способ возведения лекальных фундаментов и стен зданий, сооружений и устройство (элемент) для его реализации

Формула изобретения

1. Способ возведения фундаментов и стен из предварительно изготовленных сборных элементов, отличающийся тем, что при изготовлении криволинейных фундаментов и стен по линии их расположения с шагом, определяемым размерами сборного элемента, располагают монтажно-каркасные направляющие для размещения на них сборных элементов, выполненных с закруглениями и отверстиями по концам для их сопряжения под различными углами, при этом закругления выполнены до половины высоты сборного элемента, вторая половина высоты которого выполнена с уступом на всю длину закругления, причем в отверстиях сборных элементов размещены монтажно-каркасные направляющие для обеспечения пространственной устойчивости и прочности криволинейных фундаментов и стен.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве монтажно-каркасных направляющих используют коммуникационные трассы.

3. Элемент для возведения криволинейных фундаментов и стен по п.1, отличающийся тем, что элемент выполнен в форме блочной балки с закругленными концами и отверстиями на этих концах для размещения монтажно-каркасных направляющих и опорной арматуры, при этом закругленные концы выполнены до половины высоты балки, а вторая половина высоты выполнена с уступом на всю длину закругления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и конструкционным строительным элементам, обеспечивающим различные строительные методы. Оно предназначено для возведения (сооружения) лекальных (планокриволинейных) фундаментов и стен зданий, сооружений, подвалов, гаражей и хранилищ из штучных серийных модульных элементов (блочных устройств).

Строительство фундаментов и криволинейных опорных стен всегда относилось к наиболее ответственным строительным операциям с повышенными требованиями к прочностным и герметизационным свойствам блочных элементов. В связи с этим указанные типовые элементы, как правило, должны были отвечать жестким требованиям государственных стандартов и быть максимально унифицированными по форме и условиям изготовления.

Примером (аналог 1) может служить ГОСТ 13579-78 "Блоки бетонные для стен подвалов". В этом ГОСТе жесткой регламентации подлежит как типаж (три типа ФБС, ФБВ и ФБП), так и форма (размеры) стандартного набора элементов в форме бруса фиксированной длины и высоты и шагового ряда типоразмеров по ширине, что вызвано требованиями производительного производства и минимизацией затрат строительства. Такой подход всецело удовлетворяет требованиям строительства прямоугольных помещений и линейных фундаментов. Особенно важно, что типоряд ФБВ имеет вырезы по концам для пропуска коммуникаций и укладки перемычек. Преимуществом аналога 1 является возможность предварительного, обеспечивающего унификацию свойств, изготовления промышленным способом указанных типорядов брусов, возможность при укладке стен и фундаментов (линейных) больших поверхностей проводить укладку способом перевязки (способ возведения 1), увеличивая прочность и устойчивость конструкций.

Недостатком способа, определяемого недостатком основного элемента укладки, является возможность и рациональность реализации только лишь для линейных (прямолинейных участков) конструкций фундаментов и стен. В случае попыток выполнения этим способом и этим набором конструкционных элементов более сложных фундаментов, например лекальных, указанные выше преимущества становятся недостатками. Появляются незаполняемые или труднозаполняемые швы, способ перевязки теряет преимущества упрочняющего конструкцию, криволинейные участки вместо усиления общей прочности сооружения становятся слабыми местами. Это в некоторых случаях создает преимущества конкурентным способам выполнения криволинейных участков фундаментов и стен методом индивидуального опалубного заполнения с формированием строительного материала (например, железобетона) непосредственно на строительной площадке либо способам, связанным с несерийным одноразово-конфигурационным изготовлением сборных элементов (например, патент RU 2024715).

Аналогичные (аналогу 1) решения существуют и для ленточных фундаментов (См. ГОСТ 13580-85. "Плиты железобетонные ленточных фундаментов) (аналог 2, прототип 1).

Однако все указанные выше преимущества так же, как и в случае аналога 1, сходят на нет при возведении лекальных фундаментов и стен, поскольку в местах стыков блоков образуются пустоты, которые либо существенно ослабляют конструкцию здания, сооружения, фундамента, либо существенно увеличивают расход материалов и трудовые затраты, фактически сводя на нет преимущества механизированной заводской технологии производства элементов (блоков), обеспечивающей стабильность и высокие значения прочностных и эксплуатационных характеристик элементов (блоков).

Существует две альтернативы выполнения лекальных (криволинейных) фундаментов и стен в сложных зданиях и сооружениях, не охватываемых аналогом 1:

А) Выполнение всех строительных работ, включая формирование лекальных фундаментов и стен, непосредственно на стройплощадке, чаще всего последовательным методом скользящей фигурной опалубки - способ возведения дорогостоящий и требующий больших затрат ручного труда, поэтому пригодный для сооружения лишь уникальных, разовых и сложноформируемых объектов.

