Быстровозводимое здание
Быстровозводимое здание направлено на повышение жесткости возводимого сооружения, несущей способности и технологичности сборки. Указанный результат достигается тем, что быстровозводимое здание, содержит панели стен и каркас, выполненный из межэтажных перекрытий, опертых на балки, соединенные со снабженными опорными пластинами с отверстиями полыми стойками виде замкнутых или незамкнутых полых сечений и крепежные элементы, при этом стойки смежных этажей соединены между собой с помощью крепежных элементов через опорные пластины и межэтажные перекрытия, а в межэтажных перекрытиях выполнены отверстия для прохода крепежных элементов, соединяющих стойки. Указанный результат достигается также тем, что балки выполнены сборными, в виде соединенных между собой через промежуточные элементы швеллеров или двутавров, а межэтажные перекрытия выполнены в виде набора сборных балок в виде соединенных между собой через промежуточные элементы швеллеров или двутавров. Указанный результат достигается также тем, что балки оперты на стойки, а стойки смежных этажей соединены между собой с помощью крепежных элементов через опорные пластины, межэтажные перекрытия и промежуточные элементы балок, выполненных в виде соединенных между собой через промежуточные элементы швеллеров или двутавров. 7 з.п. ср., 6 илл.
Полезная модель относится к области строительства, в частности к быстровозводимым сооружениям различного функционального назначения.
Известно здание с металлическим каркасом, состоящее из опорных подкладок, соединенных между собой вертикальными стойками посредством крепежных деталей, причем стеновые панели расположены между стойками, а панели перекрытий - на поперечных балках (патент RU 2208099, МПК Е04В 1/24, 2002 [1]).
Такая конструкция сложна в изготовлении из-за множества промежуточных соединительных деталей.
Известны также сборно-разборные соединения, включающие панели перекрытий с размещенными в углах муфтами, а несущие элементы, снабженные шипами, входящими в муфты панелей, причем шипы выполнены с клиновидным концом, а вертикальные панели дополнительно снабжены плоскими монтажными элементами, входящими в стык горизонтально расположенных панелей (авторское свидетельство патент (RU 2143532, [2]).
Недостатком данных технических решений является низкая технологичность стыков, сложность установки шипов вертикальных элементов в муфты панелей перекрытий.
Известен металлический каркас многоэтажного многопролетного здания (SU 838020 [3]) который включает основные колонны, стойки и балки выполненные двутаврового профиля, стойка имеет в стенке прорези на уровне нижней полки балки, которые соединены между собой полками и стенками через стенки стоек. Однако известный аналог не обеспечивает жесткое соединение узла сопряжения балки со стойкой из-за конструктивного выполнения прорези.
Известно также соединение стоек и балок в металлических конструкциях (SU 1838531, [4]), которое по технической сущности близко к заявляемому, так как содержит балки и стойки, накладные пластины и крепежные детали, в виде болтов, шпунты, причем пластины используются в разных направлениях: горизонтальные, вертикальные, продольные и поперечные, дополнительные верхние и нижние горизонтальные с центральными отверстиями и дополнительными крепежными деталями.
Однако известное соединение металлических конструкций довольно громоздко, усложнено многообразием металлических пластин, а защемленность металлических элементов недостаточно жесткая для использования их в металлических каркасах зданий.
Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности является каркас малоэтажного здания из металлоконструкций, включающий балки перекрытий, стойки, пластины с отверстиями и крепежный элемент в виде болта (RU 2181155, [5]). Балки устанавливают с опиранием на 1/3 высоты сечения стойки, в опорных пластинах выполнены отверстия для прокладки коммуникаций, стойки нижнего и верхнего этажа соединены через тело балки болтами, которые пропущены через отверстия в опорных пластинах стоек и через прорези в верхних и нижних полках балок и через горизонтальные металлические пластины с резьбовыми отверстиями, установленные внутри стоек, а по боковым граням балок закреплены накладные пластины, которые имеют толщину не менее толщины боковых граней стоек. Недостатком известного устройства является недостаточно высокая жесткость возводимого сооружения и низкая технологичность.
