Монолитная строительная конструкция сборно-монолитного дома, здания или сооружения
Техническое решение относится к области строительства, а именно к технологии каркасно- монолитного и сборно-каркасного домостроения и может быть использовано при возведении стен, перекрытий, перегородок и других конструктивных элементов зданий или сооружений, используемых в различных отраслях промышленности. Сущность технического решения -монолитная строительная конструкция здания или сооружения содержит основание, несущие опорные элементы, стеновое ограждение и перекрытие, при этом несущие опорные элементы выполнены из легких стальных оцинкованных тонкостенных элементов с пеногипсобетонным заполнителем, а стеновое ограждение представлено в виде металлического каркаса с наружными и внутренними щитами несъемной опалубки, и заполнителя внутреннего пространства между щитами опалубки, образующего с последними монолитную стеновую панель здания, причем заполнитель представлен в виде пеногипсобетона, а каждый щит опалубки выполнен в виде газобетонной плиты, причем металлический каркас выполнен из легких стальных оцинкованных тонкостенных элементов, предпочтительно швеллерообразного профиля, а перекрытие также выполнено на основе элементов стеновой панели и содержит прикрепленную снизу к элементам металлического каркаса обшивку в виде гипсостружечной плиты, пеногипсобетонный заполнитель караса и установленную сверху каркаса стяжку в виде плиты с упрочняющим слоем из гипсобетона. Техническая задача данного предложения - сокращение сроков строительства, повышение сроков эксплуатации, снижение стоимости строительства, минимизация затрат на строительные материалы и повышение эффективности работы. 1 п.ф-лы, 5 ил.
Техническое решение относится к области строительства, а именно к технологии каркасно-монолитного и сборно-каркасного домостроения и может быть использовано при возведении стен, перекрытий, перегородок и других конструктивных элементов зданий или сооружений, используемых в различных отраслях промышленности.
Известна ограждающая конструкция для постройки здания, содержащая стеновые панели, выполненные из теплоизолирующего материала, неподвижно помещенного в несущий металлический профиль, панели соединены между собой с образованием единого каркаса ограждения, при этом конструкция содержит однослойные панели, содержащие в качестве теплоизолирующего материала минераловатную плиту из базальтовых горных пород, все стеновые панели закреплены к нижней обвязке и по высоте между собой, в том числе в углах, через соединительные элементы из антикоррозионного материала, а по верху все стеновые панели соединены по периметру обвязкой из стальных обрамляющих гнутых уголков и не менее чем двух рядов деревянного бруса, при этом металлический профиль каждой панели закреплен к верхней обвязке(Р.Ф. пат. на П.М. 
74932, кл. Е04В 1/02, от 20.07.2008)
Недостаток данного технического решения заключается в том, что оно содержит ряд конструктивных элементов, которые приводят к удорожанию и повышению материалоемкости всего объекта в целом.
Известна ограждающая конструкция, состоящая из металлического каркаса, закрепленного в фундаменте, и содержащая ограждающие панели, закрепленные между стойками каркаса, и внутреннюю и наружную облицовку, при этом стойки каркаса выполнены из металлической трубы с сечением, зависящим от расчетной несущей способности каркаса, и установлены с шагом, соответствующим ширине ограждающих панелей, причем ограждающие панели выполнены теплоизоляционными многослойными с толщиной, превышающей толщину вертикальных стоек каркаса, и установлены по внутренней стороне каркаса в одной плоскости с вертикальными стойками с образованием за счет разницы между толщиной стойки и панели промежуточных полостей, заполняемых утеплителем, изолирующим стойки каркаса от внешнего воздействия. Ширина ограждающих панелей соответствует ширине листового материала внешней обшивки ограждающих панелей. Стойки каркаса выполнены из металлической трубы квадратного сечения. Стойки каркаса выполнены из металлической трубы прямоугольного сечения. Сваи фундамента расположены на одной оси с каждой вертикальной стойкой каркаса. Вертикальные стойки каркаса снабжены пластинами для крепления мауэрлата.(Р.Ф., пат. на П.М. 87180, кл. Е04В 1/08 от 27.09.2009).