Б) Создание самостоятельных частных способов выполнения опорных конструкций для типажных классов объектов. Например, для зданий и сооружений сводчатой конструкции известен патент RU 2024715 (аналог 3), в котором свод из сборных плоских элементов одинаковых размеров устанавливается на фундаментные блоки, по форме отличающиеся от бруса, а имеющие угол наклона, соответствующий углу распора несущей конструкции, устанавливаемой на фундамент. Патент предусматривает также внесение опорного отдельно стоящего фундаментного блока для опоры диафрагм и жестких металлических связывающих стержней. Недостатком способа является пригодность его к довольно узкому классу сводчатых конструкций, поэтому, несмотря на стандартность элемента - фундаментного блока, он не подходит для выполнения иных конструкций зданий, не имеющих легкого сводчатого решения. По способу аналога 3 теряется основное преимущество блочных способов укладки фудаментов и стен - многотиражное промышленное изготовление конструктивных элементов, делающих строительство малозатратным ввиду сведения процесса возведения сооружения к монтажным работам и вынесения процесса создания конструкционных элементов за пределы стройплощадки

Задачей предлагаемого изобретения является создание универсального способа выполнения криволинейных (лекальных) фундаментов и стен на базе унифицированных строительных элементов (блоков), который бы, обладая преимуществами индустриального производства элементов конструкции (как аналог 1), позволял бы выполнять произвольные по лекальной форме плана здания все виды фундаментов и стен сложных сооружений произвольной формы. Такая задача разрешима лишь при создании особого блочного элемента, который будучи по простоте пригодным для массового индустриального производства, своей конструкцией бы позволял при укладке выполнять лекальные фундаменты и стены произвольной кривизны с сохранением прочности блочной укладки и при минимальном расходе укладочных строительных материалов.

Кроме того, для создания конкурентоспособности способам с элементными перевязками, монтажно-каркасная часть фундамента и стен должна взять на себя распорно-упрочняющие функции перевязки.

С целью реализации указанных задач предлагаемого способа укладки изобретение предусматривает у блочного элемента выполнять скругленные окончания половины высоты бруса с отверстием для прохождения опорной и монтажно-направляющей арматуры каркаса фундамента и стен. Вторая половина высоты в этом случае выполняется уступом на всю длину закругления. Пример выполнения фундаментного бруса описанной конструкции приведен на чертеже, где 1 - основное тело фундаментного элемента, 2 - отверстие для прохождения монтажно-каркасной арматуры, 3 - концевое закругление, позволяющее сопрягать конструкционные элементы под различными углами, что позволяет выполнять лекальные фундаменты произвольной, в том числе и переменной кривизны без потери прочности конструкции. Аналогом специальных конфигурационных выступов с целью увеличения герметичности является AC SU 1131990 А, однако в нем конфигурационные выступы выполнены в форме ребер.

Совокупность изложенных последовательных процедур приводит к следующим отличительным особенностям заявляемого способа.

1. Способ возведения лекальных фундаментов, включающий предварительное изготовление стандартных многотиражных сборных элементов (как и в прототипе1 и аналоге 1), содержащих конструктивные особенности, облегчающие центровку при монтаже и укладке элементов конструкции, доставку и монтаж по направляющим, отличающийся тем, что монтажно-каркасные направляющие, могущие одновременно служить коммуникационными трассами, предварительно располагают по линии лекального фундамента с шагом, определяемым размерами конструкционных элементов - фундаментных плит, выполняемых из различных строительных материалов естественного и искусственного происхождения с закруглениями на концах, позволяющими сопрягать плиты под различными углами и отверстиями, позволяющими проходить сквозь систему плит каркасно-монтажным направляющим, обеспечивая пространственную прочность и устойчивость лекальных фундаментов и стен. Особые формы каркаса с целью обеспечения прочности различных форм здания предложены в разных патентах, но среди них нет каркаса, играющего роль направляющих при монтаже с целью выдержки формы лекальной конфигурации фундамента.

2. Устройство (элемент) для осуществления способа по пункту 1 в форме системы упрочняющих (например, системы жестко связанных труб) и монтажно-ограничительных элементов в сочетании с укладываемыми элементами из различных материалов. У блочного элемента выполнять скругленные окончания половины высоты бруса с отверстием для прохождения опорной и монтажно-направляющей арматуры каркаса фундамента и стен. Вторая половина высоты в этом случае выполняется уступом на всю длину закругления. Пример выполнения фундаментного бруса описанной конструкции приведен на чертеже, где 1 - корпус (основное тело фундаментного элемента), 2 - отверстие для прохождения монтажно-каркасной арматуры, 3 - концевое закругление (уступ сопряжения), позволяющее сопрягать конструкционные элементы под различными углами, что позволяет выполнять лекальные фундаменты произвольной, в том числе и переменной кривизны без потери прочности конструкции.

Дополнительное сопоставление совокупности признаков известных способов и устройств показывает, что

- заявляемый способ, обладая преимуществами аналога 1 и прототипа 1, связанными с возможностью высокоскоростного и экономичного строительства из-за вынесения процедуры изготовления стандартизованных блоков на внешнюю промышленную основу, не обладает их недостатками, проявляющимися при выполнении лекальных фундаментов и стен;

- заявляемый способ позволяет, не прибегая к индивидуальным строительным технологическим производствам на стройплощадке, выполнять сложные конфигурации фундаментов и стен с сохранением пространственной прочности и устойчивости сооружений.

Система многосвязанных блочных элементов, монтируемых и укладываемых по направляющим каркасных элементов сквозь отверстия-ушки конструкционных блоков, позоволяет произвольно располагать в пространстве упрочняющие основной (например, трубчатый каркас) связи, что дает совместно с системой основных монтируемых блоков прочную монолитную конструкцию. Таким образом, предлагаемый способ возведения лекальных фундаментов, последовательно реализуя операции предварительного изготовления блоков на промышленных площадках, операцию подготовки монтажно-прочностного комплексного каркаса и операцию сочленения системы монтажных блоков с элементами каркаса. Обладает преимуществами всех изложенных ранее патентов и авторских свидетельств, включая ГОСТы, устраняя их недостатки применительно к лекальным фундаментам и стенам.