Стеновая структура из вспененного материала и бетона и способ и устройство для ее изготовления

Стеновая структура из вспененного материала и бетона и способ и устройство для ее изготовления

Реферат

 

Изобретение относится к строительству, в частности к модульным строительным конструкциям. Технический результат изобретения заключается в снижении трудозатрат и стоимости строительства. Стеновая конструкция содержит разнесенные вертикальные бетонные цилиндры, взаимосоединенные горизонтальными бетонными балками, армированными центрально расположенными прутками арматуры с пилястром, выступающим вовнутрь за цилиндр и балки для поддержки балок или ферм крыши и межэтажных перекрытий, и изоляционные вспененные блоки, занимающие пространство между цилиндрами и балками. Процесс заключается в строительстве бетонных колонн и балок, образующих узлы, переложенные изоляционными блоками для формирования законченной стеновой структуры здания с обнаженными каналами пилястров на каждом этаже и на уровне крыши, соединенными с балками и колоннами, определяя отверстия, стабилизирующие конструкцию и, по существу в непрерывной заливке бетона в каналы для создания единой стеновой структуры. 8 н.з.п. и 38 з.п. ф-лы, 46 ил.

Изобретение относится к элементным модульным строительным конструкциям, в которых используются стены, выполненные из недорого полимерного изоляционного материала в бетонных вертикальных и горизонтальных колоннах и балках или между ними, и которые формируются на строительной площадке.

Используемые ниже термины имеют следующее значение: "Блок" или "изоляционный блок" означает удлиненный блок вспененного изоляционного материала, предпочтительно полимерного.

"Канал" означает форму, в которую заливают бетон, и определяющий бетонную балку.

"Кодекс" означает Единый строительный кодекс и применимые федеральные и местные строительные правила и строительные правила штатов.

"Балки или фермы" означает деревянные двутавровые балки или любые другие строительные детали, используемые для поддержки межэтажных перекрытий или крыши зданий.

"Пилястр" означает балку, включающую выступ по существу одинаковой с ней длины.

"Арматура" означает удлиненный арматурный пруток, используемый для бетона и обычно выполняемый из стали.

"По существу непрерывная заливка" означает заливку бетоном, которая может осуществляться по существу непрерывно, пока не будет завершена, при условии наличия бетона и приемлемых рабочих условий, таких, как освещение, температура.

Предпринималось много попыток разработать относительно недорогие способы изготовления для того, чтобы отказаться от требующих квалифицированного персонала и трудоемких традиционных способов строительства индивидуальных домов и небольших зданий. При наличии недорогих материалов, которые можно собирать относительно быстро с использованием неквалифицированной рабочей силы, время, требующееся на строительство здания и издержки как на рабочую силу, так и на инвестиции в земельный участок и строительные материалы, можно существенно сократить.

Известно много различных способов, с помощью которых делались попытки заменить традиционные методы строительства, которые требуют больших затрат времени и применения высококвалифицированного труда. Однако такие подходы оказались успешными лишь частично, поскольку они недостаточно снижали потребности в трудозатратах, затратах времени и дорогах строительных материалах, при строительстве здания.

Один из интересных способов строительства относительно недорогих жилых и других зданий описан в патенте США 4532745, выданном Кинарду. Этот патент иллюстрирует стену из бетона и вспененного полистирола. В каждом блоке отливаются иди формируются цилиндрические отверстия, ориентированные вертикально. Каждый ряд вспененных блоков отделен от соседнего по вертикали ряда U-образными деревянными каналами, сквозь которые просверлены сквозные отверстия, которые совпадают с отверстиями в блоках. Деревянные каналы служат в качестве прокладки для блоков и в пространстве между вертикально совмещенными блоками дозволяют формировать горизонтальные прямоугольные балки и служат крепежными поверхностями для облицовочного камня или чистовой отливки.

В патенте Кинарда в бетонных каналах и в вертикальных колоннах имеется пруток арматуры.

По патенту Кинарда формируют одиночные ряда вспененных блоков и деревянных каналов, которые удерживаются совместно деревянной обвязкой, устанавливают арматурный пруток и заливают бетон, изготавливая один ряд за один раз. До того, как ряд будет сформирован, в каждое отверстие вставляют арматурный пруток, закрепляют его на месте, после чего на арматуру укладывают вспененные блоки и деревянные каналы. Этот процесс повторяют для каждого ряда. Перед заливкой бетоном каждый ряд должен быть обвязан и выставлен относительно других рядов.

