовочная и опалубочные пластины представляют собой несъемную опалубку, использование которой позволяет не проводить работы по разборке опалубки после заливки бетона.
На фиг.1 изображена каркасно-монолитная конструкция колонны.
На фиг.2 изображена каркасно-монолитная конструкция балки.
На фиг.3 изображен С-образный каркасный элемент.
На фиг.4 изображен каркас каркасно-монолитной конструкции колонны.
На фиг.5 изображена схема возведения монолитно-каркасного здания.
Каркасно-монолитная строительная конструкция колонн и балок содержит каркас из каркасных элементов 1, скрепленных металлическими шпильками 2, закрепленные на каркасе опалубочные пластины 3 для формирования внутренней поверхности здания, и облицовочную пластину 4 для формирования наружной поверхности здания. Внутреннее пространство каркаса заполнено монолитным бетоном 5. Между каркасными элементами 1 и облицовочной пластиной 3 размещен теплоизоляционный материал 6. Каркасные элементы 1 по всей длине содержат отверстия 7 под крепежные элементы и отверстия 8 для связи с бетоном.
Каркасные элементы 1 выполнены из готового стального оцинкованного тонкостенного С-образного профиля с выполненными на нем отверстиями , например, профили холодногнутые "Атлант" ТУ 1120-001-43048595-2015 (фиг.3). Толщина используемого тонкостенного металлического профиля составляет от 1,2 мм до 4 мм. В местах отверстий 8 для заполнения бетоном  пластина профиля 1 загнута внутрь. После затекания и затвердения бетонной смеси каркасный элемент 1 связывается с бетоном 5 этими загибами, за счет этого обеспечивается совместная работа бетона 5 и каркасного элемента 1.
В качестве опалубочных пластин 3, в частности для формирования внутренней поверхности здания, используют, например, цементно-стружечные панели (ЦСП), фибролитовые листы или другие панели, которые создают готовую поверхность под чистовую отделку.
Облицовочную пластину 4, которая при возведении здания будет находиться на наружной поверхности колонны или балки, выполняют в виде готовой облицовочной панели. Это могут быть крашеные или фактурные ЦСП, крашеные или фактурные панели из плоского шифера, фибролитовые плиты или другие панели с декоративной отделкой.
В качестве бетона используют тяжелый монолитный бетон класса В7,5, В10, В15, В25.
В качестве теплоизоляционного материала 6 может быть использован пенопласт, минеральная вата или другой наполнитель, обладающий достаточной плотностью, чтобы при заливке тяжелого монолитного бетона 5, сохранить свои геометрические размеры.
Устройство работает следующим образом.
На строительной площадке или в заводских условиях собирают пространственный металлический каркас. Для этого не менее двух каркасных элементов 1 располагают параллельно друг напротив друга и/или друг за другом и скрепляют металлическими шпильками 2. Шпильки 2 устанавливают поперечно в специальных отверстиях 7 каркасных элементов 1, закрепляют резьбовыми крепежными элементами (фиг.4). Шпильки 2 играют роль поперечной арматуры в конструкции. Количество каркасных элементов 1, как и количество шпилек 2, зависит от размера колонны или балки.
Каркас обшивают опалубочными 3 и облицовочной 4 пластинами. При этом между каркасом и облицовочной пластиной размещают теплоизоляционный материал 6. Опалубочные пластины 3 и облицовочную пластину 4 прикрепляют к каркасным элементам 1 резьбовыми элементами с потайными головками.
Во внутреннее пространство каркаса заливают монолитный бетон 5, который выдерживают до набора необходимой прочности. Каркас с залитым бетоном 5 образует несущую часть каркасно-монолитной конструкции. Бетон 5, заполняя внутреннее пространство каркаса, и затекая в предназначенные для этого отверстия 8 в каркасных элементах 1, после застывания образует монолитную конструкцию высокой прочности и устойчивости. Полученная конструкция подходит для возведения, как колонн, так и балок.
Для строительства первого этажа здания на фундаменте вертикально устанавливают собранную заявляемую конструкцию для возведения колонн 9 и крепят к фундаменту анкерами. Далее над колоннами 9 с помощью заявляемой конструкции, установленной горизонтально, формируют балки 10. Далее колонны и балки заполняют монолитным бетоном, и после набора бетоном необходимой прочности выполняют устройство перекрытий 11. Колонны 9 и балки 10 последующих этажей возводят аналогичным образом (фиг.5). При этом на строительной площадке не требуются дополнительные операции по разборке опалубки, а также отделке поверхностей колонн и балок возводимых зданий и сооружений.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет ускорить возведение зданий и сооружений каркасным монолитным методом.