Недостаток данного предложения заключается в том, что оно является излишне материалоемким и трудоемким для его осуществления.
Известен способ возведения монолитной конструкции зданий и сооружений, характеризующийся тем, что на первом этапе возведения устанавливают наружные и внутренние щиты несъемной опалубки и в местах выхода вертикальных арматурных стержней или установленных в фундаменте вертикальных анкеров размещают арматурный каркас и устанавливают в обхват последнего выдвижную формовочную оснастку в виде полого объемного трехгранного стержня, который большей гранью временно крепят к внутренней поверхности щита несъемной опалубки, а к двум другим граням стержня устанавливают листы теплоизоляционного материала, которые свободными концами крепят к внутренней стороне несъемной опалубки, затем в стержень производят заливку бетонной массы и после набора бетоном прочности стержень освобождают от временного крепления и выдвигают на проектную высоту до окончательного возведения опорной колонны с повторением цикла работ первого этапа, после возведения опорной колонны до проектной высоты, полый объемный трехгранный стержень извлекают из опалубки и пространство между щитами несъемной опалубки заполняют бетонной массой до окончательного ее твердения и завершения цикла работ.(Р.Ф., Пат. 2379435, кл. E04G 11/10, от 20.01.2010).
Не умоляя достоинства данного способа возведения монолитной конструкции здания, тем не менее, следует отметить, что его осуществление связано с излишней материалоемкостью и трудоемкостью при его исполнении и необходимостью привлечения тяжелой строительной техники.
Проблема повышения уровня теплоизоляции ограждающих конструкций весьма актуальна, поскольку теплопотери через ограждающие конструкции по мостикам холода составляют до 80% всех теплопотерь в зданиях.
Одним из путей повышения уровня теплозащиты зданий при каркасно-монолитном домостроении является применение многослойных панелей с эффективным утеплителем.
Известна ограждающая стеновая конструкция в виде многослойной стены, применяемая при возведении сборно-монолитных наружных стен жилых зданий, которая содержит фасадную плиту для отделки наружной поверхности многослойной стены монолитного здания, которая имеет декоративную наружную поверхность и противоположную ей внутреннюю поверхность, предназначенную для крепления к внутреннему несущему слою стены монолитного здания, при этом со стороны внутренней поверхности в тело фасадной плиты вмонтировано по меньшей мере четыре анкерных элемента, по одному в каждой угловой зоне плиты, два из которых, расположенные вдоль одной кромки плиты, имеют стержнеобразную форму и два другие представляют собой фермы, имеющие форму, выбранную с учетом восприятия нагрузки от веса плиты, при этом длина анкерных элементов по существу равна суммарной толщине слоев многослойной стены, следующих за фасадной плитой. Ферма имеет П-образную форму с нисходящим раскосом и расположена в плоскости, перпендикулярной плоскости плиты и ее кромке, вдоль которой расположены обе фермы. На внутренней поверхности плиты закреплен накладной элемент в форме балки, ориентированной параллельно кромке плиты, вдоль которой расположены стержнеобразные анкерные элементы, на расстоянии от нее, соответствующем заданному уровню установки стяжных элементов.Способ возведения наружной стены монолитного здания, состоящий в том, что формируют многослойную конструкцию, включающую по меньшей мере внутренний железобетонный слой, слой утеплителя и фасадную плиту, имеющую наружную декоративную поверхность и внутреннюю поверхность, формирование многослойной конструкции осуществляют с внутренней стороны возводимого здания с использованием фасадной плиты, причем сначала закрепляют на перекрытии фасадную плиту, затем на ее внутренней поверхности с помощью анкерных элементов закрепляют слой утеплителя, после чего устанавливают арматурный каркас и внутреннюю опалубку, осуществляют заливку бетона и после затвердевания бетона внутреннюю опалубку удаляют, перед заливкой бетона многослойную конструкцию сверху скрепляют по меньшей мере двумя скобами, которые удаляют после затвердевания бетона, перед заливкой бетона многослойную конструкцию скрепляют посредством стяжных элементов, которые проводят со стороны внутренней опалубки и соединяют с накладными элементами на внутренней поверхности фасадной плиты, заделку стыков между плитами осуществляют с внутренней стороны здания, причем в качестве утеплителя используют пенополистирол толщиной 200 мм.(Пат. Р.Ф., 2193635, кл. Е04В 1/16 от 27.11.2002).
