СБОРНАЯ КАРКАСНО-МОНОЛИТНАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится к строительству и может быть использована при сооружении монолитных стен различных зданий и сооружений.
Известна многослойная монолитная стена, содержащая размещенные между опалубками слои монолитного бетона и утеплителя (см. SU 1104218 А1, Е04В 2/30, 1983; SU 1749406 А1, Е04В 2/84, 1992; DE 1708768 А, Е04В 2/26, 1971, DE 3601237 А, Е04В 2/30, 1987).
Основным недостатком такой конструкции многослойной стены является плохое соединение слоев между собой, что требует введение дополнительных арматурных стержней и стяжных болтов, усложняющих конструкцию.
Известна монолитная стена, содержащая размещенный между несъемными щитами опалубки, которые соединены между собой гибкими связями, слой заполнителя, выполненного из полистиролбетона или подобного композитного материала (см. RU 0018282 U1, Е04В 2/26, 2001).
Однако, в известном решении имеет место недостаточная устойчивость слоев стены, что не обеспечивает высокие прочностные характеристики.
Известна монолитная стена (RU 54981, Е04В 5/40, 2006), содержащая каркас из профилированного листового металла, заполненный гидрофобизированным пенобетоном, армированным волокнистым материалом, и покрытый по наружным поверхностям несъемной опалубкой из материала с влагоотталкивающими свойствами (прототип).
Главными недостатками прототипа являются:
- большое количество внутри стены листового металла, который имеет высокий коэффициент теплопроводности, что ухудшает
теплоизоляционные свойства (термическое сопротивление) такой стены в случае ограждающей конструкции;
- использование в качестве теплоизоляционного материала пенобетона, который при заливке слоем более 60 сантиметров проявляет непрогнозируемый рост плотности залитого материала из-за увеличенного разрушения воздушных пузырьков, и соответственно приводит к увеличению коэффициента теплопроводности и расходу материала. Кроме того, процесс набора прочности пенобетоном весьма критичен к температуре на строящемся объекте, что существенно увеличивает сроки проведения работ при температурах менее 10-15°С и делает их практически невозможными при температуре ниже 5-0°С;
- ограниченная огнестойкость конструкции, так как профилированный листовой металл при воздействии огня быстро прогревается и теряет несущую способность, которая является основной функцией каркаса.
Технической задачей, поставленной перед заявленной полезной моделью, является повышение теплоизоляционных свойств системы, расширение диапазона применения в области низких температур и повышение огнестойкости конструкции в целом.
Достижение поставленных задач осуществляется за счет использования модифицированного ячеистого гипса в качестве эффективного теплоизоляционного или теплоизоляционно-конструкционного материала, который в виде монолита заливается внутрь несъемной опалубки.
В настоящее время технически и технологически возможно использовать модифицированный гипс, имеющий в сравнении с обычным строительным гипсом (алебастром) повышенные прочность и водостойкость, а также регулированное время схватывания. Это обеспечивается добавлением в гипс специальных модификаторов. Полученный материал после заливки в стену быстро твердеет (для удобства время схватывания жидкого ячеистого модифицированного гипса обычно настраивают на 20-40 минут), поэтому обеспечиваются стабильная
проектная плотность получаемого монолитного заполнителя внутри стены и возможность проводить работы практически непрерывно, что в несколько раз сокращает время строительства и его стоимость.
В предлагаемой строительно-каркасной системе в качестве несущего каркаса используется жестко скрепленная пространственная конструкция (колонны, перемычки, перекрытия) из армированных бетонных элементов на модифицированном гипсовом или цементном вяжущем или из ЛВС-бруса («Laminated Vencer Lumber»), более прочного, чем обычное дерево, что позволяет оптимизировать силовой каркас строительной системы.
ЛВС-брус предпочтительнее металлических элементов в качестве несущего каркаса, так как он позволяет более точно прогнозировать момент потери несущей способности конструкции каркаса строения при воздействии огня.
Сборная каркасно-монолитная система представлена на Фиг.1, где изображены колонны 1, балка армирующего пояса 2, балки перекрытия 3, колонны верхнего этажа 4, ячеистый гипс 5, подшивка перекрытия 6, настил перекрытия 7, теплозвукоизоляционный наполнитель 8.
На Фиг.2 представлена сборная каркасно-монолитная система в разрезе, где изображена внутренняя несъемная опалубка 9 и внешняя несъемная опалубка 10.
Строительная каркасно-монолитная система, таким образом, состоит из пространственного каркаса, образованного скрепленными между собой колоннами, балками армирующего пояса и балками перекрытия. К колоннам крепится внутренняя несъемная опалубка, к которой внешняя несъемная опалубка. Внутрь несъемной опалубки заливается ячеистый гипс, являющийся негорючим, экологичным и эффективным теплоизоляционным материалом. Толщина стены рассчитывается, исходя из нормируемого для каждого региона значения термического сопротивления ограждающей конструкции и коэффициентов теплопроводности всех слоев стены, и регулируется размером слоя ячеистого гипса и толщиной несъемной опалубки.
Сборная каркасно-монолитная система формируется следующим образом:
- устанавливают вертикальные колонны в ряд между внутренней и внешней опалубками так, что колонны примыкают к внутренней опалубке;
- заполняют внутреннее пространство между опалубками модифицированным ячеистым гипсом;
- устанавливают на колонны балку армирующего пояса;
- устанавливают на балку армирующего пояса балки перекрытия перпендикулярно балке армирующего пояса;
- устанавливают колонны следующего этажа на балку армирующего
пояса в продолжение установленных ниже колонн.
Предложенная полезная модель направлена на создание прочной и устойчивой монолитной стены с хорошими теплозащитными свойствами при технологической простоте изготовления.
Таким образом, заявленная конструкция может быть использована для сооружения несущих стен здания с повышенными эксплуатационными свойствами в широком диапазоне климатических и температурных режимов.
Пример:
Сборная каркасно-монолитная система была выполнена из колонн и балок, изготовленных в виде армированных бетонных элементов на модифицированном гипсовом вяжущем.
Толщина внешней опалубки составляла 3,5 см, при толщине залитого слоя 25 см. В качестве модифицированного ячеистого гипса использовалась смесь строительного гипса Г5, органоминеральной добавки, пенообразователя и воды. Процесс набора прочности показал следующие режимы:
10-15 С
30 мин/час.
15- 20 С
20 мин/час.