UA121080C2 - Багатошаровий конструкційний модуль для будівництва - Google Patents
Багатошаровий конструкційний модуль для будівництва Download PDFInfo
- Publication number
- UA121080C2 UA121080C2 UAA201809160A UAA201809160A UA121080C2 UA 121080 C2 UA121080 C2 UA 121080C2 UA A201809160 A UAA201809160 A UA A201809160A UA A201809160 A UAA201809160 A UA A201809160A UA 121080 C2 UA121080 C2 UA 121080C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- reinforcing
- building module
- concrete
- wall part
- load
- Prior art date
Links
- 238000010276 construction Methods 0.000 title description 22
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 52
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 6
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 15
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 14
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 81
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 5
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 229920006327 polystyrene foam Polymers 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910001294 Reinforcing steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006328 Styrofoam Polymers 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009422 external insulation Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009421 internal insulation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000013521 mastic Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 239000008262 pumice Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000008261 styrofoam Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
- E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
- E04C2/04—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres
- E04C2/06—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres reinforced
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
- E04B2/88—Curtain walls
- E04B2/90—Curtain walls comprising panels directly attached to the structure
- E04B2/94—Concrete panels
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
- E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
- E04C2/04—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
- E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
- E04C2/04—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres
- E04C2/049—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres completely or partially of insulating material, e.g. cellular concrete or foamed plaster
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
- E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
- E04C2/26—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials composed of materials covered by two or more of groups E04C2/04, E04C2/08, E04C2/10 or of materials covered by one of these groups with a material not specified in one of the groups
- E04C2/284—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials composed of materials covered by two or more of groups E04C2/04, E04C2/08, E04C2/10 or of materials covered by one of these groups with a material not specified in one of the groups at least one of the materials being insulating
- E04C2/288—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials composed of materials covered by two or more of groups E04C2/04, E04C2/08, E04C2/10 or of materials covered by one of these groups with a material not specified in one of the groups at least one of the materials being insulating composed of insulating material and concrete, stone or stone-like material
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B2103/00—Material constitution of slabs, sheets or the like
- E04B2103/02—Material constitution of slabs, sheets or the like of ceramics, concrete or other stone-like material
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B2103/00—Material constitution of slabs, sheets or the like
- E04B2103/06—Material constitution of slabs, sheets or the like of metal
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Building Environments (AREA)
- Load-Bearing And Curtain Walls (AREA)
- Panels For Use In Building Construction (AREA)
Abstract
Заявлений будівельний модуль належить до будівельних конструкцій, що являють собою повністю готові до монтажу елементи у вигляді стінових конструкцій і містить несучу стінову частину у формі прямокутного паралелепіпеда з наявними в ній отворами для встановлення віконних та/або дверних блоків, та/або навісних конструкцій, послідовно закріплені на стіновій залізобетонній частині теплоізоляційний, армуючий та оздоблювальний шари, що мають однакову поверхневу площу, яка по периметру має відступ від краю несучої стінової частини, при цьому армуючий шар має міцність зчеплення з основою не менше 0,8 МПа. Згідно з винаходом, товщина теплоізоляційного шару вибрана такою, щоб забезпечувати значення опору теплопередачі будівельного модуля у межах Rq=2,91…10,80 м2К/Вт. При цьому несуча стінова частина виготовлена із полегшеного залізобетону, який складається з бетонної суміші із включенням полегшених заповнювачів та з просторового каркаса, який сформований з’єднаними між собою в горизонтальній площині плоскими арматурними каркасами та розміщеними по зовнішньому краю закладними з’єднувальними деталями та транспортувальними петлями. Між пласкими каркасами розміщено додаткові підсилюючі армувальні елементи у вигляді паралельних стрижнів, розташованих у верхній частині просторового каркаса, просторовий арматурний каркас заповнений бетоном щільністю 1600-1800 кг/м3 та питомою міцністю 20-45 МПа, виготовленим на основі полегшеного заповнювача. 19
Description
при цьому армуючий шар має міцність зчеплення з основою не менше 0,8 МПа. Згідно з винаходом, товщина теплоіїзоляційного шару вибрана такою, щоб забезпечувати значення опору теплопередачі будівельного модуля у межах К4-2,91...10,80 меК/Вт. При цьому несуча стінова частина виготовлена із полегшеного залізобетону, який складається з бетонної суміші із включенням полегшених заповнювачів та з просторового каркаса, який сформований з'єднаними між собою в горизонтальній площині плоскими арматурними каркасами та розміщеними по зовнішньому краю закладними з'єднувальними деталями та транспортувальними петлями. Між пласкими каркасами розміщено додаткові підсилюючі армувальні елементи у вигляді паралельних стрижнів, розташованих у верхній частині просторового каркаса, просторовий арматурний каркас заповнений бетоном щільністю 1600- 1800 кг/м3 та питомою міцністю 20-45 МПа, виготовленим на основі полегшеного заповнювача. 7 -- з І ще дл- - вк: З ВЕ фаофнр фев вин ОО нене фон вве ВО рф нофннввн ор З
НЕ Б. Б и и сн и М НК НО ВЕ КК ОО: М о В В ВВС ВО
ШЕ Ві Н Е КЕ ЖІ У Н Її ї ЕЕ:
Ек дом фак Дефо фоа и мн фен в: дрмекфюкююрннь ни и В ОО ОО БО --йЖ-- ее вч кни нини ми: Е зни нини нини нин нин нн ік
ШЕ фено еф фои фон
ШЕ. ен я ШЕ. і ШЕ НН: г Еш
ТВ а НИ Ки НН ЦИ ИН ший ший їі пи КК В КК НК В КК КК КК фев кв ек кН Енн р т рей пк
Фіг.
