RU2107137C1

RU2107137C1 - Architectural-construction system of cellular-thermostructural spatial modules for erection of dwelling buildings polygonal in plan

Info

Publication number: RU2107137C1
Application number: RU96112395A
Authority: RU
Inventors: В.М. Соболев; Ю.П. Сараев
Original assignee: Соболев Валериан Маркович; Сараев Юрий Парфеньевич; Комаров Владимир Иванович
Priority date: 1996-06-24
Filing date: 1996-06-24
Publication date: 1998-03-20

Abstract

FIELD: construction engineering. SUBSTANCE: architectural-structural system has three-dimensional modules which are installed one above other. Load-bearing frameworks of modules are adjoined to each other by their side walls. Ones of their bases create enclosed circular internal space. Their other bases create external sides of building. Load-bearing frameworks of three-dimensional modules represent trapeziums in plan. Ready building is in the form of hexagon. It is installed on pile supports arranged in corners of hexagon and is provided with central resiliently resting load-bearing vertical post which is installed on split foundation block resting on self-compacting ground. EFFECT: higher efficiency. 1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к малоэтажному строительству, в частности жилых и социально-бытовых зданий из объемных блоков полной заводской готовности. The invention relates to low-rise construction, in particular residential and social buildings from volume units of full factory readiness.

Известно жилое здание, имеющее в плане форму многоугольника, образованного опертыми на фундамент и установленными друг на друга блоками [1]. A residential building is known that has a plan in the form of a polygon formed by resting on a foundation and installed on top of each other blocks [1].

Известна также принимаемая за прототип к изобретению архитектурно-строительная система многоугольной формы, состоящая из объемных призматических модулей, силовые каркасы которых выполнены в виде трапеций, состыкованных друг с другом при компоновке здания таким образом, что одни из их оснований образуют замкнутое круговое пространство внутри здания, а другие - наружные стены [2]. Also known is the polygonal-shaped architectural and construction system adopted as a prototype for the invention, consisting of volumetric prismatic modules, whose power frames are made in the form of trapezoids, joined to each other when the building is arranged in such a way that one of their bases forms an enclosed circular space inside the building, and others are the outer walls [2].

Описанные конструктивные решения имеют ряд недостатков при разработке их архитектурно-планировочных решений не используется объединение пространственных форм, дающих новое качество - силовые каркасы призматических объемных модулей при их объединении в здание не учитываются в качестве свайных ростверков, что приводит к усложнению и удорожанию конструкции фундаментов под такие дома. Использование традиционных компоновочных форм здания и сооружений, оправданных для кирпичных стен, железобетонных самонесущих панелей, бетонных блоков несет с собой многие старые недостатки: неэффективное расходование материалов, пространства здания, недогруженность элементов конструкции, наличие ненужных для жилья коридоров. The described structural solutions have a number of drawbacks in the development of their architectural and planning solutions, the combination of spatial forms that give a new quality is not used - the power frames of prismatic volume modules when they are combined into a building are not taken into account as pile grillages, which leads to a complication and cost of the construction of foundations for such houses. The use of traditional layout forms of a building and structures justified for brick walls, self-supporting reinforced concrete panels, concrete blocks brings with it many old drawbacks: inefficient use of materials, building spaces, underloaded structural elements, corridors unnecessary for housing.

Цель изобретения - создание архитектурно-строительной системы, позволяющей выполнить разнообразные компоновки здания и его элементов, обеспечивая минимальные затраты строительных материалов для получения наибольшей общей площади дома, снижение себестоимости, повышение энергоэффективности эксплуатации зданий. The purpose of the invention is the creation of an architectural and construction system that allows you to perform a variety of layouts of the building and its elements, ensuring the minimum cost of building materials to obtain the largest total area of the house, reducing costs, increasing energy efficiency of building operation.

Эта цель достигается за счет того, что архитектурно-строительная система из сототермоструктурных объемных модулей для возведения жилых зданий многоугольной в плане формы включает силовые каркасе объемных модулей, выполненных в плане в виде состыкованных боковыми сторонами друг с другом трапеций, одни основания которых ограничивают внутреннее замкнутое пространство здания, а другие образуют его внешние стороны. Здание имеет в плане форму шестиугольника, установленного своими углами на свайные опоры и снабженного центральной несущей стойкой. Здание перекрыто панелями, уложенными на стропильные балки, верхние концы которых закреплены на смонтированном на верхнем конце центральной несущей стойки шарнирном замковом устройстве, а нижние концы установлены в элементах силовых каркасов объемных модулей. Центральная несущая стойка может быть упруго оперта на разрезной фундаментный блок, снабженный самоуплотняющей грунт нижней опорной поверхности, а свайные опоры выполнены в виде вибронабивных или клиновых конструкций. Кроме того, силовые каркасы объемных модулей выполнены деревянными или из металлических профилей и установлены в один или более ярусов. This goal is achieved due to the fact that the architectural and construction system of hundred-thermostructural volumetric modules for the construction of residential buildings with a polygonal shape includes a power frame of volumetric modules, made in plan in the form of trapezoidal joins on the sides, one base of which limits the internal enclosed space buildings, while others form its outer sides. The building has a plan in the form of a hexagon, installed with its corners on pile supports and equipped with a central load-bearing rack. The building is covered by panels laid on rafter beams, the upper ends of which are mounted on a hinged locking device mounted on the upper end of the central supporting rack, and the lower ends are installed in the power frame elements of the volume modules. The central support column can be resiliently supported on a split foundation block provided with self-compacting soil of the lower supporting surface, and the pile supports are made in the form of vibro-rammed or wedge structures. In addition, the power frames of the volumetric modules are made of wood or metal profiles and are installed in one or more tiers.

