RU2774557C1

RU2774557C1 - Method for construction of building structures

Info

Publication number: RU2774557C1
Application number: RU2021132209A
Authority: RU
Inventors: Роман Александрович Савушкин; Алексей Михайлович Соколов
Original assignee: Компания Домидо Лимитед
Filing date: 2021-11-03
Publication date: 2022-06-21

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to the field of construction, buildings and structures from prefabricated elements with a predetermined size. The method for erecting building structures consists in using ready-made elements, namely, building blocks with through holes, reinforcing bars with threaded end sections, which are placed in the specified through holes of the blocks. For centering the blocks, centering inserts and coupling nuts-sleeves are used, which are installed on at least one of the threaded ends of the reinforcing bars, with which the blocks are pulled together. The blocks are placed in a predetermined sequence to ensure alignment between them using centering inserts and the blocks are tightened using coupling nuts-sleeves, the assembly of the building structure is performed sequentially, pulling each subsequent block to the already installed block with a sleeve nut, the centering inserts are made in the form of a separate annular insert with a through hole and two opposite ledges, having centering surfaces in contact in the assembled structure with reciprocal centering recesses with centering surfaces in blocks located coaxially with the through holes of the blocks for reinforcing bars, while the centering inserts are placed between the connected blocks with the possibility of contacting its opposite centering surfaces with the corresponding centering surfaces of the recesses of both connected blocks. Before tightening the connected blocks, the centering insert is installed around the threaded end of the reinforcing bar, mating the centering surface of its protrusion with the centering surface of the recess of the attracted block. When the blocks are coupled with a nut-sleeve, the centering insert is pressed against the block, and the centering recess of the subsequent connected block is installed on the centering surface of the protrusion of the centering insert that has already been tightened, while the coupling nut-sleeve is made in the form of a threaded sleeve, into which the subsequent reinforcing bar is screwed, onto which the subsequent building block is inserted with a corresponding hole, while holes for reinforcing bars are made in the blocks.

EFFECT: increase in structural strength, decrease in the volume of construction material.

5 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства, зданий и сооружений из готовых элементов с заранее заданным размером. Изобретение может быть использовано в различных отраслях промышленности, где необходимо строительство зданий и сооружений из готовых элементов и системы соединения, не требующей «мокрых» процессов со строительными растворами.The invention relates to the field of construction, buildings and structures from prefabricated elements with a predetermined size. The invention can be used in various industries where it is necessary to build buildings and structures from prefabricated elements and a connection system that does not require "wet" processes with mortars.

В уровне техники широко распространены методы строительства с использованием арматуры и отдельных блоков: арматуру выполняют либо в виде длинных арматурных стержней, либо в виде длинных стальных прутков, размещенных в полостях. Предварительное напряжение с натяжением на арматуру используется только с полной блочной кладкой совместно со строительным раствором между каждым рядом. Для специализированных блочных систем с прутками и пластинами требуется сложная конструкция и квалифицированный труд.In the prior art, construction methods using reinforcement and separate blocks are widespread: reinforcement is made either in the form of long reinforcing bars or in the form of long steel bars placed in cavities. Rebar tension prestressing is only used with full block masonry with mortar between each row. Specialized block systems with bars and plates require complex design and skilled labor.

Поскольку в конструкциях с каменной кладкой используют строительный раствор, поэтому для нее требуются несколько условий. Во-первых, для строительного раствора нужна вода. Во-вторых, в большинстве случаев, для кладки блоков требуется квалифицированный каменщик. В-третьих, обычно нужна электроэнергия для перемешивания строительного раствора. В-четвертых, необходимо тщательное раскрепление связями и армированием, пока строительный раствор не затвердеет, и не будет иметь свою заданную прочность. Вся эта конструкция «хрупкая» в отношении ветра, значительных температур и др. естественных погодных и окружающих условий. В течение этого времени пользоваться этой конструкцией не рекомендуется.Because masonry structures use mortar, it requires several conditions. First, mortar needs water. Secondly, in most cases, a qualified bricklayer is required for laying blocks. Thirdly, electricity is usually needed to stir the mortar. Fourthly, careful bracing and reinforcement is necessary until the mortar hardens and reaches its desired strength. This whole structure is “fragile” in relation to wind, significant temperatures, and other natural weather and environmental conditions. During this time, it is not recommended to use this design.

Из уровня техники (патент US6088987A, опуб., 18.07.2000) известен способ возведения строительных конструкций, заключающийся в том, что используют готовые элементы, а именно, строительные блоки со сквозными отверстиями, арматурные стержни с резьбовыми концевыми участками, которые располагают в указанных сквозных отверстиях блоков, центрирующие элементы для центровки блоков и стяжные гайки, которые располагают, по меньшей мере, на одном из резьбовых концов арматурных стержней, с помощью которых стягивают блоки между собой, при этом размещают блоки в заданной последовательности с обеспечением центровки между ними с помощью центрирующих элементов и стягивают блоки с помощью стяжных гаек. Центрирующие элементы выполняют заодно с блоком в виде выступов и выемок. Боковые концы модулей находятся на одном уровне с боковыми концами соседних модулей. Модули представляют собой: цементирующую смесь из заполнителя низкой плотности; и/или имеют полое пространство, простирающееся от выемки (паза) до выемки (шипа) и включают в себя структурный опорный элемент, проходящий через полое пространство, и фиксатор сжатия, прикрепляющий структурный опорный элемент к модулям. Модули предпочтительно герметично соединяются друг с другом с помощью герметика, помещенного в канавки.From the prior art (patent US6088987A, pub., 07/18/2000) there is a method of erecting building structures, which consists in using ready-made elements, namely, building blocks with through holes, reinforcing bars with threaded end sections, which are located in the specified through blocks, centering elements for centering blocks and coupling nuts, which are located at least on one of the threaded ends of the reinforcing bars, with which the blocks are pulled together, while placing the blocks in a given sequence, ensuring centering between them using centering elements and tighten the blocks with the help of coupling nuts. The centering elements are integral with the block in the form of protrusions and recesses. The side ends of the modules are flush with the side ends of neighboring modules. The modules are: cementitious mixture of low density aggregate; and/or have a hollow space extending from a notch (groove) to a notch (tenon) and include a structural support member extending through the hollow space and a compression latch securing the structural support member to the modules. The modules are preferably hermetically connected to each other by means of a sealant placed in the grooves.

