СБОРНЫЙ КАРКАС ЗДАНИЯ

Область техники.
Заявляемое изобретение относится к области наземного строительства, а именно к строительным каркасным конструкциям. Заявляемый сборный каркас здания предназначен для использования в зданиях и сооружениях потребительского назначения и вспомогательного использования, таких как дачи, небольшие склады, садовые дома и летние павильоны, хозяйственные постройки типа гаражей, парники и теплицы, а также зданиях малых и средних пролетов.
Предшествующий уровень техники.
Среди каркасов зданий, известна, например, модульная стальная каркасная конструкция (заявка РФ №2000110742 на изобретение, МПК Е04 В 1/348, 2006 [1]), включающая раму потолочного перекрытия, раму пола с варенными в нее зетовыми профилями в качестве поперечин, панель каркаса, составную стойку с вваренными стальными перемычками, при этом панель каркаса соединена с рамой пола и рамой потолочного перекрытия с помощью поперечной балки и штырей.
Недостатками указанной конструкции является большой набор разнопрофильных каркасных элементов, что усложняет конструкцию, и открытое сечение зетового профиля, обладающее более низкой несущей способностью, при работе поперечин на изгиб, сжатие и кручение, чем у профилей с замкнутым сечением, а также склонность к образованию трещин в местах сварного соединения рамы пола и зетовых профилей.
Известен каркас сборного дома (заявка РФ №2008118476/03 на изобретение, МПК Е04В 1/32, 2009 [2]) включающий стальные элементы каркаса, которые выполнены из стали марки С и имеют в поперечном разрезе в основном U-образную форму.
Недостатками указанного аналога являются высокая масса стальных элементов каркаса, что усложняет технологию сборки, и сравнительно низкая несущая способность.
Также известен рамный каркас малоэтажных модульных зданий итальянской фирмы «Edilsider» (Л.В.Енджиевский, В.Д.Наделяев, И.Я.Петухова, "Каркасы зданий из легких металлических конструкций и их элементы", Издательство АСВ, -М.; 1998 г.стр.16 [3]), включающий стойки и ригель, имеющие составное коробчатое сечение из двух гнутых стальных профилированных полос швеллерообразного сечения с отогнутыми полками, при этом соединение профилей выполнено с помощью стальных шпилек, вставляемых в петли, приваренные к полкам одного из профилей и продетые сквозь прорези, предусмотренные на другом профиле.
Недостатками указанного рамного каркаса являются выполнение стоек и ригеля составными, что приводит к усложнению конструкции и технологии сборки. Соединение швеллеров для образования коробчатого сечения не по всей длине приводит к уменьшению несущей способности, снижению коррозионной стойкости конструкции. Выполнение стоек и ригеля стальными приводит к низкой коррозионной стойкости конструкции.
Указанный рамный каркас [3] является по совокупности существенных признаков наиболее близкой конструкцией того же назначения к заявляемому изобретению. Поэтому он принят в качестве прототипа заявляемого изобретения.
Раскрытие изобретения.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым изобретением, является унификация, снижение массы, повышение коррозионной стойкости сборного каркаса здания. Другим техническим результатом является снижение времени монтажа каркаса здания.
Сущность изобретения состоит в том, что сборный каркас здания содержит соединенные между собой каркасные элементы, при этом каркасные элементы выполнены в виде труб на основе полимера, а соединение каркасных элементов между собой выполнено фитингами и/или хомутами.
Предпочтительно каркасные элементы выполнять в виде полипропиленовых труб.
Каркасные элементы могут быть выполнены в виде труб из поливинилхлорида. Допустимо выполнять каркасные элементы в виде труб из полиэтилена или углепластика.
Предпочтительно выполнять фитинги и хомуты из полимерного материала. Соединение каркасных элементов между собой может быть выполнено разъемным.
Внутритрубное пространство каркасных элементов, соединенных фитингами, может быть заполнено бетоном.
Сборный каркас здания целесообразно выполнять содержащим раму основания, несущие стойки каркаса, горизонтальные верхние и нижние обвязки и раму крыши. При этом несущие стойки каркаса соединяют раму основания и раму крыши.
Пространство между каркасными элементами возможно заполнять органическим или неорганическим теплоизоляционным материалом.
Допустимо на элементах каркаса с помощью хомутов закреплять панели. Краткое описание чертежей.
На фигуре 1 показана конструктивная схема сборного каркаса здания по примеру 8, фиг.2 - поперечный разрез каркасного элемента (разрез А-А фиг.1) Осуществление изобретения.
Сборный каркас здания содержит каркасные элементы, выполненные на основе полимера. Соединение каркасных элементов между собой выполнено фитингами 6 и/или хомутами 7 (фиг.1).
