КОНСТРУКЦИЯ СОЕДИНЕНИЯ СТОЕК С НАРУЖНЫМИ И ВНУТРЕННИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ СТЕН ЗДАНИЯ
STRUCTURE OF STANDS CONNECTION WITH EXTERNAL AND INTERNAL ELEMENTS OF BUILDING WALLS

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при устройстве ограждающих стеновых конструкций малоэтажных деревянных зданий.
Известна стеновая конструкция по патенту на изобретение RU 2178483 (E04B 1/10, E04B 2/08, патентообл.: Хирсиуунниттел Леминен Кю (F1), опубл.: 20.01.2002), обеспечивающая соединение стен, построенных из бревен, и содержащая стойку и соединения, выполненные в ней и на концах стеновых бревен, причем по меньшей мере на одной стороне таких соединений имеется закрывающий выступ.
Известная конструкция предусматривает определенные преимущества перед аналогами, такие, например, как удобство ее сборки и разборки, исключение применения металлических и неметаллических креплений типа гвоздей, болтов, стержней, и обладает большей прочностью.
Однако такая конструкция сложна и трудоемка и при изготовлении ее компонентов, и при их сборке и разборке, так как используемые при этом многочисленные элементы и детали должны оснащаться с ювелирной точностью большим количеством идентичных между собой и входящих друг в друга углублений и выступов многоступенчатой конфигурации типа «ласточкиного хвоста». Кроме того, она не отличается универсальностью, и ее можно использовать для возведения только бревенчатых домов, строительство которых часто связано с нерациональным расходованием деловой древесины.
Известен способ изготовления деревянных домов, строений, сооружений по патенту на изобретение RU 2250312 (E04B 1/10, патентообл.: Надинский М.Н., Надинский В.М., опубл.: 20.04.2004), включающий сверление отверстий, пронизывание их стяжками и поджим гаек на этих стяжках, причем соседние стены соединяют, вводя во впадины стеновых бревен или брусьев соответствующие им выступы смежных стеновых бревен или брусьев, а продольные стяжки дополняют поперечными, которые через угловые профили и упругие элементы также поджимают гайками.
По мнению авторов этого способа, он обеспечивает надежную связь всех конструктивных элементов дома, обусловливая тем самым повышение его прочности и долговечности, а также герметичности и экологичности. Однако в материалах заявки достаточно убедительное доказательство перечисленных преимуществ отсутствует. В то же время можно отметить сложность предложенной технологии процесса возведения двухэтажного дома, ее перенасыщенность не всегда надежными и недостаточно аргументированными приемами и деталями, применяемыми как в ходе изготовления компонентов дома, так и при ведении монтажно-сборочных работ. Кроме того, область применения известного способа ограничена его использованием исключительно для зданий, возводимых из бревен или брусьев, изготовленных из бревен.
Известны элементы стены для деревянных зданий, способ их изготовления и способ возведения деревянных зданий с такими элементами по патенту на изобретение RU 2144113 (E04B 1/10, патентообл.: В. Канн Росмуссен Индустри A/C (DK), опубл.: 10.01.2000), в состав которых входит элемент стены, содержащий несколько дощатых компонентов, соединенных с помощью кромок зацепления с лабиринтным уплотнением, образующим канал для снижения действия ветровой нагрузки.
Известным техническим решением предусматривается снижение напряжений, возникающих на стыках отдельных конструктивных элементов стены, и повышение их герметичности, а также возможность использования для строительства исходной древесины без ее предварительной пропитки креазотом. Однако имеется и целый ряд недостатков, к которым относятся сложность, ненадежность и недолговечность угловых соединений конструктивных элементов ограждения, в том числе в отношении их прочности, жесткости и устойчивости.
Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является конструкция соединения стоек с наружными и внутренними элементами стен здания с помощью закладных деталей по патенту на изобретение RU 2121549 (E04B 2/70, патентообл.: Танащук В.Р., Гамзов Ю.Т., опубл.: 10.11.1998). В такой конструкции расстояние между стойками принято равным 700-1200 мм, а высота продольных элементов панельных модулей - 200-600 мм. Предусмотрена также возможность использования стены, состоящей из модулей, выполненных из параллельных панелей, в зазоре между которыми размещается утеплитель.