К недостаткам относится: наличие уникальных стартовых и конечных блоков, для установки на них специальных стартовых и завершающих элементов армирования, невозможность выполнять последовательное соединение элементов сборки армирующих элементов как в вертикальном, так и горизонтальном направлении, причем каждый сборочный элемент армирования позволяет зафиксировать текущую сборочную единицу, и в виду отсутствия стартовых и замыкающих элементов, продолжать и завершать сборку армирования на любом армирующем стержне сборки.The disadvantages include: the presence of unique start and end blocks for installing special start and end reinforcement elements on them, the inability to perform a serial connection of the assembly elements of the reinforcing elements both in the vertical and horizontal directions, and each assembly reinforcement element allows you to fix the current assembly unit, and in view of the absence of start and end elements, continue and complete the reinforcement assembly on any reinforcing bar of the assembly.

Технической проблемой является устранение отмеченных недостатков.The technical problem is to eliminate the noted shortcomings.

Технический результат заключается в увеличении конструкционной прочности конструкции, повышения трещиностойкости, уменьшении объёма материала при реализации разработанного способа возведения строительной конструкции.The technical result consists in increasing the structural strength of the structure, increasing crack resistance, reducing the volume of material when implementing the developed method for erecting a building structure.

Проблема решается, а технический результат достигается тем, что способ возведения строительных конструкций, заключается в том, что используют готовые элементы, с заранее установленным размерами, а именно, строительные блоки со сквозными отверстиями, арматурные стержни с резьбовыми концевыми участками, которые располагают в указанных сквозных отверстиях блоков, для центровки блоков используют центрирующие вставки и стяжные гайки-втулки, которые устанавливают, по меньшей мере, на одном из резьбовых концов арматурных стержней, с помощью которых стягивают блоки между собой, при этом размещают блоки в заданной последовательности с обеспечением центровки между ними с помощью центрирующих вставок и стягивают блоки с помощью стяжных гаек-втулок, при этом, согласно изобретению, сборку строительной конструкции выполняют последовательно, притягивая стяжной гайкой-втулкой установленной на арматурном стержне к уже установленному блоку каждый последующий блок, при этом центрирующую вставку выполняют в виде отдельной кольцевой вставки со сквозным отверстием и двумя противоположными выступами, имеющими центрирующие поверхности, контактирующими в собранной конструкции с ответными центрирующими выемками с центрирующими поверхностями в блоках, расположенными соосно со сквозными отверстиями блоков для арматурных стержней, при этом центрирующий элемент размещают между соединяемыми блоками с возможностью контактирования его противоположных центрирующих поверхностей с соответствующими центрирующими поверхностями выемок обоих соединяемых блоков, перед стягиванием соединяемых блоков центрирующую вставку устанавливают вокруг резьбового конца арматурного стержня, и завинчивают стяжную гайку-втулку, после чего свободный конец арматурного стержня вставляют в канал соединяемого блока так, что сопрягается центрирующая поверхность ее выступа с центрирующей поверхностью выемки притягиваемого блока, при стяжке блоков стяжной гайкой-втулкой прижимают центрирующую вставку к блоку, а центрирующую выемку последующего соединяемого блока устанавливают на центрирующую поверхность выступа уже притянутой центрирующей вставки, причем стяжную гайку-втулку выполняют в виде резьбовой муфты, в которую вворачивают последующий арматурный стержень, на который заводят соответствующим отверстием последующий строительный блок, при этом отверстия в блоках выполняют под арматурные стержни. The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that the method of erecting building structures consists in using ready-made elements with predetermined dimensions, namely, building blocks with through holes, reinforcing bars with threaded end sections, which are located in the specified through block holes, for centering the blocks, centering inserts and coupling nuts-sleeves are used, which are installed at least on one of the threaded ends of the reinforcing bars, with the help of which the blocks are pulled together, while placing the blocks in a given sequence, ensuring alignment between them with the help of centering inserts and the blocks are pulled together with the help of coupling nuts-sleeves, while, according to the invention, the assembly of the building structure is performed sequentially, pulling each subsequent block with the coupling nut-sleeve installed on the reinforcing bar to the already installed block, while the centering insert is performed t in the form of a separate annular insert with a through hole and two opposite protrusions having centering surfaces, in contact in the assembled structure with reciprocal centering recesses with centering surfaces in blocks located coaxially with through holes of blocks for reinforcing bars, while the centering element is placed between the connected blocks with the possibility of contacting its opposite centering surfaces with the corresponding centering surfaces of the recesses of both blocks to be connected, before tightening the blocks to be connected, the centering insert is installed around the threaded end of the reinforcing bar, and the coupling nut-sleeve is screwed, after which the free end of the reinforcing bar is inserted into the channel of the block to be connected so that the centering surface of its protrusion is mated with the centering surface of the recess of the attracted block, when the blocks are coupled with a coupling nut-sleeve, the centering insert is pressed against the block, and the centering the container of the subsequent connected block is installed on the centering surface of the protrusion of the already drawn centering insert, and the coupling nut-sleeve is made in the form of a threaded sleeve, into which the subsequent reinforcing bar is screwed, into which the subsequent building block is inserted with the appropriate hole, while the holes in the blocks are made for reinforcing bars .

