здание из панельных элементов

Формула изобретения

Здание из панельных элементов, включающее несущие продольные и поперечные стеновые панели, соединенные с плитами перекрытий, наружные самонесущие стены, причем плиты перекрытий над комнатами с выступающим эркером имеют терморазъемы в виде отверстий, заполняемых теплоизоляционным материалом, за счет перфорации их края, участки наружных стен эркеров выполнены комбинированными в виде кладки из штучных изоляционных блоков, опирающихся по краю плиты, отличающееся тем, что несущие продольные и поперечные стеновые панели дополнительно соединены друг с другом по высоте не менее чем в двух местах, наружные самонесущие стены выполнены с поэтажной разрезкой, плиты перекрытий над комнатами с выступающим эркером имеют утолщение приконтурной зоны, участки наружных стен комнат без эркеров выполнены комбинированными из несущего ригеля с терморазъемами в виде отверстий в полке ригеля и кладки из штучных изоляционных блоков.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области строительства и предназначено для создания быстровозводимых энергоэффективных ширококорпусных жилых домов с использованием существующей базы стройиндустрии. Известны каркасы многоэтажных зданий [1, рис.XII.5; 2], основными несущими конструкциями которых являются сборные, сборно-монолитные или монолитные колонны, многопустотные плиты перекрытий и диафрагмы жесткости, объединенные в единую пространственную систему железобетонными несущими и связевыми элементами плоских перекрытий.

Недостаток такого конструктивного решения заключается в том, что такие каркасы экономически неэффективны из-за большой материалоемкости несущих конструкций, производство которых требует создания новой дорогостоящей металлооснастки, трудоемки при возведении.

Известен быстровозводимый каркас многоэтажного здания [1, рис.XII.8], обладающий повышенной жесткостью, основными несущими конструкциями которого являются сборные открытые объемные блоки с плоскими перекрытиями.

Недостаток этого конструктивного решения заключается в том, что изготовление применяемых в таком каркасе объемных блоков требует использования мощных дорогостоящих технологических линий, обладает повышенной трудоемкостью.

Известна также быстровозводимая перекрестно-стеновая конструктивная система из сборных панельных элементов [3], включающая продольные и поперечные несущие стеновые панели, плиты перекрытий, опертые по контуру или трем сторонам, и несущие или самонесущие наружные стены.

Недостаток такого конструктивного решения заключается в том, что при такой конструктивной системе швы соединяемых несущих элементов выходят на наружный контур здания, это приводит к промерзанию и нарушению герметичности швов. Несущие и самонесущие наружные стены при такой конструктивной системе для удовлетворения современных требований по теплотехнике нуждаются в дополнительном повышении расхода материалов. Например, если наружная стена выполнена из несущих элементов, то требуется увеличение ее толщины и устройство внутреннего изоляционного слоя; если стена самонесущая, то также требуется обеспечение ее устойчивости на всю высоту здания и устройство изоляционного и защитных слоев, что ведет к дополнительному расходу материалов.

Известен также каркас здания из панельных элементов [4], включающий несущие продольные и поперечные стеновые панели, соединенные с плитами перекрытия, наружные самонесущие стены, причем плиты перекрытий над комнатами с выступающим эркером имеют терморазъемы в виде отверстий, заполняемых теплоизоляционным материалом, за счет перфорации их края, участки наружных стен выполнены комбинированными в виде кладки из штучных изоляционных блоков, опирающихся по краю плиты.

Недостаток такого конструктивного решения заключается в недостаточном обеспечении общей устойчивости и живучести в случае аварийного выключения из работы отдельных конструктивных элементов каркаса при запроектных воздействиях. Возведение наружных стен такого здания невозможно выполнить без завершения работ предыдущего цикла, что увеличивает сроки строительства и соответственно его стоимость. Междуэтажные стыки наружных стен в комнатах без эркера подвержены промерзанию в зимнее время года, так как такие стыки не утеплены.

Задача, на решение которой направленно изобретение, состоит в обеспечении пространственной устойчивости каркаса, повышении его живучести, улучшении теплозащитных свойств наружного контура здания, сокращении сроков и стоимости строительства при максимальном использовании металлооснастки существующей базы стройиндустрии и повышении живучести каркаса при аварийных запроектных воздействиях.

Это достигается тем, что в здании из панельных элементов, включающем несущие продольные и поперечные стеновые панели, соединенные с плитами перекрытия, наружные самонесущие стены, причем плиты перекрытий над комнатами с выступающим эркером имеют терморазъемы в виде отверстий, заполняемых теплоизоляционным материалом, за счет перфорации их края, участки наружных стен эркеров выполнены комбинированными в виде кладки из штучных изоляционных блоков, опирающихся по краю плиты, в отличие от прототипа несущие продольные и поперечные стеновые панели дополнительно соединены друг с другом по высоте не менее чем в двух местах; наружные самонесущие стены выполнены с поэтажной разрезкой; плиты перекрытии над комнатами с выступающим эркером имеют утолщение приконтурной зоны, участки наружных стен комнат без эркеров выполнены комбинированными из несущего ригеля с терморазъемами в виде отверстий в полке ригеля и кладки из штучных изоляционных блоков.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображен общий вид фрагмента каркаса в изометрии; на фиг.2 - узел опирания наружных стеновых элементов на ригель с терморазъемами в виде отверстий в полке; на фиг.3 - узел опирания наружных стеновых элементов на плиту перекрытия с перфорированным краем, на фиг.4 - узел сопряжения несущих стеновых панелей.