Галузь техніки, до якої належить винахід
Винахід належить до галузі будівництва, а саме до будівельних конструкцій, що являють собою повністю зібрані під час виготовлення модульні елементи у вигляді стінових конструкцій, які мають жорстку несучу основу, змонтовані на несучій основі ізоляційний та нанесений оздоблюваний шари, і може бути використаний при спорудженні цивільних і промислових об'єктів з високими вимогами по міцності, тепло- і гідроізоляції та декоративного зовнішнього облицювання будівель будь-якої поверховості.
Попередній рівень техніки винаходу
У блочному будівництві зазвичай використовують рамні конструкції залиті бетоном, що формують стінову поверхню, які компонуються ізоляційними та оздоблюваними шарами після зведення їх в будівлю. Таке компонування не є ефективним, тому після монтажу таких конструкцій, споруда потребує додаткового як зовнішнього, так і внутрішнього утеплення та оздоблення, що робить будівництво трудомістким та затратним як по часу, так і по вартості, особливо при зведенні багатоповерхових споруд.
Заявнику відомі рішення щодо забезпечення більш ефективних методів будівництва шляхом створення готових будівельних модулів, оздоблених ізоляційними та оздоблювальним шарами.
Відомі конструкційні модулі, які повністю зібрані під час виготовлення і являють собою стінові конструкції, забезпечені поверхневими захисними та оздоблюваними шарами і використовуються як готові блоки для зведення будівель різної поверховості для житлових або громадських потреб. Перевагою попередньо сформованих будівельних конструкцій є мінімізація кількості операцій, необхідних на будівельній ділянці для зведення готової будівлі, що дозволяє значно скоротити час будівельних робіт. Але на сьогоднішній день розвиток кращих будівельних систем для будівництва недорогих, ефективних і легко побудованих одиниць житла сповільнився через вимоги щодо швидкого, але якісного та недорого будівництва житлових будинків, що мають пружну конструкцію, яка не вимагає значного технічного обслуговування, і при цьому міцно структурована і забезпечує необхідну ізоляцію.
У відомому заявнику в патентному документі 05 4751803 від 21.06.1998 описаний будівельний модуль, який є збірним зі сталевих рамних конструкцій, виступаючі горизонтальні та вертикальні балки яких сполучені торцевими частинами і по краях формують засоби для
Зо подальшого монтажу, які покриті ізолюючим шаром, армовані арматурною сіткою і залиті бетонною сумішшю, утворюючи несучу основу разом з ізоляційним шаром та армуючим шаром, поверх яких закріплено оздоблювальний шар, утворений переважно цеглою, отримуючи таким чином готовий модуль, який можна транспортувати на будівельний майданчик і збирати будівлю.
Недоліком даної конструкції є те, що залита бетоном рамна сталева конструкція обмежує доступність винаходу, оскільки важкі залізобетонні рами, окрім складності в транспортуванні та монтажі, при яких існує велика ймовірність механічного пошкодження оздоблювальних шарів та сколів самої рами, мають низьку здатність до статичних навантажень, що обмежує їх застосування, переважно низькоповерховим будівництвом. До того ж, при монтажі таких будівельних модулів є необхідними додатково ізолювати стики між сусідніми модулями.
Недоліком також є те, що за рахунок коробчастої форми, утвореною рамною конструкцію, утворюють так звані "містки холоду", які призводять до тепловтрат.
Недолік щодо важкості частково усунуто в патенті ОЕ 19542315 від 24.04.1997, який описує конструкційний модуль з легкою залізобетонною основою та з нанесеним на основу шаром, який також має бетонну матрицю, що складається з води, цементу, піноутворювача та пластифікатора і містить, як наповнювач, частинки пемзи або гранули спіненого скла, або гранули спіненого пластика, які мають додаткові тепло- та гідроізоляційні властивості.
Проблема з цим типом стін полягає в тому, що чим легше використовувані бетони, тим меншу механічну міцність вони виявляють, а отже не здатні відповідати статичним мінімальним вимогам до багатоповерхових будівель. До того ж така конструкція не передбачає попереднє формування теплоізоляційного та декоративного оздоблювального шарів.
З заявки ЕК 2709504 А1 від 10.03.1995 відомо будівельний модуль, який має несучу стінову залізобетонну частину, на якій ззовні закріплено теплоізоляційний шар, створений з суміші бетону з волокнами з рослинної основи, на якому розташовано оздоблювальний шар з гіпсового матеріалу.