В блоках выполняют по меньше мере одно отверстие под арматурные стержни, например, в направлении X, для формирования армирования в одном направлении, и по меньшей мере два отверстия, для формирования армирования сразу в двух направлениях, например, X и Y, и по меньшей мере три отверстия при формировании армирования одновременно в трех направлениях, а именно X, Y, ZIn the blocks, at least one hole is made for reinforcing bars, for example, in the X direction, to form reinforcement in one direction, and at least two holes, to form reinforcement in two directions at once, for example, X and Y, and at least three holes when forming reinforcement simultaneously in three directions, namely X, Y, Z

Технический результат достигается также тем, что строительные блоки могут быть выполнены в виде параллепипеда, куба, тетраэдра, октаэдра, додекаэдра, призмы, пирамиды, цилиндра или форма которого содержит множества многогранников, в том числе параллепипеда, куба, тетраэдра, октаэдра, додекаэдра, призмы, пирамиды, или их комбинации, соединенных между собой с образованием многогранного элемента сложной геометрии, при этом хотя бы один блок содержит по меньшей мере две поверхности, расположенные на двух противоположных сторонах блока.The technical result is also achieved by the fact that the building blocks can be made in the form of a parallelepiped, cube, tetrahedron, octahedron, dodecahedron, prism, pyramid, cylinder, or the shape of which contains many polyhedra, including a parallelepiped, cube, tetrahedron, octahedron, dodecahedron, prism , pyramids, or combinations thereof, interconnected to form a polyhedral element of complex geometry, while at least one block contains at least two surfaces located on two opposite sides of the block.

Технический результат достигается также тем, что кольцевую вставку могут выполнять чашеобразной формы, у которой отверстие с одной ее стороны имеет больший диаметр, чем с противоположной ее стороны.The technical result is also achieved by the fact that the annular insert can be cup-shaped, in which the hole on one of its sides has a larger diameter than on its opposite side.

Технический результат также достигается тем, что стяжную гайку-втулку могут выполнять заодно с кольцевой вставкой.The technical result is also achieved by the fact that the coupling nut-sleeve can be made integral with the annular insert.

Технический результат также достигается тем, что стяжную гайку-втулку могут снабжать средством ограничения момента ее затяжки при сборке конструкции.The technical result is also achieved by the fact that the coupling nut-sleeve can be provided with a means of limiting the torque of its tightening during assembly of the structure.

В заявленном изобретении используется принцип преднапряжения армирования, преимуществами которого перед обычными непреднаряженными конструкциями – это, прежде всего, его высокая трещиностойкость; повышенная жесткость конструкции – конструкционная прочность (за счет обратного выгиба, получаемого при обжатии конструкции); лучшее сопротивление динамическим нагрузкам; а также определенный экономический эффект, достигаемый применением высокопрочной арматуры. К примеру, предварительно напряженной балке под нагрузкой бетон испытывает растягивающие напряжения только после погашения начальных сжимающих напряжений. The claimed invention uses the principle of reinforcement prestressing, the advantages of which over conventional non-prestressed structures are, first of all, its high crack resistance; increased rigidity of the structure - structural strength (due to the reverse bending obtained when the structure is compressed); better resistance to dynamic loads; as well as a certain economic effect achieved by the use of high-strength reinforcement. For example, in a prestressed beam under load, the concrete experiences tensile stresses only after the initial compressive stresses have been extinguished.

Из общего уровня техники (Инженерно-строительный журнал, №3, 2010, Безригельный предварительно напряженный каркас с плоским перекрытием, Магистр И.О. Погребной; профессор В.Д. Кузнецов, ГОУ Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, https://engstroy.spbstu.ru/userfiles/files/2010/3(13)/pogrebnoy_prednapryazheniye.pdf) известно, что трещиностойкость преднапряженных конструкций в 2 – 3 раза больше трещиностойкости железобетонных конструкций без предварительного напряжения. Это обусловлено тем, что предварительное обжатие арматурой бетона, значительно превосходит предельную деформацию натяжения бетона. В таких конструкциях уменьшаются размеры поперечного сечения, следовательно, сокращаются объем и вес комплектующих элементов (на 20 – 30%), а также расход цемента. Более рациональное использование свойств стали позволяет сокращать расход арматуры (стержневой и проволочной) до 50%, особенно из высокопрочных марок (A-IV и выше), имеющих значительный предел прочности.From the general level of technology (Journal of Civil Engineering, No. 3, 2010, Crossbarless prestressed frame with a flat ceiling, Master I.O. Pogrebnoy; Professor V.D. Kuznetsov, St. Petersburg State Polytechnic University, https://engstroy .spbstu.ru/userfiles/files/2010/3(13)/pogrebnoy_prednapryazheniye.pdf) it is known that the crack resistance of prestressed structures is 2–3 times greater than the crack resistance of reinforced concrete structures without prestressing. This is due to the fact that the preliminary compression of concrete by reinforcement significantly exceeds the limiting deformation of concrete tension. In such structures, the cross-sectional dimensions are reduced, therefore, the volume and weight of the component elements are reduced (by 20–30%), as well as the consumption of cement. A more rational use of the properties of steel makes it possible to reduce the consumption of reinforcement (rod and wire) by up to 50%, especially from high-strength grades (A-IV and higher), which have a significant tensile strength.

