Опорная строительная конструкция

Полезная модель относится к строительству и может быть использована в конструкциях опалубки при возведении зданий и сооружений с литыми бетонными перекрытиями, а также в качестве лесов при проведении общестроительных и фасадных работ.
Опалубка является временной формой для возведения бетонных и железобетонных конструкций, которая выстраивается прямо на месте проведения строительных работ. Опалубка перекрытий из элементов клиновых лесов - это безшарнирная рамная конструкция из вертикальных и горизонтальных элементов.
Известна опорная строительная конструкция, описанная в патенте RU №137046 - опалубка перекрытия, содержащая набор установленных на домкратах составных вертикальных стоек, выполненных из труб и снабженных с противоположной домкратам стороны регулируемыми по высоте упорами, и смонтированные с образованием четырехугольника горизонтальные полые ригели, снабженные по концам приваренными наконечниками с парными расходящимися под тупым углом клиньями для установки одного из них в приваренную к вертикальной стойке нижнюю чашу, выполненную с коническими наружной и внутренней боковыми поверхностями, и фиксации второго клина к стойке верхней чашей, подвижной вдоль и вокруг стойки с возможностью фиксации выполненным в ней пазом к приваренному к стойке в продольном направлении стержню, причем наконечники выполнены с конической усеченной центральной частью, обращенной внутрь горизонтальных ригелей, а клинья выполнены с выпуклой наружной поверхностью для сопряжения с вогнутой внутренней поверхностью верхней и нижней чаш и с вогнутой внутренней поверхностью для сопряжения с поверхностью вертикальных стоек, при этом на наконечниках выполнены уступы, приваренные к краям горизонтальных ригелей.
Недостатком известной опалубки являются ограниченные функциональные возможности опалубки и узлов крепления, что приводит к недостаточной жесткости конструкции и малой продольной и вертикальной устойчивости, а, следовательно, к изменению геометрической формы конструкции, ее перекосу и обрушению, особенно при ее возведении на широкой площади монтажа, когда принцип распределения нагрузок за счет горизонтальных связей недостаточно эффективен.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве ближайшего аналога, является опорная строительная конструкция - опалубка перекрытий чашечного типа согласно патента RU № 140596, содержащая основные элементы - вертикальные элементы и горизонтальные элементы, содержащие на концах наконечники в виде клиньев, опорные элементы, балки, опалубочный щит, чашечный узел крепления горизонтальных элементов к вертикальным, выполненный в виде двух ответных частей, нижней неподвижной, установленной на вертикальном элементе, и верхней, установленной с возможностью перемещения в верхней части по высоте вертикального элемента, снабженных каждая внутренней поверхностью, которая описывается уравнением поверхности тела вращения или его производной, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит диагональные соединительные элементы, установленные в вертикальной плоскости, в произвольном порядке по длине и высоте с наружной стороны монтируемой рамной конструкции опалубки, и содержащие на концах наконечники в виде клиньев, с возможностью их вращения относительно диагонального элемента по оси крепления данного элемента и клина, предназначенных для зажима между нижним узлом крепления и верхним узлом крепления.
Недостатком данной полезной модели является ограничение функциональных возможностей опорной строительной конструкции, поскольку дополнительные диагональные элементы можно закрепить только в чашечных узлах крепления основных горизонтальных элементов к основным вертикальным элементам, что ограничивает диапазон углов между основными элементами и дополнительными. Кроме того, введение в конструкцию дополнительно диагональных элементов, использующих тот же чашечный принцип закрепления на вертикальном элементе, что и горизонтальные элементы, хотя и упрощает монтаж конструкции, однако усложняет сам чашечный узел и снижает его надёжность.
Задачей заявляемой полезной модели является расширение функциональных возможностей опорной строительной конструкции за счет возможности регулирования продольной и поперечной устойчивости с помощью расположения дополнительных универсальных элементов в широком диапазоне углов и фиксации на любом участке основного элемента между чашечными узлами.
Техническим результатом является расширение функциональных возможностей и использования опорной строительной конструкции как в виде опалубки, так и в виде лесов, то есть как для выполнения работ по монтажу горизонтальных монолитных конструкций, так и для работ внутри и снаружи помещений с размещением рабочего персонала и строительных материалов на стальных настилах лесов. Такая унификация достигается за счёт введения в конструкцию универсальных элементов с хомутами на концах, которые не ограничивают возможности расположения универсальных элементов только наклонно (диагонально), а позволяют располагать их в широком диапазоне углов наклона от 0º до 180º и вертикально и горизонтально, что повышает устойчивость конструкции при одновременном повышении надёжности.
