УЗЕЛ МЕЖЭТАЖНОГО СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОСТРАНСТВЕННОГО КАРКАСА ЗДАНИЯ ИЗ ТРЕХ МОДУЛЕЙ
UNIT OF FLOOR JOINT OF SPATIAL BUILDING FRAME FROM THREE MODULES

Техническое решение относится к строительству и может быть использовано в узлах межэтажного соединения колонн первого и второго этажей, ригелей, балок, обвязки при объединении трех модулей в малоэтажном деревянном домостроении.
Известно стыковое соединение балки со строительным элементом, преимущественно стойкой, имеющей ортогонально расположенные в ее верхней части прорези, в которые вставлены пластины с пазами, отверстиями под нагели и с выступами, направленными вверх. Выступы пластин стоек заходят за выступы аналогичных соединительных пластин, установленных в пазах балок, соединяемых со стойкой (см. патент SU, №908253, МПК-3 Е04В 1/38).
К недостаткам известного устройства относятся: сложность конфигурации и большое разнообразие форм соединительных пластин, повышающие трудоемкость изготовления, несколько снижена прочность опорной части балки, за счет выполнения на ней отверстий под нагеля.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является узел соединения элементов пространственного каркаса здания, содержащий вертикальную стойку с ортогонально расположенными в ее теле прорезями, в которые вставлены соединительные пластины с отверстиями под фиксаторы и горизонтальные, и наклонные балки. Соединительные пластины выполнены в виде плоских прямоугольников, у которых, по крайне мере, один из углов срезан, а отверстия под фиксаторы выполнены в каждом из оставшихся углов пластины. В горизонтальных балках в местах их примыкания к стойкам образованы прорези, в каждую из которых вставлен один из углов соединительной пластины, закрепляемой в балке с помощью горизонтального фиксатора, установленный через отверстия балки и пластины. Для образования помещения второго этажа в каркасе монтируют дополнительные стойки, в основании которых выполнены ортогональные пазы, конгруэнтные соединительным пластинам, и образованы горизонтальные отверстия под нагели аналогично пазам и отверстиям основной стойки (см. патент RU, №2109113, МПК-6 Е04 В1/58, E04B 1/26).
Недостатками известного узла является то, что несколько снижена прочность и несущая способность узлового соединения, обусловленная сниженной прочностью опорных частей балок и стоек, ослабленных наличием ортогонально расположенных прорезей в стойках и прорезей в балках в местах их примыкания к стойкам и сквозных отверстий под фиксаторы в этих элементах.
Техническим результатом заявленного технического решения является повышение прочности и несущей способности узлового соединения, удобство и упрощение сборки, при использовании унифицированных деревянных деталей и металлических соединительных элементов узла.
Технический результат достигается тем, что в узле межэтажного соединения элементов пространственного каркаса здания из трех модулей, содержащем вертикальные элементы, горизонтальные балки и соединительные элементы, вертикальные элементы состоят из колонн верхнего и нижнего этажей, выполненных из трех досок, жестко соединенных между собой через вставки с тремя открытыми пазами по ширине доски по краю колонн, причем узел дополнительно содержит ригель, выполненный из трех досок, жестко соединенных между собой через вставки, установленный в паз колонны со стороны торца ее досок для размещения на нем горизонтальных балок первого и второго модулей, и два ригеля, выполненных из двух досок, жестко соединенных между собой через вставки с образованием двутаврового профиля, установленные перпендикулярно первому ригелю в пазы колонны для размещения горизонтальных балок третьего модуля; обвязку, выполненную из доски с пазами по обеим торцовым поверхностям, определяющим местоположение горизонтальных балок первого и второго модулей и досок, перпендикулярно ей расположенных с пазами по одной торцовой поверхности, определяющих местоположение горизонтальных балок третьего модуля, установленных на колонну, при этом соединительные элементы включают соединительный элемент для колонны, обвязки и горизонтальных балок третьего модуля, состоящий из двух зеркально расположенных друг к другу элементов, каждый из которых состоит из уголка, выполненного из П-образного профиля с отверстиями на полках, соосными отверстиям на колонне и на обвязке и пластины из П-образного профиля, жестко закрепленной в торец к уголку с открытым пазом для установки доски обвязки, и отверстиями, соосными отверстиям балок третьего модуля под крепежные элементы; соединительный элемент для соединения балок первого и второго модулей и обвязки, состоящий из двух зеркально расположенных элементов, каждый из которых состоит из пластины из П-образного профиля с отверстиями, соосными отверстиям обвязки под крепежные элементы, и четырех уголков, жестко закрепленных на пластине в центре по бокам по два с каждой стороны на расстоянии друг от друга, равном