Комбинированный клееный брус с поперечным и вертикальным креплениями
Комбинированный клееный брус с поперечным и вертикальным креплением может быть использован при строительстве домов, преимущественно в условиях холодного климата. Брус состоит из продольных профилированных ламелей, между которыми размещен утеплитель, склеенный с ламелями высокопрочным влагонепроницаемым клеем. Ламели соединены между собой поперечными связями. Поперечные связи выполнены в виде коннекторов. Коннекторы состоят из двух слоев. У верхнего слоя концевые части выполнены из древесины, а средняя часть - из утеплителя. Нижний слой у каждого коннектора является укрепляющим и выполнен из прочного материала. В ламелях выполнены выемки, в которых размещены концевые части коннекторов. Дополнительно концевые части коннекторов соединены с ламелями по высоте с помощью деревянных штифтов. Технический результат - повышение влагозащитных, теплозащитных и прочностных свойств клееного бруса. 1 н.з. и 8 з.п. ф-лы, 7 илл.
Полезная модель относится к области наземного строительства, а более конкретно к клееным деревянным брусьям и может быть использована в строительстве домов при изготовлении стен, преимущественно для холодных климатических условий.
Известны деревянные профилированные брусья [Строительство и архитектура. Экспресс-информация, серия: строительные конструкции и материалы, ВНИИНТГГИ, 1997, выпуск 4, Москва, С.12-15]. Такие брусья выполняются путем склеивания двух трех досок, однако стены из таких брусьев по теплотехническим параметрам не отвечают требованиям строительных норм и правил, установленных для холодных климатических условий.
Известен комбинированный клееный брус, защищенный патентом РФ на полезную модель 
108777 РФ, МПК (2006.01) E04C 3/292. Опубл. 27.09.2011. Брус представляет собой комбинацию клееного строительного элемента и продольной ламели. Клееный строительный элемент состоит из четырех профилированных ламелей, склеенных между собой с образованием сквозного продольного отверстия, заполненного утеплителем. Между клееным строительным элементом и продольной ламелью размещен профилированный утеплитель, с которым склеены прилегающие ламели. При этом использован высокопрочный влагонепроницаемый клей, который предотвращает проникновение влаги вовнутрь элемента.
Ламели клееного строительного элемента склеены с учетом направления годичных слоев древесины, что уменьшает вероятность расколов и трещин. Это достигается тем, что продольные ламели выполнены из пиломатериала тангенциальной распиловки, а поперечные - радиальной распиловки, или наоборот. Несмотря на то, что такой брус, ввиду двойного утепления и склеивания всех элементов обладает улучшенными влагозащитными и теплотехническими характеристиками, коэффициент теплопроводности его не отвечает нормам для северных климатических районов. При повышении нагрузок (этажность выше 2 этажей или при установке тяжелого оборудования) в местах склеивания ламелей и утеплителя может произойти расслоение, что приведет к разрушению конструкции бруса и потере прочности конструкции.
Наиболее близкими к заявляемому является комбинированный клееный брус с поперечным креплением по патенту на полезную модель РФ 114982, МПК Е04С 3/292, опубл. 20.04.2012 г. Брус состоит из трех продольных и двух поперечных ламелей. Две продольные профилированные и две поперечные ламели склеены между собой с образованием сквозного продольного отверстия, которое заполнено утеплителем. Между полученным клееным строительным элементом и третью ламелью размещен формованный профилированный утеплитель, склеенный с прилегающими к нему ламелями. Все элементы бруса склеены высокопрочным влагонепроницаемым клеем. Наличие двух слоев утеплителей повышает теплозащитные свойства клееного бруса. Наружные продольные профилированные ламели соединены между собой сверху и/или снизу поперечными связями, например в виде скоб. Наличие поперечных связей повышает прочность бруса.
Однако наличие только поперечных связей может быть недостаточно для обеспечения достаточной прочности клееного бруса при увеличении этажности.
Задачей полезной модели является расширение области применения заявляемого бруса за счет повышения его теплозащитных и прочностных свойств.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель для решения поставленной задачи, заключается в исключении возможности проникания водяных паров внутрь утеплителя и бруса, увеличении теплозащитных свойств конструкции и повышении прочности конструкции бруса за счет усиления поперечных связей.
Технический результат и решение поставленной задачи достигается следующим образом.