Такий будівельний модуль дозволяє спростити спорудження житлових і громадських будинків за рахунок наявності легких теплоіїзоляційного та оздоблювального шарів, вже влаштованих на несучій залізобетонній частині, однак недоліком відомого рішення є недостатня міцність оздоблювального шару на зсув та висока теплопровідність модуля, обумовлені 60 матеріалами, використаними для цих шарів матеріалами, а також відносно недостатня гідрофобність як самого модуля так і будинків, споруджених з таких модулів, що обумовлено недостатньою гідроіїзоляцією стиків як між модулями, так і між конструктивними елементами самих модулів, тобто між теплоізоляційним і оздоблювальним шарами та віконними та/або дверними блоками, або навісними конструкціями, наприклад балконами тощо.
Найбільш близьким за сукупністю ознак, що призводять до вирішення проблем попереднього рівня техніки є пат. ЕР 3059354 В1 від 18.04.2018, в якому розкритий будівельний модуль, що містить несучу стінову переважно залізобетонну частину у формі прямокутного паралелепіпеда, з наявними в ній отворами для встановлення віконних та/або дверних блоків, теплоізоляційний шар, армуючий шар та оздоблювальний шар, які виконані з відступом від краю несучої стінової частини, а армуючий шар має міцність на зсув при зчепленні з оодоблювальним шаром не менше 0,8 МПа. Виконання будівельного модуля одночасно з несучою частиною, теплоїзоляційним шаром, армуючим шаром та оздоблювальним шаром дозволяє спростити зведення житлових і громадських будинків та, відповідно, зменшити їх собівартість, а також підвищити їх теплоізоляційні властивості за рахунок утворення необхідного теплоізоляційного шару та оздоблювального шару, який виконує захисні та декоративні функції, одночасно з монтажем модулів. Однак, як вже зазначалось вище, громіздкість та важкість основи є значним недоліком для будівництва з готових будівельних модулів.
Для забезпечення нормативних рівнів міцності та стійкості такі панелі виготовляють з важкого бетону. Значна вага таких конструктивних елементів споруд призводить до збільшення витрат на монтажні роботи, транспортування та за певних обставин посилення фундаментів споруд. За умов підвищених зовнішніх навантажень, особливо динамічного характеру, використання панелей з важкого бетону не забезпечує заданого рівня міцності та стійкості споруд.
Стисле розкриття винаходу
Зважаючи на вищевикладене, задача винаходу полягає в тому, щоб вдосконалити будівельний модуль, в якому враховані та максимально вирішені недоліки попереднього рівня техніки і який поєднує в собі відповідність вимогам як легкості та одночасної міцності та стійкості будівельного модуля до статичних та динамічних навантажень, так і до атмосферних впливів шляхом виконання в будівельному модулі, який має високі теплоізоляційні та гідроізоляційні
Зо показники, легкої несучої залізобетонної частини, з забезпеченням високих параметрів міцності та стійкості до статичних та динамічних навантажень. Також існує необхідність в підвищенні показника опору теплопровідності у відповідності до експлуатаційних вимог в широкому діапазоні кліматичних зон, яке на сьогоднішній день має тенденцію до підвищення у зв'язку із підвищенням вартості енергоносіїв.
Поставлена задача вирішується тим, що в будівельному модулі, який містить несучу стінову частину у формі прямокутного паралелепіпеда з наявними в ній отворами для встановлення віконних та/(або дверних блоків, послідовно закріплені вна стіновій несучій частині теплоізоляційний, армуючий та оздоблюваний шари, що мають однакову поверхневу площу, яка по периметру має відступ від краю несучої стінової частини, при цьому армуючий шар має міцність зчеплення з основою не менше 0,8 МПа. Згідно з винаходом, товщина теплоіїзоляційного шару вибрана такою, щоб забезпечувати значення опору теплопередачі будівельного модуля у межах Р4-2,91...10,80 меК/Вт, а несуча стінова частина виготовлена з полегшеного залізобетону, який складається з бетонної суміші із включенням полегшених заповнювачів та з просторового каркаса, який сформований з'єднаними між собою в горизонтальній площині пласкими арматурними каркасами та розміщеними між ними по зовнішньому краю закладними з'єднувальними деталями та транспортувальними петлями. Між пласкими каркасами розміщені додаткові підсилюючі армувальні елементи, розташовані у верхній частині просторового каркаса. Просторовий арматурний каркас заповнений бетоном щільністю 1600-1800 кг/м3 та питомою міцністю 20-45 МПа, виготовленим на основі полегшеного заповнювача.
Виконання будівельного модуля одночасно з несучою частиною, теплоізоляційним шаром, армуючим шаром та оздоблювальним шаром дозволяє спростити зведення житлових і громадських будинків, а також підвищити їх теплоізоляційні властивості за рахунок утворення необхідного теплоїзоляційного шару та оздоблювального шару, який виконує захисні та декоративні функції, одночасно з монтажем модулів.