толщине балки с пазом по ширине доски обвязки в центре вертикальных полок противолежащих уголков, и отверстиями на вертикальных полках на двух уголках с одной стороны пластины, соосными отверстиям на горизонтальных балках первого модуля, и отверстиями на вертикальных полках на двух противолежащих уголках, соосными отверстиям на горизонтальных балках второго модуля под крепежные элементы, или состоящий из четырех элементов, два из которых зеркально расположены по горизонтали, и каждый из них зеркально расположен по вертикали по отношению к одному из двух других, при этом каждый элемент состоит из пластины из П-образного профиля с отверстиями, соосными отверстиям доски обвязки под крепежные элементы, и двух уголков, жестко закрепленных с одного края по бокам пластины с пазом по ширине обвязки в центре их вертикальных полок, и отверстиями на вертикальных полках одного уголка, соосными отверстиям на горизонтальных балках первого модуля, и отверстиями на вертикальных полках противолежащего уголка, соосными отверстиям на горизонтальных балках второго модуля, и соединительный элемент для соединения обвязки и вторых от колонны горизонтальных балок третьего модуля, состоящий из двух параллельно расположенных горизонтальных пластин из П-образного профиля, расположенных на расстоянии друг от друга, равном толщине доски обвязки с отверстиями, соосными отверстиям на обвязке под крепежные элементы, соединенным между собой перпендикулярно расположенными к ним торцом пластинами из П-образного профиля, жестко закрепленными на них в средней части на расстоянии друг от друга, равном толщине балки, и в месте примыкания к горизонтальным пластинам, снабженным пазом для размещения обвязки с отверстиями, соосными отверстиям на горизонтальных балках третьего модуля под крепежные элементы или состоящими из двух зеркально расположенных элементов, каждый из которых состоит из двух пластин из П-образного профиля, параллельно расположенных на расстоянии друг от друга, равном толщине доски обвязки с отверстиями, соосными отверстиям на обвязке под крепежные элементы, и пластины из П-образного профиля, жестко закрепленной торцом на краю параллельно расположенных пластин с пазом для размещения обвязки и отверстиями, соосными отверстиям на балках третьего модуля под крепежные элементы.
Выполнение колонн верхнего и нижнего этажей и ригеля первого и второго модулей унифицированной конструкции из трех досок, жестко соединенных между собой через вставки, а ригелей третьего модуля из двух досок позволяет повысить их прочность, а выполнение по краям колонн трех открытых пазов позволяет легко установить одновременно ригели из трех и двух досок на колонну и создать прочную опору для них и для балок, размещаемых на ригелях через пазы обвязки, определяющие их местоположение, повышая прочность и несущую способность узла и облегчая, и ускоряя его сборку с применением унифицированных деталей сборки.
Выполнение соединительных элементов в узле между этажами здания из трех модулей из унифицированных частей, используя только два вида заготовок, а именно: пластины из упрочненного П-образного профиля и уголок с выполнением на изготовленных соединительных элементах отверстий, соосных отверстиям на унифицированных деталях сборки, позволяет упростить их изготовление, создает удобство и упрощает сборку узла при повышении прочности и несущей способности узла.
На фиг.1 показано место расположения заявляемого межэтажного узла на схеме плана здания, состоящего из трех модулей;
На фиг.2 показан разрез по А-А на фиг.1;
На фиг.3 показан общий вид узла в сборе;
На фиг.4 показан общий вид узла в разобранном виде;
На фиг.5 показан общий вид колонны из трех досок с открытыми пазами с трех сторон, а - вид с одной стороны, 6 - вид с противоположной стороны;
На фиг.6 показан общий вид зеркально расположенных частей соединительного элемента для соединения балок первого и второго модулей и обвязки:
а - из двух элементов, б - из четырех элементов;
На фиг.7 показан общий вид соединительного элемента для соединения балки третьего модуля и обвязки: а - единой конструкции; б - из двух элементов;
На фиг.8 показана схема установки ригелей первого, второго и третьего модулей в пазы колонны.
Узел межэтажного соединения элементов пространственного каркаса здания из трех модулей включает вертикальные элементы в виде колонн 1 первого и второго этажей. Каждая колонна выполнена из трех досок толщиной, например, 50 мм, соединенных между собой вставками 2, установленными в пазы по длине досок и жестко соединенными с ними, например, с помощью клея. На краю колонны 1 выполнены открытые пазы с размером по ширине доски. Паз 3 выполнен со стороны торца досок колонны и два паза 4 выполнены с двух сторон колонны перпендикулярно пазу 3. Узел содержит горизонтальные балки 5, выполненные из доски толщиной, например, 50 мм с отверстиями по краю, соосными отверстиям соединительного элемента под крепежные элементы.