предлагается
Сущность полезной модели заключается в том, что в опорной строительной  конструкции, включающей в себя несущую поверхность и образованной основными вертикальными элементами и основными горизонтальными элементами с наконечниками в виде клиньев на концах, соединёнными между собой с помощью чашечных узлов крепления, каждый из которых выполнен в виде двух ответных частей, нижней неподвижной, установленной на соответствующем вертикальном элементе, и верхней, установленной с возможностью перемещения вдоль вертикального элемента, а также включающей дополнительные соединительные элементы, дополнительные соединительные элементы выполнить универсальными, для чего каждый из них снабдить на концах хомутом для фиксации на любом, расположенном между чашечными узлами, участке основного элемента под углом к нему в пределах от 0º до 180º.
По меньшей мере, один универсальный элемент может быть зафиксирован одновременно на основном вертикальном элементе и на основном горизонтальном элементе.  В данном случае универсальный элемент может быть зафиксирован, например, под углом в пределах от 5º до 85º.
По меньшей мере, один универсальный элемент может быть зафиксирован между двумя соседними вертикальными элементами. В данном случае универсальный элемент может быть зафиксирован, например, под углом в пределах от 0º до 40 º или от 140 º до 180º.
По меньшей мере, один универсальный элемент может быть зафиксирован между двумя соседними горизонтальными элементами. В данном случае универсальный элемент может быть зафиксирован, например, под углом в пределах от 50º до 130 º.
Каждый хомут может содержать две стальные зажимные части в виде скоб, соединённых с одной стороны с помощью защёлки клипсы, а с другой стороны с помощью болта с гайкой, а также стальной винт, приваренный к одной из скоб, при этом хомут установлен с возможностью поворота вокруг оси винта на угол от 0º до 180º.
По меньшей мере,  два основных горизонтальных элемента, соединенные чашечным узлом крепления могут быть расположены в горизонтальной плоскости относительно друг друга под углом в пределах от 90º до 270º включительно.
По меньшей мере,  три основных горизонтальных элемента, соединенные чашечным узлом крепления могут быть расположены в горизонтальной плоскости относительно друг друга под углом в пределах от 90 º до 120 º включительно.
Несущая поверхность может быть выполнена в виде опалубочного щита.
Несущая поверхность может быть выполнена в виде стального настила.
Несущая поверхность может быть выполнена так, что одна её часть представляет собой настил, а другая часть представляет опалубочный щит.
Стальной настил может быть снабжён приставной лестницей.
Основные и дополнительные соединительные элементы могут быть выполнены в виде труб круглого сечения, при этом основные вертикальные элементы могут быть соединены между собой с помощью отрезков стальной трубы квадратного сечения с размером диагонали, соответствующим внутреннему диаметру вертикальных элементов, причём в средней части каждого отрезка стальной трубы перпендикулярно к его боковой поверхности приварена стальная пластина.
На Фиг.1 изображен общий вид опорной строительной конструкции.
На Фиг.2. изображено регулируемое основание, общий вид.
На Фиг.3 изображена унивилка, общий вид.
На Фиг.4 изображены соединительный элемент в виде отрезка трубы квадратного сечения, соединённый с вертикальным элементом, на котором установлен чашечный узел крепления для фиксации трёх горизонтальных элементов под углом 120º между собой, общий вид, вид сверху.
На Фиг.5 изображен стальной настил, общий вид.
На Фиг.6 изображен универсальный элемент с хомутами на концах, общий вид.
На Фиг.7 изображен универсальный элемент с хомутом, поперечный разрез.
На Фиг.8 изображен пример расположения универсальных элементов вертикально, горизонтально и диагонально, общий вид опорной строительной конструкции.
На Фиг.9 изображен пример расположения универсальных элементов вертикально, горизонтально и диагонально, общий вид фрагмента опорной строительной конструкции.
На Фиг.10 изображен пример расположения универсальных элементов диагонально в горизонтальной плоскости, вид сверху.
Предлагаемая опорная строительная конструкция, изображенная на фиг.1, содержит вертикальные элементы 1, горизонтальные элементы 2, соединительные элементы 3 в виде отрезка стальной трубы квадратного сечения, универсальные элементы 4, регулируемые основания 5, унивилки 6, стальные настилы 7, опалубочный щит 8, приставную лестницу 9.
Вертикальные элементы 1 являются основными несущими элементами опорной строительной конструкции в вертикальной плоскости. Они стыкуются между собой по вертикали по принципу "труба в трубу" с помощью соединительных элементов 3. Соединительный элемент 3 представляет собой стальную трубу 17 квадратного сечения с размером диагонали не превышающим внутренний диаметр трубы вертикального элемента 1, и стальную пластину 18., расположенную посередине стальной трубы 17 перпендикулярно её боковой поверхности, фиг.4.
