Способ строительства жилых и других объектов с использованием технологии легких универсальных быстромонтируемых строительных модулей нового типа “АРМАС”

(51) 04 В 2/00 (2006.01) Е 04 В 1/18 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ строительные модули различных конфигураций,длины и размеров поперечных сечений, которые могут быть употреблены в виде отдельных стоек,столбов, балок и других элементов или соединяться в комплексы, образуя наиболее нагруженные элементы конструкции и несущего каркаса строительного объекта в целом. При этом также обеспечивается возможность эффективной реализации для строительных объектов конструктивно-технологических решений(по эффекту термоса), гарантирующих высокий уровень звукоизоляции и низкий уровень теплопотерь при их эксплуатации. Строительство по этой технологии не требует применения тяжелого подъемно-транспортного оборудования и не приводит к опустошению застраиваемого земельного участка. Возведение домов возможно на ослабленных грунтовых основаниях, где невозможно применение подъемнотранспортных средств. Способ строительства жилых и других объектов с использованием технологии УБСМ нового типа АРМАС включает создание несущих каркасов конструкций, обладающие высокой жесткостью при относительно низкой удельной металлоемкости, а также легко формировать несущие каркасы конструкций разъемного типа с применением болтовых соединений, в которых концевые сечения модулей выполняются с фланцами несложной конфигурации.(54) СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА ЖИЛЫХ И ДРУГИХ ОБЪЕКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ ЛЕГКИХ УНИВЕРСАЛЬНЫХ БЫСТРОМОНТИРУЕМЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МОДУЛЕЙ НОВОГО ТИПА АРМАС(57) Изобретение относится к строительству (не имеет аналогов). Предлагаемый способ основан на возведении несущих конструкций строительных объектов в виде легкого стального сварного каркаса,монтируемого из специальных универсальных быстромонтируемых строительных модулей (далее УБСМ) принципиально нового типа АРМАС,предварительно изготовленных из стандартного проката, в частности, из круглой стальной проволоки,причем соединение каркаса с элементами наружной и внутренней отделки стен,перекрытий и кровли весьма простое, удобное и быстро осуществляемое. Технический результат- способ - (далее технология) УБСМ нового типа АРМАС обеспечивает строительство в короткие сроки односемейных одноэтажных,двухили трехэтажных домов в свободностоящей и рядовой застройках. Указанный технический результат достигается тем, что данная технология позволяет получить 22300 Изобретение относиться к строительству (не имеет аналогов) Предлагаемый способ основан на возведении несущих конструкций строительных объектов в виде легкого стального сварного каркаса,монтируемого из специальных универсальных быстромонтируемых строительных модулей (далее УБСМ) принципиально нового типа АРМАС,предварительно изготовленных из стандартного проката, в частности, из круглой стальной проволоки,причем соединение каркаса с элементами наружной и внутренней отделки стен,перекрытий и кровли весьма простое, удобное и быстро осуществляемое. Технический результат- способ - (далее технология) УБСМ нового типа АРМАС обеспечивает строительство в короткие сроки односемейных одноэтажных,двухили трехэтажных домов в свободностоящей и рядовой застройках. Указанный технический результат достигается тем, что данная технология позволяет получить строительные модули различных конфигураций,длины и размеров поперечных сечений, которые могут быть употреблены в виде отдельных стоек,столбов, балок и других элементов или соединяться в комплексы, образуя наиболее нагруженные элементы конструкции и несущего каркаса строительного объекта в целом. При этом также обеспечивается возможность эффективной реализации для строительных объектов конструктивно-технологических решений(по эффекту термоса), гарантирующих высокий уровень звукоизоляции и низкий уровень теплопотерь при их эксплуатации. Строительство по этой технологии не требует применения тяжелого подъемно-транспортного оборудования и не приводит к опустошению застраиваемого земельного