Способы к конструкции, раскрытые Кинардом, являясь полезными, коммерчески непрактичны, поскольку они остаются неэффективными при сборке и строительстве. Кроме того, некоторые характеристики процесса и структуры Кинарда создают конструкцию, которая не отвечает применимым стандартам Кодекса. К ограничениям конструкции и процесса Кинарда относятся: 1. Стоимость и неудобство, связанные с заливкой каждого горизонтального ряда кладки отдельно.

2. Необходимость создания сложной обвязки, удерживающей изоляционные блоки на месте до и во время заливки и застывания бетона. Такая обвязка мешает перемещению и установке лесов, необходимых для заливки бетона.

3. Отсутствие возможности удобно прокладывать трубы водоснабжения и канализации, а также электропроводку.

4. Не указывается способ герметизации соединительных углов, чтобы заливаемый бетон не вытекал.

5. Не указываются способы применения арматуры, отвечающие требованиям Кодекса.

6. Требует использования арматуры, равной по высоте возводимой стене, или ручного резания прутка, что делает процесс трудоемким.

7. Не показывается способ последующих рядов блоков по горизонтали.

8. Не показывается способ последующих рядов блоков по горизонтали.

9. Отсутствие возможности интегрирования несущих компонентов или элементов в процессе формирования или окончательной сборки стены.

Патент (США 5038541, выданный Гиббару-младшему, показывает конструкцию из залитой бетоном формы, в которой внешние листы из полимерной пены и дискретные внутренние прокладки из полимерной пены образуют опалубку. Бетон заливают в эту опалубку и оставляют застывать. Такая структура и система неудобны, требуют большого времени для сборки и им присущи некоторые из недостатков патента Кинарда.

Патент США 4731971, выданный Терклу, показывает конструкцию для создания стен из заливаемого бетона, включая заранее сформированный каркас из полистирольно-бетонных панелей, который можно собирать на строительной площадке для заливки бетоном. Изобретение Теркла, связанное с транспортировкой на строительную площадку, является сложным и неудобным в использовании и применении.

Патент США 4742659, выданный Миллье, показывает стеновые модули, выполненные из компонентов из вспененного пластика перед заливкой бетона, которые должны сцепляться друг с другом посредством сложной и дорогой системы стержней, соединяющих прутки арматуры. И вновь такая конструкция неудобна и дорога.

Патент США 4981003, выданный Маккарти, показывает стеновые панели из расширенных полистирольных шариков, включая структурные элементы из стержней, встроенных в полистирольную опалубку. Такая конструкция не предусматривает использование бетона для создания целостной конструкции и придания прочности стеновой структуре.

Известные способы формирования относительно недорогих стеновых структур во многих случаях оказались непрактичными и экономически невыгодными по следующим, помимо прочих, причинам: a. Их трудно возводить, и они часто требуют сложного, дорогого и отнимающего много времени для возведения обвязывающих средств для удержания их на месте во время процессов сборки и бетонирования, а также демонтажа и хранения таких тяжелых и дорогих устройств.

b. В некоторых случаях они должны формироваться и бетонироваться рядами, что делает процесс более длительным и дорогим, чем желательно.

c. Часто конструкция не соответствует применимым Кодексам.

d. Стеновые конструкции не предусматривают удобных средств для прокладки труб и электропроводки, которые должны выполняться отдельно.

e. Они не предусматривают средств для простой навески внешних и внутренних отделочных материалов, таких, как облицовочный камень или гипсовые листы изнутри и виниловую или иную внешнюю чистовую обшивку.

f. Они часто требуют индивидуально изготавливаемых компонентов, дорогих в производстве и монтаже.

g. В них часто не предусмотрены заглушки на углах и стыках для предотвращения вытекания заливаемого бетона.

h. В них не предусмотрены удобные средства и структуры для крепления к стеновым элементам балок и ферм межэтажных перекрытий и крыш.

i. Они часто требуют единой арматуры во всю высоту стены, что затрудняет процесс строительства.

j. В них не предусмотрены удобные средства для встраивания структурных несущих колонн во время возведения стены.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и создание прочной стеновой структуры из вспененного материала и бетона, а также простого и эффективного способа и устройства для ее возведения.