Причина же образования трещин в обычном железобетоне кроется в малой растяжимости бетона. Первые трещины в бетоне появляются уже при удлинении 0,1—0,15 мм/м, тогда как растянутая арматура при эксплуатационной нагрузке (например, при 1250 кг/см²) получает удлинение в 4—6 раз большее, т. е. при эксплуатационной нагрузке всегда в растянутой зоне бетона имеются волосные трещины (невидимые).The reason for the formation of cracks in ordinary reinforced concrete lies in the low extensibility of concrete. The first cracks in concrete appear already at an elongation of 0.1-0.15 mm / m, while tensile reinforcement under operational load (for example, at 1250 kg / cm²) receives an elongation 4-6 times greater, i.e. at operational load, there are always hairline cracks (invisible) in the tension zone of the concrete.

Вследствие малой растяжимости бетона нерационально применять высокопрочную сталь в обычных железобетонных конструкциях, работающих на изгиб; при почти одинаковой величине модуля упругости для разных сталей из условия, что если при обычной мягкой стали в бетоне наблюдаются волосные трещины, то при арматуре из высокопрочной (твердой) стали (Ra — 15 000 - 20 000 кг/см²) получаются недопустимые трещины.Due to the low extensibility of concrete, it is not rational to use high-strength steel in conventional reinforced concrete structures that work in bending; with almost the same value of the modulus of elasticity for different steels, from the condition that if hairline cracks are observed in concrete with ordinary mild steel, then with reinforcement made of high-strength (hard) steel (Ra - 15,000 - 20,000 kg / cm²), unacceptable cracks are obtained.

Предварительное же напряжение армирования конструкции характеризуют гарантированную безопасность против преждевременного образования трещин; трещиностойкость предварительно напряженных конcтрукций - это главнейшее преимущество их перед обычными железобетонными конструкциями, возможность рационального использования высокой прочности стали и бетона и, как следствие, экономия металла (до 40—50%) и облегчение конструкций; уменьшение веса элементов (до 30%) существенно смягчает еще один недостаток обычного железобетона его большой собственный вес.The prestressing of the reinforcement of the structure characterizes the guaranteed safety against premature cracking; crack resistance of prestressed structures is their main advantage over conventional reinforced concrete structures, the possibility of rational use of the high strength of steel and concrete and, as a result, metal savings (up to 40-50%) and lightweight structures; reduction in the weight of the elements (up to 30%) significantly mitigates another disadvantage of conventional reinforced concrete - its large dead weight.

Технический результат обеспечивается за счет того, что нет специализированных элементов, каждый сборочный элемент может быть стартовым и конечным, нет необходимости в специальных стартовых и оконечных армирующих элементах, обеспечение конструкционной прочности, превышающей прочность каменной кладки, т.к. прочности при сжатии, например, кирпичной кладки, выполненной даже на весьма прочном растворе, при обычных методах возведения составляет не более 40—50%, от предела прочности кирпича, в отличии от безрастворного соединения, где нет снижения прочности на сжатие, при этом поверхности кирпича и шва кладки не идеально плоские и гладкие. Поэтому каждый кирпич опирается на раствор лишь отдельными площадками, между которыми имеются участки с воздушными прослойками, кроме того, и плотность, и толщина слоя раствора в горизонтальных швах не везде одинаковы, вследствие этих причин давление в кладке неравномерно распределяется по поверхности кирпича, а сосредоточивается на отдельных участках и вызывает в нем, кроме напряжений сжатия, напряжения изгиба и среза. Каменные материалы обладают слабым сопротивлением изгибу, так, например, кирпич имеет в 4—б раз меньший предел прочности при изгибе, чем при сжатии. Этим и обусловливается значительное снижение прочности кладки по сравнению с прочностью составляющих ее материалов. В описываемое изобретении напряжение среза воспринимают центрирующие вставки, установленные в выемки между соединяемыми блоками, а сопротивление растяжению воспринимает армирующая система.The technical result is ensured due to the fact that there are no specialized elements, each assembly element can be a start and end element, there is no need for special start and end reinforcing elements, ensuring structural strength exceeding the strength of masonry, tk. compressive strength, for example, brickwork, made even on a very strong mortar, with conventional construction methods is no more than 40-50% of the tensile strength of a brick, in contrast to a mortar-free compound, where there is no decrease in compressive strength, while the surface of the brick and the masonry seam is not perfectly flat and smooth. Therefore, each brick rests on the mortar only by separate platforms, between which there are areas with air gaps, in addition, both the density and the thickness of the mortar layer in horizontal seams are not the same everywhere, due to these reasons, the pressure in the masonry is unevenly distributed over the surface of the brick, but is concentrated on separate sections and causes in it, in addition to compressive stresses, bending and shear stresses. Stone materials have low resistance to bending, for example, a brick has a 4-6 times lower tensile strength in bending than in compression. This causes a significant decrease in the strength of the masonry compared to the strength of its constituent materials. In the described invention, the shear stress is perceived by the centering inserts installed in the recesses between the connected blocks, and the tensile strength is perceived by the reinforcing system.

