строительный блок, строительная панель, включающая этот блок, и способ формирования строительной панели

Формула изобретения

1. Строительный блок, выполненный с возможностью формирования плоской конструкции посредством размещения множества блоков в виде плоского объекта таким образом, что их наружные периферийные поверхности находятся в контакте с поверхностями смежных блоков, при этом строительный блок содержит: сквозные отверстия для введения прямолинейных натяжных компонентов в форме прутков, углубленные участки, сформированные на верхней и нижней поверхностях, образующих наружные периферийные поверхности, которые пересекают осевое направление сквозных отверстий, выполненные с возможностью размещения в них других натяжных компонентов, скрещивающихся с осями указанных натяжных компонентов, и сквозные полости, открытые в зонах на указанных верхней и нижней поверхностях и сообщающиеся между собой в направлении вдоль периферийных поверхностей при контакте указанных периферийных поверхностей с соответствующими периферийными поверхностями смежного строительного блока.

2. Строительный блок по п.1, отличающийся тем, что сквозные отверстия расположены взаимно параллельно с интервалами между ними и ориентированы по ширине указанного строительного блока или в перпендикулярном направлении.

3. Строительная панель, сформированная посредством размещения множества строительных блоков, заявленных в п.1 или 2, в виде плоского объекта с контактированием их наружных периферийных поверхностей с соответствующими поверхностями смежных блоков, с взаимной стыковкой указанных сквозных отверстий, с введением указанных натяжных компонентов в сквозные отверстия и с размещением натяжных компонентов на указанных углубленных участках с последующим связыванием строительных блоков под давлением посредством создания растягивающего усилия на указанных натяжных компонентах.

4. Строительная панель по п.3, отличающаяся тем, что между смежными строительными блоками введен агент, заполняющий зазоры и предназначенный для распределения противодействующего усилия.

5. Строительная панель по п.3 или 4, отличающаяся тем, что компоненты, оказывающие противодействующее усилие для создания растягивающего усилия на натяжных компонентах, прикреплены к наружным периферийным поверхностям строительных блоков, расположенным на периферийных участках строительной панели.

6. Строительная панель по п.5, отличающаяся тем, что содержит блок, имеющий сплошную структуру и служащий в качестве компонента, оказывающего противодействующее усилие, в зоне, близкой к периферийному участку указанной строительной панели.

7. Строительная панель по п.4, отличающаяся тем, что указанный агент, заполняющий зазоры, представляет собой твердеющую пасту или материал, способный деформироваться под воздействием давления, связывающего строительные блоки.

8. Строительная панель по п.7, отличающаяся тем, что твердеющая паста представляет собой цементное тесто или жидкое стекло.

9. Способ формирования строительной панели, включающий: размещение строительных блоков, заявленных в п.1 или 2, смежно по отношению друг к другу для формирования плоского объекта с введением между наружными периферийными поверхностями строительных блоков агента, заполняющего зазоры и предназначенного для распределения напряжения, и с взаимной стыковкой сквозных отверстий, выполненных в блоке, введение натяжных компонентов в указанные сквозные отверстия с одновременным размещением других натяжных компонентов на углубленных участках указанных блоков и приложение растягивающего усилия к натяжным компонентам для связывания строительных блоков под давлением.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к технологии изготовления плоской конструкции типа стены, пола и потолка железобетонного здания.

Уровень техники

Применявшийся до сих пор способ изготовления таких строительных конструкций, как стена, пол и потолок железобетонного здания, заключается в том, что на строительной площадке собирают предназначенную для бетона опалубку и размещают в ней арматурные прутки с последующей заливкой бетона.

Однако такой способ заливки на месте требует значительных затрат труда и времени для сборки указанной опалубки, заливки бетона, а также его отверждения и выдерживания, причем длительность этих процедур трудно сократить. Кроме того, для каждого из перечисленных этапов требуется участие высококвалифицированных рабочих соответствующего профиля.

Далее для доставки и размещения опалубки и арматурных прутков на строительной площадке, а также для расстановки компонентов и заливки бетона необходима большая рабочая зона. Поэтому в том случае, когда проход, ведущий к строительной площадке, узок или размеры его невелики, производительность резко падает.

С учетом перечисленных проблем было разработано несколько альтернативных технологий изготовления таких конструкций, как стена, ограждение и фундамент. В частности, различные типы бетонных блоков, предварительно изготовленных на заводе, доставляют к строительной площадке, размещают их в вертикальном и горизонтальном направлениях таким образом, чтобы сформировать плоское изделие, и фиксируют относительно друг друга с помощью определенных соединительных устройств. Тем самым формируется стена или ограждение (см., например, выложенную заявку Японии №Sho 64-7618 на полезную модель, стр.5-9 (далее - патентный документ 1) и выложенную заявку Японии №Sho 55-39569 на изобретение, стр.3-8 (далее - патентный документ 2)).

В бетонном блоке штабельного типа, описанном в патентном документе 1, в трубчатые компоненты, внедренные в верхнюю и нижнюю поверхности блоков, вводят соединительные штифты. Тем самым блоки связывают друг с другом, формируя стену, фундамент или аналогичную конструкцию.

В способе изготовления блочной стены, описанном в патентном документе 2, укладывают в вертикальном и горизонтальном направлениях несколько бетонных блоков и стыковочные поверхности каждого из них связывают с помощью связующего агента. С целью укрепления блоков одновременно с этим в заранее заданные позиции вводят стальные прутки, предназначенные для приложения растягивающего усилия. Сформированную таким образом блочную панель устанавливают в виде стены.