Как и прототип, заявляемый комбинированный клееный брус с поперечным и вертикальным креплением содержит продольные профилированные ламели, утеплитель, расположенный между продольными профилированными ламелями и склеенный с ламелями высокопрочным влагонепроницаемым клеем, и поперечные связи, которые установлены снизу и/или сверху клееного бруса и связывают продольные профилированные ламели между собой.
В отличие от прототипа в заявляемой конструкции бруса поперечные связи выполнены в виде коннекторов, концевые части которых закреплены в продольных профилированных ламелях. В ламелях для концевых частей выполнены соответствующие выемки. Каждый коннектор состоит из двух слоев. Концевые части верхнего слоя выполнены из древесины, средняя часть верхнего слоя - из утеплителя. Нижний слой служит для укрепления коннектора и выполнен из прочного материала, например из стеклопластика, или из углепластика, или из фанеры. Отличием является также то, что продольные профилированные ламели и концевые части коннекторов дополнительно соединены между собой по высоте клееного бруса с помощью деревянных штифтов, а в ламелях и коннекторах выполнены соответствующие отверстия под деревянные штифты.
Целесообразно стенки продольных профилированных ламелей пропитать бактерицидным составом, например раствором медного купороса.
Конструкция клееного бруса позволяет использовать коннекторы любой формы для обеспечения поперечной связи продольных ламелей, например прямоугольной формы со скругленными концами, в виде гантелей с цилиндрическими концевыми частями, с концами, имеющими форму «ласточкин хвост». Для удобства сборки стены из заявленного бруса обе или одна поверхности бруса могут быть выполнены рифлеными.
Полезная модель является новой, поскольку из уровня техники не выявлено конструкций бруса, характеризующихся той же совокупностью существующих признаков, что и заявляемый комбинированный клееный брус.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг.1 показан вид сверху комбинированного клееного бруса с поперечными связями в виде коннектора прямоугольной формы со скругленными углами. На фиг.2 показан вид сверху комбинированного клееного бруса с поперечными связями в виде коннектора гантелевиднон формы. На фиг.3 - показан вид сверху комбинированного клееного бруса с поперечными связями в виде коннектора с концевыми частями «ласточкин хвост». На фиг.4 - комбинированный клееный брус в поперечном сечении (вид 1-1 фиг.1, 2. 3). На фиг.5 - комбинированный клееный брус в поперечном сечении (вид 1-1 фиг.1, 2, 3) с продольным рифлением для лучшего соединения между собой. На фиг.6 показан коннектор в форме гантели. На фиг.7 показан коннектор с концами в виде «ласточкина хвоста».
Комбинированный брус, состоит из профилированных продольных ламелей 1, 2 и слоя утеплителя 3 между ними. Ламели 1, 2 и утеплитель 3 склеены между собой высокопрочным влагонепроницаемым клеем. Стенки ламелей 1. 2 предварительно пропитаны раствором медного купороса. Наилучшим вариантом является, когда поперечные связи 4 наружных ламелей 1. 2 выполнены сверху и снизу бруса, но возможно выполнение этих связей или сверху, пли снизу бруса, в виде коннекторов различных форм (фиг.1, 2, 3, 6, 7). Коннектор состоит из укрепляющего слоя 6 и слоя из утеплителя 7 средней части и крайних частей из древесины 8. заполняющих выполненные в ламелях 1, 2 выемки, формы которых соответствует концам 8 коннектора (фиг.4, 5, 6, 7). Расстояние между коннекторами 4 вдоль бруса выбирается в зависимости от необходимых прочностных свойств конструкции. Прочностные свойства на разрыв должны быть равны в местах соединения коннектора с наружными ламелями и нижнего слоя коннектора. В конструкции коннекторов 4 и в ламелях I, 2 просверлены отверстия, в которые вставлены штифты 5. Штифты 5 выполнены из древесины круглой формы в сечении и соединяют брусья между собой по высоте. На фиг.5 конструкции бруса показаны с рифлением, которое выполнено для соединения брусьев стены между собой. Рифление может быть выполнено только сверху, или снизу, или сверху и снизу в зависимости от расположения бруса в стене.