Готовые элементы выполняются с заранее установленным размерами: выбирается значение размера, которое именуется «шагом построения». Согласно данному шагу построения, размер любого блока (длина, ширина или высота), в зависимости от того в каком направлении выполняется армирование, длина арматурного стержня, всегда равна или кратна шагу построения. К примеру, не нужно каждый раз для каждой детали подбирать длину арматурного стержня. Он выбирается из заранее заданного набора размеров, который равен или кратен шагу построения. Так для примера, выбранный шаг построения равен 100 мм, тогда как длина блока может быть равна 100 мм или больше шага построения в 2 раза и быть равна 200 мм, соответственно арматурный стержень выполняется равным шагу построения и равен 100 мм, и подходит для соединения блоков длиной 100 мм, а также 200 мм и подходит для соединения блоков длиной как 100 мм, так и 200 мм. Это позволяет создать конечную номенклатуру блоков и армирующих элементов, что не допускает ситуаций с подбором объектов соединения «уникальной» или нестандартной длины, позволяет легче ориентироваться в номенклатуре типоразмерных рядов объектов. Finished elements are executed with predetermined sizes: the size value is selected, which is called the “construction step”. According to this construction step, the size of any block (length, width or height), depending on the direction in which reinforcement is performed, the length of the reinforcing bar, is always equal to or a multiple of the construction step. For example, it is not necessary to select the length of the reinforcing bar each time for each part. It is selected from a predetermined set of sizes, which is equal to or a multiple of the construction step. So for example, the selected construction step is 100 mm, while the length of the block can be equal to 100 mm or more than 2 times the construction step and be equal to 200 mm, respectively, the reinforcing bar is equal to the construction step and equal to 100 mm, and is suitable for connecting blocks 100 mm long as well as 200 mm long and is suitable for connecting blocks with a length of both 100 mm and 200 mm. This allows you to create a final nomenclature of blocks and reinforcing elements, which does not allow situations with the selection of connection objects of "unique" or non-standard length, makes it easier to navigate in the nomenclature of standard size series of objects.

Изобретение поясняется при помощи чертежей.The invention is illustrated with the help of drawings.

На фиг. 1 показан общий внешний вид предпочтительного варианта реализации изобретения. Показан пример конструкции, состоящий из блоков, установленных армирующих элементов, как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении;In FIG. 1 shows the general appearance of a preferred embodiment of the invention. An example of a structure is shown, consisting of blocks, installed reinforcing elements, both in the horizontal and vertical directions;

На фиг. 2 – общий внешний вид предпочтительного варианта реализации изобретения. Показан пример конструкции с установленными армирующими элементами, как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении; In FIG. 2 is a general view of a preferred embodiment of the invention. An example of a structure with reinforcing elements installed, both horizontally and vertically, is shown;

На фиг. 3 – общий внешний вид предпочтительного варианта реализации блока с разрезом ¼; In FIG. 3 - general appearance of the preferred embodiment of the block with a ¼ cut;

На фиг. 4 – общий внешний вид предпочтительного варианта реализации изобретения. Показан пример армирующей структуры;In FIG. 4 is a general view of a preferred embodiment of the invention. An example of a reinforcing structure is shown;

На фиг. 5 – общий внешний вид предпочтительного варианта реализации изобретения. Показан пример сборки конструкции армирования в одном направлении; In FIG. 5 is a general view of a preferred embodiment of the invention. An example of assembly of a reinforcement structure in one direction is shown;

На фиг. 6 – общий внешний вид предпочтительного варианта реализации изобретения. Показан пример сборки конструкции армирования. На изображении показаны армирующие стержни, вкрученные в гайку-втулку 5, выполненную в виде резьбовой муфты;In FIG. 6 is a general view of a preferred embodiment of the invention. An example of assembly of a reinforcement structure is shown. The image shows the reinforcing rods screwed into the nut-sleeve 5, made in the form of a threaded sleeve;

На фиг. 7 – общий внешний вид предпочтительного варианта реализации изобретения. Показан пример сборки конструкции армирования;In FIG. 7 is a general view of a preferred embodiment of the invention. An example of assembly of a reinforcement structure is shown;

На фиг. 8 – общий внешний вид предпочтительного варианта реализации изобретения. Показан пример сборки конструкции армирования в разрезе.In FIG. 8 is a general view of a preferred embodiment of the invention. An example of assembly of a reinforcement structure in a section is shown.

Описываемый способ реализуется с помощью следующих элементов. На чертежах показаны: строительные блоки 1 со сквозными отверстиями 2, арматурные стержни 3 с резьбовыми концевыми участками 4, которые располагают в указанных сквозных отверстиях 2 блоков 1. Стяжные гайки-втулки 5, центрирующая вставка, выполненная в виде отдельной кольцевой вставки 6 со сквозным отверстием 7 и двумя противоположными выступами 8, имеющими центрирующие поверхности, контактирующими в собранной конструкции с ответными центрирующими выемками 9 с центрирующими поверхностями в блоках 1 и расположенными соосно со сквозными отверстиями 2 блоков 1. Центрирующую вставку 6 размещают между соединяемыми блоками 1 с возможностью контактирования его противоположных центрирующих поверхностей с соответствующими центрирующими поверхностями выемок 9 обоих соединяемых блоков 1. Перед стягиванием соединяемых блоков 1 центрирующую вставку 6 устанавливают вокруг резьбового конца 4 арматурного стержня 3, сопрягая центрирующую поверхность ее выступа 8 с центрирующей поверхностью выемки 9 притягиваемого блока 1. При стяжке блоков 1 стяжной гайкой-втулкой 5 прижимают центрирующую вставку 6 к блоку 1, а центрирующую выемку 9 последующего соединяемого блока 1 устанавливают на центрирующую поверхность выступа 8 уже притянутой центрирующей вставки 6. Стяжную гайку-втулку 5 выполняют в виде резьбовой муфты, в которую вворачивают последующий арматурный стержень 3, на который заводят соответствующим отверстием 2 последующий строительный блок 1.The described method is implemented using the following elements. The drawings show: building blocks 1 with through holes 2, reinforcing bars 3 with threaded end sections 4, which are placed in the specified through holes 2 of blocks 1. Coupling nuts-sleeves 5, a centering insert made in the form of a separate annular insert 6 with a through hole 7 and two opposite protrusions 8, having centering surfaces, in contact in the assembled structure with reciprocal centering recesses 9 with centering surfaces in blocks 1 and located coaxially with through holes 2 of blocks 1. Centering insert 6 is placed between connected blocks 1 with the possibility of contacting its opposite centering surfaces with the corresponding centering surfaces of the recesses 9 of both connected blocks 1. Before tightening the connected blocks 1, the centering insert 6 is installed around the threaded end 4 of the reinforcing bar 3, mating the centering surface of its protrusion 8 with the centering surface of the recess 9 pr of the pulled block 1. When the blocks 1 are coupled with a coupling nut-sleeve 5, the centering insert 6 is pressed against the block 1, and the centering recess 9 of the next connected block 1 is installed on the centering surface of the protrusion 8 of the already drawn centering insert 6. The coupling nut-sleeve 5 is made in the form of a threaded coupling, into which the subsequent reinforcing bar 3 is screwed, onto which the subsequent building block 1 is inserted with the corresponding hole 2.

