СТЕНОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ
WALL STRUCTURE

Изобретение относится к области строительства, а именно к возведению наружных стен гражданских и промышленных зданий и сооружений.
Известна многослойная кирпичная стена, включающая разделенные слоем утеплителя внутреннюю и наружную стенки, соединенные поперечной перемычкой, и выполненнная кирпичной кладкой с температурными швами, разделяющими стену на температурные поля. Каждое отдельное температурное поле наружной стенки дополнительно снабжено гибкими связями и не менее чем одной жесткой горизонтальной связью с поперечными выступами для соединения с внутренней стенкой и установленной не ниже 1/5 высоты температурного поля или над оконным проемом. При этом в швах кирпичной кладки размещена продольная и поперечная арматура, одним своим концом закрепленная с жесткой горизонтальной связью, а гибкие связи, проходя через утеплитель, закреплены на внутренней стенке.[Е04В 2/42, номер публикации 2144117, дата публикации 2000.01.10, регистрационный номер заявки 97113878/03, Дата подачи заявки 1997.07.30, опубликовано 2000.01.10]. Применение данной конструкции стены позволяет повысить надежность и прочность стен здания особенно в северной климатической зоне.
Недостатком этой конструкции является значительная сложность ее возведения.
Известна также кладка стены из пустотелых блоков [Е04В 002/02, Е04В 002/18, Е04С 001/00, №2140499], отличающаяся тем, что блок или кирпич выполнен с одной полостью, содержит пазы и выступы. Нижняя часть выполняет функцию продольных и поперечных пазов, при этом выступы имеют продольно-поперечную прерывистую конфигурацию, обеспечивающую перевязку кладки "в замок" в продольном направлении на 1/4, 1/2, 3/4, а в поперечном на 1/4 номинальной длины блока или кирпича и кладку стены в 0,5, 1; 1,5; 2; 2,5… номинальной длины блока или кирпича. Ширина блока или кирпича в два раза меньше его длины. При перевязке кладки в продольном и поперечном направлениях полости блока или кирпича, сообщающиеся между собой, могут быть заполнены бетоном. Кладка стены из пустотелых блоков или кирпичей, содержащих пазы и выступы, включает наружную и внутреннюю версту, выполненную на плотном заполнителе, и забутку. При этом забутка выполнена из блоков или кирпичей на пористом заполнителе.
Недостатком этой конструкции является значительная сложность изготовления элементов кладки и сложность возведения.
Известна также ограждающая стеновая конструкция [Е04В 002/02, №2148129], содержащая внешний слой (кирпичную кладку), облицовочные кирпичи, арматурные сетки, внутренний слой из газобетонных блоков.
Недостатком конструкции этого типа является сложность ее возведения и изготовления элементов.
Стеновая конструкция из кирпичей со щелевидными пустотами, размещенными параллельно ложку, содержит версты из ложковых рядов с забуткой между ними. Забутка выполнена с использованием ложковых рядов. Версты соединены между собой горизонтальными диафрагмами, выполненными в виде перевязанного по высоте двухрядного слоя кладки. По крайней мере, в одном продольном вертикальном шве кладки размещен утеплитель.
Недостатком этой конструкции является ее недостаточное сопротивление теплопередаче.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой стеновой конструкции является конструкция по заявке №2237786, Е04В 2/42, дата публикации 2004.10.10, регистрационный номер заявки 2003115062/03, дата подачи заявки 2003.05.20, опубликовано 2004.10.10, содержащая облегченную каменную кладку, включающую внутренний и наружный слои, поперечные вертикальные и горизонтальные диафрагмы, плитный утеплитель и воздушную прослойку, причем плитный утеплитель имеет П-образный профиль, состоящий из двух слоев, плотно примыкающих к внутренним поверхностям наружного и внутреннего слоев кладки, соединенных перемычкой, примыкающей к горизонтальной диафрагме.
В конструкции этого типа имеются «мостики холода» в виде диафрагм. Перекрытие передает нагрузку в основном на внутренний слой кладки, имеющий малую толщину. Этим самым обуславливается недостаточная прочность и устойчивость.
В течение года стена испытывает знакопеременные деформации вследствие температурных колебаний. Результатом являются трещины. Знакопеременные деформации вызывают выкрашивание краев трещин - со временем трещины увеличиваются, и практически никакими средствами устранить их невозможно. Поскольку наружный слой - несущий, то появление таких трещин приводит к уменьшению надежности.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является снижение стоимости строительства несущих конструкций здания, уменьшение веса несущих конструкций, упрощение сборки, повышение сопротивления стен теплопередаче, усиление степени экологичности возводимого здания.
Задача решается следующим образом.
1. По осевой линии стен устанавливаются керамические трубы с шагом, равным расстоянию между осями отверстий блоков, выполненных из легких бетонов и нанизываемых на эти трубы, при условии, что сумма длины блока и толщины клеевого шва при сборке стены в два раза превышает указанное расстояние между указанными осями отверстий блоков, а диаметр отверстия в блоке равен сумме наружного диаметра керамической трубы и монтажного зазора.
2. Половина блоков из легких бетонов снабжена арматурой, выполненной в виде колец, соосно расположенных с осями отверстий блоков, соединенных стержнем, а указанные блоки собираются в стенку в шахматном порядке из армированных и неармированных блоков.
