КАРКАС ЗДАНИЯ

Полезная модель относится к гражданскому и промышленному строительству, и может быть использовано при сооружении каркасных зданий различного назначения, как в условиях заводского производства, так и на месте строительства здания.
Известен каркас здания, содержащий каркасообразующие металлические элементы, наружную и внутреннюю несъемные опалубки и соединяющие их друг с другом анкерные связи. Пространство между опалубками заполняют твердеющим раствором. (см СССР, авт. св. №694609 по кл. Е 04 С 2/26, заявл. 10.05.78, опубл. 30.10.79).
Недостатком известного каркаса являются его низкие теплоизоляционные свойства, т.к. полученная конструкция является, по крайней мере, самонесущей, выполненной из монолитного бетона, теплоизоляционные свойства которого низки, и требуют, как правило, дополнительного утепления. Кроме того, известная конструкция может быть только ограждающей, но не несущей, так как в ней не предусмотрено использования какого-либо несущего каркаса здания, а предусмотрена лишь установка каркасообразующих металлических элементов, играющих роль анкеров между ранее отформованными фрагментами конструкции, тем не менее, они являются в ней «мостиками холода».
Наиболее близким по технической сущности и получаемому эффекту и взятым в качестве прототипа является конструкция здания в виде монолитных теплоизолирующих стеновых панелей, в которых заформован предварительно изготовленный и собранный каркас (см. патент RU №2157441, по кл. Е 04 В 2/86, заявл. 25.08.98 г, опубл. 10.10.2000 г). В известной конструкции каркаса здания, содержащей установленные в проектное положение каркасообразующие элементы, наружную и внутреннюю оставляемые опалубки, соединенные друг с другом анкерными связями и межпалубное пространство, заполненное твердеющим раствором, при этом оставляемую
опалубку устанавливают при помощи фиксаторов на заданном расстоянии с обеих сторон каркасообразующих элементов здания, причем в качестве твердеющего раствора, заполняющего межпалубное пространство и пространство между палубами и каркасообразующими элементами используют пенополистиролцементную, или пенополистиролгипсовую, или пеногипсовую теплоизолирующую композицию. Анкерная связь может быть выполнена в виде деревянного двутавра, стенка которого может быть установлена вплотную к каркасообразующему элементу и соединена с ним крепежной деталью или приклеена к нему. Полки деревянного двутавра могут быть расположены на стыке соседних опалубок.
Недостатками известной конструкции так же, как и в аналоге, являются ее низкие теплоизоляционные и несущие свойства, т.к. заформованный заранее, размещенный в середине стены каркас, не является устойчивой опорой здания, а выполненный из черного металла обладает значительной металлоемкостью, вследствие чего не только является «мостиком холода», но для сохранения тепла нуждается в значительном увеличении толщины бетонной прослойки, что приводит к увеличению веса здания, а, следовательно, его стоимости.
Кроме того, в известной конструкции преобладает большое количество дополнительных элементов для крепления опалубки, что приводит к повышению трудоемкости при изготовлении каркаса здания.
Задачей полезной модели является значительное повышение теплоемкости здания при снижении его веса, трудоемкости и затрат на его изготовление.
Техническим результатом является создание оптимальной конструкции каркаса здания, обеспечивающего минимальные потери тепла при эксплуатации здания за счет применения эффективных утеплителей и его несущей способности в зависимости от применяемых профилей, расположенных в непосредственной близости от несъемных внешних и внутренних опалубок.
Поставленная задача решается тем, что в известном каркасе здания, содержащем каркасообразующие элементы, внешние и внутренние несъемные опалубки, смонтированные по обе стороны от каркасообразующих элементов, а пространство между опалубками и каркасообразующими элементами заполнено твердеющим раствором, согласно полезной модели, каркасообразующие элементы, выполнение в виде стоек, преимущественно из гнутых профилей, попарно снабженных вкладышами из утеплителей и установленных в два ряда в шахматном порядке в направляющих элементах, в виде П-образных профилей, горизонтально закрепленных на фундаменте и перекрытии здания, при этом, каркасообразующие элементы являются, по меньшей мере, и опорами для крепления несъемных опалубок.
Кроме того, в качестве эффективных утеплителей могут использовать вкладыши расчетной толшины из ППУ, либо ПСБС, с возможностью крепления стоек при помощи кронштейнов; направляющие профили П-образного сечения могут быть установлены на фундамент горизонтально через гидроизоляционную пленку, с возможностью крепления к нему анкерными болтами; стойки могут быть выполнены в виде С-образного профиля определенного сечения в зависимости от расчетной несущей способности каркаса здания, с возможностью крепления в направляющих П-образных профилей с помощью саморезов; в качестве твердеющего раствора могут быть применены пенобетоны или полистиролбетоны, а наружные стороны каркаса могут быть снабжены бобышками, с возможностью крепления последних к несъемным опалубкам для обеспечения необходимого зазора между опалубками и каркасом.