Однако данная конструкция является дорогостоящей и требует значительных трудозатрат при изготовлении. Теплофизические свойства такой конструкции невысоки из-за наличия мостика холода в месте сопряжения фасадной плиты со стеновыми панелями. Кроме того, увеличение толщины утеплителя по всему фасаду здания до 200 мм приводит к резкому удорожанию всей конструкции.
Известна стеновая конструкция, содержащая наружный, облицовочный, слой стены, внутренний, сплошной несущий слой стены, средний, утепляющий слой стены, плиту покрытия, опирающуюся на несущий слой стены или примыкающую к нему, слой утеплителя, уложенный на плиту покрытия, слой пароизоляции на плите покрытия, слой стяжки и гидроизоляции над утеплителем в покрытии, при этом конструкция содержит проемы во внутреннем несущем слое стены, которые устроенные так, что нижняя их отметка совпадает с отметкой слоя пароизоляции, уложенного на плиту покрытия, а высота проемов меньше либо равна толщине утеплителя, при этом ширина простенков между проемами определяется их несущей способностью для восприятия нагрузок от парапета, а сами проемы заполнены утеплителем. (Пат. Р.Ф. 2190734, кл.. Е04В 1/38 от 10.10.2002). Однако данное конструктивное исполнение связано с техническими трудностями монолитно-каркасного возведения ограждающей конструкции.
Известен способ возведения ограждающей конструкции и устройство для его осуществления, представляющие собой каркасно-монолитную многослойную ограждающую конструкцию для возведения стен зданий, включающую каркас для крепления опалубки из съемной или несъемной обшивок, внутреннее пространство которой после монтажа каркаса и установки его в проектное положение заливают твердеющим раствором, при этом каркас выполнен в виде ячеистой пространственной решетчатой конструкции из рамок, соединенных перемычками с помощью неразъемных соединений, а в качестве твердеющего раствора используют поризированный бетон. Каркас может быть выполнен в виде пространственной решетчатой конструкции из дерева с размерами ячейки, превышающими 40×45×40 см. На поверхности каркаса внутри помещения устанавливают несъемную обшивку, готовую к чистовой отделки из листов, выполненных из ряда материалов: гипсокартон, фанера, ДСП. Внутри каркаса перед заливкой раствором размещают коммуникации здания. (Пат. Р.Ф. 47935, кл. E04G 11/10 от 10.09.2005)
Несмотря на заслуживающее внимания предложенного технического решения по каркасно-монолитному строительству здания, тем не менее представленное конструктивное исполнение связано с излишней материалоемкостью и не решает вопроса повышения срока эксплуатации сооружения.