участка. Возведение домов возможно на ослабленных грунтовых основаниях, где невозможно применение подъемнотранспортных средств. Способ осуществляется следующим образом В процессе монтажа несущих каркасов строительных объектов основным видом соединения отдельных модулей является сварка, а также соединения с применением типовых шуруповсаморезов с обратным регулирующим моментом. Возможно создание несущих каркасов конструкций разъемного типа с применением болтовых соединений, в которых концевые сечения модулей выполняются с фланцами несложной конфигурации. Стеновой сборный сэндвич состоит из- наружной отделки стенкирпичная кладка в полкирпича- стоек каркаса АРМАС с воздушной прослойкой толщиной (0,70,8) диаметра модуля- слоя стекловаты толщиной 50 мм с удерживающими сетками Теплоизоляционная защита стен обеспечивается с коэффициентом теплопроводности К 0,22 (Вт/кв. м К). Сборный сэндвич перекрытий состоит из- слоя бетона, керамзитобетона или пенобетона толщиной 50 мм- стального оцинкованного профлиста (с впадинами,заполняемыми бетоном),прикрепляемого к модулям АРМАС перекрытия- модулей АРМАС, выполняющих функции несущих балок (ригелей рамного каркаса) перекрытия,и обеспечивающих воздушную прослойку толщиной (0,70,8) диаметра модуля- слоя стекловаты с удерживающими сетками или минплиты толщиной 50 мм- гипсокартона толщиной 10 или 12 мм. Сборный сэндвич покрытий (кровли) состоит из- стального оцинкованного профлиста (или металлочерепицы), прикрепляемого к модулям АРМАС покрытия- модулей АРМАС, выполняющих функции несущих элементов, и обеспечивающих воздушную прослойку толщиной (0,70,8) диаметра модуля- слоя стекловаты с удерживающими сетками или минплиты толщиной 50 мм- гипсокартона толщиной 10 или 12 мм. Теплоизоляционная защита покрытия обеспечивается с коэффициентом теплопроводности К 0,22 (Вт/кв. м К). Предлагаемую технологию с использованием универсальных строительных модулей нового типа АРМАС можно без ограничений применять при постройке жилых, производственных, выставочных,складских и других объектов. Общая характеристика универсальных строительных модулей нового типа АРМАС Основным материалом из которого изготавливаются все элементы модуля АРМАС,является малоуглеродистая сталь (типа Ст.3) с высокими пластическими свойствами. В типичном шестистержневом варианте модуль состоит из винтового стержня 1 круглого (или иного) поперечного сечения диаметром , шести продольных стальных стержней 2 круглого (или иного) поперечного сечения диаметроми концевых кольцевых стержней 3 с поперечным размером . Винтовой стержень 1 модуля образуется из прямого стержня (проволоки) на винтонавивном станке, аналогом которого является станок для изготовления цилиндрических пружин. Основными параметрами винтового стержня являются диаметр поперечного (нормального) сечения , средний диаметри шагего винтовой линии. Все продольные стержни 2 соединяются с винтовым стержнем 1 полуавтоматической или ручной электродуговой сваркой во всех местах их взаимного контакта, в результате чего образуется единая конструкция модульного типа, обладающая высокими жесткостными и прочностными характеристиками. Концевые кольца 3 соединяются сваркой с продольными стержнями 2. Длина модуляможет быть различной, что определяется 22300 конструктивными соображениями его дальнейшего соединения при помощи сварочного монтажа с другими модулями такого же типа в каркасе возводимого сооружения. Модули изготавливаются с помощью простых приспособлений и шаблонов и могут иметь прямолинейную и любую криволинейную конфигурацию стержневого типа. Одной из уникальных особенностей модулей АРМАС является их конструктивнотехнологическая прозрачность, обеспечивающая доступность к любым их точкам, элементам и фрагментам при производстве монтажно-сварочных работ. Благодаря этому разные модули могут очень просто и легко стыковаться и свариваться между собой под разными углами их взаимной ориентации в пространстве. При этом для образования надежных сварных соединений в местах стыковки модулей можно использовать как концевые участки их продольных и винтовых стержней, так и дополнительные отрезки проволоки, выполненные в виде скоб, или