Строительный элемент и способ его изготовления

 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при проектировании и строительстве наземных, заглубленных подземных сооружений промышленного и социально-бытового назначения. Строительный элемент содержит продольные и поперечные ребра, между которыми расположены пластины переменной жесткости, выполненные в поперечном сечении полигональными, при этом в продольных ребрах образованы сквозные отверстия для под соединительные элементы. Способ изготовления строительных элементов основан на использовании традиционных технологий производства индустриальными методами строительных конструкций из тяжелого бетона, в процессе которых операции производятся только над элементами металлоформ. Строительный элемент предназначен для использования в производствах, основанных на применении методов ресурсосбережения. В строительном элементе этот метод позволяет уменьшить в 2 - 3 раза материалоемкость строительных конструкций, вдвое сократить затраты на транспорт, до 6 раз снизить энергопотребленние. При этом существенно сокращаются сроки возведения сооружений, полностью исключаются, например, экологически вредные операции, например сварка на строительной площадке при монтаже сооружений из предложенных строительных элементов. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при проектрировании и возведении наземных, заглубленных и подземных сооружений многофункционального назначения в различных отраслях экономики, где целесообразно использовать ресурсосберегающие технологии строительного производства.

В частности, изобретение может быть использовано при проектировании и возведении много- и малоэтажных зданий и сооружений промышленного и социально-бытового назначений: жилых зданий усадебного типа, предприятий социальной сферы, хранилищ, складов, производственных сооружений перерабатывающих и производящих отраслей, животноводческих и птицеводческих помещений, минипекарен, мельниц, магазинов, кафе, спортивных помещений, помещений для дежурных операторов, убежищ гражданской обороны.

Известен строительный элемент для малоэтажного строительства, содержащие продольные и поперечные ребра, между которыми размещены пластины [1] Недостатком известного строительного элемента является ограниченность его применения, что существенно снижает возможность его многофункционального применения, приводит к значительным затратам.

Кроме того, недостатком известного строительного элемента является его надежность при эксплуатации, так как все стыки осуществляются сваркой, что требует повышенной защиты от коррозии в условиях строительной площадки, а при отсутствии антикоррозионной защиты снижает ресурс сооружения.

Для ликвидации указанных недостатков строительный элемент, имеющий продольные и поперечные ребра, между которыми размещены пластины, выполненные полигональным в поперечном сечении с наклоненными с углом 0,1-8,0^o к горизонтали нижними гранями пластин и с боковыми гранями продольных ребер, наклон которых составляет до 45^o к вертикали, при этом, по крайней мере, на одном из продольных ребер выполнены сквозные отверстия под соединительные элементы с посадочными поверхностями с наружной и внутренней сторон ребер, причем на наружных сторонах ребер посадочные поверхности образованы в виде участка плоскости, а на внутренних сторонах ребер в виде фигурной поверхности с привыкающим к внутренней поверхности строительного элемента плоским участком, сопряженным с поверхностью в виде усеченного конуса, обращенной раструбом к внутренней поверхности элемента.

Известен способ изготовления строительных конструкций индустриальными методами, основанный на формовании в горизонтальных формах железобетонных строительных конструкций путем последовательной укладке в формы каркасов, сеток, смеси, уплотнения смеси, термообработке и распалубливании [2] Недостатком известного способа производства строительных конструкций индустриальными методами является потребность в большом количестве весьма дорогостоящих металлоформ, соответствующем количеству и номенклатуре весьма разнообразных строительных элементов.

Другим недостатком известного способа является невозможность получения индустриальными методами строительных элементов с сквозными отверстиями по крайней мере в одном продольном ребре.

Указанные недостатки ликвидируются за счет того, что после укладки в форму каркаса внутри каркаса устанавливают и фиксируют формообразующие элемента под сквозные отверстия с посадочными поверхностями под соединительные элементы, затем заполняют форму смесью, уплотняют смесь, выдерживают не менее одного часа, снимают фиксаторы, после чего производят термообработку и распалубку.

На фиг.1 схематично изображен общий вид строительного элемента в форме; на фиг.2 строительный элемент, вид сверху; на фиг.3 сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 узел I на фиг.3.

Строительный элемент 1 содержит плоскую верхнюю грань 2 и боковые грани 3 и 4, продольные 5 и 6 и поперечные 7 и 9 ребра, между которыми размещены пластины 10 и 11. В поперечном сечении строительного элемента выполнены нижние грани 12 и 13 пластин 10 и 11 под углом 0,1-8,0^o к горизонтали и боковые грани 14 и 15 продольных ребер, наклон которых выбран под углом до 45,0^o к вертикали 16. По крайней мере на одном из продольных ребер выполнены сквозные отверстия 17 с посадочными 18 и 19 поверхностями с наружной 20 и внутренней 21 сторон ребра. Посадочные поверхности 18 выполнены в виде плоского участка 22, посадочные поверхности 19 на внутренней стороне ребра образованы в виде участка 23 плоскости, сопряженной с поверхностью 24 в виде усеченного конуса и обращенной раструбом 25 к внутренней стороне 25 строительного элемента 1.