При этом угловая конструкция соединения смежных стен состоит из сплошных стоек прямоугольного сечения с прямоугольным вырезом и монтажным отверстием и самих смежных стен, снабженных такими же отверстиями и такими же вырезами, а также закладных деталей, обеспечивающих сцепление противоположных вырезов между собой в процессе монтажа стенового ограждения здания.
Такая конструкция предназначена для удешевления и снижения трудоемкости работ по сборке и разборке здания, повышения степени индустриализации строительства при одновременной простоте и высокой производительности монтажа и демонтажа, а также унификации используемых строительных элементов.
Однако известной конструкцией не обеспечивается варьирование структурного исполнения, в том числе в отношении углового соединения смежных стен, а значит и ее универсальность, что в совокупности с ограничением размеров расстояния между стойками и высоты элементов панельных модулей приводит к явному ухудшению качественных характеристик этого изделия, включая такие, как сложность и трудоемкость операций по изготовлению комплектующих и проведению сборочно-монтажных и разборочно-переналадочных работ. Кроме того, в материалах заявки на данное изобретение отсутствует позиция его авторов в отношении эстетического совершенства экстерьера и интерьера разработанного ими устройства. К тому же все кромки внешних ребер стоек и элементов стен в местах их примыкания друг к другу открыты для визуального зрительного восприятия, что несомненно снижает эстетические качества такой конструкции.
Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение универсальности, индустриальности, простоты и удобства изготовления и сборки, надежности эксплуатации и эстетичности внешнего вида заявляемой конструкции. Решение этой задачи обеспечивается тем, что в конструкции углового соединения стоек с наружными и внутренними элементами стен здания с помощью закладных деталей как угловым, так и рядовым стойкам придана коробчатая форма, состоящая из наружного и внутреннего(их) звена(ьев) и закладных деталей квадратного либо прямоугольного сечения, причем наружное звено и одно из внутренних звеньев угловых стоек имеют Г-образное либо квадратное сечение, а второе внутреннее звено тех же стоек - сечение в четверть круга; наружные и внутренние звенья рядовых стоек выполнены с П-образным сечением или в виде сплошной вставки прямоугольной формы с использованием в корпусе каждой угловой и рядовой стойки, по меньшей мере, двух монтажных гнезд, устроенных из входящих друг в друга вырезов и выступов, причем толщина стенок звеньев в виде сплошных вставок прямоугольной формы в рядовых стойках принята равной либо в 1,5…2 раза большей толщины наружных и внутренних элементов стены. Кроме того, всем кромкам внешних боковых ребер корпуса наружных и внутренних звеньев стоек придано плавное криволинейное очертание, преимущественно в форме цилиндрической поверхности.
Конструктивное исполнение предлагаемого изобретения показано на чертежах, где на фиг. 1 и 2 приведен вид сверху на первую и вторую модификации заявляемого устройства с использованием угловой стойки, фиг. 3 - изображение первой модификации в пространстве, фиг. 4 - изображение второй модификации в пространстве, фиг. 5 - вид сверху на то же устройство по четырем вариантам его исполнения с использованием рядовых стоек.
Как видно из перечисленных иллюстраций, в состав обеих модификаций входят сами смежные стены (7), (13) здания, звенья (2), (10, 11) угловой стойки (3), а именно Г-образное наружное коробчатое звено (2) и внутренние сплошные звенья (10, 11), включающие Г-образную вставку (10) и вставку сечением в четверть круга звена (11), а также закладные детали-бруски (5) квадратного сечения (для первой модификации). Обе показанные на чертежах смежные стены (7), (13) выполняются из наружных (1), (6) и внутренних (12), (8) элементов, наружное коробчатое звено (2) стойки (3) имеет внутреннюю полость в виде прямоугольного параллелепипеда и снабжено квадратными брусками-закладными деталями (5), а внутренние сплошные звенья (10, 11) стойки (3) имеют соответственно Г-образное сечение и сечение в виде четверти круга.