В бетонном блоке, описанном в патентном документе 1, применение соединительных штифтовых компонентов позволяет собирать блоки в панель точно и надежно. Однако эта процедура требует значительных объемов труда и времени, поскольку наличие указанных компонентов необходимо предусмотреть на каждом граничном участке между блоками, соприкасающимися в вертикальном направлении.

Кроме того, имеется вероятность отделения блоков друга от друга, т.к. в том случае, когда в осевых направлениях соединительных штифтовых компонентов у граничных участков между смонтированными блоками прикладывается усилие, эти компоненты не стягивают блоки в степени, достаточной для их фиксирования относительно друг друга. В результате, хотя такой блок предпочтителен для строительных конструкций, на которые в осевых направлениях соединительных штифтовых компонентов прикладывается только сжимающее усилие (как это происходит для стены, ограждения и фундамента), он не пригоден для такой конструкции, как пол здания, где внешняя нагрузка может быть приложена в направлении прогиба.

С другой стороны, в способе изготовления блочной стены, описанном в патентном документе 2, стыковочные поверхности нескольких блоков, состыкованных в вертикальном и горизонтальном направлениях, связывают с помощью связующего агента и вводят стальные прутки, предназначенные для приложения растягивающего усилия, укрепляющего блоки. Таким образом формируется блочная панель. В этом случае усилие, соединяющее блоки друг с другом, невелико, т.к. позиции, в которые вводят указанные прутки, являются стыковочными участками только смежных блоков.

Далее, поскольку стыковочные поверхности таких блоков соединяют с помощью связующего агента, блоки имеют низкий срок службы, т.к. с течением времени стыковочные участки блоков в готовой конструкции иногда разламываются или образуют зазор между собой вследствие постепенного ухудшения характеристик или усадки указанного агента.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в разработке технологии изготовления плоской конструкции типа стены или пола здания за относительно короткое время, причем простым образом и при увеличении срока службы подобной конструкции.

Указанные выше проблемы разрешаются в рамках изобретения следующим образом.

Строительный блок согласно настоящему изобретению позволяет сформировать плоскую конструкцию посредством размещения множества блоков в виде плоского объекта. Блок по изобретению содержит сквозные отверстия, сформированные для введения прямолинейных натяжных компонентов в форме прутков. Кроме того, в блоке предусмотрены углубленные участки, которые сформированы на наружных периферийных поверхностях, пересекающих осевое направление сквозных отверстий. Эти участки предназначены для размещения других натяжных компонентов так, чтобы они являлись скрещивающимися относительно осей натяжных компонентов первой группы.

В описанной выше конструкции строительные блоки размещены в контакте друг с другом по их наружным периферийным поверхностям для образования плоского объекта таким образом, чтобы сквозные отверстия были состыкованы между собой для введения в них натяжных компонентов. Другие компоненты такого же назначения размещены на углубленных участках. При создании на натяжных компонентах растягивающего усилия, строительные блоки связываются под давлением, формируя плоскую строительную панель.

Используя описанную выше плоскую панель при возведении здания, можно легко смонтировать строительные конструкции в виде стены, пола или потолка за относительно короткое время. При этом смежные строительные блоки связываются под давлением только посредством натяжных компонентов, т.е. без связующего агента, который мог бы разрушаться со временем. Это приводит к отличному сроку службы изделия.

В данном случае сквозные отверстия предпочтительно расположить взаимно параллельно с интервалами между ними, причем так, чтобы они пересекали тело блока по всей его толщине или перпендикулярно этому направлению. При таком расположении отверстий блок может крепко удерживаться натяжными компонентами, введенными в эти сквозные отверстия. В результате после изготовления плоской конструкции прочность изделия дополнительно повышается.

В другом варианте, в котором предусмотрено наличие в блоке множества полостей, открытых в нескольких зонах со стороны наружных периферийных поверхностей, можно уменьшить массу блока, причем при этом улучшается теплоизоляция. Кроме того, при размещении множества строительных блоков с формированием плоского объекта данные полости можно взаимно состыковать в направлении вдоль указанных поверхностей. Тем самым уменьшается масса плоской конструкции и улучшается ее теплоизоляция.

Далее строительная панель согласно настоящему изобретению представляет собой панель указанного назначения, сформированную посредством размещения множества описанных выше строительных блоков в виде плоского объекта. При этом наружные периферийные поверхности блоков должны быть в контакте с соответствующими периферийными плоскостями смежных блоков, сквозные отверстия должны быть взаимно состыкованы, а в них введены натяжные компоненты. Другие натяжные компоненты размещены на углубленных участках, а связывание строительных блоков осуществляют под давлением за счет создания растягивающего усилия на перечисленных натяжных компонентах.

Используя подобную строительную панель, можно за относительно короткое время легко смонтировать плоскую конструкцию, такую как стена или пол здания. Поскольку связующий агент вообще не применяется, повышается также срок службы такой конструкции.

Предпочтительно, чтобы к наружным периферийным поверхностям строительных блоков, расположенных на периферийных участках панели, можно было прикрепить компоненты, оказывающие противодействующее усилие и предназначенные для создания растягивающего усилия на описанном выше натяжном компоненте. Созданное таким образом растягивающее усилие дополнительно повышает прочность и срок службы изделия. В этом случае, если компоненты, оказывающие противодействующее усилие, прикрепить так, чтобы они в виде рамы перекрывали все периферийные участки, жесткость конструкции увеличивается, т.к. противодействующая составляющая, соотносящаяся с прикладываемым к натяжным компонентам растягивающим усилием, может распределяться по всем периферийным участкам. В результате можно предотвратить образование трещин, вызванное концентрацией напряжений.