Вставку 6 выполняют чашеобразной формы, у которой отверстие с одной ее стороны имеет больший диаметр, чем с противоположной ее стороны. При этом стяжную гайку-втулку 5 могут выполнять заодно с вставкой 6.The insert 6 is cup-shaped, in which the hole on one side has a larger diameter than on the opposite side. In this case, the coupling nut-sleeve 5 can be made integral with the insert 6.

Стяжную гайку-втулку 5 могут снабжать, например, встроенным в нее средством (на чертежах не показано) ограничения момента ее затяжки при сборке конструкции.Coupling nut-sleeve 5 can be provided, for example, with built-in means (not shown in the drawings) for limiting its tightening torque during assembly of the structure.

Сборка осуществляется следующим образом:Assembly is carried out as follows:

Устанавливают первый ряд блоков 1 основания отдельно стоящей конструкции или фундамента здания и сооружения, при этом в одном из направлений XYZ, устанавливаются в отверстие 2 первого блока 1 сборки армирующий стержень 3, после чего с обеих сторон отверстия 2 на армирующий стержень 3 надеваются центрирующие вставки 6, которые размещаются в выемках 9 на противоположных гранях блока 1 или объекта, таким образом, чтобы стяжные гайки-втулки 5, которые накручиваются на концевые резьбовые участки 4 армирующего стержня 3, размещались в отверстиях центрирующей вставки 6, диаметр которых больше или равен диметру данной втулки. Если необходимо выполнить последующею сборку относительно установленного блока 1 более чем в одном из направлении XYZ, то в первый блок 1 дополнительно монтируются армирующие стержни 3 в требуемых направлениях, после чего с обеих сторон отверстия 2 на армирующие стержни 3 надеваются центрирующие вставки 6, которые размещается в выемке 9 на противоположных гранях блока 1 или объекта относительно стрежней 3, таким образом, чтобы стяжные гайки-втулки 5, которые накручиваются на концы армирующего стержня 3, размещались в отверстиях центрирующей вставки 6. Отверстия 2 при этом выполняются скрещивающимися, то есть пересекающимися в параллельных плоскостях, обеспечивая свободный проход стержней 3 в различных направлениях.The first row of blocks 1 of the base of a free-standing structure or the foundation of a building and structure is installed, while in one of the XYZ directions, a reinforcing rod 3 is installed in the hole 2 of the first block 1 of the assembly, after which centering inserts 6 are put on both sides of the hole 2 on the reinforcing rod 3 , which are placed in recesses 9 on opposite faces of the block 1 or the object, so that the coupling nuts-sleeves 5, which are screwed onto the end threaded sections 4 of the reinforcing rod 3, are placed in the holes of the centering insert 6, the diameter of which is greater than or equal to the diameter of this bushing . If it is necessary to perform subsequent assembly relative to the installed block 1 in more than one of the XYZ directions, then reinforcing rods 3 are additionally mounted in the first block 1 in the required directions, after which centering inserts 6 are put on both sides of the hole 2 on the reinforcing rods 3, which are placed in notch 9 on the opposite faces of the block 1 or the object relative to the rods 3, so that the coupling nuts-sleeves 5, which are screwed onto the ends of the reinforcing rod 3, are placed in the holes of the centering insert 6. The holes 2 in this case are made crossing, that is, intersecting in parallel planes, providing free passage of rods 3 in different directions.

Затем, к первому блоку 1 устанавливают следующий блок 1 и при установке совмещают боковую грань каждого последующего блока 1 в ряду с боковой гранью предыдущего блока 1, при этом выемки 9 устанавливаемого блока 1 размещают на центрирующих поверхностях выступов 8 предыдущего установленного в ряду блока 1 без зазора с соблюдением одинаковой ориентации верхнего и нижнего оснований устанавливаемого блока с ориентацией таких же оснований установленных блоков.Then, the next block 1 is installed to the first block 1 and, during installation, the side face of each subsequent block 1 is aligned in a row with the side face of the previous block 1, while the notches 9 of the installed block 1 are placed on the centering surfaces of the protrusions 8 of the previous block 1 installed in the row without a gap while maintaining the same orientation of the upper and lower bases of the installed block with the orientation of the same bases of the installed blocks.