Наиболее близким техническим решением является способ возведения монолитной строительной конструкции здания или сооружения и устройство для его осуществления, характеризующийся тем, что на специально подготовленном фундаменте, на первом этапе возведения производят сборку металлического каркаса из легких стальных оцинкованных тонкостенных элементов швеллерообразной формы в поперечном сечении, затем на каркасе монтируют наружные и внутренние щиты несъемной опалубки, после чего внутреннее пространство между щитами опалубки заливают гипсопенобетонным заполнителем, образующим с последними после набора прочности монолитную стеновую панель, причем поперечно расположенные относительно стеновой панели швеллерообразные элементы выполняют с перфорационными просечками по всей длине для устранения мостика холода в панели, при этом возведение перекрытия здания выполняют также на основе части элементов стеновой панели, причем сначала производят сборку и установку металлического каркаса, также выполненного из легких стальных оцинкованных тонкостенных швеллерообразных в поперечном сечении элементов, затем снизу к каркасу крепят древесно-цементную плиту, затем заливают каркас гипсопенобетонным заполнителем, а после набора прочности, сверху первоначально устанавливают деревянный настил, а затем на него укладывают защитное покрытие из стекломагнезитового листа.
Кроме того в способе возведения монолитной строительной конструкции здания или сооружения в качестве наружных и внутренних щитов несъемной опалубки используют древесно-цементные плиты, или в качестве наружных и внутренних щитов опалубки используют фиброцементные плиты., или в качестве наружных и внутренних щитов опалубки используют стекломагнезитовые плиты, или в качестве наружных и внутренних щитов опалубки используют гипсолитовые плиты. (пат. Р.Ф. 2440472, кл. Е04В 2/86, 20.01.2012)
Монолитная строительная конструкция для осуществления способа возведения монолитной конструкции здания содержит металлический каркас с наружными и внутренними щитами несъемной опалубки, заполнитель внутреннего пространства между щитами опалубки, образующий совместно с последними монолитную стеновую панель здания, и перекрытие, при этом заполнитель представлен в виде гипсопенобетона, а каждый щит опалубки выполнен в виде древесно-цементной плиты на основе компонентов из древесной шерсти и портландцемента, причем металлический каркас выполнен из легких стальных оцинкованных тонкостенных элементов швеллерообразной формы, одни из которых - поперечно расположенные относительно стеновой панели, выполнены с перфорационными просечками по длине элемента для снижения мостика холода в панели, а перекрытие выполнено также на основе элементов стеновой панели и содержит прикрепленную снизу к элементам металлического каркаса древесно-цементную плиту и гипсопенобетонный заполнитель каркаса, сверху которого уложен деревянный настил с защитным покрытием из стекломагнезитового листа. (Р.Ф., Пат. на П.М. 98202, кл.Е04В 2/86 от 25.06.2010).
Не умоляя достоинств известного технического решения, тем не менее необходимо отметить, что использование древесно-цементной стеновой панели на основе компонентов из древесной шерсти и портландцемента является не достаточно эффективным из-за стоимости производства, сроков эксплуатации и сохранения паропроницаемости
Техническая задача предложенной монолитной строительной конструкции - сокращение сроков строительства, повышение сроков эксплуатации, снижение стоимости строительства, сохранение паропроницаемости и экологии окружающей среды и минимизация затрат на строительные материалы.
Техническая задача обеспечивается тем, что монолитная строительная конструкция здания или сооружения содержит основание, несущие опорные элементы, стеновое ограждение и перекрытие, при этом несущие опорные элементы выполнены из легких стальных оцинкованных тонкостенных элементов с пеногипсобетонным заполнителем, а стеновое ограждение
представлено в виде металлического каркаса с наружными и внутренними щитами несъемной опалубки, и заполнителя внутреннего пространства между щитами опалубки, образующего с последними монолитную стеновую панель здания, причем заполнитель представлен в виде пеногипсобетона, а каждый щит опалубки выполнен в виде газобетонной плиты, причем металлический каркас выполнен из легких стальных оцинкованных тонкостенных элементов, предпочтительно швеллерообразного профиля, а перекрытие также выполнено на основе элементов стеновой панели и содержит прикрепленную снизу к элементам металлического каркаса обшивку в виде гипсостружечной плиты, пеногипсобетонный заполнитель каркаса и установленную сверху каркаса стяжку в виде плиты с упрочняющим слоем из гипсобетона.