Виконання теплоізоляційного шару, армуючого шару та оздоблювального шару з відступом від краю несучої стінової частини по її периметру дозволяє забезпечити захват модуля спеціальними транспортуючими засобами та подальшого монтажу крайових частин модуля без пошкодження вказаних шарів, та дозволяє утворити поверхню, на яку в подальшому може здійснюватися кріплення засобів герметизації та теплоізоляції стиків між сусідніми модулями при їх монтажі, якими можуть бути, наприклад, тепло-, гідроізоляційні накладки.
Зазначені параметри теплопровідності є оптимальними з точки зору забезпечення будівельним модулем супротиву теплопередачі у відповідності до вимог проектування будівлі, та при цьому не потребує монтажу додаткового теплоїзоляційного шару на етапі утворення оздоблювальної поверхні модуля. Виконуючи проектування модуля згідно з діючими нормами і правилами та виготовляючи просторовий каркас згідно з проектним завданням, дотримуючись технологічного регламенту, діючих норм та правил, можна створити одночасно міцну і пружну конструкцію, яка може надійно утримувати попередньо задані лінійні розміри модуля, при заливанні її легсим бетоном та закріпленні зовнішніх теплоїзоляційних та оздоблювальних шарів.
Як показали досліди, поєднання в залізобетонній стіновій частині просторової форми каркаса та легкого бетону щільністю 1600-1800 кг/м3 та питомою міцністю 25-45 МПа, дозволяє без додаткових навантажень, монтувати на неї всі вищезазначені зовнішні шари, та бути стійкою до впливу статичних та динамічних навантажень при експлуатації модуля в цілому та при цьому забезпечити значення опору теплопередачі у межах Ка:-2,91...10,80 м"К/Вт, яка необхідна для експлуатації будинків в широкому діапазоні кліматичних умов.
При проектуванні складу бетону, було проведено широкі випробування з різними марками полегшеного бетону природного тверднення, використовуючи пористі заповнювачі, форми арматурного каркаса та товщинами і матеріалами теплоізоляційного шару та оздоблювального шару, та знайдене оптимальне, на думку винахідника, співвідношення між ними, яке відображене як сукупність ознак у формулі.
З випробуваних зразків було вибрано бетони класів І С20/22, 1 С25/28, І С30/33, 1 С35/38 та щільністю І С1,8 з питомою міцністю на стиск 25-45 МПа додаванням пористого заповнювача середньої фракційності, експлуатаційна надійність яких обумовлена збереженням таким бетоном його технологічних властивостей протягом тривалого часу та досить високим коефіцієнтом зчеплення з арматурою, яка в нього може закладатись.
Товщину шарів, нанесених на несучу стінову основу варіювали у відповідності до досягнення ними оптимальних теплопровідних характеристик в межах питомої міцності на
Зо зчеплення та в поєднанні з оптимально полегшеним бетоном, використаним при формуванні несучої стінової частини, з врахуванням його теплопровідності.
Результати вказаних випробувань представлені в таблиці.
ММ м-К/Вт
ШЕ . . 1900 ша З 1800 о» БнНЬН-АН-- 1700 нини 7605
Було виявлено, що збільшення товщини утеплюючого шару в поєднанні з легким конструкційним бетоном щільністю більше 1800 кг/м" не вирішує поставлене завдання, а навпаки, призводить до зменшення опору теплопровідності. При цьому помірна товщинна теплоіїзоляційного шару в межах 100...400 мм, в поєднанні зі стіновою несучою основою, просторовий арматурний каркас якої залитий бетоном щільністю 1600...1800 кг/м3, дозволяє досягнути параметрів теплопровідності, які є оптимальними з точки зору забезпечення будівельним модулем теплопровідних якостей та у відповідності до норм енергоефективності будівель для різних кліматичних зон.
Відомим є те, що пористі заповнювачі знижують вагу та щільність бетону, та при цьому покращують його теплотехнічні властивості, тому вибрання для використання конструкційного бетону з керамзитним заповненням обумовлено тим, що, по перше, як вихідна сировина використовуються природні компоненти, що робить його екологічно чистим, а по друге, легкий бетон з керамзитним заповненням, як відомо, може мати високу міцність при невеликій об'ємній вазі, що підходить до застосування у спорудах, в яких необхідно полегшити несучу конструкцію.
Таким чином було визначено, що поєднання в несучій стіновій частині просторової форми каркаса, та легкого бетону щільністю 1600-1800кг/мУ та питомою міцністю 25-45 МПа, дозволяє отримати виріб, який би задовольняв вимогам щодо бетонних та залізобетонних виробів, вимогам норм, встановлених в конкретних кліматичних та сейсмічних зонах за показниками фактичної міцності, густиною та теплопровідністю.
Розміщення між пласкими каркасами додаткових підсилюючих армувальних елементів, розташованих в верхній частині просторового каркаса, дозволяє розподілити навантаження більш рівномірно по всій залізобетонній основі без значного обтяження конструкції просторового каркаса.
Виконання додаткових підсилюючих елементів у верхніх кутах сформованих ними отворів для встановлення віконних та/або дверних блоків, та/або навісних конструкцій, під кутом 90" до діагоналей вказаних отворів центральною частиною до частин пласких каркасів, дозволяє розподілити питомі навантаження та суттєво зменшити концентрацію навантажень, які виникають в кутах вказаних отворів.