Поставленная задача решается тем, что в известную стеновую структуру, содержащую разнесенные вертикальные бетонные колонны и горизонтальные бетонные балки, связывающие эти колонны, элементы каналов, формирующие горизонтальные бетонные балки, по меньшей мере один арматурный пруток, расположенный в по меньшей мере одной колонне и в по меньшей мере одной балке, а в месте их пересечения по горизонтали и вертикали расположены смежно относительно друг друга и изоляционные блоки, занимающие все пространство между колоннами и балками. Предусмотрено, что по крайней мере одна из горизонтальных балок является балкой пилястра, а каждый изоляционный блок выполнен с вертикальными отверстиями.

Целесообразно предусмотреть в структуре вертикальные бетонные балки, расположенные с равномерными интервалами между колоннами и соединенные по меньшей мере с некоторыми горизонтальными бетонными балками.

При этом желательно, чтобы изоляционные блоки выступали по меньшей мере на 38,1 мм за внутренние грани балок для создания пазов для монтажа труб и электропроводки.

Целесообразно также предусмотреть в структуре облицовку, установленную на одной поверхности изоляционных блоков, включая съемные секции облицовки над указанными пазами, ширина которых приблизительно равна ширине балок, образующих пазы, для облегчения доступа для ремонта или замены труб или электропроводки.

Желательно иметь в структуре выполненную заодно балку пилястра, выступающую вовнутрь и структурно соединенную с колоннами для создания опорной поверхности для крыши или пола.

В структуре для стены двух и более этажей желательно иметь балку пилястра на уровне пола каждого этажа и балку пилястра на уровне крыши, при этом каждая балка пилястра выполнена выступающей вовнутрь за изоляционные блоки для поддержки пола или крыши.

В этой структуре желательно также предусмотреть закладные средства с крепежом, внедренным в балки пилястров для крепления к ним балок пола и крыши.

В стеновой структуре предпочтительно изоляционные блоки выполнить прямоугольными из вспененного полимерного материала, а колонны с диаметром по меньшей мере 76,2 мм для внутренних перегородок и 127 мм для наружных стен, при этом балки выполняются глубиной, по существу равной глубине колонн, и по меньшей мере одна вертикальная поверхность блоков выступает по меньшей мере на 38,1 мм за указанные балки для создания пазов для установки труб и электропроводки.

Целесообразно в качестве вспененного материала использовать вспененный полистирол.

В стеновую структуру желательно ввести множество термопластичных пальцев, каждый из которых имеет плоский торец и тело, при этом тело неподвижно зафиксировано в бетоне, а торцы выступают на внешнюю поверхность изоляционных блоков и проходят в одной плоскости с ней, посредством чего обеспечивается возможность крепления к стене декоративных поверхностей или структурных элементов путем механического внедрения крепежных средств в указанное тело.

Задача изобретения может быть также решена благодаря тому, что в известную стеновую структуру с изоляционными блоками с вертикальными отверстиями, заполненными бетоном, вводят усовершенствование для крепления отделочных или декоративных поверхностей с множеством термопластичных пальцев, при этом конец каждого пальца внедрен в бетон, а головка расположена на поверхности или заподлицо с поверхностью изоляционных блоков.

Возможно также решить задачу изобретения при использовании стеновой структуры с изоляционными блоками с вертикальными отверстиями и горизонтальными бетонными пилястрами, в которой пилястры выполнены выступающими за изоляционные блоки для опирания на них балок или ферм пола или крыши.

При этом такая стеновая структура может содержать закладные блоки или вставки, размещенные в пилястрах и снабженные крепежными средствами, выступающими в указанные пилястры.

Следующая задача изобретения решается с помощью того, что в известном способе строительства стеновой структуры с по меньшей мере одним уровнем пола и уровнем крыши, содержащим отрывку котлована, возведение бетонного цоколя или основания, установку рядов изоляционных блоков со сквозными цилиндрическими вертикальными отверстиями, установку элементов канала между каждым рядом блоков для определения замкнутых горизонтальных каналов, сообщающихся с цилиндрическими отверстиями блоков, и заливку непрерывно бетона в каналы и цилиндрические отверстия блоков с образованием единой бетонной структуры, отличающемся тем, что изоляционные блоки устанавливают по периметру цоколя или основания, а элементы каналов на каждом уровне пола или уровне крыши выполняют выступающими с образованием каналов пилястр с открытым верхом, сообщающихся с цилиндрическими отверстиями блоков и элементами горизонтальных каналов, после чего уплотняют блоки и каналы для определения замкнутой системы, а бетон заливают с заполнением каналов пилястр.