В этом случае предпочтительно, чтобы с целью распределения противодействующего усилия можно было ввести агент, заполняющий зазоры между смежными строительными блоками. В строительной панели при использовании такой конструкции данным агентом заполняют небольшие зазоры, образующиеся между смежными блоками вследствие низкой точности изготовления блоков. Сжимающее напряжение, созданное между блоками вследствие давления, воздействующего на блоки за счет растягивающего усилия на натяжных компонентах, равномерно распределяется указанным агентом, находящимся между смежными блоками, и полностью передается на соседние блоки. Тем самым на строительных блоках можно предотвратить появление трещин или разломов, возникающих вследствие концентрации сжимающего напряжения.

В данном случае описанным выше агентом, заполняющим зазоры, может быть твердеющая паста или материал, способный деформироваться под воздействием давления связанных строительных блоков. В контексте изобретения термин "твердеющая паста" означает вещество, в начальный момент использования представляющее собой пасту, а после испарения воды/растворителя или в результате химической реакции, например, реакции отверждения, приобретающее свойства твердого тела в такой степени, чтобы не разламываться под указанным воздействием. Под материалом, способным деформироваться под воздействием давления связанных блоков, следует понимать материал, по меньшей мере, часть которого при помещении его между блоками может деформироваться таким образом, чтобы заполнить зазор между блоками по всему контуру зазора.

Агенты, обладающие описанными выше свойствами, просачиваются или вызывают деформацию зазора между смежными строительными блоками за счет давления, оказываемого на блоки растягивающим усилием натяжных компонентов. В результате зазор между блоками заполняется. Так можно устранить большинство небольших зазоров. Соответственно, сжимающее напряжение, созданное между блоками, равномерно распределяется и передается через заполняющий зазоры агент, предотвращая тем самым образование трещин или разломов, вызванное концентрацией напряжений. Заполняющие агенты вводят между смежными блоками при составлении множества строительных блоков в виде плоского объекта. В случае использования твердеющей пасты предпочтительно, чтобы при отверждении ее до состояния, способного передавать сжимающее напряжение, строительные блоки принудительно сдвигались друг к другу и связывались между собой. Тогда зазоры между ними заполнятся. В качестве материала, способного деформироваться под воздействием давления связанных блоков, можно использовать бумажный материал (например, картон), металлический материал (например, стальной лист) или аналогичные материалы.

Если в качестве твердеющей пасты применяют цементное тесто или жидкое стекло, существующие между строительными блоками небольшие зазоры можно заполнить без каких-либо шероховатостей или утечек. Это приводит к отличной функции распределения напряжений. Как и в рассмотренном выше случае предпочтительно, чтобы блоки связывались под давлением в такой момент времени, когда цементное тесто или жидкое стекло отверждаются до состояния, способного передавать сжимающее напряжение.

В связи с предпочтительным использованием компонента, оказывающего противодействующее усилие, следует отметить, что в зоне, близкой к периферийному участку строительной панели, можно применять блок, имеющий сплошную структуру. В данном случае термин "сплошная структура" относится к структуре, не имеющей сквозного отверстия или полости, за исключением отверстия для введения болта. Используя такую структуру, можно предотвратить разлом или разрушение подобного блока под действием усилия, приложенного к нему для создания растягивающего усилия на натяжных компонентах.

Далее способ формирования строительной панели согласно настоящему изобретению представляет собой способ, включающий следующие этапы:

- размещение описанных выше строительных блоков смежно по отношению друг к другу для формирования плоского объекта с введением между наружными периферийными поверхностями строительных блоков агента, заполняющего зазоры и предназначенного для распределения напряжения, и с взаимной стыковкой сквозных отверстий, выполненных в блоке,

- введение натяжных компонентов в сквозные отверстия, причем одновременно с этим другие натяжные компоненты располагают на описанных выше углубленных участках, и

- приложение растягивающего усилия к натяжным компонентам, чтобы связать под давлением строительные блоки.

При использовании данного технического решения строительную панель, пригодную для создания плоской конструкции, такой как стена или пол здания, можно легко сформировать за относительно короткое время. Кроме того, введение агента, заполняющего зазоры, исключает образование трещин или разломов, вызванное концентрацией напряжений. Тем самым дополнительно повышаются прочность и срок службы изделия.

Использование изобретения обеспечивает следующие преимущества.

(1) В строительном блоке, позволяющем смонтировать плоскую конструкцию посредством размещения множества блоков таким образом, чтобы их наружные периферийные поверхности контактировали со смежными поверхностями смежных блоков, имеются сквозные отверстия, сформированные для введения прямолинейных натяжных компонентов в форме прутков. Кроме того, предусмотрено наличие углубленных участков, сформированных на наружных периферийных поверхностях, пересекающих осевое направление сквозных отверстий. Указанные участки предназначены для размещения других натяжных компонентов, причем так, чтобы они скрещивались с натяжными компонентами первой группы. Таким образом, просто размещая эти строительные блоки в виде плоского объекта и соединяя их, можно смонтировать плоскую конструкцию, такую как стена или пол здания, причем за относительно короткое время и несложным образом, обеспечив при этом повышенный срок службы указанной конструкции.

(2) Сквозные отверстия располагают взаимно параллельно, с интервалами между ними, причем так, чтобы они пересекали блок по всей его толщине или перпендикулярно этому направлению. Поскольку такая конструкция позволяет крепко удерживать блок натяжными компонентами, введенными в указанные отверстия, прочность после изготовления плоской конструкции дополнительно увеличивается.