В процесі проведення дослідів виявилось, що найбільш ефективним як для отримання необхідної міцності, так і для мінімалізації витрат армувальних матеріалів є використання додаткових простих за констукцією армувальних елементів, розташованих у верхній частині панелі.
У відповідності до ще одного варіанта винаходу, як пористий заповнювач в легкому бетоні використано керамзит фракційністю 5-10 мм, що дозволяє суттєво полегшити вагу будівельного модуля при збереженні заданої щільності та міцності, і відповідає встановленим та надає йому додаткових тепло- та гідроізоляційних властивостей.
Як зазначено в ще одному з варіантів втілення винаходу, для посилення просторового каркаса, в місцях отворів для встановлення віконних та/або дверних блоків, нижня його частина має стяжки між пласкими каркасами.
Для надання максимально готової форми будівельному модулю та спрощення зведення будівельних конструкцій з використанням таких модулів, він містить встановлені у відповідні отвори віконні блоки та/або дверні блоки, та/або навісні конструкції.
При цьому оздоблювальний шар містить декоративні елементи, сполучені з поверхнею оздоблювального шару у місцях розташування віконних блоків та/або дверних блоків, та/або навісних (балконних) конструкцій. При цьому використання декоративних елементів, прикріплених у місцях розташування віконних блоків та/або дверних блоків, та/або навісних конструкцій, дозволяє забезпечити додаткову гідроїзоляцію та теплоізоляцію стиків між оздоблювальним або теплоізоляційним шаром модуля та віконними блоками та/або дверними блоками та/або навісними конструкціями, що підвищує зазначені вище параметри будівлі в цілому.
Поєднання сукупності всіх ознак запропонованого винаходу дозволяє при мінімальній теплопровідності та стійкості стінової несучої частини, теплопровідних та декоративних оздоблювальних шарів, знизити вагу модуля та досягнути оптимальних параметрів міцності та стійкості споруд змонтованих з таких модулів та як наслідок застосовувати такі модулі для монтажу споруд в умовах підвищених зовнішніх навантажень, наприклад вітрових чи сейсмічних.
Стислий опис креслень
Заявлений винахід пояснюється наступним прикладом здійснення будівельного модуля та способу монтажу таких будівельних модулів та наступними кресленнями: на фіг. 1 - вигляд спереду просторового армувального каркаса будівельного модуля, на фіг. 2 - вигляд в аксонометрії готової несучої стінової частини, на фіг. З - вигляд з боку будівельного модуля з оздоблюваними шарами.
Креслення, що пояснюють заявлений винахід, а також наведений приклад конкретного виконання будівельного модуля ніяким чином не обмежують обсяг домагань, викладений у бо формулі, а тільки пояснюють суть винаходу.
Несуча стінова частина (1) будівельного модуля сформована з'єднаними між собою в горизонтальній площині пласкими арматурними каркасами (2), виконаними з набору вертикальних та горизонтальних видовжених стальних прутів, що з'єднані в місцях пертину хрестоподібним зварюванням, з утворенням отворів (3), для встановлення віконних та/або дверних блоків, які формують просторовий каркас у формі прямокутного паралелепіпеда (4), з розміщеними між пласкими арматурними каркасами (2), по зовнішньому краю просторового каркаса (4), закладними транспортувальними петлями (5) та з'єднувальними монтажними (6) деталями.
Між пласкими каркасами (2) у верхніх частинах, під кутом до утворених ними отворів (3), розміщені додаткові армувальні елементи (7). Залита бетонною сумішшю несуча стінова частина (1), оснащена теплоізоляційним (8) шаром, армуючим (9) шаром та оздоблювальним (10) шаром, які закріплені на ній з відступом, виконаним по всьому периметру несучої стінової частини, і висота якої дорівнює висоті робочих виступів закладних з'єднувальних (6) монтажних елементів, які замонолічені у товщі несучої стінової частини (1), та сформованих виїмок, з яких виступають зовнішні частини закладних транспортувальних (5) петель, а в місцях отворів (3) для встановлення віконних та/"або дверних блоків, нижня його частина має стяжки (11) між пласкими каркасами, при цьому в отвори (3) можуть бути встановлені відповідні блоки (12), та закріплені виступаючі декоративні елементи (13).
Детальний опис здійснення винаходу
Для більш повного розуміння винаходу та його переваг, у наведеному нижче описі наводиться пояснення можливості його здійснення.
Будівельний модуль може бути виготовлений шляхом формування спочатку несучої частини шляхом створення просторово-арматурного каркаса та укладання його у форму разом з закладними транспортувальними петлями та з'єднувальними деталями для монтажу модулів, з наступним заливанням бетоном та отриманням монолітної несучої частини після його застигання.
При виготовленні просторово-арматурного каркаса можуть застосовуватись, наприклад, металеві профілі з арматурної сталі діаметром 8-10 мм та металопрокат для закладних елементів, які широко виготовляються різними підприємствами та застосовуються у будівництві.