Заявляемое в качестве полезной модели быстровозводимое здание направлено на повышение жесткости возводимого сооружения, несущей способности и технологичности сборки.
Указанный результат достигается тем, что быстровозводимое здание, содержит панели стен и каркас, выполненный из межэтажных перекрытий, опертых на балки, соединенные со снабженными опорными пластинами с отверстиями полыми стойками виде замкнутых или незамкнутых полых сечений и крепежные элементы, при этом стойки смежных этажей соединены между собой с помощью крепежных элементов через опорные пластины и межэтажные перекрытия, а в межэтажных перекрытиях выполнены отверстия для прохода крепежных элементов, соединяющих стойки.
Указанный результат достигается также тем, что балки выполнены сборными, в виде соединенных между собой через промежуточные элементы швеллеров или двутавров.
Указанный результат достигается также тем, что межэтажные перекрытия выполнены в виде набора сборных балок в виде соединенных между собой через промежуточные элементы швеллеров или двутавров.
Указанный результат достигается также тем, что балки оперты на стойки, а стойки смежных этажей соединены между собой с помощью крепежных элементов через опорные пластины, межэтажные перекрытия и промежуточные элементы балок, выполненных в виде соединенных между собой через промежуточные элементы швеллеров или двутавров.
Указанный результат достигается также тем, что крепежные элементы выполнены в виде болтов или шпилек с гайками.
Указанный результат достигается также тем, что крепежные элементы выполнены в виде штырей с привариваемыми в процессе сборки каркаса фланцами.
Указанный результат достигается также тем, что при выполнении полых стоек в виде замкнутых полых сечений в их боковых стенках выполнены монтажные окна, вырезанные вблизи межэтажных перекрытий.
Указанный результат достигается также тем, что опорные пластины соединены с полыми стойками с помощью сварки.
Соединение стоек смежных этажей между собой с помощью крепежных элементов через опорные пластины и межэтажные перекрытия обеспечивает более высокую жесткость каркасу здания по сравнению с прототипом. Действительно, в прототипе каркас представляет собой рамно-связевую пространственную стоечно-балочную систему, состоящую из центрально сжатых стоек и балок. Известно, что такие системы типа «этажерки» имеют относительно невысокую жесткость. А когда элементом каркаса становятся межэтажные перекрытия, то жесткость существенно повышается. Выполнение отверстий в межэтажных перекрытиях для прохода крепежных элементов, соединяющих стойки через опорные пластины и межэтажные перекрытия позволяет упростить процесс сборки здания.
Балки могут быть выбраны из числа известных и соединяться со стойками также известным образом, например как в [5]. Но при частных случаях реализации, когда балки выполнены в виде соединенных между собой через промежуточные элементы швеллеров или двутавров и оперты на стойки, а стойки смежных этажей соединены между собой с помощью крепежных элементов через опорные пластины, межэтажные перекрытия и промежуточные элементы балок, выполненных в виде соединенных между собой через промежуточные элементы швеллеров или двутавров, жесткость каркаса еще более усиливается, а сборка здания упрощается. Межэтажные перекрытия могу также быть выбраны из числа известных, однако если их выполнить в виде набора балок в виде соединенных между собой через промежуточные элементы швеллеров или двутавров, то это упрощает процесс сборки и не требует применения тяжелой грузоподъемной техники.
Выполнение в частных случаях реализации крепежных элементов в виде болтов или шпилек с гайками позволяет наиболее простым способом обеспечить процесс сборки здания и при необходимости - разборность. Выполнение в частных случаях реализации крепежных элементов в виде в виде штырей с привариваемыми в процессе сборки каркаса фланцами позволяет более надежно обеспечить фиксацию элементов, входящих в каркас здания. При выполнении полых стоек в виде замкнутых полых сечений в их боковых стенках выполнены монтажные окна, вырезанные вблизи межэтажных перекрытий. Наличие монтажных окон облегчает процесс сборки, а выполнение полых стоек в виде замкнутых полых сечений обеспечивает более высокую жесткость каркасу и повышает его несущую способность. Опорные пластины могут быть соединены с полыми стойками с помощью любого из известных методов, но при реализации соединения с помощью сварки повышается жесткость каркаса.