При этом желательно изоляционные блоки укладывать так, чтобы они выступали вовнутрь относительно каждого канала и отверстий для образования пазов, а в выбранных пазах монтировать трубы и электропроводку.

Желательно также предварительно по периметру и около периметра цоколя или основания устанавливать элементы горизонтальных каналов так, чтобы их противолежащие фланцы выступали над полом бетонного цоколя или основания и были выполнены с возможностью взаимодействия с рядом изоляционных блоков, и вставлять блоки между этими фланцами.

При этом монтируют чередующиеся ряды блоков, элементов горизонтальных каналов и элементов каналов пилястров для образования каждого этажа стены здания, затем стабилизируют структуру путем крепления к ней одним концом разнесенных, съемных и многократно используемых средств растяжек, второй конец которых крепят к грунту, а после завершения сборки структуры натягивают растяжки для стабилизации и фиксации всей структуры.

Желательно вставлять горизонтальные арматурные прутки в цилиндрические отверстия и каналы пилястров после завершения монтажа стеновой структуры, но до заливки бетона.

Предпочтительно вставлять горизонтальные арматурные прутки в каждый канал по мере его установки в стеновую структуру и вставлять вертикальные арматурные прутки в цилиндрические отверстия и каналы пилястров после завершения монтажа стеновой структуры, но до заливки бетона, затем центрировать каждый арматурный пруток в цилиндрических отверстиях до заливки бетона, соединять вместе все налагающиеся друг на друга вертикальные арматурные, прутки и вводить в соприкосновение друг с другом все поперечно-пересекающиеся вертикальные и горизонтальные арматурные прутки.

Возможно также формировать множество разнесенных анкерных средств в цоколе или основании и крепить один конец каждой растяжки к одному из этих анкерных средств.

При этом анкерное средство, имеющее головку и конец, вставляют сквозь блоки до заливки бетона, при этом каждая головка лежит в одной плоскости с внутренней поверхностью блока, а конец выступает в цилиндрическое отверстие в блоке. До схватывания бетона крепят закладные брусья или вставки в верхнюю часть канала пилястра, размещая крепежные средства каждого закладного бруса или вставки в канале пилястра. Закладные блоки или вставки крепят после заливки бетона и до того, как он схватится, позволяют бетону отвердеть по существу полностью и крепят балки или формы пола или крепи к закладным блокам или вставкам.

При осуществлении способа крепят хомуты труб и электропроводки и распределительные коробки к элементам каналов до заливки бетона или до его отвердевания с помощью крепежных средств, проходящих в элементы каналов.

Задача изобретения также решается благодаря тому, что в способе строительства стеновой структуры, включающем сборку изоляционных блоков с вертикальными отверстиями и наполнение последних бетоном, в блоки вставляют крепежные пальцы, имеющие удлиненный конец и плоскую головку, с пропуском каждого конца в вертикальное отверстие блоков и размещением каждой головки на поверхности блоков, после чего заливают бетон с закреплением концов крепежных пальцев после его отвердения.

Задача изобретения решается и тем, что в известной структуре канала балки перевязки для использования при формировании стеновых структур из изоляционных блоков с бетонными цилиндрическими колоннами, разделенных бетонными горизонтальными и соединенными с ними вертикальными балками перевязки, структуру канала снабжают парой разнесенных и обращенных друг к другу элементов канала, каждый из которых выполнен в виде открытой C-образной секции с прямыми углами и направленными в противоположные стороны вертикальными фланцами на ее верхней и нижней кромках, множеством разнесенных стяжек, определяющих открытую прорезь, которая выполнена с возможностью размещения в ней по меньшей мере одного арматурного прутка и удержания его в положении, поперечном относительно стяжки, и средством для закрепления стяжек на элементах канала для соединения элементов канала в фиксированном относительно друг друга положении. Обычно стяжки выполняют заодно с элементами канала, а для их крепления к элементам канала предусматривают средство для крепления.