Сущность технического решения поясняется чертежом, где на фиг.1 - изображен общий вид монолитной строительной конструкции; на фиг.2 - изображен фрагмент стенового ограждения, на фиг.3 - фрагмент стеновой панели; на фиг.4 - поперечный разрез опорного элемента; на фиг.5 - изображен фрагмент перекрытия.
Монолитная строительная конструкция здания или сооружения содержит основание 1, несущие опорные элементы 2, стеновое ограждение 3 и перекрытие 4, несущие опорные элементы 2 выполнены из легких стальных оцинкованных тонкостенных элементов 5 с пеногипсобетонным заполнителем 6. Стеновое ограждение 3 представлено в виде металлического каркаса 7 с наружными 8 и внутренними 9 щитами несъемной опалубки и заполнителя 6 внутреннего пространства 10 между щитами 8 и 9 несъемной опалубки, образующего со щитами монолитную стеновую панель 11. Заполнитель 6 представлен в виде пеногипсобетона, а каждый щит 8 и 9 несъемной опалубки выполнен в виде газобетонной плиты. Металлический каркас 7 выполнен и легких стальных оцинкованных тонкостенных элементов 5, предпочтительно швеллерообразного профиля. Перекрытие 4 выполнено на основе элементов стенового ограждения и содержит прикрепленную снизу к элементам металлического каркаса 12, обшивку 13 в
виде гипсостружечной плиты, пеногипсобетонный заполнитель 14 и установленную сверху каркаса 12, стяжку 15 с упрочняющим слоем из гипсобетона.
Возведение монолитной строительной конструкции здания или сооружения осуществляется следующим образом. На подготовленном фундаменте, на первом этапе возведения производят сборку металлического каркаса 7 из легких стальных оцинкованных тонкостенных элементов 5 (ЛСТК), имеющих форму швеллера, уголка, двутавра, - в зависимости от места крепления, затем на каркасе монтируют наружные и внутренние газобетонные щиты 8 и 9 несъемной опалубки, после чего внутреннее пространство 10 между щитами опалубки заливают пеногипсобетонным заполнителем 6 с плотностью 400-600 кг/м3 образующим совместно со щитами после набора прочности монолитную стеновую панель.
До заливки пеногипсобетонного заполнителя 6 возможна прокладка коммуникаций. Возведение перекрытия 4 здания выполняют также на основе части элементов стенового ограждения, причем сначала производят сборку и установку металлического каркаса 12, затем снизу к каркасу крепят обшивку 13 в виде гипсостружечной плиты, причем в зависимости от конкретной ситуации, также с успехом может быть использована обшивка, например в виде газобетонной плиты или цементностружечной плиты. Затем каркас заливают пеногипсобетонным заполнителем с плотностью 300-400 кг/м3, а после набора прочности, сверху устанавливают стяжной слой из модифицированного гипса с прочностью не ниже 150 кг/см2, а затем на него укладывают защитное покрытие. При этом в основу перекрытия входя металлические фермы из ЛСТК высотой 250-300 мм. Снизу к металлическим элементам фермы крепится плита, которая жестко связывает между собой все элементы, образовывая пространство для прокладки скрытых коммуникаций и дальнейшего заполнения пеногипсобетоном. Таким образом получается теплое, звукопоглощающее перекрытие из экологически чистых материалов,
не поддающихся горению. Качество поверхности перекрытия готово для финишных отделочных работ. Финишная отделка всего здания производится паропроницаемыми отделочными материалами, например гипсокартонным листом.
В предложенной конструкции наружных стен применены стальные профили с минимальным поперечным сечением. Технология строительства с применением ЛСТК, газобетонных плит и пеногипсобетонного заполнителя позволяет быстро и эффективно строить здания различного назначения - частные дома до 3-х этажей, а также многоэтажные здания с применением различных типов каркаса. Использование технологии ЛСТК позволяет строить разные по своему функциональному назначению объекты: это может быть жилой многоквартирный дом, частный особняк, офисное или складское здание, торговый центр или автосалон.