(3) Полости, открытые в нескольких зонах со стороны наружных периферийных поверхностей, могут уменьшить массу самого блока и обеспечить теплоизоляцию. Кроме того, после размещения множества строительных блоков с формированием плоской конструкции указанные полости можно взаимно состыковать в направлении вдоль указанных поверхностей. Тем самым можно уменьшить массу плоской конструкции, одновременно улучшая ее теплоизоляцию.

(4) Строительную панель формируют, размещая строительные блоки, как это описано выше в параграфах (1)-(3), в виде плоского объекта, причем их наружные периферийные поверхности приводят в контакт с соответствующими поверхностями смежных блоков, а сквозные отверстия смежных блоков стыкуют одно с другим. В указанные отверстия вводят натяжные компоненты, одновременно с этим располагая такие же компоненты на углубленных участках, и связывают блоки под давлением, создавая на этих натяжных компонентах растягивающее усилие. Используя подобную панель, можно за относительно короткое время легко смонтировать плоскую конструкцию, такую как стена или пол здания. Связующий агент не применяют вообще, что также увеличивает срок службы плоской конструкции.

(5) Дополнительно прочность и срок службы изделия можно увеличить, прикрепляя к наружным периферийным поверхностям строительных блоков, расположенных на периферийных участках, компоненты, оказывающие противодействующее усилие и предназначенные для создания растягивающего усилия на описанных выше натяжных компонентах.

(6) С использованием агента, заполняющего зазоры и вводимого между смежными строительными блоками с целью распределения противодействующего усилия, заполняют указанные зазоры вследствие чего сжимающее напряжение, созданное между блоками, равномерно распределяется и передается на соседние блоки. Таким образом, на строительных блоках можно предотвратить образование трещин или разломов, вызванное концентрацией напряжений.

(7) Если в качестве описанного выше агента, заполняющего зазоры, используют твердеющую пасту или металлический/бумажный материал, способный деформироваться под воздействием давления связанных строительных блоков, можно устранить большинство небольших зазоров между блоками. Тем самым предотвращается образование трещин или разломов, вызванное концентрацией напряжений.

(8) Применяя в качестве твердеющей пасты цементное тесто или жидкое стекло, можно заполнить небольшие зазоры между строительными блоками посредством относительно простой операции, не вызывающей каких-либо шероховатостей поверхности. Соответственно, можно устранить образование трещин или разломов, вызванное концентрацией напряжений.

(9) Если в зоне, близкой к периферийному участку строительной панели, применяют блок, имеющий сплошную структуру, можно предотвратить разлом или разрушение компонента, оказывающего противодействующее усилие, вызванные тяговым усилием, которое прикладывают на указанный компонент для создания растягивающего усилия на натяжных компонентах.

(10) Способ по настоящему изобретению включает в себя следующие этапы:

- размещение множества строительных блоков, описанных выше в параграфах (1)-(3), смежно по отношению друг к другу для формирования плоского объекта с введением между наружными периферийными поверхностями указанных строительных блоков агента, заполняющего зазоры и предназначенного для распределения напряжения, и с взаимной стыковкой сквозных отверстий, выполненных в блоке,

- введение натяжных компонентов в сквозные отверстия, причем одновременно с этим другие натяжные компоненты размещают на описанных выше углубленных участках, и

- приложение растягивающего усилия к натяжным компонентам для связывания строительных блоков под давлением.

Используя указанный способ, можно легко и за относительно короткое время сформировать строительную панель, имеющую высокие прочность/срок службы и пригодную для применения в качестве плоской конструкции, такой как стена или пол здания.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой перспективное изображение строительного блока по первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 представляет собой горизонтальную (а), фронтальную (b) и боковую (с) проекции строительного блока, показанного на фиг.1.

Фиг.3 представляет собой перспективное изображение строительного блока по второму варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг.4 представлены горизонтальная (а), фронтальная (b) и боковая (с) проекции строительного блока, показанного на фиг.3.

На фиг.5 представлены (а) перспективное изображение строительной панели, сформированной строительными блоками, типа показанных на фиг.1, и (b) перспективное изображение, иллюстрирующее расположение натяжных компонентов в строительной панели.

Фиг.6 представляет собой перспективное изображение, иллюстрирующее в разобранном виде угловой участок строительной панели, показанной на фиг.5(а).

Фиг.7 представляет собой схематичное изображение, иллюстрирующее ситуацию, когда на натяжные компоненты строительной панели, показанной на фиг.5, подают растягивающее усилие.

Фиг.8 представляет собой (а) перспективное изображение строительной панели, сформированной строительными блоками, аналогичными показанным на фиг.1 и 2, и (b) перспективное изображение, иллюстрирующее расположение натяжных компонентов в этой панели.

Фиг.9 представляет собой перспективное изображение (без некоторых деталей), иллюстрирующее ситуацию, когда стену или пол здания монтируют с использованием строительной панели, аналогичной показанным на фиг.5(а) и 8(а).

Фиг.10 представляет собой перспективное изображение ограждения, которая смонтирована с использованием комбинации строительных панелей, сформированных из показанных на фиг.1 блоков.

На фиг.11 представлена горизонтальная проекция строительного блока по третьему варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг.12 представлена боковая проекция строительного блока, показанного на фиг.11.

На фиг.13 представлена горизонтальная проекция строительного блока по четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг.14 представлена боковая проекция строительного блока, показанного на фиг.13.

На фиг.15 представлена горизонтальная проекция вспомогательного блока, который применяют в комбинации со строительными блоками, показанными на фиг.11 и 13.

На фиг.16 представлена боковая проекция вспомогательного блока, показанного на фиг.15.

Фиг.17 представляет собой перспективное изображение строительной панели, сформированной из показанных на фиг.11 и 13 строительных блоков.