Зо Розміри просторового каркаса у формі прямокутного паралелепіпеда з заздалегідь заданими отворами під встановлення віконних або дверних блоків, визначаються шириною стіни, яка буде побудована, а його висота визначається кліматичними характеристиками області, де буде побудована стіна.
При цьому в просторовому каркасі, у верхніх кутах сформованих отворів для встановлення віконних та/"або дверних блоків, приварюють додаткові елементи жорсткості, а в нижніх частинах отворів стягують арматурними кільцями. Зварювання всіх елементів просторового каркаса між собою виконують контактно стиковим та/або контактно точковим зварюванням між елементами пласких каркасів та пласкими каркасами, та дуговим зварюванням в місцях з'єднання пласких каркасів в просторовий.
Відстань між вертикальними та горизонтальними елементами пласких каркасів визначають по архітектурних вимогах і розрахункам конструкції самостійних частин будівель у відповідності до вимог до модульної координації до будівельних норм, які діють у відповідній кліматичний та сейсмічній зонах.
Перед заливанням бетоном по боках каркаса встановлюють парні закладні елементи, по зовнішньому його краю. Заповнення арматурного каркаса бетоном здійснюють таким чином, щоб по краю несучої стінової частини утворювалась ділянка, вільна від каркаса, що дозволяє додатково захистити арматурні випуски та закладні з'єднувальні та транспортувальні елементи від корозії та запобігти утворенню на ділянках поверхонь, призначених для стиків з іншими модулями напливів, сколів та раковин, що суттєво спрощує монтаж панелі.
Після чого сформовану несучу частину очищують, грунтують та встановлюють віконні та/або дверні блоки. Далі формують теплоіїзоляційний та армуючий шар на несучій основі шляхом затягування пінополістиролу клейовою сумішшю разом з армуючою скловолокнистою сіткою.
Потім формують оздоблювальний шар, наприклад, з клінкерної плитки, шляхом приклеювання до теплоіїзоляційного шару.
Теплоізоляційний шар, армуючий шар та оздоблювальний шар виконані з відступом від краю несучої стінової частини. Ширина відступу від краю несучої стінової частини та краю теплоізоляційного шару, армуючого шару та оздоблювального шару складає у межах 10...250 мм, наприклад, 15 мм. Товщина теплоізоляційного шару може складати у межах 100...400 мм, наприклад, 100 мм. Армуючий шар має міцність на зсув при зчепленні з оздоблювальним бо шаром не менше 0,8 МПа. Товщина оздоблювального шару складає у межах 10...100 мм,
наприклад, 50 мм. Товщина теплоізоляційного шару забезпечує значення опору теплопередачі будівельного модуля у межах Ка-2,91...10,80 меК/Вт.
Оздоблювальний шар може бути виконаний з використанням клінкерної плитки, яка розташована на його зовнішній поверхні. Зовнішня поверхня оздоблювального шару модуля може бути обладнана як клінкнерною облицювальною плиткою, так і натуральним каменем, декоративними сумішами тощо. Будівельний модуль містить встановлені віконні блоки та дверні блоки та закріплені виступаючі декоративні елементи. Декоративні елементи прикріплені у місцях розташування віконних блоків та дверних блоків по їх периметру. Декоративні елементи виготовляють, наприклад, з армованого пінополістиролу та кріплять до несучої стінової частини за допомогою клейової суміші. Внутрішня поверхня несучої частини (не показано) може бути оздоблена грунтовкою та мати виконані отвори для розташування елементів електрооздоблення, обладнані внутрішні відкоси по периметру вікон або дверей тощо.
Спосіб монтажу будівельних модулів відповідно до описаної вище конструкції здійснюють наступним чином.
Спочатку здійснюють встановлення, фіксацію та закріплення несучих стінових частин з теплоізоляційним, армуючим та оздоблювальним шарами одна до одної елементами з'єднання, якими є парні закладні елементи, розташовані на бічних поверхнях модуля, які скріплюють між собою зварюванням. Потім здійснюють нанесення захисного покриття на елементи з'єднання для уникнення процесів корозії. Потім здійснюють герметизацію стиків між несучими частинами сусідніх будівельних модулів шляхом ізоляції стиків, установку спеціальних прокладок та нанесення спеціальної герметизуючої мастики або стрічки, що є самоклеючою. Далі проміжок між теплоїзоляційними шарами сусідніх модулів заповнюють теплоізоляційним матеріалом.