Далее, в сквозное отверстие 2 вновь установленного блока 1 монтируется свободным концом, армирующий стержень 3 с центрирующей вставкой 6 и закрученной стяжной гайкой-втулкой 5 на другом конце и закручивается в ранее установленную стяжную гайку-втулку 5 первого блока 1 до достижения требуемого усилия. При этом, последующая сборка для данного направления повторяется, совмещают боковую грань каждого последующего блока 1 в ряду с боковой гранью предыдущего блока 1, и монтируются армирующие стержни 3, которыми соединяются с ранее установленными армирующими стержнями 3, размещенными также внутри сквозного отверстия 2 блока 1 на концах через соединительную стяжную гайку-втулку 5 таким образом, чтобы все элементы армирования, соединенные вместе, образовывали напряженную арматурную систему, в которой армирующие стержни 3 испытывают растягивающее напряжение, а центрирующие вставки 6 передают стягивающее усилие на центрирующие поверхности блока 1.Further, in the through hole 2 of the newly installed block 1, a reinforcing rod 3 with a centering insert 6 and a twisted coupling nut-sleeve 5 at the other end is mounted with a free end and is screwed into the previously installed coupling nut-sleeve 5 of the first block 1 until the required force is reached. At the same time, the subsequent assembly for this direction is repeated, the side face of each subsequent block 1 is combined in a row with the side face of the previous block 1, and the reinforcing rods 3 are mounted, which are connected to the previously installed reinforcing rods 3, which are also placed inside the through hole 2 of the block 1 on ends through the connecting coupling nut-sleeve 5 in such a way that all the reinforcement elements connected together form a stressed reinforcement system in which the reinforcing bars 3 experience tensile stress, and the centering inserts 6 transfer the tightening force to the centering surfaces of the block 1.

Устанавливают второй и последующие ряды блоков 1 основания отдельно стоящей конструкции или фундамента здания и сооружения, при этом формируют второй и последующие ряды, устанавливая последовательно первый, второй и последующие блоки 1 рядом с предыдущими смонтированными блоками 1 и при установке совмещают боковую грань каждого последующего блока 1 в ряду с боковой гранью предыдущего блока 1. При этом выемки 9 устанавливаемого блока 1 размещаются на выступах 8 центрирующей вставки 6 предыдущего установленного в ряду блока 1 без зазора с соблюдением одинаковой ориентации верхнего и нижнего оснований устанавливаемого блока с ориентацией таких же оснований установленных блоков 1.The second and subsequent rows of blocks 1 of the base of a free-standing structure or the foundation of a building and structure are installed, while forming the second and subsequent rows, installing the first, second and subsequent blocks 1 in series next to the previous mounted blocks 1 and, during installation, align the side face of each subsequent block 1 in a row with the side face of the previous block 1. In this case, the recesses 9 of the installed block 1 are placed on the ledges 8 of the centering insert 6 of the previous block 1 installed in the row without a gap, observing the same orientation of the upper and lower bases of the installed block with the orientation of the same bases of the installed blocks 1.

В двух из направлений XYZ, устанавливаются в отверстия 2 первого блока 1 в ряду данной сборки армирующие стержни 3, после чего с обоих сторон отверстия 2 на армирующие стержни 3 надеваются центрирующие вставки 6, которые размещается в выемке 9 на противоположных гранях блока 1 или объекта таким образом, чтобы стяжные гайки-втулки 5, которые накручиваются на концы армирующего стержня 3, размещались в отверстиях центрирующей вставки 6. In two of the XYZ directions, reinforcing rods 3 are installed in the holes 2 of the first block 1 in the row of this assembly, after which centering inserts 6 are put on both sides of the hole 2 on the reinforcing rods 3, which are placed in the recess 9 on opposite faces of the block 1 or the object in such a way so that the coupling nuts-sleeves 5, which are screwed onto the ends of the reinforcing rod 3, are placed in the holes of the centering insert 6.

Если необходимо выполнить последующею сборку относительно установленного блока более чем в двух из направлении XYZ, то в первый блок дополнительно монтируется армирующий стержень в требуемом направлении, после чего с обеих сторон канала на армирующие стержни надеваются центрирующие вставки, которые размещается в выемке на противоположных гранях блока или объекта относительно стрежней, таким образом, чтобы стяжные гайки-втулки, которые накручиваются на концы армирующего стержня, размещались в отверстиях центрирующей вставки, диаметр которых больше или равен диметру данной стяжной гайки-втулки;If it is necessary to perform subsequent assembly relative to the installed block in more than two of the XYZ direction, then a reinforcing rod is additionally mounted in the first block in the required direction, after which centering inserts are put on the reinforcing rods on both sides of the channel, which are placed in the recess on the opposite faces of the block or of the object relative to the rods, so that the coupling nuts-sleeves that are screwed onto the ends of the reinforcing rod are placed in the holes of the centering insert, the diameter of which is greater than or equal to the diameter of this coupling nut-sleeve;

Таким образом, предложенный способ позволяет значительно увеличить конструкционную прочность конструкции, уменьшить материалоемкость конструкции.Thus, the proposed method can significantly increase the structural strength of the structure, reduce the material consumption of the structure.