Фиг.18 представляет собой перспективное изображение (с частичным вырезом) строительной панели, показанной на фиг.17.

На фиг.19 представлены (а) перспективное изображение в увеличенном масштабе участка строительной панели, показанной на фиг.17, и (b) увеличенное изображение детали этого участка.

На фиг.20 показанная на фиг.17 панель изображена в сечении плоскостями А-А (а) и В-В (b).

Перечень использованных обозначений

10, 20, 70, 80: строительный блок

10а, 20а, 70а, 80а: верхняя поверхность

10b, 20b, 70b, 80b: нижняя поверхность

10с, 20с, 70с, 80с: левая боковая поверхность

10d, 20d, 70d, 80d: правая боковая поверхность

10е, 20е, 70е, 80е: задняя поверхность

10f, 20f, 70f, 80f: передняя поверхность

10w, 20w, 70w, 80w, 90w: продольное направление

10t, 20t: поперечное направление

11, 21, 33, 71, 81, 91: сквозное отверстие

12, 22, 72, 82: углубленный участок

13, 23, 73, 83: полость

14, 24, 74, 84: канавка

30, 30Х, 30Y, 31: натяжной компонент

32: компонент, оказывающий противодействующее усилие

30а, 31а: участок наружной резьбы

34a, 34b, 34с, 34d, 34e: крепежная пластина

35, 37: гайка

36: упругая шайба

40, 41, 42, 50, 100: строительная панель

43: ограждение

60, 61:балка

90, 90h: вспомогательный блок

93: углубленный участок

С: потолок

F: пол

SP: цементное тесто

W: стена

Осуществление изобретения

Далее со ссылками на фиг.1-10 приведено описание строительного блока и строительной панели согласно первому и второму вариантам осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг.1 и 2 и поясняется далее в описании, строительный блок 10 по первому варианту осуществления изобретения представляет собой блок, позволяющий смонтировать плоскую конструкцию посредством размещения множества блоков в виде плоского объекта. При этом четыре наружные периферийные поверхности блоков, а именно верхнюю (10а), нижнюю (10b), левую боковую (10с) и правую боковую (10d) поверхности, приводят в контакт с соответствующими поверхностями смежных блоков. В блоке 10 параллельно его передней и задней поверхностям 10f и 10е выполнены сквозные отверстия 11, предназначенные для введения в них натяжных компонентов в форме прутков, как это описано далее. На верхней и нижней поверхностях 10а и 10b, пересекающих осевое направление сквозных отверстий 11, сформированы углубленные участки 12. Они предназначены для размещения других натяжных компонентов таким образом, чтобы они скрещивались с натяжными компонентами, введенными в сквозные отверстия 11.

Кроме того, в строительном блоке 10 сформировано пять сквозных полостей 13, открытых со стороны верхней и нижней поверхностей 10а, 10b. На левой и правой боковых поверхностях 10с, 10d сформирована канавка 14, ориентированная в том же направлении, что и продольные оси полостей 13.

Строительный блок 20, показанный на фиг.3 и 4, подобен блоку 10. Он также позволяет смонтировать плоскую конструкцию посредством размещения множества блоков в виде плоского объекта, причем четыре наружные периферийные поверхности блоков, а именно верхнюю (20а), нижнюю (20b), левую боковую (20с) и правую боковую (20d), приводят в контакт с поверхностями смежных блоков. В блоке 20 параллельно его передней и задней поверхностям 20f и 20е выполнены сквозные отверстия 21, предназначенные для введения в них натяжных компонентов. На верхней и нижней поверхностях 20а и 20b, пересекающих осевое направление сквозных отверстий 21, сформированы углубленные участки 22. Они предназначены для размещения других натяжных компонентов таким образом, чтобы они скрещивались с натяжными компонентами, введенными в сквозные отверстия 21.

Кроме того, в строительном блоке 20 сформированы две сквозные полости 23, открытые со стороны верхней и нижней поверхностей 20а и 20b. На левой и правой боковых поверхностях 20с и 20d сформирована канавка 24, ориентированная в том же направлении, что и продольные оси полостей 23.

Как указывалось выше, единственное различие между строительными блоками 10 и 20 заключается в их размере в продольном направлении. Размеры и конструкции остальных деталей одинаковы. Другими словами, размер блока 10 в продольном направлении 10w в два раза превышает аналогичный параметр (размер в направлении 20w) блока 20, а остальные элементы те же самые.

Как показано на фиг.5(а), множество строительных блоков 10 размещают в виде плоского объекта так, чтобы их наружные периферийные поверхности были приведены в контакт с соответствующими поверхностями смежных блоков, а сквозные отверстия 11 линейно стыковались друг с другом в осевом направлении. Как показано на фиг.5(b), в состыкованные между собой сквозные отверстия 11 вводят натяжные компоненты 30, а натяжные компоненты 31 располагают на углубленных участках 12. Затем вдоль наружных периферийных поверхностей блоков 10, находящихся на наружных краях изделия, закрепляют компоненты 32, оказывающие противодействующее усилие. Как показано на фиг.6, на участках 30а и 31а наружной резьбы натяжных компонентов 30 и 31, выступающих из сквозных отверстий 33 компонентов 32, устанавливают крепежные пластины 34а, 34b и 34с, надевают упругие шайбы 36 и навинчивают гайки 35.

Далее, затягивая гайки 35, чтобы создать растягивающее усилие на натяжных компонентах 30 и 31, крепко связывают строительные блоки 10 в одно целое и, как показано на фиг.5, получают строительную панель 40, которая представляет собой плоскую конструкцию. В этом случае на тех участках, где компоненты 32, оказывающие противодействующее усилие, примыкают друг к другу, предпочтительно применять достаточно длинные крепежные пластины 34а и 34с, чтобы ими можно было перекрыть смежные участки. Тогда соседние компоненты 32 можно прочно соединить друг с другом.