Заповнення теплоізоляційним матеріалом можуть здійснювати шляхом розташування вставки з пінополістиролу у проміжку. Вставка виконана з геометричними розмірами у перерізі (довжиною та шириною), які відповідають проміжку, та з довжиною, яка відповідає висоті будівельного модуля. Наступним можуть здійснювати додаткову герметизацію стиків між бічними поверхнями вставки та відповідними бічними поверхнями теплоізоляційних шарів описаним вище методом, після чого здійснюють кріплення ізоляційних накладок до поверхні модулів шляхом приклеювання їх до поверхні теплоізоляційного шару кожного з сусідніх будівельних модулів та
Зо механічного кріплення до несучої стінової частини модуля (до залізобетонної частини). Як ізоляційні накладки можуть використовувати виступаючі архітектурні декоративні елементи, наприклад горизонтальні або вертикальні конструкції з армованого пінополістиролу. Ширина ізоляційних накладок повинна бути щонайменше на 595 більше ширини проміжку між теплоіїзоляційними шарами сусідніх модулів. Для приклеювання декоративних ізоляційних накладок можуть використовувати універсальну клейову суміш на цементній основі та таке подібне. Армування пінополістиролу як виступаючих декоративних елементів так і для ізоляційних накладок можуть здійснювати скловолокнистою сіткою під час виготовлення відповідних елементів. Для горизонтальних ізоляційних накладок можуть застосовувати додатковий захист карнизом, розташованим зверху вздовж накладок при монтажі будівельних модулів. Декоративні елементи та ізоляційні накладки можуть мати шар покриття з оздоблювальної фактурної шпаклівки та фарби.
Таким чином, при використанні пропонованого технічного рішення досягають створення полегшеного будівельного модуля з несучою частиною, теплоізоляційним шаром, армуючим шаром та оздоблювальним шаром, який має підвищені теплоізоляційні та міцнісні параметри та забезпечує підвищення зручності його монтажу при будівництві споруд з використанням будівельних модулів заявленої конструкції.
Claims (6)
1. Будівельний модуль, який містить несучу стінову частину у формі прямокутного паралелепіпеда з наявними в ній отворами для встановлення віконних та/або дверних блоків, та/або навісних конструкцій, послідовно закріплені на стіновій залізобетонній частині теплоізоляційний, армуючий та оздоблювальний шари, що мають однакову поверхневу площу, яка по периметру має відступ від краю несучої стінової частини, при цьому армуючий шар має міцність зчеплення з основою не менше 0,8 МПа, який відрізняється тим, що товщина теплоіїзоляційного шару вибрана такою, щоб забезпечувати значення опору теплопередачі будівельного модуля у межах Ка-2,91...10,80 ме К/Вт, несуча стінова частина виготовлена із полегшеного залізобетону, який складається з бетонної суміші із включенням полегшених заповнювачів та з просторового каркаса, який сформований з'єднаними між собою в бо горизонтальній площині плоскими арматурними каркасами та розміщеними по зовнішньому краю закладними з'єднувальними деталями та транспортувальними петлями, між пласкими каркасами розміщені додаткові підсилюючі армувальні елементи у вигляді паралельних стрижнів, розташованих у верхній частині просторового каркаса, просторовий арматурний каркас заповнений бетоном щільністю 1600-1800 кг/м" та питомою міцністю 20-45 Мпа, виготовленим на основі полегшеного заповнювача.
2. Будівельний модуль за п. 1, який відрізняється тим, що як полегшений заповнювач використано керамзит фракційністю 5-10 мм.
З. Будівельний модуль за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що додаткові підсилюючі армувальні елементи розташовані у верхній частині просторового каркаса під кутом 90" до діагоналей отворів для встановлення віконних та/або дверних блоків, та/або навісних конструкцій та закріплені своєю центральною частиною до частин арматурних каркасів в верхніх кутах вказаних отворів.
4. Будівельний модуль за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що нижня частина просторового каркаса має додаткове підсилення армуючої конструкції в місцях віконних та/або дверних отворів, та/або навісних конструкцій.
5. Будівельний модуль за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що містить встановлені у відповідні отвори віконні блоки та/або дверні блоки, та/або навісні конструкції.
6. Будівельний модуль за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що містить декоративні елементи, сполучені з поверхнею оздоблювального шару у місцях розташування віконних блоків та/або дверних блоків, та/або навісних конструкцій. ШИ 5 і вч т Т- ше с : : оо бнитит1003 0: Ох : : х ї они ни вн С о а ни и пеевеямої ОЇ М С ї прин ШЕ: 0/0 0/0 Я є І НИНІ ЕД ДЕ ШИНИ: НЕК щ-ж в пами нини них Енн мин ння вини мин зовн шк и М І ОО ОО ОО ОБО ох о