Вторая модификация описываемого углового соединения характеризуется тем, что закладные детали-бруски (5) имеют прямоугольное сечение, наружное звено (2) и внутреннее звено (10) стойки (3) - Г-образную форму, внутреннее звено (10) - квадратное сечение, а внутреннее звено (11) - сечение в виде четверти круга. При этом примыкающие друг к другу наружное звено (2) стойки (3), бруски (5) и внутренние звенья (10, 11) стойки (3) образуют, по меньшей мере, два монтажных гнезда (4) и (9), предназначенные для размещения выступов - торцевых участков наружных (1, 6) и внутренних (8, 13) элементов смежных стен (7, 13) - и выполненные с использованием вырезов в корпусе стойки (3).
На чертежах фиг. 5 показаны четыре варианта соединения наружных и внутренних элементов (6, 8) стен (7) здания с рядовой стойкой (17) с использованием П-образных звеньев-вставок (15) и сплошных прямоугольных звеньев-вставок (16). При этом на фрагменте «а» изображен вид сверху на соединение рядовой стойки (17) со стеной (7), которое состоит из наружной и внутренней П-образных звеньев-вставок (15), входящих в наружные и внутренние элементы (6, 8) стены (7), а также двух закладных элементов - прямоугольных брусков (14). На фрагменте «в» фиг. 5 приведено соединение стены (7) здания с угловой стойкой (17), устроенной с использованием двух сплошных звеньев (16) стойки (17), также имеющих гнезда (4) для стыковки стойки (17) с наружными и внутренними элементами (6, 8) стены (7). Третий вариант, см. фиг 5б, представляет собой соединение рядовой стойки (17) со стеной (7) с использованием внешнего верхнего П-образного звена (15) и внутреннего нижнего сплошного звена (16) рядовой стойки (17), а четвертый вариант, см. фиг. 5г, - соединение рядовой стойки (17) со стеной (7) с использованием внешнего верхнего сплошного звена (16) и внутреннего нижнего П-образного звена (15) рядовой стойки (17).
Кроме того, для обеспечения эстетичности внешнего вида заявляемого устройства и всего здания в целом весь ряд находящихся в зоне зрительного восприятия боковых кромок внешних стоек (3) выполнен посредством использования плавных скосов по дуге четвертного сектора кругового сопряжения.
Как известно, выравнивание и подгонка вертикальных швов и ребер с последующей тщательной дополнительной обработкой соединения всех конструктивных элементов стен и стоек здания между собой по их вертикальным стыкам требует дополнительных капитальных затрат и эксплуатационных расходов, что приводит к удорожанию строительства. В этой связи предложено исключить такие стыковочные линии из зоны визуального зрительного восприятия путем их прикрытия корпусами несущих угловых и рядовых стоек, обеспечивающих при этом прочное, жесткое и устойчивое соединение стоек со стенами в общую ограждающую конструкцию здания. Кроме того, показанные на фрагментах фиг. 5 примеры конструктивного исполнения рядовых стоек или их наружные либо внутренние звенья могут быть применены в качестве декоративных элементов здания.
В ходе авторской проработки предлагаемого изобретения был выполнен подетальный анализ его производственных характеристик, в том числе в отношении индустриальных, технологических, конструктивных и социально-бытовых показателей с участием четырех садово-дачных строений, возведенных на территории Омской области с полномасштабным применением в структуре этих домов вышеописанных модификаций и вариантов устройства угловых и рядовых соединений смежных стен здания.
Результаты анализа показали, что по сравнению с другими аналогичными техническими решениями заявляемая разработка отличается повышенными показателями универсальности, индустриальности, простоты и удобства изготовления и сборки, прочности, жесткости, устойчивости, работоспособности, долговечности и надежности применяемых в этом объекте составных компонентов и самого здания в целом, плюс улучшением его эргономичности и экономичности, а также эстетичности экстерьера и интерьера.