КОНСТРУКЦИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО КАРКАСА СТРОИТЕЛЬНОГО ОБЪЕМНОГО БЛОКА ДЛЯ МАЛОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ

Предлагаемое техническое решение полезной модели относится к строительству и может быть использовано при конструировании мобильных блоков сборно-разборного типа для малоэтажных зданий и мансардных надстроек.
Полезная модель касается конструкции прямоугольного в плане несущего строительного блока, причем несколько таких блоков могут быть размещены рядом друг с другом или наложены друг на друга для возведения здания или надстройки.
Известны строительные блоки упомянутого назначения, имеющие опорные стены, несущие секции пола и потолка и четыре угловых колонны, соединенные с опорными конструкциями пола и потолка (см. GB 2040334, 1980, кл Е 04 В 1/348). Недостаток этого изобретения заключается в том, что секции пола и потолка, имеющие профильные металлические балки, соединяются с профильными металлическими колоннами секции стены вдоль ее горизонтальных краев.
Наиболее близким прототипом к предлагаемой конструкции являются коробообразные блоки заводского изготовления (патент RU 2120003 кл. Е 04 В 1/348).
Каркасы наружных стен этих блоков выполняются из гнутых стальных профилей швеллерного и С-образного сечения и утеплителем в пределах их высоты.
Недостаток этих блоков заключается в том, что элементы каркаса наружных стен выступают на их наружную поверхность, что может привести к образованию «мостиков холода» и потребует дополнительных мероприятий для их устранения. Другой недостаток конструкции прототипа заключается в том, что при установке блоков один на другой в зданиях с несколькими этажами междуэтажные перекрытия состоят из двух слоев, включающих конструкции потолка нижележащего блока и конструкции пола вышележащего блока. Это приводит к повышению металлоемкости и трудоемкости изготовления здания.
Существенным недостатком известных изобретений является то, что колонны соединяют с опорными конструкциями секций пола и потолка с помощью сварки.
Задачей настоящего технического решения является создание рациональной конструкции блоков, исключающей недостатки, присущие прототипу и позволяющее изготовить блоки повышенной заводской готовности и транспортабельности.
Поставленная задача решается тем, что стойки наружных стен каркаса выполнены из перфорированных гнутых профилей, прикрепленных верхними концами к наружным
поясам несущих горизонтальных ферм, которые расположены по периметру каркаса на уровне верха колонн и прикреплены к ним, при этом несущие элементы секции пола, колонны и наружные пояса ферм расположены внутри помещения блока, что исключает образование «мостиков холода».
Каркас выполнен с возможностью установки его в несколько ярусов, для этого колонны на верхнем и нижнем концах снабжены выступающими пластинами, которые при двухъярусном и более расположении накладываются друг на друга и скрепляются вместе с помощью болтов обеспечивая восприятие всех вертикальных нагрузок. В отличие от известных решений блоков для зданий в предлагаемой конструкции каркаса объемного блока (кроме блока последнего этажа) отсутствует секция потолка и его функции выполняет секция пола выше установленного блока. В этой конструкции пространственная жесткость блока без секции потолка обеспечивается горизонтальной фермой, расположенной по внутреннему контуру блока и жестко соединенной с угловыми колоннами.
В стеновых секциях между стойками установлены диагональные связевые элементы из гнутого профиля.
В предлагаемой конструкции блока все соединения элементов каркаса выполняются на болтах или самонарезающих винтах.
Все гнутые элементы каркаса блока выполнены из оцинкованной стали.
Строительный блок с каркасом данной конструкции может быть использован во всех типах строений из однородных блоков, например, для жилых домов, гостиниц, коттеджей, мансард и т.п. Блоки могут поставляться на стройплощадку в готовом виде полной заводской готовности или в виде каркаса с последующим выполнением внутренней и наружной обшивки, изоляции, коммуникаций после установки на место.
Более детально этот блок описывается ниже со ссылками на чертежи.
Фиг.1 является перспективным видом конструктивной схемы каркаса блока.
Фиг.2 является видом сверху каркаса на фиг.1.
Фиг.3 показывает разрез по линии 1-1 на фиг.2
Фиг.4 показывает разрез по линии 2-2 на фиг.2.
Фиг.5 показывает вид сверху секции пола.
Фиг.6 показывает вид секции продольной стены.
Фиг.7 показывает разрез по линии 3-3 на фиг.2.
Как видно из фиг.1 каркас строительного блока в форме параллелепипеда состоит из четырех угловых колонн 1, нижних балок 2 по продольным сторонам каркаса, соединенным с колоннами, прогонов 3 секции пола, опирающихся на продольные балки 2,
стоек 4 торцевых и продольных секций стен с диагональными связями 5 и горизонтальных ферм 6 по верхнему периметру каркаса, соединенных между собой и с колоннами. Каждая колонна 1 из прямоугольной трубы имеет на верхнем конце выступающую пластину 7 и на нижнем конце выступающую пластину 8 основания. Верхние пластины 7 и пластины основания 8 накладываются друг на друга при укладке двух строительных блоков в два яруса и связываются вместе с помощью болтов. Таким образом, колонны воспринимают все вертикальные нагрузки, действующие на строительный блок.
Стойки 4 наружных стен выполнены из перфорированных гнутых профилей, прикрепленных верхними концами к наружным поясам несущих горизонтальных ферм 6, которые расположены по периметру каркаса на уровне верха колонн и прикреплены к ним, при этом несущие элементы секции пола, колонны и наружные пояса ферм расположены внутри помещения блока.