Фр. 1 4 х садова НТК ТЕ ж чи А п ваш НК ПЕ: ЩО ше еВ МІН ЕЕ р а г с: ни УНІЯ а ІН НН и, з не Пе НН ОКО: І Три Ж: Не у НЯ ПРЕ Пи яв 100 ЯКЕ НЕ абнев ПЕ ни Її: ЯК ОКО НЯ НУ ВЕЖ Не Же 2 ПЕСИК! Я ДА весни І Боян БВ ук Й й я в Я ши ЕН НЕ ее Бо ЧЕ Поекній В ТЕ ЕК вес в Е: Шен нее: Е ЩЕ п Й нан ой
Фіг. 2
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA201809160A UA121080C2 (uk) | 2018-09-06 | 2018-09-06 | Багатошаровий конструкційний модуль для будівництва |
US16/217,283 US10626607B2 (en) | 2018-09-06 | 2018-12-12 | Multilayer structural module for construction |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA201809160A UA121080C2 (uk) | 2018-09-06 | 2018-09-06 | Багатошаровий конструкційний модуль для будівництва |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA121080C2 true UA121080C2 (uk) | 2020-03-25 |
Family
ID=69719408
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAA201809160A UA121080C2 (uk) | 2018-09-06 | 2018-09-06 | Багатошаровий конструкційний модуль для будівництва |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10626607B2 (uk) |
UA (1) | UA121080C2 (uk) |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3775916A (en) * | 1972-03-20 | 1973-12-04 | Dev Co America | Prefabricated wall panel |
US4751803A (en) | 1985-08-05 | 1988-06-21 | Superior Walls Of America, Ltd. | Prefabricated concrete wall structure |
US4702058A (en) * | 1986-11-17 | 1987-10-27 | Bennett Douglas E | Thermal structural wall panel |
FR2709504A1 (fr) * | 1993-07-28 | 1995-03-10 | Villibord Maurice Marcel | Mur complexe iso-ciment, mur et paroi préfabriqués multicouches isophoniques et isothermiques. |
US5697189A (en) * | 1995-06-30 | 1997-12-16 | Miller; John F. | Lightweight insulated concrete wall |
DE19542315B4 (de) | 1995-10-19 | 2004-04-15 | Veit Dennert Kg | Außenwand-Plattenelement, insbesondere für Wohngebäude |
US7100336B2 (en) * | 2002-03-06 | 2006-09-05 | Oldcastle Precast, Inc. | Concrete building panel with a low density core and carbon fiber and steel reinforcement |
US8635824B2 (en) * | 2007-01-17 | 2014-01-28 | Edward G. Scherrer | Insulation panel system |
DE102008031355A1 (de) * | 2008-07-04 | 2010-01-14 | Prometheus Projektgesellschaft für rationelles 3D formen mbH | Herstellung von Bauelementen, insbesondere von Wand- oder Fassadenelementen |
US7984594B1 (en) * | 2010-01-20 | 2011-07-26 | Propst Family Limited Partnership, Llc | Composite building and panel systems |
DE102010036958B4 (de) * | 2010-08-12 | 2012-03-01 | Sommer Anlagentechnik Gmbh | Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Betonelemente |
UA116106C2 (uk) * | 2015-02-18 | 2018-02-12 | Віталій Вікторович Ганжа | Будівельний модуль та спосіб монтажу будівельних модулів |
UA111671C2 (uk) * | 2015-02-18 | 2016-05-25 | Віталій Вікторович Ганжа | Спосіб виготовлення будівельного модуля з фасадним шаром та будівельний модуль з фасадним шаром, виготовлений таким способом |
-
2018
- 2018-09-06 UA UAA201809160A patent/UA121080C2/uk unknown
- 2018-12-12 US US16/217,283 patent/US10626607B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20200080309A1 (en) | 2020-03-12 |
US10626607B2 (en) | 2020-04-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8240103B2 (en) | Wall construction method using injected urethane foam between the wall frame and autoclaved aerated concrete (AAC) blocks | |
CA2750884A1 (en) | Composite thermal insulation wall body of a building | |
WO2015050502A1 (en) | Prefabricated wall panel and assembly | |
WO2018205646A1 (zh) | 一种建筑围护结构构造 | |
CN103615068B (zh) | 钢框绝热外墙板 | |
CN103835505A (zh) | 外墙复合保温板施工方法 | |
WO2015120794A1 (zh) | 一种用预制板材保护层替代抹面层的建筑构件 | |
CN204475586U (zh) | 一种围护墙 | |
Paudel et al. | Study on Pre-fabricated Modular and Steel Structures | |
KR100512119B1 (ko) | 단열보드를 이용한 외단열 시공 방법 | |
CN211286074U (zh) | 预制轻质高强泡沫混凝土填充墙板外墙自保温系统 | |
CN101831967A (zh) | 一种开口薄壁型钢-保温芯材-薄面板复合节能外墙板 | |
EA013175B1 (ru) | Наружная стена многоэтажного каркасного здания системы аркос и способ ее возведения | |
GB2478844A (en) | A prefabricated wall panel with a structural support frame comprising concrete. | |
CN211523508U (zh) | 一种用于住宅保温一体板外墙保温节点 | |
RU121831U1 (ru) | Каркас здания (варианты) | |
CN112459307A (zh) | 一种预制保温结构一体化墙体外模板的施工方法 | |
CN105908877A (zh) | 自保温复合防火幕墙板及其制备方法 | |
CN102220809A (zh) | 夹模固定机械喷涂夹芯混凝土剪力墙结构及施工方法 | |
UA121080C2 (uk) | Багатошаровий конструкційний модуль для будівництва | |
RU160878U1 (ru) | Строительный сендвич-теплоэко-блок | |
CN107415044A (zh) | 一种装配式非承重钢筋混凝土‑加气混凝土组合墙板 | |
RU2678750C1 (ru) | Способ возведения зданий и сооружений с несущими монолитными железобетонными конструкциями с применением железобетонных стеновых панелей | |
CN114718225A (zh) | 金属中空内模墙体系统 | |
EP3059354B1 (en) | Structural module and method for mounting structural modules |