Здание из деревянных панелей
Владельцы патента RU 2420634:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в строительстве зданий из древесины и древесных материалов различного назначения. Техническим результатом изобретения является повышение пространственной жесткости здания и сокращение трудоемкости монтажа. В состав здания из деревянных панелей входят наружные и внутренние панели, вертикальные брусья, мауэрлат, стропильные ноги, сквозные стяжные связи, прогоны и кровля. Панели имеют одностороннюю обшивку и соединены между собой с использованием вертикальных брусьев. К брусьям при помощи сквозных стяжных связей крепятся с открытой стороны ребра панелей. Панели связаны между собой мауэрлатом, выполненным из спаренных по высоте досок, стыкуемых в разбежку и уложенных в угловых сопряжениях в перевязку. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в строительстве зданий из древесины и древесных материалов различного назначения (жилые, общественные, промышленные, сельскохозяйственные, складские и т.д.).
Известно деревянное здание, включающее в себя наружные и внутренние стеновые панели, стропильные ноги, мауэрлат, выполненный из цельных брусьев, коньковые стойки в пределах высоты чердачного пространства, подкосы, прогоны или обрешетку, кровлю (И.А.Шерешевский. Конструирование гражданских зданий. - Издательство «Архитектура-С», 2005, с.126, 127, рис.10.01). Стыки между наружными и внутренними панелями выполнены в виде заводимого в паз гребня, причем паз выбирается в обвязке панелей, выполненной из одиночных досок, а гребень пришивается из накладной рейки или вложенного в паз бруска. При помощи коньковых стоек, шарнирно сопряженных с верхней гранью чердачного перекрытия, обеспечивается требуемый уклон стропильных ног.
Это известное конструктивное решение имеет следующие существенные недостатки.
1. Различные по габаритным размерам наружные и внутренние панели, что предопределено конструкцией узлов их сопряжения, в частности в углах здания, в местах соединения наружных и внутренних панелей, а также при соединении внутренних панелей между собой под углом 90°.
2. Трудоемкость устройства покрытия, так как для обеспечения пространственной жесткости чердачных конструкций необходима постановка как вертикальных крестовых или подкосных связей по линии коньковых стоек, так и горизонтальных связей по прогонам в плоскости стропильных ног. Это также существенно стесняет чердачное пространство, что исключает возможность переоборудования чердака под мансардные помещения.
3. Невозможность восприятия динамических нагрузок из-за постановки глухих связей в виде гвоздей, шурупов (СНиП II-25-80. Деревянные конструкции. - М.: Стройиздат, 1983, с.22, п.5.24), при этом исключается возможность применения сквозных стяжных связей, что снижает общую пространственную жесткость здания.
4. Использование специальных накладок или специальных связей, обеспечивающих жесткость стыковых узлов мауэрлатного бруса для создания жесткого пояса по верхней грани стеновых панелей, обеспечивающего общую пространственную неизменяемость здания.
Техническим результатом, полученным от использования изобретения, является упрощение конструктивной схемы здания, повышение его пространственной жесткости и сокращение трудоемкости монтажа.
Задача решается за счет того, что в здании из деревянных панелей, состоящем из наружных и внутренних панелей, мауэрлата, стропильных ног, прогонов и кровли, наружные и внутренние панели имеют одностороннюю обшивку и соединены между собой с использованием вертикальных брусьев, к которым при помощи сквозных стяжных болтов крепятся с открытой стороны ребра панелей, при этом панели связаны между собой мауэрлатом, выполненным из спаренных по высоте досок, стыкуемых в разбежку и уложенных в угловых сопряжениях в перевязку.
Кроме этого вертикальные брусья, расположенные внутри здания, могут быть выведены в пределы чердачного пространства, при этом верхняя грань вертикальных брусьев является опорой для стропильных ног.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий план здания из деревянных панелей с маркировкой панелей, на фиг.2 - поперечный разрез по зданию, на фиг.3 - узел крепления наружных стеновых панелей к вертикальной стойке (узел А с фиг.1), на фиг.4 - узел сопряжения наружных и внутренних панелей (узел Б с фиг.1), на фиг.5 - узел сопряжения внутренних панелей (узел В с фиг.1), на фиг.6 - схема раскладки досок нижнего и верхнего рядов мауэрлата.
Здание из деревянных панелей включает в себя наружные 1 и внутренние 2 панели, вертикальные брусья 3, мауэрлат 4, стропильные ноги 5, сквозные стяжные связи 6, прогоны 7 и кровлю 8. В состав деревянных панелей 1 и 2 входят односторонняя обшивка 9 и продольные ребра 10, которые при помощи сквозных стяжных связей 6 с открытой стороны панелей 1 и 2 крепятся к вертикальным брусьям 3. Мауэрлат 4 выполнен из спаренных по высоте досок нижнего 11 и верхнего 12 рядов, стыкуемых в разбежку и уложенных в угловых сопряжениях в перевязку. Вертикальные брусья 3, расположенные внутри здания, могут быть выведены в пределы чердачного пространства, при этом верхняя грань вертикальных брусьев 3 будет являться опорой для стропильных ног 5.