На фиг. 1 изображено здание вертикальный разрез; на фиг. 2 - силовой каркас объемного модуля; на фиг. 3 - вариант монтажа здания из объемных модулей; на фиг. 4 - планировка здания по варианту на фиг. 3; на фиг. 5 - вариант 3х-этажного здания из объемных модулей. In FIG. 1 shows a building a vertical section; in FIG. 2 - power frame surround module; in FIG. 3 - a variant of mounting a building from volumetric modules; in FIG. 4 - layout of the building according to the embodiment of FIG. 3; in FIG. 5 - version of a 3-storey building of three-dimensional modules.

Жилое здание 1 многоугольной формы в плане содержит периферийные клиновые точечные свайные опоры 2, на которых установлены силовые каркасы объемных трапецеидальных модулей 3 в виде замкнутого в плане шестиугольника. В центре здания на самоуплотняющем грунт разрезном фундаментном блоке 4 установлена центральная вертикальная стойка 5. Верхний конец стойки содержит шарнирное замковое устройство 6, в котором закреплены верхние концы строительных балок 7. Нижние концы этих балок установлены в силовых элементах 8, состыкованных углами модулей 3. НА строительные балки установлены поярусно панели 9 кровли, причем в нижнем ярусе панелей встроены оконные стеклоблоки 10 верхних световых фонарей 11. На нижних силовых элементах (кронштейнах) 12 центральной стойки 5 закреплены шарнирно в замковых устройствах 13 опорные лаги 14 пола, на которых размещены панели 15 пола. The residential building 1 of a polygonal shape in plan contains peripheral wedge-shaped point pile supports 2 on which power frames of volumetric trapezoidal modules 3 are installed in the form of a hexagon closed in plan. In the center of the building, on a self-compacting soil, a split foundation block 4, a central vertical strut 5 is installed. The upper end of the strut contains a hinged locking device 6, in which the upper ends of the building beams are fixed 7. The lower ends of these beams are installed in the power elements 8, joined by the corners of the modules 3. ON building beams are installed in the half-tier panels 9 of the roof, and in the lower tier of the panels are built-in window glass blocks 10 of the upper light lamps 11. On the lower power elements (brackets) 12 of the central rack 5 s pivotally mountable to the locking devices 13 support floor joists 14, in which the floor panels 15 are arranged.

Центральный разрезной фундаментный блок 4 размещен в специально подготовленной в грунте 16 выемке 17, куда уложен сыпучий материал, например песок со щебнем. На грунт 16 в подпольной части здания отсыпан утеплитель 18, например керамзитовая подушка. The central split foundation block 4 is placed in a recess 17 specially prepared in the ground 16, where loose material, for example sand with crushed stone, is laid. Insulation 18, such as expanded clay pillow, is poured onto the soil 16 in the underground part of the building.

Объемные модули 3 при сборке стыкуются друг с другом боковыми сторонами 19, их меньшие основания (внутренняя грань) 20 ограничивают внутреннее замкнутое пространство 21 Здания, а большие основания 22 образуют внешние стороны здания. Силовой каркас объемного модуля состоит из вертикальных стоек 23, объединенных лонжеронами 24, между которыми смонтированы лаги 25, образующие основания пола и потолка объемного модуля. Volumetric modules 3 during assembly are joined to each other by the lateral sides 19, their smaller bases (inner edge) 20 define the inner enclosed space 21 of the Building, and the large bases 22 form the outer sides of the building. The power frame of the volumetric module consists of vertical struts 23, united by spars 24, between which are mounted logs 25, forming the base of the floor and ceiling of the volumetric module.

Объемные модули 3 могут быть установлены в одном, двух и трех уровнях друг на друга и располагаются в плане, в двух вариантах малыми основаниями, трапеций к центру и, наоборот, большими основаниями трапеций к центру. Это позволяет изменять общую площадь здания при неизменных базовых элементах (модулях) в зависимости от его назначения (здания односемейного типа или здания кондоминиумы на 2, 3-х и более семей). Volumetric modules 3 can be installed at one, two and three levels on top of each other and are located in the plan, in two versions with small bases, trapezoid to the center and, conversely, large bases of the trapezoid to the center. This allows you to change the total area of the building with constant basic elements (modules) depending on its purpose (single-family type buildings or condominium buildings for 2, 3 or more families).

свайные опоры 2, на которые установлены силовые каркасы объемных модулей 3, могут быть выполнены в виде вибронабивных, буронабивных, клиновых и т.п. свай. При этом роль ростверка выполняет каркас объемного модуля, который может быть выполнен из дерева или из металлических профилей. pile supports 2, on which the power cages of the volumetric modules 3 are installed, can be made in the form of vibration-driven, bored, wedge-shaped, etc. piles. The role of the grillage is performed by the frame of the volume module, which can be made of wood or metal profiles.