Если в качестве натяжных компонентов 30 и 31 использовать фасонные арматурные стержни, снабженные на концах наружной резьбой, для завинчивания гаек 35 нет необходимости формировать участки 30а и 31а наружной резьбы. Кроме того, в том случае, когда натяжные компоненты 30 и 31 покрыты коррозионно-стойким материалом, например, резиновой трубкой, коррозионная стойкость повышается. Это предотвращает развитие ржавчины, образующейся вследствие проникновения влаги от границ между строительными блоками 10. Кроме того, упругие шайбы 36, помещенные между крепежными пластинами 34а, 34b, 34с и гайками 35, могут предотвратить снижение растягивающего усилия, вызванное укороченным размером строительного блока 10 или увеличенным размером натяжных компонентов 30, 31.

В строительной панели 40 натяжные компоненты 30, 31 размещены вдоль и поперек, скрещиваясь перпендикулярно друг другу. В то время как компоненты 31 размещают друг за другом в каждом из объемов, сформированных смежными углубленными участками 12, компоненты 30 укладывают попарно, располагая их по всей толщине панели. Таким образом, вдоль и поперек совокупности натяжных компонентов эти компоненты размещаются различным образом. Соответственно, при затягивании гаек 35 с целью приложения растягивающего усилия на натяжные компоненты 30 и 31 указанное усилие дифференцируется таким образом, чтобы уравновесить напряжение в направлении прогиба панели 40.

В частности, как показано на фиг.7(а), при воздействии растягивающего усилия (обозначенного стрелками), составляющего 10 т, на натяжные компоненты 31, предпочтительно, чтобы в паре натяжных компонентов 30Х и 30Y, представленных на фиг.7(b), к компоненту 30Х, расположенному на верхней стороне, прикладывалось растягивающее усилие 10 т, а к компоненту 30Y, расположенному на нижней стороне, - растягивающее усилие 5 т. Направления приложения указанных усилий обозначены стрелками. Прикладывая растягивающее усилие таким образом, можно существенно уменьшить различие жесткости строительной панели 40 в направлении натяжных компонентов 31 и в направлении натяжных компонентов 30Х, 30Y. Тем самым выравнивается жесткость панели в направлении прогиба.

В строительной панели 40 строительные блоки 10 размещены в виде сетки. Однако, как показано на фиг.8, можно расположить множество блоков 10 зигзагообразно, сформировав панель 50. В этом случае в периферийных участках панели, формируя самый крайний ряд, размещают показанные на фиг.3 строительные блоки 20. Натяжные компоненты 30, 31 и компоненты 32, оказывающие противодействующее усилие, прикрепляют к панели 40 аналогичным образом.

Как показано на фиг.9, при возведении здания строительные панели 40 и 50, сформированные описанным выше образом, собираются в виде стены W, пола F и потолка С, причем эти плоские конструкции легко монтируются за относительно короткое время. В данном случае, располагая на соединительном участке между стеной W и полом F, а также на соединительном участке между стеной W и потолком С балки 60 и 61, предназначенные для размещения на них периферийных участков строительных панелей 40, можно легко смонтировать указанные соединительные участки, одновременно с этим повысив прочность.

В строительных панелях 40 и 50 строительные блоки 10 и 20 связывают только натяжными компонентами 30 и 31 без применения какого-либо связующего агента, который мог бы разрушаться со временем. Это приводит к отличному сроку службы изделия.

Как показано на фиг.1-4, в строительных блоках 10 и 20 сквозные отверстия 11 и 21 расположены взаимно параллельно, с интервалами между ними. Данные отверстия пересекают блоки по всей их толщине в направлениях 10t и 20t или в продольных направлениях 10w и 20w, перпендикулярных направлениям 10t и 20t. Соответственно, натяжные компоненты 30, введенные в указанные сквозные отверстия 11 и 21, могут надежно удерживать блоки 10 и 20 при монтаже панелей 40 и 50, приобретающих при этом высокую прочность.

С другой стороны, поскольку строительные блоки 10 и 20 имеют полости 13 и 23, открытые со стороны верхней и нижней поверхностей, при размещении этих блоков для формирования строительных панелей 40 и 50 указанные полости стыкуют друг с другом в направлении к поверхности. Таким образом, можно уменьшить массу панелей 40 и 50, обеспечив в то же время хорошую теплоизоляцию.

Чтобы создать растягивающее усилие на натяжных компонентах 30 и 31, в строительных панелях 40 и 50 к наружной периферийной поверхности строительных блоков 10 и 20, расположенных на периферийных участках панелей, прикрепляют компоненты 32, оказывающие противодействующее усилие. Таким образом, появляется возможность создать на компонентах 30 и 31 растягивающее усилие, что обеспечивает отличные прочность и срок службы изделия. Более того, поскольку компоненты 32 прикрепляют так, чтобы они в виде рамы перекрывали все периферийные участки, жесткость конструкции увеличивается, а противодействующая составляющая, соотносящаяся с создаваемым на натяжных компонентах 30 и 31 растягивающим усилием, может распределяться по всем периферийным участкам. В результате можно предотвратить образование трещин, вызванное концентрацией напряжений.