Полезная модель промышленно применима. Производство бруса в соответствии с заявляемой полезной моделью может быть осуществлено с использованием обычного технологического оборудования, а изготовленный брус использован при строительстве деревянных домов для изготовления стен. Для изготовления профилированных ламелей 1,2 возможно использование ленточных и фрезеровальных станков. В качестве утеплителя 3 возможно применение любого жесткого теплоизоляционного материала, например пенополистирола. пенополиуретана, вспученного вермикулита и т.д. Склеивание ламелей и утеплителя осуществляется высокопрочным влагонепроницаемым клеем, например, марки КЛЕИБЕРИТ ПУР-клей 501. Перед склеиванием, сначала каждый отдельный ламель высушивается и обрабатывается огнебиозашитными и гидрофибизирующими составами. Применение широкого слоя утеплителя повышает теплозащитные свойства бруса. Величина теплоизоляционного слоя выбирается исходя из области применения бруса и с учетом нормативных показателей для северных районов с холодным климатом. В ламелях 1, 2 выполняются поперечные углубления, в которые размешаются поперечные связи - коннекторы 4. Для закрепления поперечных связей в наружных ламелях 1, 2 делают отверстия и пропилы формы, соответствующей типу соединения - скругленный прямоугольник, гантелевидной формы или формы «ласточкин хвост». Затем коннекторы 4 укладывают в выполненные углубления. В конструкции коннектора 4 и в ламелях 1, 2 просверливают дрелью отверстия необходимого размера, в которые вставляют штифты 5. Штифты 5 выполняют из древесины круглой формы в сечении и соединяют брусья между собой по высоте. Сверху и снизу бруса выполняют рифления для соединения брусьев стены с помощью ленточных станков. Наличие дополнительных поперечных связей в виде коннекторов с укрепляющим слоем 8 из прочного материала и концевыми частями, заглубленными в ламели 1, 2, а также дополнительное крепление коннекторов 4 и ламелей 1, 2 по высоте с помощью штифтов 5 повышает прочность конструкции. К тому же, деревянные конечные части коннекторов, заполняя выемки, восстанавливают целостность ламелей, а наличие штифта усиливает конструкцию. Наличие слоя утеплителя в поперечных связях (коннекторах) повышают теплозащитные свойства клееного бруса.
1. Комбинированный клееный брус с поперечным и вертикальным креплениями, содержащий продольные профилированные ламели, утеплитель, расположенный между продольными профилированными ламелями и склеенный с ними высокопрочным влагонепроницаемым клеем, и поперечные связи, которые установлены снизу или сверху клееного бруса и связывают продольные профилированные ламели между собой, отличающийся тем, что поперечные связи выполнены в виде коннекторов, концевые части которых закреплены в продольных профилированных ламелях, для чего в последних выполнены соответствующие выемки под концевые части коннекторов, при этом каждый коннектор состоит из двух слоев, концевые части верхнего слоя выполнены из древесины, средняя часть верхнего слоя - из утеплителя, а нижний слой выполнен из прочного материала, помимо этого, продольные профилированные ламели и концевые части коннекторов дополнительно соединены между собой по высоте с помощью деревянных штифтов, а в ламелях и коннекторах выполнены соответствующие отверстия под деревянные штифты.
2. Комбинированный клееный брус с поперечным и вертикальным креплениями по п.1, отличающийся тем, что стенки продольных профилированных ламелей пропитаны бактерицидным составом, например раствором медного купороса.
3. Комбинированный клееный брус с поперечным и вертикальным креплениями по п.1, отличающийся тем, что коннекторы выполнены прямоугольной формы со скругленными концевыми частями.
4. Комбинированный клееный брус с поперечным и вертикальным креплениями по п.1. отличающийся тем, что коннекторы выполнены в виде гантелей с цилиндрическими концевыми частями.
5. Комбинированный клееный брус с поперечным и вертикальным креплениями по п.1, отличающийся тем, что концевые части коннекторов выполнены в виде ласточкиного хвоста.
6. Комбинированный клееный брус с поперечным и вертикальным креплениями по пп.1 и 3-5, отличающийся тем, что нижний слой коннекторов выполнен из стеклопластика.
7. Комбинированный клееный брус с поперечным и вертикальным креплениями по пп.1 и 3-5, отличающийся тем, что нижний слой коннекторов выполнен из углепластика.
8. Комбинированный клееный брус с поперечным и вертикальным креплениями по пп.1 и 3-5, отличающийся тем, что нижний слой коннекторов выполнен из фанеры.
9. Комбинированный клееный брус с поперечным и вертикальным креплениями по п.1, отличающийся тем, что обе или одна из его поверхностей выполнены рифлеными.