изогнутые под необходимыми углами. Основные рекомендуемые соотношения параметров модуля в шестистержневом варианте(см. фиг.), установленные эмпирическим (опытным) путем /1620,,. Для оценки прочностных и жесткостных свойств модулей нового типа АРМАС в нижеприведенной таблице даны числовые значения ряда удельных(безразмерных) показателей в сопоставлении с двумя вариантами выполнения поперечных сечений изгибаемых элементов конструкций из стандартных двутавров из стандартных швеллеров, сваренных в замкнутое коробчатое сечение. Тип поперечного Значения удельных показателей поперечных сечений, характеризующие сечения изгибаемого жесткостные свойства (удельные прочностные свойства (удельные моменты элемента моменты инерции) сопротивления и статический момент площади конструкции полусечения)/2126,,Примечание- площади поперечных сеченийи- осевые моменты инерции сечений,- осевые моменты сопротивления наиболее напряженных точек сечений- статические моменты площадей полусечений Более высокие значения каждого удельного показателя соответствуют более высокому качеству характеризуемого им свойства. Как видно из данных таблицы, модули типа АРМАС по удельным жесткостным показателями(сопротивляемости деформированию при изгибе) значительно превосходят балочные элементы, выполненные из стандартных двутавров и швеллеров в обеих плоскостях (вертикальной и горизонтальной) действия нагрузок. По удельному показателю прочности(вертикальной) плоскости АРМАС превосходит большинство размеров двутавров и лишь незначительно уступает самым крупногабаритным двутаврам из их типоразмерного ряда. При этом по удельному показателю прочностиот нагрузок в горизонтальной плоскости АРМАС значительно превосходит двутавры и швеллеры во всем диапазоне их типоразмеров. Поэтому в целом модули типа АРМАС более рационально, чем двутавры и швеллеры, могут быть использованы в пространственных конструкциях, в которых элементы подвергаются сложному изгибу. Следует отметить, что характеристики модулей АРМАС могут быть улучшены за счет увеличения среднего диаметравинтового стержня (обеспечивая соотношение /20) при применении варианта с восемью продольными стержнями 2 (вместо шестистержневого варианта по вышеприведенной фиг.). Таким образом, предлагаемые модули АРМАС позволяют создавать несущие каркасы конструкций,обладающие высокой жесткостью при относительно низкой удельной металлоемкости. Из модулей типа АРМАС могут также легко формироваться несущие каркасы конструкций разъемного типа с применением болтовых соединений, в которых концевые сечения модулей выполняются с фланцами несложной конфигурации. Универсальность УБСМ АРМАС Универсальность областей применения УБСМ АРМАС заключается в том, что в виде 3 22300 разнообразных конструктивных элементов они могут использоваться в строительстве,в машиностроении и в других отраслях промышленности и народного хозяйства. Универсальность назначения УБСМ АРМАС заключается в том, что они могут применяться как в качестве несущих элементов балочных конструкций, плоских и пространственных рамных конструкций, стоек, колонн, столбов и др., так и в качестве основных или вспомогательных конструктивных элементов облегченного типа в сооружениях и ансамблях с хорошими художественно-эстетическими характеристиками. Универсальность конструктивных форм и параметров УБСМ АРМАС заключается в следующем- они могут изготавливаться как из стандартного проката типа Круг, Квадрат и др., так и из нестандартных профилей различной формы- винтовой стержень может быть изготовлен на основе образующей любой конфигурации - круглой трубы, квадратной или прямоугольной трубы, а также другой формы при проектировании конструкций и сооружений параметры жесткости и прочности модулей можно легко варьировать за счет изменения соотношений их размеров (соотношений размеров поперечных сечений винтового и продольных стержней, габаритного диаметра и шага винтового стержня, применения различных форм сечений для винтового и продольных стержней)- возможность использования как в качестве самостоятельных конструктивных элементов, так и в качестве армирующих элементов в композитных материалах и конструкциях, в частности, в