.
Вертикальные элементы 1, горизонтальные элементы 2 и универсальные элементы 4 выполнены в виде труб круглого сечения. Для соединения горизонтальных элементов 2 с вертикальными элементами 1 используются чашечные узлы крепления, каждый из которых выполнен в виде двух ответных частей 11,12, фиг.4. Нижние части 11 чашечных узлов крепления установлены неподвижно на вертикальных элементах 1 с постоянным шагом кратным заданной величине, определяемой в зависимости от осевой нагрузки. Верхняя часть 12 каждого чашечного узла крепления установлена с возможностью перемещения вдоль соответствующего вертикального элемента 1 и выполнена с возможностью закрепления горизонтальных элементов 2. Ударом молотка по верхней части 12 узла крепления происходит закрепление горизонтальной связи в рабочем положении Нижняя часть 11 чашечного узла крепления может быть выполнена, например, из конструкционной легированной стали, что увеличивает вертикальную устойчивость опорной строительной конструкции.
Горизонтальный элемент 2, изображенный на фиг.4, включает в себя трубу 15 круглого сечения, диаметром равным диаметру трубы вертикального элемента 1, с расположенными на концах наконечниками 16 в виде клиньев. Фиксация горизонтальных элементов 2 на вертикальном элементе 1 осуществляется путем зажима наконечников 16 между нижней 11 и верхней 12 частями чашечного узла крепления.
Два горизонтальных элемента зафиксированные чашечным узлом крепления имеют степень свободы в горизонтальной плоскости относительно друг друга в диапазоне углов от 90º до 270º. Три горизонтальных элемента зафиксированные чашечным узлом крепления имеют степень свободы в горизонтальной плоскости относительно друг друга в диапазоне углов от 90º до 120º. Данный диапазон изменения углов обусловлен габаритами наконечников 16 горизонтальных элементов 2, при этом с помощью одного чашечного узла крепления вертикального  элемента 1 может быть зафиксировано максимум четыре горизонтальных элемента 2, каждый горизонтальный элемент 2 расположен  под углом  90º к вертикальному элементу 1.
В верхней части конструкции установлены унивилки 6. Унивилка 6 состоит из трубы 22 круглого сечения с трапецеидальной резьбой, гайки 23 с трапецеидальной резьбой, стальной пластины 25 и труб 26 квадратного сечения, фиг. 3. Унивилки 6 выполняют роль домкрата резьбового ипредназначены для закрепления опалубочного щита 8, для регулировки высоты и выравнивания плоскостности опалубки.
Универсальный элемент 4 состоит из трубы 19 круглого сечения с хомутами на концах для фиксации (закрепления) на любом, расположенном между чашечными узлами, участке основного элемента (вертикального элемента 1 или горизонтального элемента 2) под углом к нему в пределах от 0º до 180º. Каждый хомут выполнен в виде скоб 20 и 32 и приваренного к хомуту винта 21, соединяющего скобу 32 с трубой 19 круглого сечения, фиг.6.
Хомут содержит две стальные зажимные части в виде скоб 20 и 32, соединённых с одной стороны с помощью защёлки-клипсы, а с другой стороны с помощью болта 30 с гайкой 31, а также стальной винт 21, приваренный к скобе 32 так, что хомут вращается на 180º вокруг оси винта 21. Хомут предназначен для фиксации универсальных элементов 4 на горизонтальных элементах 1 и вертикальных элементах 2. Сила зажима регулируется болтовым соединением. Хомут фиксируется на трубе 19 универсального элемента 4 винтом 21. При давлении на вертикальный элемент 1 нагрузка передаётся трубе 19 универсального элемента 4, далее винту 21 универсального элемента 4 и далее основному элементу 1 или 2, тем самым происходит распределение нагрузки. Такая фиксация универсального элемента 4 позволяет увеличить устойчивость конструкции и обеспечивает возможность регулирования угла наклона универсального элемента 4 относительно основного элемента 1 или 2 в широком диапазоне от 0º до 180º включительно.
Универсальный элемент 4 имеет возможность фиксации в вертикальном, в горизонтальном и в диагональном положении, фиг. 8. Универсальный элемент 4 в процессе монтажа имеет возможность перемещения вдоль цилиндрической поверхности вертикального и горизонтального элементов 1 и 2.