3. Внутри керамических труб и соосно им установлены арматурные стержни, скрепляемые на своих концах на уровне междуэтажных перекрытий, а междуэтажные перекрытия выполнены с отверстиями таким образом, что указанные арматурные стержни проходят через отверстия в перекрытиях, при условии, что междуэтажные плиты перекрытий укладываются на слой тяжелого бетона, замоноличивающего стык арматуры и укладываемого на горизонтальную арматуру, имеющую отверстия, через которые проходят вертикальные арматурные стержни, а внутренние отверстия керамических труб заполнены легким бетоном.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен первоначальный процесс монтажа стеновой конструкции, на фиг.2 - монтаж второго ряда стеновой конструкции, на фиг.3 - фрагмент продольного разреза стеновой конструкции, на фиг.4 -фрагмент стеновой конструкции с вариантом межблочного армирования, на фиг.5 - узел крепления вертикальной арматуры, на фиг.6 - фрагмент продольного разреза стеновой конструкции с влагонепроницаемым покрытием.
Стеновая конструкция содержит армированный 1 и неармированный блоки 2 из легких бетонов, содержащих отверстия. В отверстия вставлены керамические трубы 3. Армированные блоки содержат арматуру 4, выполненную в виде колец, установленных соосно отверстиям блоков и скрепленных между собой стержнем. Длина блоков принята равной разности между удвоенным межосевым расстоянием между осями отверстий блока и толщины шва, предусмотренного для соединения блоков. Ширина блока в два раза меньше длины блока. На трубы 3 устанавливаются плиты междуэтажного перекрытия 5.
Во втором варианте внутри керамических труб 3 соосно им установлены арматурные стержни 6, выполненные в виде металлических труб, имеющих на каждом из концов диаметральные отверстия. Арматурные стержни 6 соединены между собой с помощью вкладышей 7, имеющих на каждом конце отверстие. В отверстия стержней 6 и вкладышей 7 пропущены болты 8 с заворачивающимися на них гайками. Внутрь нижней керамической трубы 3 заливается легкий бетон 9, поверх которого заливается слой тяжелого бетона 10, поверх которой укладывается горизонтальная арматура 11, отверстия которой охватывают арматурные стержни 6. Поверх арматуры 11 укладываются плиты междуэтажного перекрытия 5. В верхнюю трубу 3 заливается слой тяжелого бетона 12 и далее - легкий бетон 13. Для обеспечения влагонепроницаемости выполнено покрытие 14.
Монтаж стеновой конструкции выполняется следующим образом: с использованием клея или раствора выкладывается ряд блоков 1 и 2 в чередующемся порядке. В отверстия блоков устанавливаются керамические трубы 3, на которые далее в шахматном порядке нанизываются блоки 1 и 2. Таким образом обеспечивается перевязка блоков и скрепление керамических труб друг с другом через арматуру 4 армированных блоков. При выкладывании высоты этажа укладываются плиты 5 междуэтажных перекрытий, на которые далее укладываются блоки 1 и 21 и керамические трубы 3.
При монтаже стеновой конструкции без применения армированных блоков внутри керамических труб 3 соосно им устанавливаются тонкостенные металлические трубы 7. После завершения выкладки стеновой конструкции на высоту этажа внутрь керамической трубы заливается легкий бетон 9, поверх которого заливается слой тяжелого бетона 10. На этот слой бетона укладывается горизонтальная арматура 11, имеющая отверстия, которыми горизонтальная арматура нанизывается на тонкостенные металлические трубы 7. Далее укладываются плиты междуэтажного перекрытия 5, имеющие отверстия, через которые проходят тонкостенные металлические трубы 7. Тонкостенные металлические трубы 7 скрепляются друг с другом по высоте на уровне междуэтажного перекрытия с помощью вкладышей 8, имеющих диаметральные отверстия. Такие же диаметральные отверстия имеют тонкостенные металлические трубы 7. В указанные диаметральные отверстия тонкостенных металлических труб и вкладыша заводится тело болта 12, на который заворачивается соответствующая гайка. После этого внутреннее пространство верхней тонкостенной трубы 7 заливается легким бетоном 13.
В случае необходимости наружная поверхность блоков 1 и 2 изготавливается с влагонепроницаемым слоем 14.
Собранная таким образом стеновая конструкция имеет значительную прочность и устойчивость в связи со значительной величиной момента инерции поперечного сечения керамической трубы 7, значительно превосходящего минимальный момент инерции внутренней кладки кирпичной стены у прототипа
В связи с отсутствием мостиков холода обеспечивается высокое значение сопротивления теплопередаче.
Термическим деформациям подвергается не несущая часть конструкции, как у прототипа, а теплоизолирующая. Так как модуль упругости несущей части конструкции значительно выше, чем теплоизолирующей, то при тех же самых температурных деформациях температурные напряжения у предлагаемой конструкции значительно меньше, чем у прототипа. Более того, образовавшиеся трещины у прототипа увеличиваются в связи с механической нагрузкой, в то время как в предлагаемой конструкции температурным деформациям подвергаются ненагруженные элементы.
Сборка блока стеновой конструкции производится быстро. А стоимость изготовления керамических труб и их монтаж значительно дешевле, чем изготовление кирпичей и кладка из них элементов многослойной стеновой конструкции.