Разработанный способ позволяет легко возводить конструкции или сооружения из блоков или объектов, расположенных в разных структурных конфигурациях, расположенными в соприкосновении друг с другом, и в структуре которого используется способ последующего напряжения армирования, а именно сборной конструкции, напряжение в которой искусственно создаётся во время сборки, путём натяжения всей рабочей арматуры, для достижения гарантированного напряжения в армирующей сборке, при этом преднапряженное армирование дает увеличенную прочность на растяжение и изгиб по сравнению с традиционными кладочными материалами, соединенными связующими строительным растворами или клеевыми составами. Преднапряжённое армирование позволяет уменьшить объём материала конструкции, в котором оно размещается по сравнению с непреднапряженными армированными конструкциями, без потери прочности, и в отличии от конструкций без предварительного напряжения, под воздействием сейсмической нагрузки в предварительно-напряженных конструкциях сопротивляемость развитию пластических деформаций и трещинообразованию значительно выше, чем у непреднапряженных, благодаря чему они лучше сопротивляются повреждениям при слабых, но частых землетрясениях и в связи с упругостью деформаций, не сопровождающихся образованием трещин, они не подвергаются повреждениям, накопление которых ослабляет сопротивляемость конструкций к последующим сейсмическим воздействиям. В целом предварительно напряженным конструкциям свойственно хорошо работать на сжатие и прогиб. В таких конструкциях уменьшаются размеры поперечного сечения, следовательно, сокращаются объем и вес комплектующих элементов (на 20 – 30%), а также расход материала элемента. Более рациональное использование свойств стали позволяет сокращать расход арматуры до 50%, особенно из высокопрочных марок (A-IV и выше), имеющих значительный предел прочности. Химическая нейтральность бетона к стали способствует предохранению арматуры от коррозии.The developed method makes it easy to build structures or structures from blocks or objects located in different structural configurations, located in contact with each other, and in the structure of which the method of subsequent reinforcement stress is used, namely, a prefabricated structure, the stress in which is artificially created during assembly, by tensioning the entire working reinforcement to achieve a guaranteed tension in the reinforcing assembly, while the prestressed reinforcement gives increased tensile and bending strength compared to traditional masonry materials connected by bonding mortars or adhesives. Prestressed reinforcement allows to reduce the volume of the structural material in which it is placed compared to non-prestressed reinforced structures, without loss of strength, and unlike structures without prestressing, under the influence of seismic loading in prestressed structures, the resistance to the development of plastic deformations and cracking is much higher, than non-prestressed, due to which they better resist damage during weak but frequent earthquakes and due to the elasticity of deformations that are not accompanied by the formation of cracks, they are not subject to damage, the accumulation of which weakens the resistance of structures to subsequent seismic impacts. In general, prestressed structures tend to perform well in compression and deflection. In such designs, the cross-sectional dimensions are reduced, therefore, the volume and weight of the component elements are reduced (by 20–30%), as well as the consumption of the element material. A more rational use of the properties of steel makes it possible to reduce the consumption of reinforcement by up to 50%, especially from high-strength grades (A-IV and higher), which have a significant tensile strength. The chemical neutrality of concrete to steel contributes to the protection of reinforcement from corrosion.

Заявленный способ возведения конструкций и сооружений позволяет собирать и разбирать для повторного использования составные части системы с помощью простого инструмента неквалифицированными рабочими.The claimed method of construction of structures and facilities allows you to assemble and disassemble for reuse the components of the system using a simple tool by unskilled workers.

Claims

1. A method for erecting building structures, which consists in using ready-made elements, namely building blocks with through holes, reinforcing bars with threaded end sections, which are placed in the specified through holes of the blocks, characterized in that centering inserts and tie bars are used to center the blocks bushing nuts that are installed on at least one of the threaded ends of the reinforcing bars, with which the blocks are pulled together, while placing the blocks in a given sequence, ensuring alignment between them using centering inserts and tightening the blocks using coupling nuts - bushings, the assembly of the building structure is carried out sequentially, each subsequent block is pulled with a nut-sleeve to the already installed block, the centering inserts are made in the form of a separate annular insert with a through hole and two opposite protrusions having centering surfaces that contact in the assembled cone structures with reciprocal centering recesses with centering surfaces in the blocks located coaxially with the through holes of the blocks for reinforcing bars, while the centering inserts are placed between the connected blocks with the possibility of contacting its opposite centering surfaces with the corresponding centering surfaces of the recesses of both connected blocks, before tightening the connected blocks, the centering the insert is installed around the threaded end of the reinforcing bar, mating the centering surface of its protrusion with the centering surface of the recess of the attracted block, when the blocks are coupled with a nut-sleeve, the centering insert is pressed against the block, and the centering recess of the next block to be connected is installed on the centering surface of the protrusion of the already drawn centering insert, and the coupling the nut-sleeve is made in the form of a threaded sleeve, into which the subsequent reinforcing bar is screwed, onto which the subsequent system is inserted with the corresponding hole body block, while in the blocks holes are made for reinforcing bars.

2. The method according to claim 1, characterized in that the building blocks can be made in the form of a parallelepiped, cube, tetrahedron, octahedron, dodecahedron, prism, pyramid, cylinder, or the shape of which contains many polyhedra, including a parallelepiped, cube, tetrahedron, octahedron, dodecahedron, prism, pyramid, or combination thereof, interconnected to form a polyhedral element of complex geometry, while at least one block contains at least two surfaces located on two opposite sides of the block.

3. The method according to claim 1, characterized in that the annular insert is cup-shaped, in which the hole on one side of it has a larger diameter than on its opposite side.

4. The method according to p. 1, characterized in that the coupling nut-sleeve is provided with a means of limiting the torque of its tightening during assembly of the structure.

5. The method according to p. 1, characterized in that at least one hole is made in the blocks for reinforcing bars to form reinforcement in one direction, for example, in the X direction, and at least two holes, to form reinforcement in two directions, for example X and Y, and at least three holes in the formation of reinforcement simultaneously in three directions, namely X, Y, Z.