Желательно, чтобы каждая стяжка имела U-образную форму с ножкой на каждом конце и разнесенные отверстия, закрытые съемными перемычками, при этом каждая ножка стяжки размещена в отверстии в указанном канале для удаления перемычки и для жесткого соединения каналов. Желательно также, чтобы каждая стяжка была выполнена плоской, а средства для крепления стяжек к каналу содержали винты, гвозди или закрепки. Обычно стяжки выполняют заодно с элементами канала. Упомянутой прорези придают L-образную форму и выполняют ее с возможностью взаимодействия по меньшей мере с тремя арматурными прутками. Элементы канала обычно выполняют из листового металла или термопластичного материала.

Желательно, чтобы в структуре канала балки перевязки C-образный канал имел удлиненный центральный участок и две ножки, каждая из которых была бы длиной по меньшей мере 38,1 мм, а каждый из вертикальных фланцев имел участок, отходящий наружу от центрального участка, и участок, отходящий вовнутрь и частично перекрывающий центральный участок. При этом C-образный участок обычно имеет вертикальный размер по меньшей мере 52,4 мм, а горизонтальный размер по меньшей мере 38,1 мм.

Задача изобретения решается и тем, что в структуре канала пилястра для использования в формировании балки и полки в стеновой структуре из изоляционных блоков, заполненных цилиндрическими бетонными колоннами, разделенных и взаимосоединенных горизонтальными бетонными балками, предусматривают пару разнесенных вертикальных элементов канала, первый из которых имеет направленное наружу поперечное сечение, образованное центральной перемычкой, и двумя поперечными ножками с направленными в противоположные стороны вертикальными фланцами, а второй элемент канала имеет участок основания, имеющий ту же форму, что и участок основания первого элемента, и содержащий вертикальный фланец и боковой элемент, выступающий наружу и вверх и заканчивающийся выступающей вовнутрь полкой, горизонтально совпадающей с верхней ножкой C-образного участка первого элемента канала, причем структура канала пилястра снабжена множеством стяжек, при этом в каждой стяжке имеется прорезь, выполненная с возможностью взаимодействия по меньшей мере с одним арматурным прутком и удержания его в положении, поперечном относительно стяжки, средством для крепления стяжек в каналах для сцепления каналов в разнесенном относительно друг друга положении и средством, прикрепленным над стяжками и имеющим вертикальную перемычку, соответствующую вертикальному фланцу второго элемента канала.

Предпочтительно, чтобы каждая стяжка имела U-образную форму с ножкой на каждом конце и разнесенные отверстия, закрытые съемными перемычками, при этом каждая ножка стяжки размещается в отверстии в указанном канале для удаления перемычки и для жесткого соединения каналов. Каждая стяжка выполняется плоской, и средства для крепления стяжек к каналу содержат винты, гвозди или заклепки.

Обычно стяжка выполняется заодно с элементами канала, эти элементы канала выполняются из листового металла или термопластичного материала.

Минимальное расстояние между двумя элементами канала у их верхних перемычек может по меньшей мере в полтора раза превышать расстояние у их нижних ножек.

И, наконец, задача изобретения решается благодаря тому, что в структуре канала перевязывающей балки пилястра для использования при формировании стеновых структур из изоляционных блоков, заполненных бетонными колоннами, разделенных балками горизонтальной перевязки, предусматривают два противолежащих проходящих вертикально элемента канала, каждый из которых имеет основание и вершину, а основания этих двух элементов имеют опускающиеся выступы, причем структура канала снабжена средством стяжки, определяющим открытые вершину и дно между элементами и скрепляющим элементы в горизонтально разнесенном друг от друга положении, при этом расстояние между концами выступов равно ширине блока, а расстояние между вершинами элементов по меньшей мере в полтора раза превышает расстояние между выступами, посредством чего в структуре канала при заполнении бетоном образована полка, выступающая за блоки для опирания структуры пола или крыши.