Сущность заявляемого быстровозводимого здания поясняется графическими материалами и примерами реализации. На фиг.1 схематично показан фрагмент каркаса в общем виде. На фиг.2 показаны частные сечения по А-А на фиг.1 (а - вариант выполнения полых стоек в виде незамкнутых полых сечений, б - вариант выполнения полых стоек в виде замкнутых полых сечений). На фиг.3 показан вариант выполнения крепежных элементов в виде штырей с привариваемыми в процессе сборки каркаса фланцами (в разрезе). На фиг.4 показан в аксонометрии один из возможных вариантов реализации сборных балок. На фиг.5 схематично показан фрагмент каркаса с выполнением межэтажных перекрытий в виде набора сборных балок в виде соединенных между собой через промежуточные элементы швеллеров или двутавров. На фиг.6 схематично показан фрагмент каркаса с выполнением межэтажных перекрытий в виде набора сборных балок в виде соединенных между собой через промежуточные элементы швеллеров или двутавров с соединением стоек смежных этажей между собой с помощью крепежных элементов через опорные пластины, межэтажные перекрытия и промежуточные элементы балок, выполненных в виде соединенных между собой через промежуточные элементы швеллеров или двутавров.
Каркас быстровозводимого здания состоит из следующих элементов: балки 1 перекрытий (обычные или сборные), межэтажные перекрытия 2 (обычные или из сборных балок), вертикальные полые стойки 3, опорные пластины 4 с отверстиями 5 круглой или овальной формы для пропуска крепежных элементов. При варианте выполнения полых стоек в виде замкнутых полых сечений в них выполняют монтажные окна 6 вблизи межэтажных перекрытий. Балки могут быть выполнены с различными поперечными сечениями - треугольник или прямоугольник или П-образное или Г- образное как показано на фиг.2, а так же в виде овала, круга, шестиугольника, восьмиугольника.
В частных случаях крепежные элементы выполняют в виде штырей 7 с привариваемыми в процессе сборки каркаса фланцами 8.
При использовании сборных балок предлагаемой конструкции они могут быть выполнены в виде пар «швеллер-швеллер», «двутавр-двутавр» или «швеллер-двутавр», как это показано на фиг.4. В этом случае балка содержит швеллер 9 и двутавр 10, соединенные между собой через промежуточные элементы 11. Промежуточные элементы 11 могут быть выполнены любой геометрической формы, но предпочтительно в виде прямых призм с основаниями в виде многоугольников (квадрат, прямоугольник, шестиугольник, восьмиугольник).
Пример 1.
Здание (фиг.1) возводится следующим образом. Первый ярус стоек 3 с приваренными к ним опорными пластинами 4 с отверстиями 5 круглой или овальной формы жестко закрепляется в фундаменте здания. Балки 1 любым из известных способов присоединяются к стойкам (привариваются, прикручиваются с помощью болтов и т.д.). Затем на балки 1 укладываются межэтажные перекрытия 2 с отверстиями 5 круглой или овальной формы для пропуска крепежных элементов. После этого устанавливается второй ярус стоек 3 с приваренными к ним опорными пластинами 4 с отверстиями 5 круглой или овальной формы и стойки первого и второго ярусов соединяются через межэтажные перекрытия 2 с помощью любых известных крепежных элементов (на фиг.1 и 2 не показаны). Далее балки 1 любым из известных способов присоединяются к стойкам второго яруса. Затем на балки 1 укладывают межэтажные перекрытия 2 с отверстиями 5 и на них устанавливается третий ярус стоек 3 и цикл повторяется. После формирования каркаса здания известными методами формируются внешние стены, внутренние перегородки, монтируются лестничные марши и внутренние коммуникации.
Пример 2.