Узел содержит ригель 6 для размещения балок 5 первого и второго модулей, выполненный из трех досок, толщиной, например, 50 мм, соединенных вставками, установленными в пазы досок, и закрепленных с помощью клея, установленный в паз 3 колонны 1. Узел содержит два ригеля 7 для размещения балок 5 третьего модуля, выполненных из двух досок, толщиной, например, 50 мм, соединенных вставками, установленными в пазы досок, и закрепленных с помощью клея с образованием двутаврового профиля, установленных в пазы 4 колонны перпендикулярно ригелю 6.
Узел содержит обвязку, выполненную из доски 8 толщиной, например, 50 мм с пазами шириной, равной толщине балки 5, равномерно размещенными по длине доски 8 с двух сторон ее торцовой поверхности, определяющими местоположение горизонтальных балок 5 первого и второго модулей, установленную на колонну, и досок 9 перпендикулярно расположенных на колонне к доске 8, выполненных из досок толщиной, например, 50 мм с пазами шириной, равной толщине балки 5, равномерно размещенными по длине досок 9 с одной стороны их торцовой поверхности, определяющими местоположение горизонтальных балок 5 третьего модуля с отверстиями, соосными отверстиям соединительного элемента под крепежные элементы.
Узел содержит соединительный элемент для колонны второго этажа, обвязки (доска 9) и балок третьего модуля, состоящий из двух зеркально расположенных друг к другу элементов, каждый из которых состоит из уголка 10, выполненного из П-образного профиля с отверстиями на полках, соосными отверстиям на колонне и на обвязке (доска 9), и пластины 11 из П-образного профиля, жестко закрепленной в торец к уголку 10 с открытым пазом 12 для установки обвязки (доски 9), и отверстиями, соосными отверстиям балок третьего модуля под крепежные элементы.
Узел содержит соединительный элемент для соединения балок первого и второго модулей и обвязки (доска 8), состоящий из двух зеркально расположенных элементов. Каждый из элементов состоит из пластины 13 из П-образного профиля с отверстиями, соосными отверстиям обвязки (доска 8) под крепежные элементы, и четырех уголков 14, жестко закрепленных на пластине в центре по бокам по два с каждой стороны на расстоянии друг от друга, равном толщине балки. В центре вертикальных полок противолежащих уголков 14 выполнен паз 15 по ширине обвязки (доска 8). На вертикальных полках двух уголков 14 с одной стороны пластины 13 выполнены отверстия, соосные отверстиям на горизонтальных балках первого модуля, а на вертикальных полках двух уголков 14 с другой стороны пластины 13 - отверстия, соосные отверстиям на горизонтальных балках второго модуля под крепежные элементы.
Соединительный элемент для соединения балок первого и второго модулей и обвязки (доска 8) может быть выполнен из четырех элементов, два из которых зеркально расположены по горизонтали, и каждый из них зеркально расположен по вертикали по отношению к одному из двух других, при этом каждый элемент состоит из пластины 16 из П-образного профиля с отверстиями, соосными отверстиям обвязки (доска 8) под крепежные элементы, и двух уголков 14, жестко закрепленных с одного края по бокам пластины 16 с пазом 17 по ширине обвязки (доска 8) в центре их вертикальных полок и отверстиями на вертикальных полках одного уголка, соосными отверстиям на горизонтальных балках первого модуля, и отверстиями на вертикальных полках противолежащего уголка, соосными отверстиям на горизонтальных балках второго модуля под крепежные элементы.
Узел содержит соединительный элемент для соединения обвязки (доска 9) и горизонтальных балок 5 третьего модуля, состоящий из двух горизонтальных параллельно расположенных пластин 18 из П-образного профиля, расположенных на расстоянии друг от друга, равном толщине обвязки (доска 9), с отверстиями, соосными отверстиям на обвязке (доска 9) под крепежные элементы. Пластины 18 соединены между собой перпендикулярно расположенными к ним торцом пластинами 19 из П-образного профиля, жестко закрепленными на них в средней части на расстоянии, равном толщине балки. Пластины 19 снабжены пазами 20 для размещения обвязки (доска 9) с отверстиями, соосными отверстиям на горизонтальных балках третьего модуля под крепежные элементы.