В качестве не несущей ограждающей конструкции многоэтажных зданий используется готовая каркасная конструкция из легких стальных оцинкованных тонкостенных элементов
Изготовление профилей на заводе производится точно по размерам, что исключает перерасход материалов, которые рассчитываются в процессе проектирования.
Поскольку конструкции, изготовленные из легких оцинкованных термопрофилей и легких балок, отличаются малым весом, то отпадает необходимость использования традиционных фундаментов.
В предложенном техническом решении предусмотрен автоматизированный комплекс производства каркаса здания, межэтажных перекрытий, стропильных ферм и кровельных конструкций из ЛСТК, облегченный фундамент и сборка элементов дома на строительной площадке При этом целесообразно применять несъемную опалубку для обшивки каркаса здания, изготавливаемую из газобетона в виде панелей размером 600×600×50 или 1200×600×50. Панели в данном случае крепятся к каркасу оцинкованными самонарезными винтами. В пространство между внешним и внутренним щитами из газобетона с помощью специальной машины ЭТС-0,5 или ЭТС-0,2 заливается по рукаву до 40 м. по горизонтали и до 25 м. по вертикали приготовленный в ней пеногипсобетон или другой ячеистый бетон плотностью 300-600 кг/м3 в зависимости от требуемого коэффициента теплопередачи стены. Внешняя и внутренняя панели несъемной опалубки, имеющие плотность 500-600 кг/м 3 совместно с пеногипсобетоном образуют единую бесшовную монолитную стену с одинаковой ячеистой структурой на всю ее глубину. Для сохранения паропроницаемости и экологичности конструкции жилья предлагается внутреннюю и наружную отделку стен производить гипсовыми паропроницаемыми, влагостойкими шпаклевками, штукатурками "Монолит", а покраску осуществлять влагостойкими и паропроницаемыми красками "ВГТ". Изготовление межэтажных перекрытий с каркасом из ЛСТК осуществляется с использованием пеногисобетона - как утеплителя и звукоизолятора, при этом потолок подшивается листом ГСП "Декор-1", а стяжку по пенной системе плотностью 900-1200к./м3 осуществляется прочным гипсовым полом "Монолит".Для фасадной отделки цокольной части здания или всего фасада возможно использовать облицовочную плитку из гипса, организовав ее производство непосредственно на строительной площадке путем заливки модифицированного гипса в пластиковые формы.
Таким образом, предложенное техническое решение обладает рядом преимуществ по сравнению с ранее известными аналогичными решениями, а именно: - сжатые сроки строительства, повышенные сроки эксплуатации, простота сборки и монтажа, отсутствие необходимости привлечения тяжелой строительной техники, возможность планировки внутреннего пространства по заказу потребителя.
Монолитная строительная конструкция здания или сооружения, характеризующаяся тем, что она содержит основание, несущие опорные элементы, стеновое ограждение и перекрытие, при этом несущие опорные элементы выполнены из легких стальных оцинкованных тонкостенных элементов с пеногипсобетонным заполнителем, а стеновое ограждение представлено в виде металлического каркаса с наружными и внутренними щитами несъемной опалубки и заполнителя внутреннего пространства между щитами опалубки, образующего с последними монолитную стеновую панель здания, причем заполнитель представлен в виде пеногипсобетона, а каждый щит опалубки выполнен в виде газобетонной плиты, причем металлический каркас выполнен из легких стальных оцинкованных тонкостенных элементов, предпочтительно швеллерообразного профиля, а перекрытие также выполнено на основе элементов стеновой панели и содержит прикрепленную снизу к элементам металлического каркаса обшивку в виде гипсостружечной плиты, пеногипсобетонный заполнитель каркаса и установленную сверху каркаса стяжку в виде плиты с упрочняющим слоем из гипсобетона.
