Универсальный набор для строительства малоэтажных зданий и сооружений
Владельцы патента RU 2605654:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) (RU)
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении малоэтажных зданий различных конструктивных систем. Цель изобретения - создание универсального набора элементов, который может использоваться во всех трех системах: брусчатой, стоечной и легкокаркасной, при этом обеспечит необходимую теплоемкость, прочность, жесткость и долговечность строения при минимальной трудоемкости монтажа. Сущность изобретения заключается в том, что универсальный набор для строительства малоэтажных зданий и сооружений, имеющий в своем составе стеновые элементы, используемые в качестве стеновых элементов и балок перекрытия, изготовленные методом экструзии из древесно-пластмассового композита, при этом стеновые элементы выполнены в виде стоек с поперечными сечениями в виде двутавра и прямоугольного параллелепипеда с выбранными четвертями и обвязки из элементов с поперечным сечением в виде швеллера, и угловых блоков, причем все составляющие набора имеют внутренние полости. Внутренние полости элементов заполнены эффективным утеплителем. Элементы в форме прямоугольного параллелепипеда используются также в качестве балок перекрытий и при этом выполнены армированными. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении малоэтажных зданий различных конструктивных систем.
В настоящее время в строительстве достаточно широко применяются различные конструктивные системы малоэтажных зданий с несущими конструкциями из древесины. Из них можно выделить три основные: брусчатую, стоечную и легкокаркасную.
Брусчатые строения возводятся из клееного бруса с пазами и гребнями. Известен самоблокирующийся деревянный профиль (Заявка FR №2482167, МКИ Е04С 3/12, опубл. 1981 г.) для возведения зданий, представляющий деревянную балку (брус). При изготовлении такого бруса используют заготовку прямоугольного сечения с заданными геометрическими размерами, на верхней горизонтальной поверхности которой выполнены два паза, а на нижней горизонтальной поверхности - шипы соответствующих размеров. Такая конструкция бруса обладает недостатком, заключающимся в большом расходе древесины, а также в большой вероятности его растрескивания с течением времени из-за неравномерности усушки по объему бруса.
Стоечная система фактически представляет собой брусчатые конструкции с вертикальным расположением брусьев. В Скандинавии подобные строения собираются из вертикально поставленных элементов двух-трех видов с чередованием их по длине стены.
Третья из перечисленных систем представляет собой деревянный каркас здания, состоящий из идентичных деревянных стоек и обвязок. Известен (патент RU 131754, Е04В 1/26, опубл. 27.08.2013), в котором предложен аналогичный каркас, отличающийся тем, что он содержит обвязку из бруса, закрепленную на фундаменте здания, а рамочные элементы образованы двумя боковыми стойками из доски и средней стойкой из бруса, связанными поверху общей обвязкой из сдвоенной доски.
Подобное решение требует применения пиломатериалов нескольких типоразмеров, что удорожает конструкцию. Кроме того, использование цельной древесины приводит к возникновению достаточно большого количества отходов.
Основным недостатком описанных конструктивных систем является использование в них деловой древесины, распиловка и придание необходимой формы поперечного сечения которой неизбежно связаны с возникновением большого количества отходов. Кроме того, представляет интерес создание такого универсального набора элементов, который мог бы использоваться во всех трех системах.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является здание, возведенное с помощью набора универсальных элементов (патент RU №109769, Е04С 1/00, опубл. 27.10.2011), включающее стеновые элементы, балки перекрытий и перемычки, представляющие собой единую систему и изготовленные методом экструзии из древесно-пластмассового композита.
Однако в указанном устройстве рассматриваются здания и сооружения, возводимые из мелких стеновых блоков, и невозможность использования в брусчатой, стоечной и легкокаркасной системах.
Задача заявляемого изобретения - создание универсального набора элементов, который может использоваться во всех трех системах: брусчатой, стоечной и легкокаркасной, при этом обеспечит необходимую теплоемкость, прочность, жесткость и долговечность строения при минимальной трудоемкости монтажа.
Сущность изобретения заключается в том, что универсальный набор для строительства малоэтажных зданий и сооружений, имеющий в своем составе стеновые элементы, используемые в качестве стеновых элементов и балок перекрытия, изготовленные методом экструзии из древесно-пластмассового композита, при этом стеновые элементы выполнены в виде стоек с поперечными сечениями в виде двутавра и прямоугольного параллелепипеда с выбранными четвертями и обвязки из элементов с поперечным сечением в виде швеллера, и угловых блоков, причем все составляющие набора имеют внутренние полости.
Внутренние полости элементов заполнены эффективным утеплителем.
Элементы в форме прямоугольного параллелепипеда используются также в качестве балок перекрытий и при этом выполнены армированными.