Секции пола выше установленного блока одновременно выполняют функцию секции потолка блока, установленного ниже.
Максимальные размеры строительного блока: ширина - 3,7 м, длина - 12 м, высота - 3,0 м.
На фиг.2 показана горизонтальная ферма 6 с поясами, параллельными сторонам блока, и треугольной раскосной решеткой, элементы которой соединяются с поясами с помощью самонарезающих винтов или комбинированных заклепок.
Фермы целесообразно выполнять из тонкостенных гнутых профилей С-образного и швеллерного сечений.
Ферма шириной 300-400 мм обеспечивает пространственную жесткость каркаса блока по верхнему контуру. Наружные пояса ферм крепятся к угловым колоннам с помощью болтов через фасонки, приваренные к колоннам. Внутренние пояса продольных и поперечных ферм соединяются между собой по концам на болтах или самонарезающих винтах через фасонки в виде гнутых уголков.
Наружные пояса горизонтальных ферм 6 прикрепляются к колоннам 1 при помощи плоской фасонки с отверстиями для болтов, которая приваривается к грани колонны в заводских условиях, и при сборке блока наружные пояса ферм крепятся к ней требуемым по расчету количеством болтов.
Продольные балки 2 выполняют как правило из двух ветвей, обращенных стенками друг к другу. Одна из ветвей (наружная) выполнена из гнутого профиля С-образного сечения, другая (внутренняя) - из гнутого швеллера. Обе ветви крепятся на концах к колонне на болтах через приваренную к ней фасонку.
Поперечные балки выполняются из С-образного гнутого профиля, закрепленного на концах болтами к фасонке, приваренной к колонне.
Пояса продольных горизонтальных ферм выполнены из одиночных гнутых элементов швеллерного сечения. Элементы решетки выполняют из гнутых профилей С-образного сечения, концы которых входят между полками поясов и крепятся к ним, образуя безфасоночные узлы.
Прогоны 3 из гнутых профилей С-образного сечения опираются на продольные балки 2, располагаясь между полками их внутренней ветви швеллерного сечения, полки прогонов крепятся к полкам швеллера балки самонарезающими винтами или заклепками.
Вертикальные стойки 4 стен выполняют из зетобразных перфорированных профилей («термопрофилей»), прикрепляемых одной полкой вверху к наружному поясу горизонтальной фермы 6 и внизу к наружной ветви балки 2.
Каркас секции пола состоит из прогонов, расположенных параллельно торцевым балкам с шагом, соответствующим расчетному пролету настила пола из профилированных стальных листов или досок. К нижним полкам прогонов крепят обрешетку из зетобразных «термопрофилей», по которым выполняют обшивку из водостойких материалов, например, бакелизированной фанеры. Между настилом пола и наружной обшивкой располагают утеплитель.
Каркас каждой секции стены сконструирован в виде решетчатой конструкции из вертикальных стоек, закрепленных по концам. Шаг стоек зависит от размеров и прочности облицовочных материалов.
Между стойками стеновой секции располагают диагональные элементы связей 5 из гнутого профиля С-образного сечения, закрепленные по концам к горизонтальным элементам 2 и 6. В продольной секции стены диагональные элементы 5 могут располагаться в пределах каждого шага стоек 4 и образовывать треугольную решетку вертикальной фермы, поясами которой являются продольная балка 2 внизу и пояс горизонтальной фермы 6 вверху. В этом случае дверные или оконные проемы выполняют только на торцевых секциях стен.
Строительный блок собирают следующим образом:
На заводском стенде устанавливают по отвесу угловые колонны 1 и закрепляют их нижние пластины четырьмя болтами каждую на неподвижных опорных столиках. К фасонкам на колоннах прикрепляют болтами нижние продольные и поперечные балки по периметру каркаса. Между продольными балками устанавливают прогоны пола и укладывают настил. К фасонкам на колоннах прикрепляют болтами наружные пояса горизонтальных ферм 6. Монтируют поэлементно решетку и внутренние пояса
горизонтальных ферм с помощью подмостей, установленных на настиле пола. После установки угловых фасонок, соединяющих внутренние пояса продольных и поперечных ферм между собой подмости снимают. Затем монтируют стойки 4 и диагональные связи 5 стеновых секций.
После сборки каркаса блока выполняется его отделка и утепление. По профилированному настилу пола можно уложить слой легкого бетона. Внутренняя обшивка выполняется из гипсокартонных листов, прикрепляемых к элементам каркаса винтами-саморезами. Наружная обшивка выполняется в виде металлического, пластмассового или деревянного сайдинга. (Возможно наружную облицовку блока выполнять из гипсовых или пенобетонных панелей).
В блоках верхних ярусов в конструкции пола вместо утеплителя закладывают звукоизолирующий материал в пределах высоты прогонов. Наружную облицовку в конструкции пола в этих блоках выполняют из двух слоев гипсокартона, прикрепленного к прогонам. В этом случае горизонтальные фермы в блоках нижних ярусов облицовывают гипсокартонными листами, на поверхности, обращенной внутрь помещения.
Зазоры между блоками установленными рядом заделываются на месте с помощью специальных нащельников.
Перед транспортировкой готового блока на место строительства целесообразно оборудовать его окнами, дверьми, ванной, туалетом, радиаторами отопления, электропроводкой, половым покрытием и т.д. Благодаря такой степени завершения монтаж блока на стройплощадке может быть проведен в течение часа.