Соединительный элемент для соединения обвязки (доска 9) и горизонтальных балок 5 третьего модуля может быть выполнен из двух зеркально расположенных элементов, каждый из которых состоит из двух пластин 21 из П-образного профиля, параллельно расположенных на расстоянии друг от друга равном толщине обвязки (доска 9) с отверстиями, соосными отверстиям на обвязке под крепежные элементы и пластины 19 из П-образного профиля, жестко закрепленной торцом на краю параллельно расположенных пластин 21 с пазом 20 для размещения обвязки и отверстиями, соосными отверстиям на балках третьего модуля под крепежные элементы.
Монтаж узла осуществляют следующим образом.
Устанавливают колонну 1 первого этажа. На колонну 1 устанавливают ригель 6, размещая один край ригеля 6 в пазу 3 колонны 1. Затем устанавливают ригели 7 второго этажа перпендикулярно ригелю 6, размещая их края в пазы 4 колонны 1 первого этажа. Устанавливают доску 8 обвязки на колонну над ригелем 6, а доски 9 обвязки - над ригелями 7, опирая их на колонну 1, и устанавливают колонну 1 второго этажа. В пазы доски 8 обвязки на ригель 6 устанавливают горизонтальные балки 5 первого и второго модулей. В пазы доски 9 обвязки на ригели 7 устанавливают горизонтальные балки 5 третьего модуля.
Устанавливают соединительный элемент для крепления колонны 1 второго этажа, обвязки (доска 9) и балок третьего модуля, размещая его уголок 10 из П-образного профиля на колонне и на доске 9 обвязки, установленной в паз 12 его боковой пластины 11 из П-образного профиля. Аналогично устанавливают зеркально расположенный соединительный элемент. Совмещают отверстия на уголках 10 зеркально расположенных соединительных элементов с отверстиями на колонне и обвязке (доски 9), а отверстия на пластинах 11 - с отверстиями на балках третьего модуля и закрепляют с помощью болтового соединения.
Устанавливают соединительный элемент для соединения обвязки (доска 9) с горизонтальными балками третьего модуля, устанавливая его на доску 9 обвязки с размещением доски 9 в пазу 20 вертикально расположенных его пластин 19, совмещают отверстия на пластинах 18 соединительного элемента и на обвязке, отверстия на пластинах 19 и на балке третьего модуля и закрепляют с помощью болтового соединения. Аналогично закрепляют обвязку и балки третьего модуля, используя соединительный элемент, состоящий из двух зеркально расположенных элементов.
Устанавливают соединительный элемент для соединения первых от колонны балок первого и второго модулей с обвязкой (доска 8), используя два зеркально расположенных по вертикали элемента (фиг.6 б) из четырех элементов соединительного элемента для соединения балок первого и второго модулей с обвязкой (доска 8). Размещают пластину 16 соединительного элемента на обвязке (доска 8), при этом обвязка размещается в пазу 17 уголков 14, установленных в плотную к горизонтальным балкам первого и второго модулей. Аналогично размещают зеркально расположенный элемент. Отверстия на пластинах 16 двух зеркально расположенных соединительных элементов совмещают с отверстиями на обвязке (доска 8), отверстия на уголках совмещают с отверстиями на горизонтальных балках первого и второго модулей и закрепляют с помощью болтового соединения.
Устанавливают соединительный элемент для соединения вторых и последующих от колонны балок первого и второго модулей с обвязкой (доска 8), размещая снизу и сверху обвязки (доска 8) пластины 13 зеркально расположенных элементов (фиг.6а), при этом обвязка располагается в пазу 15 уголков 14. Между уголками 14 с одной стороны пластины 13 размещают горизонтальную балку 5 первого модуля, а с другой стороны - горизонтальную балку 5 второго модуля. Отверстия на пластине 13 совмещают с отверстиями на обвязке (доска 8), а отверстия на уголках 14 - с отверстиями на горизонтальных балках первого и второго модулей и закрепляют с помощью болтового соединения. При использовании соединительного элемента, состоящего из 4-х элементов (фиг.6 б), размещают два элемента зеркально друг к другу по горизонтали и два элемента - зеркально каждому из них по вертикали, при этом обвязка (доска 8) размещается в пазах 17 уголков 14, а пластины 16 по две располагаются снизу и сверху обвязки. Отверстия на пластине 16 совмещают с отверстиями на обвязке (доска 8), а отверстия на уголках 14 - с отверстиями на горизонтальных балках первого и второго модулей и закрепляют с помощью болтового соединения.
Узел межэтажного соединения элементов пространственного каркаса здания из трех модулей повышенной прочности и несущей способности, включающий унифицированные деревянные детали и соединительные элементы, найдет применение в строительстве малоэтажного деревянного домостроения.