Эти и другие цели настоящего изобретения очевидны из нижеследующего подробного описания со ссылками на прилагаемые чертежи, где: фиг.1 - вид в перспективе фрагмента заглубленного фундамента, содержащего первый ряд канала балки горизонтальной перевязки, заполненного L-образными прутками арматуры по настоящему изобретению; фиг.2 - вид в перспективе с увеличенным фрагментом канала балки горизонтальной перевязки; фиг.3 - вид с торца канала балки горизонтальной перевязки; фиг. 4 - вид в перспективе изоляционного блока по настоящему изобретению с цилиндрическими отверстиями, центры которых разнесены на 16 дюймов (406,4 мм); фиг. 5 - вид, аналогичный виду по фиг. 4, но на котором центры отверстий разнесены на 8 дюймов (203,2 мм); фиг. 6 - вид в перспективе с частичным вырывом канала пилястра по настоящему изобретению; фиг.7 - вид с торца канала пилястра по настоящему изобретению по фиг.6; фиг. 8 - вид в перспективе одноэтажного канала балки вертикальной перевязки по настоящему изобретению; фиг. 9 - вид, аналогичный виду на фиг.8, но с каналов балки вертикальной перевязки высотой в полэтажа; фиг. 10 - вид в перспективе участка сформированной стены по настоящему изобретению; фиг. 11 - вид, аналогичный виду на фиг.10 с частично удаленными изоляционными блоками и элементами каналов; фиг. 12 - вид в перспективе фрагмента стены по настоящему изобретению с оконным проемом; фиг. 13 - вид в перспективе фрагмента стены по настоящему изобретению с дверным проемом; фиг.14 - вид, аналогичный виду на фиг.10, показывающий пилястры и вынесенные планки балок горизонтальной перевязки; фиг. 15 - вид в перспективе задней части планки балки горизонтальной перевязки по настоящему изобретению; фиг. 16 - вид в перспективе передней грани планки балки горизонтальной перевязки по настоящему изобретению; фиг. 17 - вид в перспективе планки балки пилястра о двумя отверстиями, просверленными для пропускания труб или отводов системы водоснабжения и канализации; фиг.18 - вид в перспективе задней части планки канала пилястра; фиг.19 - вид в перспективе торцевой крышки для уплотнения торца сегмента канала пилястра, показанного на фиг.26; фиг. 20 - вид в перспективе торцевой крышки канала балки горизонтальной перевязки; фиг.21 - вид в перспективе торцевых крышек противолежащих пилястров; фиг.22 - вид с торца с частичными выносами канала пилястра; фиг. 23 - вид с торца с частичными выносами канала балки горизонтальной перевязки; фиг. 24 - вид сверху с частичными выносами канала балки вертикальной перевязки; фиг.25 - вид с торца с частичными выносами канала двойного пилястра; фиг. 26 - вид с торца о частичными выносами концевого участка балки пилястра, используемого для формования угла, как показано на фиг.40; фиг. 27 - фрагмент сечения стеновой структуры по настоящему изобретению со стороны торца канала балки вертикальной перевязки, показывающий паз с установленными трубами и электропроводкой и размещение вертикальных и горизонтальных прутков арматуры, отвечающее требованиям Кодекса; фиг.28 - вид, аналогичный виду на фиг.27, показывающий канал балки горизонтальной перевязки в сечении, размещение вертикальных и горизонтальных прутков арматуры, отвечающее требованиям Кодекса, и проложенную электропроводку; фиг. 29 - вид в перспективе частично собранного здания по настоящему изобретению с установленными балками и фермами пола и крыши; фиг. 30 - частичное сечение фундамента c балкой горизонтальной перевязки и установленным изоляционным блоком после заливки бетона; фиг. 31 - фрагмент, аналогичный фиг. 30, показывающий конструкцию балки пилястра в сечении с прикрепленными растяжками; фиг. 32 - вид, аналогичный виду на фиг. 31, показывающий участок стены с балкой горизонтальной перевязки; фиг. 33 - фрагмент, аналогичный фиг.32, показывающий крепление облицовки к стене; фиг.34 - фрагмент вертикального сечения стеновой структуры после заливки и схватывания бетона, показывающий фундамент и два этажа с установленным закладным брусом и прикрепленной балкой; фиг. 35 - частичное вертикальное сечение двухэтажной структуры с пилястровой стенкой, служащей полкой для кирпича с прикрепленными растяжками; фиг. 36 - вид, аналогичный виду на фиг.35), в сечении показывающий структуру другого типа с двойным пилястром, способным поддерживать пол и наружный пандус с прикрепленными растяжками; фиг. 37 - частичное сечение стеновой структуры по настоящему изобретению с дверной коробкой; фиг. 38 - частичное сечение стеновой структуры по настоящему изобретению с рамой удлиненного окна; фиг.39 - вид, аналогичный виду на фиг.38, с типичной оконной рамой; фиг.40 - вид сверху угла стеновой структуры по настоящему изобретению на уровне канала пилястра, показывающий соединение двух упирающихся друг в друга каналов пилястра; фиг. 41 - вид, аналогичный виду на фиг. 40 на пересечении двух балок горизонтальной перевязки, образующих угол; фиг. 42 - частичное сечение внутренней перегородки здания, показывающее растяжки, прикрепленные к кольцам, отлитым в бетоне; фиг. 43 - увеличенное сечение канала балки горизонтальной перевязки с прикрепленной внутренней облицовкой и наружной чистовой обшивкой, проложенными электропроводкой и трубами; фиг.44 - вид в перспективе альтернативной конструкции стяжки по настоящему изобретению с арматурой, показанной пунктиром; фиг.45 - вид, аналогичный на фиг. 44, без арматуры; фиг. 46 - сечение канала балки вертикальной перевязки, выполненного с возможностью образовывать структурную несущую колонну.