Строительный элемент 1 располагается в форме 26, содержащей продольные 27 и 28 и поперечные 29 и 30 борта и основание 31. В поперечных бортах и основание 31. В поперечных бортах расположены отверстия 32 и 33, в которые установлены формообразующие элементы 34 и 35 с отверстиями 36 и 37, взаимодействующие с фиксаторами 38 и 39.

Строительный элемент используется следующим образом.

Строительный элемент предлогаемого исполнения может служить в качестве фундамента, основания, стены, покрытия и перекрытия. Это достигается путем использования строительных элементов в зданиях и сооружениях. Строительные элементы в сооружениях соединяются между собой с помощью крепежных элементов, которые устанавливаются в сквозных отверстиях 17. Соединенные таким образом строительные элементы представляют жесткие пластины переменной жесткости, при этом продольные ребра служат в качестве силовых элементов (колонн в стенах, продольных и поперечных балок в основаниях, фундаментах, покрытиях, перекрытиях). Во всех случаях строительные элементы обладают способностью сборки-разборки, что существенно увеличивает их применимость и значимость. Выполнение поперечного сечения полигональным значительно увеличивает прочность строительного элемента при воздействиях бытовых и динамических нагрузках. Образование посадочных поверхностей в виде плоскости, переходящей в усеченный конус позволяет обеспечить надежное соединение строительных элементов с помощью простых элементов крепления, например болтов.

Изготовление строительного элемента осуществляется индустриальными методами следующим образом.

На основание формы 26 укладывается каркас 40, затем в проемы каркаса устанавливаются формообразующие элементы 34 и 35 в виде цилиндрических стержней, после чего формообразующие элементы фиксируются фиксаторами 38 и 39 соответственно, форма заполняется смесью. После этого смесь уплотняют, выдерживают не менее одного часа (в зависимости от состава и характера смеси время может быть увеличено) и снимают фиксаторы. Затем смесь термообрабатывают, после чего производится распалубливание, удаление (при необходимости) формообразующих элементов.

Изготовление строительных элементов производится на существующем и принятом на индустриальном производстве оборудовании, причем обеспечивается полное использование всего технологического процесса. Все новые операции осуществляются только на формах, которые во всех случаях остается практически однотипными, а строительные элементы могут изготавливаться в одной форме. Количество формы определяется в основном масштабами производства и сроками строительства.

Пример предлогаемого строительного элемента: длина 6,35 м; ширина - 2,15 м; приведенная толщина 0,08-0,35 м, марки бетона М100-М350.

Повышенная несущая способность выбранной геометрии строительного элемента позволяет осуществить ресурсосбережение, уменьшить затраты материалов и энергоресурсов при изготовлении, а также при транспортировании, монтаже, строительстве и эксплуатации.

На дачу подачи заявки строительные элементы использовались при возведении объектов в Московском регионе.

Технико-эконмические показатели строительного элемента, приведенные к 1 м² полезной площади ПУР 635 215 20: Расход бетона, м³/² 0,075 расход пара, Гкал/м² 21x10³ Расход стали, кг/м² 5,25 Расход электроэнергии, кВт·ч/м² 1,3и

Формула изобретения

1. Строительный элемент, имеющий продольные и поперечные ребра, между которыми размещены пластины, отличающийся тем, что строительный элемент выполнен полигональным в поперечном сечении с наклоненными под углом 0,1 - 8,0^o к горизонтали нижними гранями пластин и с боковыми гранями продольных ребер, наклон которых составляет до 45^o к вертикали, при этом по крайней мере на одном из продольных ребер выполнены сквозные отверстия под соединительные элементы с посадочными поверхностями с наружной и внутренней сторон ребра.

2. Строительный элемент по п.1, отличающийся тем, что посадочные поверхности на наружных сторонах ребер выполнены в виде участка плоскости, а на внутренних сторонах ребер в виде фигурной поверхности с примыкающим к внутренней поверхности элемента плоским участком, сопряженным с поверхностью в виде усеченного конуса, обращенной раструбом к внутренней поверхности элемента.

3. Способ изготовления строительного элемента, включающий укладку в форму каркаса, смеси, уплотнение и термообработку смеси, отличающийся тем, что после укладки каркаса в форму внутри каркаса устанавливают и фиксируют формообразующие элементы под сквозные отверстия с посадочными поверхностями для соединительных элементов, затем заполняют опалубку смесью, уплотняют смесь, выдерживают смесь не менее одного часа, снимают фиксаторы, после чего производят термообработку и распалубку.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4