"блоки на болтах" - система для типовых конструкций каменной кладки, имеющих предварительное напряжение с натяжением арматуры на бетон
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к конструкциям каменной кладки с предварительным напряжением, имеющим натяжение арматуры на бетон. Технический результат: обеспечение прочности и долговечности возведенной конструкции. Строительная система для возведения выполняемого каменной кладкой сооружения содержит: множество стандартных элементов кладки, причем каждый элемент имеет по меньшей мере одну полость, при этом каждый элемент имеет верхнюю и нижнюю плоскость с полостью внутри него, и каждый элемент имеет плоскости, по существу параллельные друг другу; пары полос, при этом каждая полоса имеет резьбовое отверстие и сравнительно более крупное, не имеющее резьбы, отверстие, причем первая полоса расположена в прилегании к первой плоскости, имеющей полость элемента кладки, а вторая полоса размещена в прилегании к верхней плоскости, имеющей полость элемента кладки, при этом первая и вторая полосы расположены, по существу, параллельно друг другу, а отверстия расположены таким образом, что не имеющее резьбы отверстие верхней полосы сцентрировано с резьбовым отверстием нижней полосы; множество крепежных средств, имеющих средства для жесткого и неподвижного соединения каждой из полос сначала с расположенной выше полосой, если таковая имеется, и затем с расположенной ниже полосой, причем элемент кладки расположен между соединенными полосами; простой инструмент для осуществления соединения крепежных средств с полосами; и различные принадлежности для завершения выполняемой каменной кладкой конструкции, функция которой равнозначна или превосходит функцию обычной каменной кладки, выполняемой с применением строительного раствора; причем система и комбинация компонентов обеспечивают легко возводимое сооружение, конструкционная прочность которого превосходит конструкционную прочность конструкции, выполняемой каменной кладкой и с применением строительного раствора, которое выполнено из обычных и доступных материалов и которое обеспечивает конструкцию, монтируемую и демонтируемую для повторного использования ее компонентов посредством простого инструмента и неквалифицированными рабочими. Также описан вариант строительной системы. 2 н. и 35 з.п. ф-лы, 4 табл., 70 ил.
Реферат
Изобретение относится к типовой конструкции каменной кладки, в частности к конструкциям с предварительным напряжением, имеющим натяжение арматуры на бетон. Изобретение, в общем, относится ко всем общим конструкциям, в которых используется обычная комбинация строительного раствора и пустотелого блока или кирпича, и также к другим строительным средствам для строительных сооружений.
Обладающая новизной типовая конструкция каменной кладки, раскрытая в этом описании, является строительной системой, разработанной с возможностью ее удобной и быстрой установки в любом местоположении, без необходимости в строительном растворе, воде или в электроэнергии. Только в одних Соединенных Штатах действуют свыше 4000 компаний, производящих строительные блоки. Обычно строительные блоки и кирпичи прикрепляют друг к другу одним из следующих двух методов. Во-первых, под действием силы тяжести: вертикальная кладка, арки и эркеры. Во-вторых, при помощи строительного раствора или эквивалентными способами, например при помощи разных типов строительного раствора, эпоксидных смол или в виде блоков с заполненной бетоном сердцевиной, со стальной арматурой и без нее. Этот вид прикрепления предусматривает использование строительного
раствора с арматурной проволокой в соединениях и также предусматривает прикрепление между элементами каменной кладки при помощи бетона и арматуры в таком виде, как блоки связывающей балки и простеночные блоки.
Обычно при использовании арматуры с блоками ее выполняют либо в виде длинных арматурных стержней или длинных стальных прутков, размещенных в полостях. Предварительное напряжение с натяжением на арматуру используется только с полной блочной кладкой совместно со строительным раствором между каждым рядом. Для специализированных блочных систем с прутками и пластинами требуются сложная конструкция и квалифицированный труд.
Поскольку большинство конструкций каменной кладки используют строительный раствор, поэтому для нее требуются несколько условий. Во-первых, для строительного раствора нужна вода. Во-вторых, в большинстве случае для кладки блоков требуется квалифицированный каменщик. В-третьих, обычно нужна электроэнергия для перемешивания строительного раствора. В-четвертых, необходимо тщательное раскрепление связями 38 и армирование, пока строительный раствор не затвердеет и не будет иметь свою заданную прочность (Фиг.3В). Вся эта конструкция «хрупкая» в отношении ветра, значительных температур и др. естественных погодных и окружающих условий. В течение этого времени пользоваться этой конструкцией не рекомендуется.