Известно, что полипропиленовые трубы прочнее и легче стальных, не подвержены химической и электрокоррозии, не ржавеют в процессе эксплуатации, не передают вибрацию и звуки, легко монтируются, а также обладают экологической чистотой (А.В. Здовбицкий, В.Г. Голинский, ОТ. Курандин, «Водогазовые трубы и фитинги из полипропилена. Пособие по монтажу трубопроводов», Москва, 1996 г., стр.1, 2 [4]). При этом трубы обладают замкнутым сечением. Замкнутые сечения обладают известными преимуществами по сравнению с открытыми, они имеют более высокую несущую способность, менее подвержены механическим повреждениям при монтаже и транспортировке, а так же обладают хорошей обтекаемостью ветровым потоком.
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1. В целях обеспечения экологической чистоты сборного каркаса здания, каркасные элементы преимущественно выполнены в виде полипропиленовых труб.
Пример 2. В целях повышения жесткости и уменьшения теплового расширения материала каркаса здания, каркасные элементы выполнены в виде труб из поливинилхлорида.
Пример 3. Каркасные элементы выполнены в виде труб из полиэтилена.
Пример 4. С целью усиления сборного каркаса здания, каркасные элементы выполнены из углепластика.
Пример 5. Фитинги и хомуты предпочтительно выполнены из полимерного материала.
Пример 6. С целью возведения временных зданий, соединение каркасных элементов между собой выполнено разъемным.
Пример 7. Внутритрубное пространство каркасных элементов, соединенных фитингами, заполнено бетоном. Такое исполнение применяют для стационарных зданий и стационарных сооружений потребительского назначения, а также в случаях, когда требуется усиление каркаса.
Пример 8. Сборный каркас здания содержит раму основания 1 (фиг.1), раму крыши 2, вертикальные несущие стойки каркаса 3, верхние обвязки 4 и нижние обвязки 5. При этом вертикальные несущие стойки каркаса 3, соединяют раму основания 1 и раму крыши 2.
Пример 9. С целью повышения несущей способности сборного каркаса здания, на элементах каркаса с помощью хомутов закреплены панели.
Пример 10. Для придания каркасу здания теплоизолирующих свойств, пространство между каркасными элементами заполнено органическим или неорганическим теплоизоляционным материалом.
Реализация конструктивных элементов заявляемого изобретения не ограничивается приведенными выше примерами.
Каркас здания собирают, соединяя каркасные элементы между собой фитингами 6 и/или хомутами 7. При этом используют фитинги угловые, тройные или крестовины.
При необходимости каркас размещают в опорных точках, которые в зависимости от нагрузок и характеристик грунта могут быть выполнены в виде строительных блоков с выемками под конструктивные элементы, или опорных труб. При этом опорные трубы устанавливают в предварительно пробуренные в грунте скважины, и затем заливают их бетоном. При этом опорные трубы имеют, как правило, больший диаметр по сравнению с трубами конструктивных элементов. Затем на каркасе навешивают панели, наружные и внутренние облицовки, панели крыши, устанавливают двери и окна. Для этого к каркасу предварительно крепят хомуты с установочными планками.
Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемом сборном каркасе здания заявляемый технический результат: «унификация, снижение массы, повышение коррозионной стойкости элементов каркаса здания» достигается за счет того, что сборный каркас здания содержит соединенные между собой каркасные элементы, при этом каркасные элементы выполнены в виде труб на основе полимера, а соединение каркасных элементов между собой выполнено фитингами и/или хомутами. Другой технический результат: «снижение времени монтажа каркаса здания», достигается, за счет того, что сборный каркас здания содержит соединенные между собой каркасные элементы, при этом каркасные элементы выполнены в виде труб на основе полимера, а соединение каркасных элементов между собой выполнено фитингами и/или хомутами. Промышленная применимость.
Автором изобретения изготовлен опытный образец заявленного сборного каркаса здания, испытания которого подтвердили достижение технического результата.
Заявляемый сборный каркас здания реализован с использованием промышленно выпускаемых материалов, может быть изготовлен на промышленном предприятии и найдет широкое применение в области строительства.
Источники информации.
1. Заявка РФ №2000110742 на изобретение, МПК Е04В 1/348, 2006;
2. Заявка РФ №2008118476/03 на изобретение, МПК Е04В 1/32, 2009;
3. Л.В.Енджиевский, В.Д.Наделяев, И.Я.Петухова, "Каркасы зданий из легких металлических конструкций и их элементы", Издательство АСВ, -М.; 1998 г.;
4. А.В.Здовбицкий, В.Г.Голинский, О.Т.Курандин, «Водогазовые трубы и фитинги из полипропилена. Пособие по монтажу трубопроводов», Москва, 1996 г.