Предлагаемое здание из деревянных панелей собирается в следующем порядке. На предварительно выполненный фундамент с анкерными стержнями, в местах сопряжения наружных 1 и внутренних 2 панелей, заранее изготовленных в заводских условиях, монтируют вертикальные брусья 3 с таким расчетом, чтобы расстояние между их гранями «в свету» было равно ширине панелей, причем это расстояние будет одинаковым на всей площади здания, что обеспечивает применение одинаковых по габаритным размерам панелей 1 и 2. При одинаковых габаритных размерах в зависимости от конфигурации и назначения помещений здания панели изготавливаются с глухой обшивкой, с оконными и дверными блоками. Поочередно, начиная от углов здания, для создания жестких в пространстве секций между вертикальными брусьями 3 вставляют наружные 1 или внутренние 2 панели, при этом наружные грани обшивок 9 образуют гладкие стены, поскольку их поверхности, обращенные в помещения, заранее обработаны и отделаны на заводе. В местах расположения сквозных стяжных связей 6 высверливают отверстия в продольных ребрах 10 панелей и в вертикальных брусьях 3, после чего в эти отверстия вставляют сквозные стяжные связи 6 (например, болты с гайками и шайбами). При расположении сквозных стяжных связей 6 в одном узле во взаимно перпендикулярных направлениях отверстия выполняют со сдвижкой по высоте. Отверстия в продольных ребрах 10 панелей и в вертикальных брусьях 3 могут быть заранее высверлены по шаблону в заводских условиях, что дополнительно обеспечит сокращение трудоемкости монтажа. Выполняют натяжения сквозных стяжных связей 6 до контрольных величин. Диаметр сквозных стяжных связей 6 определяется соответствующим расчетом на проектные нагрузки, что позволяет без каких-либо сложностей обеспечить восприятие всех возможных динамических нагрузок, например сейсмических. При действии динамических нагрузок древесина в зоне установки сквозных стяжных связей 6 будет работать на смятие поперек волокон, что обеспечит демпферное восприятие усилий за счет вязкости древесины и, как следствие, существенное повышение общей пространственной жесткости здания.
По верхним граням стеновых панелей 1, 2 и вертикальных брусьев 3 выполняют из спаренных по высоте досок мауэрлат 4, при этом доски нижних 11 и верхних 12 рядов стыкуются по длине в разбежку и укладываются в узловых сопряжениях в перевязку. Такой конструктивный прием позволяет создать в уровне чердачного перекрытия жесткий пояс из взаимно перпендикулярных элементов, что существенно повышает общую пространственную жесткость здания, особенно при действии динамических нагрузок.
При необходимости вертикальные брусья 3, расположенные внутри здания, могут быть выведены в пределы чердачного пространства, при этом верхняя грань вертикальных брусьев 3 будет являться опорой для стропильных ног 5. Таким образом, вертикальные брусья 3 в пределах высоты чердачного пространства будут представлять из себя консольные элементы с защемленным в стыках панелей нижним концом, что исключает необходимость постановки как вертикальных крестовых или подкосных связей по линиям стоек, так и горизонтальных связей по прогонам 7 в плоскости стропильных ног 5. Кроме этого из-за отсутствия вертикальных связей появляется возможность обеспечить свободное чердачное пространство и легко его переоборудовать под мансардные помещения.
По верхним граням вертикальных брусьев 3, расположенных внутри здания, с опиранием на мауэрлат 4 монтируют стропильные ноги 5, по которым в дальнейшем устраивают прогоны 7 и кровлю 8. Выполняют утепляющий слой 13 наружных 1 панелей и звукоизоляционный слой 14 внутренних 2 панелей с последующим устройством отделочных слоев 15. Наружные 1 и внутренние 2 панели могут поставляться на строительную площадку с заранее выполненным в заводских условиях утепляющим 13 или звукоизоляционным 14 слоем. В этом случае в местах постановки сквозных стяжных связей 6 предусматривают специальные полые гнезда, заделку которых выполняют после установки и натяжения сквозных стяжных связей 6. В неотапливаемых помещениях утепление внутренних полостей панелей не производят.
Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемое здание из деревянных панелей позволяет упростить конструктивную схему здания, повысить его пространственную жесткость и сократить трудоемкость монтажа на 15…20%.
1. Здание из деревянных панелей, состоящее из наружных и внутренних панелей, мауэрлата, стропильных ног, прогонов и кровли, отличающееся тем, что наружные и внутренние панели имеют одностороннюю обшивку и соединены между собой с использованием вертикальных брусьев, к которым при помощи сквозных стяжных связей крепятся с открытой стороны ребра панелей, при этом панели связаны между собой мауэрлатом, выполненным из спаренных по высоте досок, стыкуемых в разбежку и уложенных в угловых сопряжениях в перевязку.
2. Здание из деревянных панелей по п.1, отличающееся тем, что вертикальные брусья, расположенные внутри здания, выведены в пределы чердачного пространства, при этом верхняя грань вертикальных брусьев является опорой для стропильных ног.