Различные комбинации и расположение в пространстве составляющих набора дают возможность получить строительные конструкции, аналогичные брусчатым, стоечным и легкокаркасным системам домостроения.
Техническим результатом предлагаемого изобретения являются:
- коробки зданий трех различных строительных систем собираются из элементов единого набора;
- строительство выполняется без «мокрых» процессов и необходимости соблюдения технологических перерывов, связанных с набором прочности вяжущих материалов;
- окраска элементов выполняется при их производстве на заводе, а это значительно уменьшает сроки строительства и повышает вариативность строительных объектов;
- наличие большого количества воздушных прослоек улучшает звукоизоляцию и повышает теплотехнические характеристики строений, без использования дополнительных материалов;
- полимер, входящий в состав композита, предохраняет наполнители от гниения, поражения вредителями и т.п., увеличивая срок службы объектов;
- автоматизированный процесс производства элементов методом экструзии дает возможность получать детали точных геометрических размеров;
- изделия экологически безопасны.
Все элементы набора имеют внутренние полости и изготавливаются методом экструзии из различных композитных материалов. В качестве неограничивающего примера подобного материала может быть приведен древесно-пластмассовый композит.
Длительные прочностные и жесткостные характеристики композитных материалов, из которых изготавливаются балки и стойки, должны быть не ниже аналогичных показателей цельной древесины хвойных пород первого сорта, а срок службы изделия составляет не менее 50 лет.
Введение в расплав композита различных цветовых добавок обеспечивает окрашивание элементов перекрытия в различные цвета по RAL.
Универсальный набор включает в себя четыре основных элемента: стойки с поперечными сечениями в виде двутавра, прямоугольного параллелепипеда с выбранными четвертями, обвязки с поперечным сечением в виде швеллера и специальные угловые блоки с выбранными четвертями.
Изобретение поясняется чертежами, где на:
фиг. 1 - представлена двутавровая стойка;
фиг. 2 - прямоугольный параллелепипед с выбранными четвертями;
фиг. 3 - обвязка с поперечным сечением в виде швеллера;
фиг. 4 - угловой блок с выбранными четвертями;
фиг. 5 - возведение стены в брусчатой системе;
фиг. 6 - каркас в стоечной системе;
фиг. 7 - двутавровые стойки в легкокаркасной системе.
На фигурах 1-4 позициями соответственно обозначены:
1 - полки профилей;
2 - стенки профилей;
3 - четверти, выбираемые в элементах.
В брусчатой системе возведение стены начинается с установки в горизонтальное положение обвязки с ориентацией полок 1 вверх, после чего в нее, чередуясь, также горизонтально устанавливаются элементы в форме прямоугольного параллелепипеда и двутавровые стойки.
В стоечной системе каркас формируется из вертикально расположенных элементов трех типоразмеров, также входящих в горизонтальную обвязку из швеллера с ориентацией полок 1 вверх. Возведение стены начинается с установки углового блока, к которому примыкает двутавровая стойка. Элемент в форме прямоугольного параллелепипеда за счет выбранных четвертей 3 входит между полками 1 двутавровой стойки, образуя монолитную стену. Необходимая длина стены набирается чередованием вертикально расположенных стоек в виде двутавра и прямоугольного параллелепипеда.
В легкокаркасной системе двутавровые стойки устанавливаются с определенным шагом для дальнейшей прокладки между ними теплоизоляционного материала. В продольном направлении стойки соединяются между собой верхней и нижней обвязками швеллерного сечения.
Междуэтажные перекрытия рассмотренных систем выполняются из элементов набора в форме прямоугольного параллелепипеда, которые могут усиливаться обвязками из швеллера.
Применение описанных конструкций не требует проведения дополнительных работ по внешней и внутренней отделке поверхностей, а также по звукоизоляции помещений.
1. Универсальный набор для строительства малоэтажных зданий и сооружений, имеющий в своем составе элементы, используемые в качестве стеновых элементов и балок перекрытия, изготовленные методом экструзии из древесно-пластмассового композита, отличающийся тем, что стеновые элементы выполнены в виде стоек с поперечными сечениями в виде двутавра и прямоугольного параллелепипеда с выбранными четвертями и обвязки из элементов с поперечным сечением в виде швеллера, и угловых блоков, причем все составляющие набора имеют внутренние полости.
2. Универсальный набор по п. 1, отличающийся тем, что внутренние полости элементов заполнены эффективным утеплителем.
3. Универсальный набор по п. 1, отличающийся тем, что элементы в форме прямоугольного параллелепипеда используются также в качестве балок перекрытий и при этом выполнены армированными.