Соотношения длина/ширина и размеры строительных панелей 40 и 50 можно выбирать желаемым образом, изменяя количество строительных блоков 10 и 20, расположенных по длине и ширине, или общее их количество. Таким образом обеспечивается широкое применение указанных панелей в виде плоских конструкций различных типов, составляющих здание. Кроме того, как показано на фиг.10, строительные панели 41 и 42, имеющие различные формы (соотношения продольных и поперечных размеров) или размеры и сформированные множеством строительных блоков 10, можно комбинировать, чтобы сформировать такую плоскую конструкцию, как, например, ограждение 43.

Далее со ссылками на фиг.11-20 описываются строительный блок и смонтированная из таких блоков строительная панель согласно третьему и четвертому вариантам осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг.11 и 12, строительный блок 70 по первому из этих вариантов представляет собой блок, позволяющий смонтировать описанную ниже плоскую конструкцию (строительную панель) посредством размещения множества блоков в виде плоского объекта. При этом четыре наружные периферийные поверхности блоков, а именно верхнюю (70а), нижнюю (70b), левую боковую (70с) и правую боковую (70d), приводят в контакт с соответствующими поверхностями смежных блоков. В блоке 70 параллельно его передней и задней поверхностям (соответственно, 70f и 70е) выполнены сквозные отверстия 71, предназначенные для введения в них натяжных компонентов в форме прутков, как это будет описано ниже, а на верхней поверхности 70а, т.е. на наружной периферийной поверхности, пересекающей осевое направление сквозных отверстий 71, сформированы углубленные участки 72. Эти участки предназначены для размещения других натяжных компонентов так, чтобы они скрещивались с натяжными компонентами, введенными в отверстия 71.

Кроме того, в строительном блоке 70 сформировано пять сквозных полостей 73, открытых со стороны верхней и нижней поверхностей 70а и 70b. На каждой из левой и правой боковых поверхностей 70с и 70d сформирована канавка 74, ориентированная в том же направлении, что и продольные оси полостей 73.

Строительный блок 80, показанный на фиг.13 и 14 и применяемый в комбинации со строительным блоком 70, представляет собой блок, позволяющий смонтировать плоскую конструкцию посредством размещения множества блоков 80 в виде плоского объекта. При этом три наружные периферийные поверхности блоков, а именно верхнюю (80а), нижнюю (80b) и левую боковую (80с), приводят в контакт со строительным блоком 70. В блоке 80 параллельно его передней и задней поверхностям 80f и 80е выполнены сквозные отверстия 81, предназначенные для введения в них натяжных компонентов в форме прутков, а на верхней поверхности 80а, т.е. на наружной периферийной поверхности, пересекающей осевое направление сквозных отверстий 81, сформированы углубленные участки 82. Эти участки предназначены для размещения других натяжных компонентов так, чтобы они скрещивались с натяжными компонентами, введенными в отверстия 81.

Кроме того, в строительном блоке 80 сформировано множество сквозных полостей 83, открытых со стороны верхней и нижней поверхностей 80а и 80b. На одной из боковых поверхностей блока 80, а именно на левой боковой стороне 80с, сформирована канавка 84, ориентированная в том же направлении, что и продольные оси полостей 83.

В строительных блоках 70 и 80 продольные размеры 70w и 80w одинаковы. Это же относится к количествам и положениям сквозных отверстий 71 и 81. Однако количества полостей 73 и 83, а также канавок 74 и 84 у этих блоков различаются. В частности, в блоке 70 пять полостей 73 расположены симметрично, а канавка 74 сформирована как на левой, так и на правой боковых поверхностях 70с и 70d. В то же время в блоке 80 три полости 83 расположены между центром и левой боковой поверхностью 80с, а канавка 84 сформирована только на левой боковой поверхности 80с.

Чтобы сформировать описанную далее строительную панель, со строительными блоками 70 и 80 комбинируют вспомогательный блок 90, показанный на фиг.15 и 16. Он имеет те же наружные размеры, что и представленные на фиг.11, 13 блоки 70, 80, и представляет собой прямоугольный параллелепипед с плоскими наружными периферийными поверхностями, снабженный сквозными отверстиями 91. Указанные отверстия имеют те же размеры и размещены на тех же позициях, что и сквозные отверстия 71, 81 в блоках 70 и 80.

Как показано на фиг.17, множество строительных блоков 70 размещают в виде плоского объекта, приводя во взаимный контакт их наружные периферийные поверхности. Блоки имеют сквозные отверстия 71, линейно состыкованные между собой в осевом направлении. Затем, как показано соответственно на фиг.20(а) и 20(b), в состыкованные отверстия 71 вводят натяжные компоненты 30, а в углубленных участках 82 располагают натяжные компоненты 31. В этом случае на обоих концах натяжных компонентов 30 помещают вспомогательный блок 90, показанный на фиг.15, а со стороны обоих концов натяжных компонентов 31 устанавливают вспомогательный блок 90h (см. фиг.18). В продольном направлении 90w он в два раза короче строительного блока 80 и вспомогательного блока 90, показанных на фиг.13, 15, и имеет углубленный участок 93. Как показано на фиг.20(b), в строительном блоке 80 предусмотрено наличие канавки 84, которая отцентрирована относительно продольной оси натяжного компонента 30, выходящей на правую боковую поверхность 80d, где канавки 84 нет.

После размещения строительных блоков 70, 80 и вспомогательного блока 90 в порядке, показанном на фиг.19(а), между смежными блоками вводят цементное тесто SP, представляющее собой заполняющий зазоры агент, предназначенный для распределения напряжения. Это способный к отверждению пастообразный материал. Состав, примененный в настоящем варианте осуществления изобретения, формируют, смешивая быстро твердеющий портландцемент и воду в пропорции приблизительно 2,6:1,0. На фиг.19(а) цементное тесто SP для наглядности показано в виде обычного "шва", однако реальная толщина слоя SP не превышает 1 мм и предпочтительно составляет приблизительно 0,1-0,2 мм.