Помимо этого, леса 37 нередко оставляют на месте в ожидании затвердения для укладывания дополнительных блоков (Фиг.3А). Без должных мер предосторожности в отношении снижения интенсивности воздействия со стороны факторов окружающей среды строительный раствор и вся конструкция могут потрескаться, и ее конструкционная прочность может снизиться. Армирующие средства 35 часто используются для улучшения прочности (Фиг.2D), но для обеспечения раскрепления связями и других видов защиты требуются дни и недели. Наконец, после их завершения системы каменной кладки известного уровня техники становятся фиксированной конструкцией. Если не выполнены очень специальные условия в отношении обычной блочно-арматурно-растворной системы, то конструкцию нельзя использовать повторно и для ее удаления ее надо «сносить».
Эти необходимые условия, каждое, ограничивают использование обычной каменной кладки с применением растворной системы. Система «блоки на болтах» обеспечивает явное усовершенствование обычных строительных систем и устраняет их ограничения. Соответственно, предпочтительно иметь систему, для выполнения которой не требуется специальная квалификация, не нужна вода и электроэнергия, усложненное раскрепление связями, которую можно использовать незамедлительно и для которой не требуется время для затвердения, и которая, при необходимости, может повторно использоваться, и которую не разрушают для демонтажа и удаления. Это усовершенствование сократит время для застройки или перестройки и снизит требования по применению квалифицированного труда. Важная особенность системы заключается в том, что без применения раскрепления связями и не ослабляя строительный раствор при его нарушении - система «блоки на болтах» обеспечивает намного повышенную и более постоянную прочность по сравнению с выполненной на растворе конструкцией.
Ранее несколько запатентованных устройств были разработаны для решения упомянутой проблемы. В области типовых конструкций с предварительным напряжением с натяжением арматуры на бетон строительная промышленность мало продвинулась вперед. Причем для блоков требовались особые конфигурации для работы с прутками и пластинами, и предусматривалось только ограниченное число арматурных прутков в особых блоках. Одно из этих устройств описывается в патенте США № 5 511 902 (1996) на имя Center - “быстро возводимая блочная система направляющей дамбы”. Это сложный, особо изготовленный блок для сооружения направляющей дамбы, содержащий множество блоков, множество соединительных штырей и множество стоек. Каждая часть имеет особую конструкцию и исполнение, в то время как система «блоки на болтах» использует стандартные и доступные компоненты.
Еще одно блочное устройство описывается в патенте США 5 809 732 на имя Farmer и др.(1998), в котором используют стеновые блоки со встроенной пластиной. Бетонный стеновой блок имеет наружную пластину(ы) с анкеровкой сквозь бетонный стеновой блок. Наружные пластины заделывают в бетонном стеновом блоке в форме во время литья. Они не являются обычными пустотелыми блоками, изготавливаемыми повсеместно и которые используются в системе «блоки на болтах».
Еще одно устройство для строительства описывается в патенте США № 6 098 257 на имя Franklin и др. (2000). В этом документе описана модульная система строительных блоков заводского изготовления, со стеновой субсистемой и с фундаментной субсистемой. Стеновая субсистема имеет стеновые узлы с полостями, и предварительно напряженные тросы заделываются в полостях. В этом документе описаны стены заводского изготовления и сквозные тросы специального изготовления; для их установки требуется вода и их невозможно повторно использовать как систему «блоки на болтах».
Система 32, выполненная с возможностью повторного использования, описана в патенте США 6 178 714 на имя Carney, Jr. (2001) (Фиг.2А и 2В). Арматурные прутки проходят через отверстия в специальном блоке и в конструкциях заводского изготовления. Это конфигурация с прутками определенной длины, специальными блоками, специальными пластинами, и представляющая собой сложную систему, для выполнения которой требуется имеющее привод оборудование, в противоположность простым доступным компонентам системы «блоки на болтах».