Здание (фиг.5) возводится следующим образом. Первый ярус стоек 3 с приваренными к ним опорными пластинами 4 с отверстиями 5 круглой или овальной формы жестко закрепляется в фундаменте здания. Балки 1 любым из известных способов присоединяются к стойкам (привариваются, прикручиваются с помощью болтов и т.д.). Затем на балки 1 укладываются межэтажные перекрытия 2 в виде набора сборных балок (см. фиг.4) с отверстиями круглой или овальной формы в промежуточных элементах 11 для пропуска крепежных элементов. После этого устанавливается второй ярус стоек 3 с приваренными к ним опорными пластинами 4 с отверстиями 5 круглой или овальной формы и стойки первого и второго ярусов соединяются через межэтажные перекрытия 2 с помощью любых известных крепежных элементов (на фиг.1 и 2 не показаны). Далее балки 1 любым из известных способов присоединяются к стойкам второго яруса. Затем на балки 1 укладывают межэтажные перекрытия 2 с отверстиями 5 и на них устанавливается третий ярус стоек 3 и цикл повторяется. После формирования каркаса здания известными методами формируются внешние стены, внутренние перегородки, монтируются лестничные марши и внутренние коммуникации.
Пример 3.
Здание (фиг.6) возводится следующим образом. Первый ярус стоек 3 с приваренными к ним опорными пластинами 4 с отверстиями 5 круглой или овальной формы жестко закрепляется в фундаменте здания. На опорные пластины 4 укладываются сборные балки (см. фиг.4) в виде соединенных между собой через промежуточные элементы швеллеров или двутавров. В промежуточных элементах выполняют отверстия круглой или овальной формы для пропуска крепежных элементов.
Затем на балки 1 укладываются межэтажные перекрытия 2 в виде набора сборных балок (см. фиг.4) с отверстиями круглой или овальной формы в промежуточных элементах 11 для пропуска крепежных элементов. После этого устанавливается второй ярус стоек 3 с приваренными к ним опорными пластинами 4 с отверстиями 5 круглой или овальной формы и стойки первого и второго ярусов соединяются через межэтажные перекрытия 2 и балки 1 с помощью любых известных крепежных элементов (на фиг.1 и 2 не показаны). Далее балки 1 укладываются на стойки второго яруса. Затем на балки 1 укладывают межэтажные перекрытия 2 с отверстиями и на них устанавливается третий ярус стоек 3 и цикл повторяется. После формирования каркаса здания известными методами формируются внешние стены, внутренние перегородки, монтируются лестничные марши и внутренние коммуникации.
1. Быстровозводимое здание, содержащее панели стен и каркас, выполненный из межэтажных перекрытий, опертых на балки, соединенные со снабженными опорными пластинами с отверстиями полыми стойками в виде замкнутых или незамкнутых полых сечений, и крепежные элементы, отличающееся тем, что стойки смежных этажей соединены между собой с помощью крепежных элементов через опорные пластины и межэтажные перекрытия, а в межэтажных перекрытиях выполнены отверстия для прохода крепежных элементов, соединяющих стойки.
2. Быстровозводимое здание по п.1, отличающееся тем, что балки выполнены сборными в виде соединенных между собой через промежуточные элементы швеллеров или двутавров.
3. Быстровозводимое здание по п.1, отличающееся тем, что межэтажные перекрытия выполнены в виде набора сборных балок в виде соединенных между собой через промежуточные элементы швеллеров или двутавров.
4. Быстровозводимое здание по п.1, отличающееся тем, что балки оперты на стойки, а стойки смежных этажей соединены между собой с помощью крепежных элементов через опорные пластины, межэтажные перекрытия и промежуточные элементы балок, выполненных в виде соединенных между собой через промежуточные элементы швеллеров или двутавров.
5. Быстровозводимое здание по п.1, отличающееся тем, что крепежные элементы выполнены в виде болтов или шпилек с гайками.
6. Быстровозводимое здание по п.1, отличающееся тем, что крепежные элементы выполнены в виде штырей с привариваемыми в процессе сборки каркаса фланцами.
7. Быстровозводимое здание по п.1, отличающееся тем, что при выполнении полых стоек в виде замкнутых полых сечений в их боковых стенках выполнены монтажные окна, вырезанные вблизи межэтажных перекрытий.
8. Быстровозводимое здание по п.1, отличающееся тем, что опорные пластины соединены с полыми стойками с помощью сварки.
