СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА И СТРОИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
CONSTRUCTION METHOD AND CONSTRUCTION ELEMENT FOR ITS IMPLEMENTATION

Группа изобретений относится к строительству зданий и других сооружений, в частности на основе каркаса, собранного из строительных элементов.
Известен способ строительства, в котором здания и другие сооружения выполняют на основе каркаса в виде рам, состоящих из защемленных внизу колонн и связанных с ними ригелей (ферм, балок). Колонны воспринимают все основные нагрузки здания и передают их через фундаменты на грунт. К колоннам крепятся стеновые панели. Сверху здание защищают покрытием, основными несущими конструкциями которого являются строительные фермы или балки. На них укладывают плиты (настилы). У многоэтажных зданий межэтажные перекрытия состоят из ригелей, на которые укладывают крупноразмерные железобетонные плиты. Ригели опираются на консоли колонн. Элементы каркаса связывают с колоннами болтами и сваркой закладных деталей. Соединительные узлы многоэтажных зданий замоноличивают (см. Шехтер В.Я. Проектирование кузнечных и холодноштамповочных цехов: Учеб. для студентов машиностроительных специальностей вузов. - М.: Высш. шк., 1991. - 367 с. - С.73-79), принят за прототип.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относят то, что этот способ требует больших затрат вследствие сборки зданий и других сооружений из строительных элементов, изготовленных из тяжелых и дорогих строительных материалов.
Известны строительные элементы, из которых собирают здания и другие сооружения: колонны, фундаменты под колонны, фундаментные балки, стропильные фермы, плиты покрытия, стеновые панели и другие. Большинство строительных элементов зданий изготовлены из железобетона или стали, некоторые из них имеют внутренние полости, (см. Шехтер В.Я. Проектирование кузнечных и холодноштамповочных цехов: Учеб. для студентов машиностроительных специальностей вузов. - М.: Высш. шк., 1991. - 367 с. - С.93-105), приняты за прототип.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известных строительных элементов, принятых за прототип, относят то, что эти элементы требуют больших затрат на их изготовление из тяжелых и дорогих строительных материалов.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Заявляемая группа изобретений направлена на решение задачи - изготовление строительных элементов из легкого и дешевого строительного материала.
Технический результат - снижение затрат на строительство зданий и других сооружений, собранных из строительных элементов.
Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту-способу достигается тем, что здание или сооружение собирают из строительных элементов, при изготовлении которых в качестве строительного материала используют замерзшую воду, то есть лед, таяние которого изнутри предупреждают с помощью хладогена, например, жидкого азота, а снаружи - посредством твердой наружной оболочки с теплоизоляцией, податливой внутренней оболочки и воздушного зазора между ними.
Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту-устройству достигается тем, что каждый строительный элемент имеет твердую наружную оболочку, изготовленную, например, из стали, пластика и проч., и податливую внутреннюю оболочку, внутренняя(ие) полость(и) которой предварительно заполнена(ы) замерзшей водой, то есть льдом, образовавшимся под действием специально созданной хладогеном, например жидким азотом, низкой температуры. Хладоген, в свою очередь, находится в трубке(ах), изготовленной(ых) из материала, не разрушающегося при низких температурах и при расширении воды вследствие ее замерзания. Эта трубка вставлена в ту же внутреннюю полость, куда залита вода, впоследствии замороженная. Трубка(и) изготовлена(ы) из эластичного материала, например, из пластика, который не разрушается под действием низких температур и при расширении воды вследствие ее замерзания. От таяния образовавшийся лед предохраняется изнутри с помощью вышеупомянутого хладогена, а снаружи - посредством наличия теплоизоляционного слоя, например из керамического волокна, охватывающего твердую наружную оболочку. Для предупреждения разрушения последней под действием расширяющейся при замерзании воды, внутрь ее вставлена податливая внутренняя оболочка из тонколистового металла или пленки, например полиэтиленовой, повторяющая контуры внутренней полости наружной оболочки, но с несколько меньшими поперечными размерами для создания зазора в виде воздушной прослойки между поверхностью льда во внутренней оболочке и внутренней поверхностью наружной оболочки. При этом податливая внутренняя оболочка с воздушным зазором также выполняют роль теплоизолятора. Воздушный зазор может быть заполнен сыпучим теплоизолятором, например древесными опилками, минеральной ватой и проч.
Заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку эта группа образует единый изобретательский замысел, причем один из заявленных объектов группы устройство (строительный элемент) предназначен для осуществления другого заявленного объекта группы - способа строительства, при этом оба объекта группы изобретений направлены на решение одной и той же задачи с получением единого технического результата.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления каждого объекта заявленной группы изобретений с получением вышеуказанного технического результата.
По объекту-способу следует отметить, что сборка зданий или других сооружений из строительных элементов, которые изготавливают с применением льда, производят традиционно посредством болтов или закладных деталей. При строительстве многоэтажных зданий соединительные узлы замоноличивают.
По объекту-устройству, то есть строительному элементу, который изготовлен с применением в качестве строительного материала льда, следует заметить, что он включает твердую наружную оболочку, имеющую требуемую форму, например форму колонны, плиты покрытия, стеновой панели и проч. Внутрь этой наружной оболочки вставлена внутренняя оболочка, повторяющая контуры внутренней полости или полостей, которую(ые) содержит данный строительный элемент. Во внутреннюю оболочку помещена трубка с хладогеном, например с жидким азотом, туда же залита вода. Под воздействием хладогена созданы низкие температуры, которые приводят к замерзанию воды. Образовавшийся лед изнутри предохранен от таяния посредством вышеупомянутого хладогена, а снаружи - за счет податливой внутренней оболочки, воздушной прослойки, созданной в зазоре между наружной поверхностью этой оболочки и внутренней поверхностью твердой наружной оболочки, а также теплоизоляционного слоя, охватывающего внешнюю(ие) поверхность(и) наружной оболочки. Теплоизоляционный слой, например из керамического волокна, скрепляют С наружным твердым слоем посредством металлических штырей, болтов с гайками, которые замоноличивают цементом или жидким стеклом, стальной проволокой и др. / Телегин А.С., Авдеева В.Г. Теплотехника и нагревательные устройства: Учеб. пособие для машиностроительных техникумов по специальности «Ковочно-штамповочное производство». - М.: Машиностроение, 1985. - 248 с. - С.112-114/. Воздушный зазор между наружной и внутренней оболочками может быть заполнен сыпучим теплоизолятором, например древесными опилками, минеральной ватой и проч.
Строительные элементы используют обычным образом при сборке здания или другого сооружения.
Заявленная группа изобретений предназначена для использования при строительстве зданий и других сооружений, например, дорог, причалов, а также при проведении временных подготовительных работ: создании строительной площадки, опор под краны и т.п. на песчаных, болотистых, просадочных грунтах.
В настоящее время известны все средства и методы для осуществления заявленной группы изобретений.
Использование группы изобретений ведет к снижению затрат на строительство зданий и других сооружений путем их сборки из строительных элементов, изготовленных с применением льда. Лед - дешевый и легкий строительный материал. Его применение будет способствовать снижению себестоимости строительных элементов, которые можно будет окончательно изготавливать (заливать в них и замораживать воду) даже на строительной площадке, а при их централизованном производстве будут снижены затраты на транспортировку. Кроме того, следует отметить пожаробезопасность и экологичность подобных строительных элементов, которые могут быть как несущими, так и ограждающими.