Настоящее изобретение относится к состоящей из элементов внутренней и наружной модульной стеновой структуре, способу создания стеновой структуры и к усовершенствованиям стеновых структур. Стеновая структура состоит из блоков, выполненных из вспененного полистирола или другого изоляционного материала и содержит отливаемые на месте бетонные колонны и балки. Бетонные колонны и балки являются структурными элементами стены, а изоляционные блоки действуют как форма для этих колонн и изолируют стены готового здания.

Следует отметить, что приводимое описание в основном относится к наружным стенам, как будет показано ниже, согласно настоящему изобретению наружные стены комбинируются со внутренними перегородками для образования здания. Способы и изделия по настоящему изобретению можно использовать для строительства недорогих индивидуальных и многоквартирных жилых домов, гаражей, складских зданий, административных зданий и структур практически любого назначения. Они могут возводиться в любых климатических условиях и географических регионах.

Основными элементами стеновой конструкции являются: Каналы балок горизонтальной и, факультативно, вертикальной перевязки.

Эти каналы действуют как опалубка или формы для формирования бетонных балок горизонтальной перевязки, которые закрепляют вертикальные бетонные колонны и, по желанию, для формирования бетонных балок вертикальной перевязки. Горизонтальные каналы в целом обозначены позицией 100, а вертикальные - позицией 300.

Каналы пилястров.

Каналы пилястров 300 представляют собой специализированный тип канала балки перевязки, используемые на каждой отметке этажа и крыши. Они выполняют две функции. Во-первых, они образуют горловину для заливки бетона, что позволяет заливать бетоном всю структуру по существу непрерывно. Во-вторых, после того, как бетон будет залит и схватится, они обеспечивают непосредственную опору для балок и ферм межэтажных перекрытий и крыши на пилястры, предпочтительно через закладные брусья, вмурованные в бетон пилястров и устанавливаемые по месту до или во время схватывания бетона.

Планки и крышки.

К ним относятся элементы 400 и 500 (планки) каналов балок перевязки и пилястров, которые соединяют пересекающиеся каналы балок перевязки и пилястров, и элементы 440, 460, 560 и 570, которые действуют как торцевые крышки (крышки) с тем, чтобы получить замкнутую уплотненную структуру каналов балок перевязки и изоляционных блоков, если не считать заливных горловин в каналах пилястров.

Стеновые анкеры.

Эти анкера 710 могут быть стандартными, имеющимися в продаже пластиковыми анкерами, вставляемые сквозь материал изоляционного блока 50 или 60 в его внутренние цилиндрические полости 52 или 62 и конец которых выступает в эти полости. Когда в дальнейшем бетон будет залит и схватится, конец пластикового анкера, предпочтительно снабженный насечками, будет прочно закреплен в бетоне. Головка пластикового анкера расположена вгладь с поверхностью изоляционного блока и служит крепежной поверхностью для крепления внутренних и наружных отделочных материалов или конструктивных элементов, таких, как кронштейны для кухонной мойки или арматура наружного освещения, к стеновой структуре по настоящему изобретению с помощью шурупов или гвоздей, ввинчиваемых иди забиваемых в анкер.

Изоляционные блоки.

Блоки 50 и 60 являются стандартными секциями изоляционного материала, предпочтительно вспененного полистирола, который продается в стандартных размерах. Эти блоки выполняют несколько функций. Прежде всего они служат формами для отливки вертикальных цилиндрических бетонных колонн, которые обеспечивают в значительной степени конструктивную прочность стен. Во-вторых, поскольку пена имеет высокий показатель R, они служат тепло- и звукоизолятором, что повышает качество возводимого здания благодаря его хорошей изоляции. В-третьих, они служат поверхностью для установки облицовки и чистовой обшивки.