Безрастворная стеновая конструкция описывается в патенте США № 6 691 471 на имя Price (2004). Cогласно этому патенту стеновая конструкция состоит из колонн из готовых, легковесных, установленных друг на друга блоков, причем колонны блоков соединены друг с другом удлиненными, вертикально ориентированными опорными балками. Эта стеновая конструкция предпочтительно оперативно соединена в виде конструкции одним или несколькими скобами. Балки и блоки имеют специальную конфигурацию, которые не изготавливаются промышленностью и которые имеют ограниченное применение.
Известные конструкции каменной кладки, в которых используется строительный раствор, имеют характеристики, которые нужно упомянуть в связи с известным уровнем техники. Большинство из них выполняют таким образом, что конструкция 34, 39 покрытия прикреплена к верхней пластине, анкерными болтами закрепленной в полостях (Фиг.2С и Фиг.3С). Углы 40 и прямые секции 41 во многих случаях располагают в шахматном порядке, и они имеют проволочную сетку и, в некоторых местах, арматурные стержни (Фиг.3D и Е). И дверные, и оконные проемы во многих случаях выполнены с готовыми перемычками 42 (Фиг.3F).
Прочие известные технические решения, имеющие отношение к пониманию значительных технических преимуществ и усовершенствований, обеспечиваемых системой «блоки на болтах», требуют упоминания в связи с используемой в настоящее время технологией предварительного напряжения с натяжением арматуры на бетон. Вкратце: предварительное напряжение с натяжением арматуры на бетон является способом армирования бетона, каменной кладки и других конструкционных элементов. Предварительное напряжение с натяжением арматуры на бетон все еще является современной техникой, но до сегодняшнего времени имелась возможность только прикрепления бетонных элементов непосредственно друг к другу при помощи арматурных прутков и тросов. Система «блоки на болтах» обеспечивает возможность предварительного напряжения с натяжением арматуры на бетон для отдельного элемента каменной кладки таким образом, чтобы можно было прикрепить дополнительные отдельные элементы с этим напряжением, с одновременным комбинированием и сохранением предварительного напряжения с натяжением арматуры на бетон всех элементов.
Обычные элементы 36 с таким напряжением могут иметь разные конфигурации (Фиг.2Е). До настоящего времени эта технология не была очевидно применимой к типовой конфигурации. Отдельные блоки прикрепляют друг к другу, и теперь, в обладающей новизной комбинации, они характеризуются тем, что они как будто все вместе являются одной балкой, мостом, стеной или конструкцией с этим предварительным напряжением. Эта система «блоки на болтах» действует одинаково хорошо с элементами каменной кладки всех размеров.
Обычное предварительное напряжение с натяжением арматуры на бетон выполнено посредством имеющих высокую прочность стальных арматурных прядей или стержней. Обычно эти пряди используют в таких горизонтальных элементах, как фундаменты, плиты, балки и мосты; и стержни используют в таких вертикальных элементах, как стены и колонны. Типичные стальные пряди, используемые для этого предварительного напряжения, имеют предел прочности при растяжении, равный 270000 фунт/кв.дюйм. Это техническое решение фактически противоположно использованию системой «блоки на болтах» отдельных стандартных болтов и простых крепежных средств. Предварительное напряжение с натяжением арматуры на бетон с использованием пластин или стержней между элементами каменной кладки является полностью новым способом комбинирования стали и бетона, и представляет собой рациональную техническую практику.
В документах известного уровня техники не раскрыты все признаки и возможности системы «блоки на болтах». В настоящее время не известны системы, полностью соответствующие необходимости обеспечения типовой конструкции блочной кладки предварительного напряжения с натяжением арматуры на бетон, и также не является известной система «блоки на болтах». Эта система выполнена из стандартных элементов, осуществляется простыми инструментами, для нее не нужен строительный раствор, и она обеспечивает намного более прочную конструкцию, чем растворные конструкции, и после ее сооружения она сразу готова к использованию.
Система «блоки на болтах» разработана для использования в строительстве различных типов конструкций. Система «блоки на болтах» является строительной системой, которая, с возможностью демонтажа, связывает каждый отдельный пустотелый блок или кирпич при помощи системы полос и болтов. Это соединение обеспечивает более прочное, быстрое и менее дорогостоящее сооружение зданий. Несмотря на закрепленное соединение трех основных компонентов - полосы, болта и блока, эти средства прикрепления можно полностью демонтировать при необходимости. Систему «блоки на болтах» может осуществлять неквалифицированный персонал простым гаечным ключом. Отсутствует необходимость в воде и в специальных инструментах (достаточен простой гаечный ключ), не требуется раскрепление связями, выполненное при помощи системы «блоки на болтах» сооружение сразу готово к использованию. Система «блоки на болтах» согласно изобретению состоит из выпускаемых промышленностью пустотелых элементов каменной кладки с крепежом (болты) и пластиной.