Каркас многоэтажного здания включает несущие продольные и поперечные стеновые панели 1, плиты перекрытия 2, плиты перекрытия с перфорированным краем 3, ригели с терморазъемами в виде отверстий в полке 4, наружные стены 5, связи между несущими стеновыми панелями 6, связи между плитами перекрытий и стеновыми панелями 7.

Устройство (здание из панельных элементов) работает следующим образом. Несущие продольные и поперечные стеновые панели соединяют закладными деталями с плитами перекрытий, с ригелями с терморазъемами виде отверстий в полке и друг с другом по высоте не менее чем в двух местах, что обеспечивает восприятие и передачу вертикальных и горизонтальных нагрузок с одного элемента каркаса на другой и затем на фундамент здания, общую устойчивость каркаса здания и повышает живучесть такой конструктивной системы в случае аварийного выключения из работы отдельных конструктивных элементов каркаса при запроектных воздействиях. Установка ригеля с терморазъемами в полке в виде отверстий с выбранным соотношением размеров позволяет обеспечить не только теплозащиту по всей толщине перекрытия, но и замкнутую пространственную жесткость здания в целом. Кроме того, такой ригель существенно снижает материалоемкость железобетонного каркаса за счет своей низкой материалоемкости. Соединение несущих продольных и поперечных стеновых панелей с ригелями отверстиями в полке по длине ригеля обеспечивает пространственную жесткость каркаса и совместную работу его вертикальных и горизонтальных несущих элементов, что также уменьшает материалоемкость каркаса.

При возведении каркаса здания уменьшается расход материалов на наружные стены, которые не являются несущими и их выполняют однослойными самонесущими на один этаж в виде кладки из штучных изоляционных блоков, опирающихся по утолщению плиты и по краю плиты перекрытия над комнатами с выступающими эркером, где уже нет утолщения, или полку ригеля с терморазъемами в полке в виде отверстий, сокращаются сроки возведения здания, т.к. возведение таких однослойных стен не требует высокой квалификации каменщиков, а устройство терморазъемов в виде отверстий, заполняемых теплоизоляционным материалом, в плите перекрытия над комнатами с выступающим эркером и полке ригеля выполняют в заводских условиях. Сочетание таких терморазъемов и теплоизоляционных материалов повышает теплоизоляционные свойства наружной самонесущей на один этаж стены. Плиты перекрытий над комнатами с выступающим эркером имеют за счет перфорации их края терморазъемы в виде отверстий, заполняемых теплоизоляционным материалом, и обеспечивают теплозащиту наружного контура здания в местах поэтажных разрезок стен.

Поскольку плиту перекрытия с перфорированным краем по выступающему краю опирают по трем сторонам, то ее поддерживает или утолщение по краю плиты, или примыкающий к ней ригель с терморазъемами в виде отверстий в полке. Такое опирание обеспечивает армирование плиты перекрытия с перфорированным краем, не отличающееся от армирования таких плит перекрытия, принимаемого аналогично, как в бывших типовых сериях. Внутренние несущие продольные и поперечные стеновые панели в таком каркасе воспринимают нагрузку, которая на 20% меньше нагрузки, приходящейся на стеновые панели быстровозводимой жесткой перекрестно-стеновой системы [3], поэтому принятое в них армирование полностью обеспечивает их несущую способность. Утолщение по краю плиты необходимо исходя из условий обеспечения жесткости перекрытия. Торец плиты, выходящей на наружный контур здания, не имеет утолщения для максимального снижения теплопотерь наружных стен.

Сочетание элементов в предложенном решении каркаса здания позволяет осуществлять монтаж каркаса, используя независимые друг от друга замкнутые самонесущие ячейки из отдельных элементов, что повышает скорость возведения здания.

Данное устройство обеспечивает пространственную устойчивость каркаса, повышает его живучесть при запроектных воздействиях, улучшает теплозащитные свойства наружного контура здания, обеспечивает возможность максимального использования существующей базы строительной индустрии домостроительных комбинатов для выпуска стеновых панелей в существующих металлоформах КПД, сокращает сроки и стоимость строительства.

Источники информации

1. Железобетонные конструкции / Под ред. Полякова Л.П., Лысенко Е.Ф. и Кузнецова Л.В. - К.: Вища школа. Головное изд-во, 1984. - рис.XII.5, стр.242; рис.XII.8, стр.253.

2. Патент России №1776734. Каркас многоэтажного здания и способ его возведения / А.И.Мордич, А.С.Залесов, И.И.Подлипская // Открытия. Изобретения, 1992, №43. - с.86.

3. Жилые и общественные здания: Краткий справочник инженера-конструктора / Ю.А.Дыховичный, В.А.Максименко, А.Н.Кондратьев и др.; Под ред. Ю.А.Дыховичного. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1991. - рис.6.1, б, стр.345; рис.6.2, стр.346.

4. Патент РФ №2160347, МПК Е Н 1/04 10.12.2000 - прототип.