Арматура.

Арматура 28 предпочтительно представляет собой стандартные коммерчески доступные удлиненные цилиндрические стальные прутки. Они устанавливаются внутри вертикальных колонн и в каналах балок перевязки и пилястров и внедрены в бетонные колонны, балки перевязки и пилястры для придания дополнительной прочности и для структурной связки компонентов структуры бетонной стены в единую выдерживающую нагрузку структуру, которая отвечает требованиям кодекса.

Оконные и дверные блоки.

Они предпочтительно являются стандартными коммерчески доступными блоками или узлами, которые устанавливаются в соответствующих проемах в стеновой структуре для завершения структуры здания.

Каналы балок горизонтальной перевязки.

На фиг. 1 показан канал балок горизонтальной перевязки по настоящему изобретению. Каждый канал 100 балки горизонтальной, перевязки имеет три отдельных детали: а. Передний элемент канала балки перевязки 120; b. Задний элемент канала балки перевязки 120; c. Множество стяжек 160.

Передний и задний элементы канала идентичны, но один из них развернут относительно другого для образования канала балки перевязки. Каждый элемент 130 состоит из пяти поверхностей. Противолежащие металлические фланцы 122 и 130 соединяются друг с другом C-образной соединительной секцией, составленной горизонтальными элементами 124 и 128 и вертикальным элементом 126.

Каждый внутренний прямоугольный перегиб между элементами 124 и 126 с одной стороны и 126 и 128 с другой стороны содержит разнесенные пазы 132, закрытые перемычками 134. Центры пазов разнесены на расстояние 8 дюймов (203,2 мм). Перемычки 134 нормально закрыты для предотвращения утечки бетона, пока они не будут вытеснены ножками 162 или 164 стяжек 160, как поясняется ниже.

В предпочтительном варианте настоящего изобретения высота фланцев 122а в 130а составляет 1,5 дюйма (38,1 мм), а высота центрального фланцевого элемента 126 составляет 6 дюймов (152,4 мм). Полки 125 и 128 имеют предпочтительную глубину в 1,5 дюйма (38,1 мм). Длина элемента 120 канала составляет 6 футов (приблизительно 1,8 м). Каждый элемент 120 канала предпочтительно содержит вертикальные фланцы 12 и 128 размером в один дюйм (25,4 мм), которые используются для монтажа облицовки паза, в котором проходят труба и электропроводка, как поясняется ниже.

Как показано на фиг. 2, каждая из стяжек 160 имеет пару направленных вниз ножек 162 и 164 и центральный элемент 166. В центре центрального элемента выполнена L-образная прорезь, имеющая участок 172, расположенный у кромки, и внутренний участок 174. Каждая прорезь 170 имеет такие размеры (несколько больше, чем диаметр прутка арматуры), чтобы плотно принять до трех вертикальных прутков и служит для направления прутков при их установке в стеновую структуру и удержания прутков в вертикальной ориентации в центрах отверстий 52 или 62 в блоках, которые, после заполнения бетоном, образуют цилиндрические бетонные колонны 8 и 10, как показано на фиг. 31. Прорези 170 направляют, ориентируют и удерживают арматуру на месте. Стяжки 160 также скрепляют два элемента 120 канала балки перевязки в правильном пространственном положении. Габариты и положение горизонтальных элементов 120 канала и цилиндрических отверстий 52 и 62 в блоках таковы, что арматура, вставленная сквозь стяжки 160 будет центрально расположена в отверстиях 52 и 62.

Горизонтальный элемент 166 каждой стяжки 160 имеет длину предпочтительно в пять дюймов (127 мм) так, что когда бетон заливают между двумя элементами 120 канала балки перевязки, формируется балка прямоугольного сечения (предпочтительно 5 x 6 дюймов; 127 x 152,4 мм).

Как показано на фиг. 2, пазы 132 в каждом канале балки перевязки расположены на расстоянии приблизительно 8 дюймов (203,2 мм), однако стяжки вставляют попеременно в верхнюю и в нижнюю пары пазов, поэтому стяжки верхнего и нижнего рядов в каждом ряду разнесены друг от друга на 16 дюймов (406,4 мм) и расположены ступенчато. Ст