Универсальный элемент 4 может быть зафиксирован одновременно на основном вертикальном элементе и на основном горизонтальном элементе, например, с учётом наличия чашечного узла крепления под углом в пределах от 5ºдо 85º, фиг. 9,10.
Универсальный элемент 4 может быть зафиксирован между двумя соседними вертикальными элементами, например, с учётом наличия чашечного узла крепления под углом в пределах от 0º до 40º или от 140º до 180º, фиг.8.
Универсальный элемент может быть зафиксирован между двумя соседними горизонтальными элементами, например, с учётом наличия чашечного узла крепления под углом в пределах от 50º до 130º, фиг.8.
За счёт такого крепления распределяется нагрузка между вертикальным 1 и горизонтальным 2 элементами, а также повышается устойчивость опорной строительной конструкции, что обеспечивает расширение функциональных возможностей опорной строительной конструкции.
Регулируемое основание 5 состоит из трубы 22 круглого сечения с трапецеидальной резьбой, гайки 23 с трапецеидальной резьбой и стальной пластины 24, фиг.2. Регулируемое основание 5 предназначено для выравнивания по высоте вертикальных элементов 1 относительно друг друга и обеспечения горизонтальной плоскостности опалубки. Регулируемое основание имеет возможность крепления к несущему основанию, например, к полу, так как имеет в составе пластину 24 с отверстиями.
Стальной настил 7 обеспечивает размещение на нем рабочего персонала и строительных материалов. Стальной настил состоит из перекладин 27 с крюками 28 на концах для крепления на горизонтальных элементах 2, и настила 29 из перфорированного листового металла, фиг. 5.
Опалубочный щит 8 выполняется из любого материала, обеспечивающего необходимую жёсткость, и является формообразующим элементом, к которому прилегает бетон при бетонировании в случае использования предлагаемой опорной строительной конструкции в качестве опалубки, фиг. 1.
Приставная лестница 9 выполнена из труб круглого сечения и ограждения из вальцованного листового металла, фиг.1. Приставная лестница 9 крепится к горизонтальным элементам 2 с помощью крюков, расположенных на концах труб круглого сечения. На горизонтальных элементах 2 возможно расположение стального настила 7 и приставной лестницы 9, так как универсальные элементы 4 увеличивают продольную устойчивость опорной строительной конструкции.
Предлагаемая опорная строительная конструкция в зависимости от решаемой задачи и необходимой нагрузочной способности комплектуется как опалубка или как леса, или как леса-опалубка из необходимого количества вертикальных основных элементов 1, горизонтальных основных элементов 2, универсальных элементов 4, а также унивилок 6, соединительных элементов 3 и опорных элементов 5.
Для заливки бетоном горизонтальных железобетонных конструкций используется опалубка, смонтированная на опорном основании, изображенная на фиг.1, в которой для распределения нагрузок от горизонтальных железобетонных конструкций расставлены рёбра жёсткости: основные вертикальные элементы 1, основные горизонтальные элементы 2 и универсальные элементы 4.
Для монтажа арматуры перед бетонированием железобетонных конструкций необходима монтажная площадка для рабочего персонала. Стальной настил 7 используется в качестве монтажной площадки. Для того, чтобы подняться на монтажную площадку применяется приставная лестница 9, фиг.1.
Для работ на высоте внутри и снаружи строящихся помещений с размещением рабочего персонала необходимо регулируемое основание 5, монтажная площадка и ограждения, обеспечивающие безопасность работ. Вертикальные элементы 1 ставятся друг на друга, фиксируются соединительным элементом 3, тем самым наращиваются по высоте. Горизонтальные элементы 2 соединяются с вертикальными элементами 2 с помощью чашечных узлов крепления, а универсальные элементы 4 закрепляются с помощью хомутов между основными элементами 1, 2. На каждом ярусе устанавливаются стальные настилы 7 и приставные лестницы 9, а универсальные элементы 4 возможно, например, установить, как перила для безопасности передвижения рабочего персонала на опорной строительной конструкции, фиг. 5.
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет расширить функциональные возможности опорной строительной конструкции и использовать её как в виде опалубки, так и в виде лесов, то есть как для выполнения работ по монтажу горизонтальных монолитных конструкций, так и для работ внутри и снаружи помещений с размещением рабочего персонала и строительных материалов на стальных настилах лесов. Такая унификация достигается за счёт введения в конструкцию универсальных элементов с хомутами на концах, которые не ограничивают возможности расположения универсальных элементов только наклонно (диагонально), а позволяют располагать их в широком диапазоне углов наклона от 0º до 180º и вертикально и горизонтально, что повышает устойчивость конструкции при одновременном повышении надёжности.