Проведенные исследования по источникам научно-технической и патентной информации показали, что предлагаемая полезная модель неизвестна и не следует явным образом из изученного уровня техники, следовательно, соответствует критерию «новизна».
Предлагаемый каркас здания может быть применен при жилищном, гражданском и промышленном строительстве, и может быть изготовлен
как на а отечественном, так и зарубежном оборудовании, следовательно, соответствует критерию «промышленная применимость».
Выполнение в каркасе каркасообразующих стоек С-образного, преимущественно, гнутого профиля из оцинкованной стали определенного сечения в зависимости от расчетной несущей способности каркаса здания, и попарно снабженных вкладышами из эффективных утеплителей в виде вкладышей расчетной толшины из ППУ, либо ПСБС, установленных относительно наружной и внутренней опалубок в шахматном порядке дает возможность обеспечения минимальных потерь тепла при эксплуатации здания за счет применения эффективных утеплителей и несущей способности здания в зависимости от применяемых профилей, расположенных в непосредственной близости от несъемных внешних и внутренних опалубок.
Кроме того, за счет облегченных С-образных стоек из гнутых профилей оцинкованной стали и применением эффективных утеплителей, значительно сокращается толщина стен каркасного здания, что приводит к уменьшению веса здания, а, следовательно, и затрат на его возведение.
Заполнение же пространства между опалубками и каркасообразующими стойками твердеющим раствором в виде облегченных пенобетонов или полистиролбетонов хорошо удерживающих тепло также облегчает вес здания и увеличивает теплотехнические характеристики каркаса здания.
Расположение стоек С-образного профиля в два ряда вдоль тыльных строи внутренних и внешних опалубок в направляющих элементах, в виде П-образных профилей, горизонтально закрепленных на закрытом пленкой фундаменте и аналогично в направляющих в перекрытиях здания, обеспечивает жесткость конструкции и надежную несущую способность здания.
Снабжение наружных сторон каркаса бобышками, с возможностью крепления последних к несъемным опалубкам и обеспечения необходимого зазора между опалубками и каркасом обеспечивает необходимый защитный слой металлоконструкций при заполнении межпалубочного пространства бетоном.
Таким образом, совокупность существенных признаков полезной модели позволяет достичь технического результата, а именно, создания оптимальной конструкции каркаса здания, обеспечивающего минимальные потери тепла при эксплуатации здания за счет применения эффективных утеплителей и его несущей способности в зависимости от применяемых профилей, расположенных в непосредственной близости от несъемных внешних и внутренних опалубок.
Заявляемая полезная модель подтверждается чертежами, где
- на фиг.1 изображен общий вид каркаса здания в аксонометрии;
- на фиг.2 - поперечный разрез каркаса здания, вид сверху
Каркас здания, содержит каркасообразующие элементы, выполненные в виде стоек 1 из гнутых С-образных облегченных профилей из оцинкованной стали определенного сечения, зависящего от расчетной несущей способности каркаса здания. При этом стойки 1 попарно снабжены прикрепленными к ним при помощи кронштейнов (на черт. не показаны) вкладышами 2 расчетной толщины из эффективных утеплителей (ППУ, либо ПСБС), вертикально установленных в два ряда в шахматном порядке в направляющих элементах, в виде П-образных профилей 3, горизонтально закрепленных с помощью саморезов на фундаменте 4 и перекрытиях 5 здания. Крепление несъемных опалубок 6 к наружным частям стоек каркаса осуществляется через бобышки 7, обеспечивая при этом необходимый зазор между опалубками и каркасом. В качестве твердеющего раствора применяют пенобетоны или полистиролбетоны.
Сборку каркаса осуществляют следующим образом.
Направляющие 3 в виде профилей П-образного сечения устанавливают на фундаменте 4 горизонтально через гидроизоляционную пленку и крепят к нему распорными анкерными болтами, тем самым, получая направляющие элементы для установки стоек 1, которые монтируют в направляющие элементы 3 вертикально при помощи самонарезающих винтов. Стойки 1 располагают в два ряда относительно тыльных сторон наружной и
внутренней несъемных опалубок в шахматном порядке, при этом верхние части стоек скрепляют направляющими элементами 5 аналогичными нижним 3. В межстоечное пространство попарно монтируют вкладыши из эффективных утеплителей 2, которые крепят опалубки 6 к наружным частям стоек 1 через бобышки 7, обеспечивающие необходимый зазор между опалубками 6 и стойками 1, для обеспечения необходимого защитного слоя металлоконструкций при последующем заполнении межопалубочного пространства.
Конструкция каркаса здания, по сравнению с прототипом, позволяет за счет снабжения ее облегченными каркасобразующими элементами и эффективными вкладышами, исключающими «мостики холода», значительно повысить теплоемкость здания, при ощутимом снижении веса и толщины стен, а следовательно и снизить трудоемкость и затраты на его изготовление.