железобетоне. Потенциальные достоинства технологии с использованием УБСМ АРМАС Основными потенциальными достоинствами технологии с использованием легких стальных строительных модулей нового типа АРМАС являются- высокая производительность технологического процесса изготовления отдельных модулей АРМАС различной конфигурации, простота и удобство их монтажа в строящемся объекте- экономичность за счет снижения себестоимости и сокращения сроков строительства- низкая удельная металлоемкость, благодаря высоким удельным показателям прочности и жесткости эффективная реализация для строительных объектов конструктивно-технологических решений(по эффекту термоса), обеспечивающих низкий уровень теплопотерь при их эксплуатации высокая теплоизоляционная способность стен, перекрытий и покрытий- относительная дешевизна и недифицитность применяемых марок сталей- короткий срок реализации объекта (23 месяца для односемейных жилых домов)- обеспечение реализации любых архитектурных и художественно-эстетических решений возводимых сооружений- эффективность применения модулей АРМАС как в бетоне, так и без него- высокая сейсмоустойчивость возведенных сооружений. Перечень основных строительных работ при возведении жилых домов в предлагаемой технологии 4.1. Подготовка основания дома в виде фундаментной железобетонной плиты(без подвалов) с закладными стальными элементами и армированием ее модулями типа АРМАС,уложенными в один или два слоя по специальной схеме. 4.2. Изготовление отдельных строительных модулей АРМАС для фундаментной плиты и каркаса дома, покрытие их полимерной пленкой или краской. 4.3. Возведение пространственного стального каркаса дома из отдельных строительных модулей АРМАС, соединяемых сваркой. 4.4. Формирование облицовки стен, перекрытий и покрытия по схемам, приведенным выше. 4.5. Устройство полов и перекрытий на возведенном металлокаркасе. 4.6. Устройство внутренних перегородок,выделяющих кухню и санитарный узел - из стальных модулей АРМАС, с отделкой с обеих сторон водонепроницаемой гипсокартонной плитой толщиной 12,5 мм. 4.7. Устройство санитарно-технических и теплотехнических коммуникаций по стандартным схемам. 4.8. Столярные работы по устройству окон и дверей. 4.9. Внутренняя облицовка шпаклировка и покраска стен и потолков эмульсионной краской в санузлах на стенах до высоты 2 м - керамической плиткой, выше -эмульсионной краской. 4.10. Монтаж электропроводки, приспособленный к возможности использования электрорадиаторов в каждом из помещений - один осветительный пункт с выключателем и по две-три электророзетки. 4.11. Электрическое заземление и молниезащита выполняются по стандартным схемам. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Универсальный быстромонтируемый строительный модуль, состоящий из одного винтового стержня или нескольких,без ограничений, винтовых стержней, нескольких, не менее трех и более, без ограничений количества,продольных стальных стержней и кольцевых,концевых соединительных элементов круглого,прямоугольного или иного поперечного сечения,при этом все продольные стержни соединены с винтовым стержнем полуавтоматической или ручной электродуговой сваркой, а также кольцевой,концевой соединительный элемент соединяется с 22300 продольными стержнями сваркой или скобами с резьбовыми деталями. 2. Универсальный быстромонтируемый строительный модуль по п. 1, в котором продольные стальные стержни могут быть выполнены круглого или иного поперечного сечения. 3. Универсальный быстромонтируемый строительный модуль по п.1, в котором форма поперечного сечения самого модуля и концевых соединительных элементов выполняются круглого или иного сечения,4. Универсальный быстромонтируемый строительный модуль по п.1,концевой соединительный элемент которого выполняется с фланцами. 5. Способ строительства жилых и других объектов с использованием технологии легких универсальных быстромонтируемых строительных модулей, по которому возводят пространственный стальной каркас дома из отдельных строительных модулей по п. 1-3, соединяемых сваркой или с применением резьбовых соединений, в которых концевые сечения модулей выполняются с фланцами несложной конфигурации.