Представленная на фиг. 3 и 4 планировка помещений зданий из объемных модулей предусматривает размещение и назначение помещений, характерных для одноэтажного элитного коттеджа к шестиугольному зданию пристроены по углам крыльцо 26, гаражи 27 и сауна с бассейном 28, выполненные из элементов конструкции объемного модуля. По внешнему контуру здания распложены музыкальная и игровая комната 29, выполняющая также функцию малой гостиной, мастерская 30, примыкающая к одному из гаражей, далее следуют столовая с кухней 31, ванная 32 и туалет 33, примыкающий к спальням 34, имеющим выход в сауну с бассейном 28. С другой стороны, с бассейном граничит детская спальня 35, имеющая свой туалет 35 и душ 36. Следующее помещение занимает библиотека с телевизором и компьютерный зал 38. На стыках перечисленных помещений могут располагаться прихожая 39, кладовая 40, спортивно=тренажерный зал 41. Благодаря наличию верхнего света, попадающего во внутреннюю часть здания через световые фонари 11, в этой внутренней части 21 может размещаться большая гостиная 42 с зимним садом, фонтаном и аквариумом. При желании здесь может быть выделено помещение для теплицы (не показано). Presented in FIG. 3 and 4, the layout of the premises of buildings from volumetric modules provides for the placement and purpose of premises characteristic of a one-story elite cottage, a porch 26, garages 27 and a sauna with a pool 28, made of structural elements of the volumetric module, are attached to the hexagonal building. A music and games room 29, which also functions as a small living room, a workshop 30 adjacent to one of the garages, is located along the outer contour of the building, followed by a dining room with kitchen 31, bathroom 32 and toilet 33, adjacent to bedrooms 34, which have access to a sauna with a pool 28. On the other hand, there is a children's bedroom 35 bordering the pool, with its own toilet 35 and shower 36. The next room is a library with a TV and a computer room 38. At the junction of the above premises there may be an entrance hall 39, a pantry 40, a sports hall = gym 4 1. Due to the presence of overhead light entering the interior of the building through the lights 11, a large living room 42 with a winter garden, a fountain and an aquarium can be placed in this interior 21. If desired, a room for a greenhouse (not shown) can be allocated here.

При таком использовании площадь здания становится практически полностью полезной. With this use, the area of the building becomes almost completely useful.

Положительные свойства предлагаемых зданий, помимо описанных выше, заключаются также в том, что их конфигурация, приближенная к круговой в плане форме, дает оптимальный вариант его размещения в центре земельного участка, позволяя экономить внутриобъектные внешние сети, коллекторные сборы и т.п., что применительно к затратам на поселок, построенный из таких зданий, удешевляет проект и его использование. The positive properties of the proposed buildings, in addition to those described above, also lie in the fact that their configuration, close to a circular in plan shape, gives the best option for its placement in the center of the land, allowing you to save in-house external networks, collector fees, etc., which in relation to the costs of a settlement built from such buildings, the project and its use are cheapened.

Тепловые потоки, исходящие от здания, имеющего минимальную внешнюю поверхность при заданном объеме и полезной площади, также минимальны. Здание с обтекаемой аэродинамической формой стен и крыши почти лишено затененной стороны . The heat flux emanating from a building having a minimal external surface for a given volume and usable area is also minimal. The building with a streamlined aerodynamic shape of the walls and roof is almost devoid of a shaded side.

Кроме того, эти здания сейсмостойки, т.к. смонтированы на упругих опорах и имеют минимум массы строительных конструкций при максимальной их относительной жесткости, а также ветроустойчивы, поскольку ветровой удар не опрокидывает здание, а наоборот, прижимает его к земле. In addition, these buildings are earthquake resistant, as they are mounted on elastic supports and have a minimum mass of building structures at their maximum relative stiffness, and are also wind-resistant, since a wind blow does not overturn a building, but, on the contrary, presses it to the ground.

Источники информации:
1. US, патент 3535835 НКИ 52-79 1970.Sources of information:
1. US patent 3535835 NCI 52-79 1970.

2. SU, авторское свидетельство 524897 кл. E 04 H 1/00 1976. 2. SU, copyright certificate 524897 class. E 04 H 1/00 1976.

Claims

1. An architectural and construction system of sotothermostructural volumetric modules for the construction of polygonal residential buildings in plan, including power frames of volumetric modules made in the form of trapezoidal joins on the sides, one base of which limits the internal enclosed space of the building, and other bases form it external sides, characterized in that the building has a plan in the form of a hexagon, installed at its corners on pile supports and equipped with a central support rack, At the same time, the building is covered by panels laid on rafter beams, the upper ends of which are fixed on a hinged locking device mounted on the upper end of the central support column, and the lower ends are fixed in the power frame elements of the volume modules.

2. The system according to claim 1, characterized in that the power frames of the volumetric modules are made of wood or metal profiles and are installed in one or more tiers.