После этого, как показано на фиг.20(а), на участки 30а наружной резьбы натяжных компонентов 30 устанавливают крепежные пластины 34d. Указанные участки выступают наружу из сквозных отверстий 91 вспомогательных блоков 90, расположенных на наружной периферии конструкции. Далее устанавливают упругие шайбы (не показаны) и навинчивают гайки 37. Кроме того, как показано на фиг.20(b), на участки 31а наружной резьбы натяжных компонентов 31, выступающие наружу из углубленных участков 82 строительных блоков 80, расположенных на наружной периферии, также устанавливают крепежные пластины 34е с последующей установкой упругих шайб (не показаны) и навинчиванием гаек 37.

В момент времени, когда цементное тесто SP затвердеет до уровня, достаточного для передачи сжимающего напряжения, каждую гайку 37 затягивают, чтобы создать растягивающее усилие на натяжных компонентах 30 и 31. В результате, как показано на фиг.19(b), зазоры между блоками заполняются цементным тестом SP, и строительные блоки 70, 80, а также вспомогательный блок 90 под давлением крепко связываются друг с другом, формируя таким образом строительную панель 100 в виде плоской конструкции, представленной на фиг.17. В данном случае на наружных периферийных участках панели 100 размещены строительные блоки 80, а также вспомогательные блоки 90 и 90h с гладкими поверхностями, не имеющие полостей и сквозных отверстий, за исключением отверстий, предназначенных для болтов и расположенных на открытых участках блоков. Поэтому блоки можно под давлением крепко связать друг с другом, не опасаясь повреждений, вызванных напряжением, приложенным натяжными компонентами 30 и 31 через крепежные пластины 34d и 34е.

В случае использования фасонных арматурных прутков с наружной резьбой на концах на натяжных компонентах 30 и 31 для навинчивания гаек 37 не требуется формировать участки 30а и 31а наружной резьбы. Кроме того, если указанные компоненты покрыты коррозионно-стойким материалом, например резиновой трубкой, коррозионная стойкость повышается. Это предотвращает развитие ржавчины, образующейся вследствие проникновения влаги от границ между блоками. К тому же упругие шайбы (не показаны), помещенные между крепежными пластинами 34d, 34е и гайками 37, могут предотвратить понижение растягивающего усилия, вызванное укороченным размером блока или удлиненным размером натяжных компонентов 30 и 31.

На периферийных участках строительной панели 100 расположены блоки 90, 90h и 80, которые при создании растягивающего усилия на натяжных компонентах 30 и 31 выполняют функцию противодействующих компонентов. Таким образом, имеется возможность создать на компонентах 30, 31 соответствующее растягивающее усилие, что обеспечивает отличные прочность и срок службы изделия. Более того, поскольку указанные блоки расположены так, чтобы они перекрывали все периферийные участки, противодействующая составляющая, соотносящаяся с созданным на натяжных компонентах 30 и 31 растягивающим усилием, может распределяться по всем периферийным участкам. В результате можно предотвратить образование трещин, вызванное концентрацией напряжений.

В строительной панели 100, как показано на фиг.19, для распределения противодействующего усилия между соседними строительными блоками 70, 80 и вспомогательными блоками 90, 90h вводят цементное тесто SP, играющее роль агента, заполняющего зазоры. Указанный ввод осуществляют таким образом, чтобы зазоры между смежными блоками заполнялись полностью. В такой структуре созданное между блоками сжимающее напряжение равномерно распределяется и передается через смежные блоки. Благодаря этому можно предотвратить на строительных блоках 70, 80 и вспомогательных блоках 90, 90h образование трещин или разломов, вызванное концентрацией сжимающего напряжения.

В описанной конструкции в качестве агента, заполняющего зазоры, используют цементное тесто SP. В результате такого применения в строительной панели 100 можно устранить большинство небольших зазоров между смежными строительными блоками 70, 80 и вспомогательными блоками 90, 90h. При этом сжимающее напряжение равномерно распределяется и передается, предотвращая тем самым образование трещин или разломов, вызванное концентрацией напряжений. Для распределения напряжений, кроме цементного теста SP, в качестве указанных агентов можно применять также бумажный материал, жидкое стекло или металлический материал, обладающий способностью деформироваться под воздействием давления связанных блоков, которое вызвано растягивающим усилием, созданным на натяжных компонентах 30, 31. Это может быть материал на основе железа, например стальной лист.

Следует иметь в виду, что строительный блок 80 и вспомогательные блоки 90, 90h, которые имеют сплошную структуру, применяют в зонах, близких к периферийным участкам строительной панели 100. Поэтому усилие, приложенное к указанным блокам (они выполняют функцию компонентов, оказывающих противодействующее усилие, чтобы создать растягивающее усилие на натяжных компонентах 30, 31), их не повреждает и не разрушает. Более того, при наличии натяжных компонентов 30 и 31 строительную панель 100 можно эластично деформировать в направлении прогиба.

Соотношение длина/ширина и размеры строительной панели 100 можно выбирать желаемым образом, изменяя количество строительных блоков 70, 80 и вспомогательных блоков 90, 90h, расположенных по длине и ширине, или общее их количество. Таким образом, указанная панель может широко применяться в виде различных типов плоских конструкций, составляющих здание.

Промышленная применимость

Строительный блок и строительная панель согласно настоящему изобретению могут найти широкое применение в качестве материалов, предназначенных для формирования плоской строительной конструкции, такой как стена, пол, потолок или ограждение здания.