Система «блоки на болтах» обеспечивает многие преимущества. В настоящее время не существуют строительные системы, использующие имеющиеся детали и легко выполняемые. Но сооружение, выполненное с помощью технологии предварительного напряжения с натяжением арматуры на бетон, намного прочнее, чем выполненное обычными растворными способами. См. Таблицу А с перечнем преимуществ и выгод.
Таблица АПреимущества и выгоды | |
1 | Вода не используется |
2 | Не требуется время на ожидание создания конструкционной прочности |
3 | Временные опоры на время затвердевания и упрочнения строительного раствора не требуются |
4 | Используются простые ручные инструменты |
5 | Использование и с подкладкой под стойку, и без нее |
6 | Окончательные пределы прочности на растяжение и сжатие намного выше, чем у растворных конструкций |
7 | Экологичность - используется меньшее количество дерева, и поэтому для опор конструкции расходуется меньше леса |
8 | Разумная совокупная себестоимость - материал и неквалифицированный труд |
9 | Возможность быстрого строительства |
10 | Легкий демонтаж и возможность повторного использования компонентов |
11 | Квалифицированный труд не требуется |
12 | Возможность повсеместного применения во всем мире |
13 | Использование существующих стандартных материалов |
14 | Возможность сооружения на почве или на стандартном фундаменте |
15 | Увеличенное расстояние пролета между вертикальными двойными блоками |
16 | Использование продукции, выпускаемой во всех странах |
17 | Нетрудное усвоение строительной идеи, начинать строительство можно с использованием неквалифицированных рабочих. Простое обучение и простое применение, настолько простое, что большое число рабочих может находиться в одном месте, не «укладывая» блоки, а занимаясь сборкой конструкции |
18 | Обеспечиваются точные интервалы, что означает улучшение внешнего вида стены. Блоки хорошо выровнены и правильно уложены перед стягиванием |
19 | Снижены затраты на страхование от пожара и разрушения от ветра |
20 | Используются существующие модульные размеры, в любой стране |
21 | Всепогодность: дождь, снег, ветер, холод, жара, подводные условия, и даже в водолазном колоколе или кессоне |
22 | Типовая конструкция: в случае остановки или прерывания строительства на любом этапе, работу можно возобновить незамедлительно, без прошлых проблем высыхания строительного раствора или других помех |
23 | Возможность обеспечения электрического заземления по металлическим полосам |
24 | Обеспечение многих дополнительных способов прикрепления материала, используя пространства стыков: сквозные болты, болты с квадратным подголовником, сквозные анкерные болты и болты с проушиной.Сверление отверстий в блоках не требуется. |
25 | Возможность строить стену, работая с любой стороны, внутри и снаружи |
26 | Возможность работы с одним или несколькими строительными элементами: пустотелые блоки, кирпич и др. |
27 | Требуется меньшее количество лесов, лестничных винтовых стоек и мостков, поскольку стены сразу имеют полную прочность |
28 | Возможность прокладки электропроводки (например - Romex) сквозь промежутки, и возможность прикрепления наружных коробок или ниш в сложенной насухо стене, и др. |
29 | Возможность литья бетона в пустоты и даже установка дополнительной вертикальной арматуры |
30 | Возможность заполнения пустот изолирующим материалом или вспененным материалом |
31 | Прочность по отношению к падающим обломкам |
32 | Стойкость к землетрясениям, ураганам и смерчам |
33 | Огнестойкость |
34 | Независимость от прочности строительного раствора |
35 | Для строительства не требуются бензин или электроэнергия |
36 | Использование стандартных блоков во всех странах |
37 | Возможность использования с применением других строительных методов - дверные коробки, оконные рамы, балки и фермы перекрытий и кровли; металлическая и асфальтовая/волоконная/каучуковая кровля |
38 | Возможность использования со стандартными водопроводными, электрическими, осветительными комплектами и с комплектами средств связи |
39 | Возможность сооружения нескольких рядов блоков за один раз - общее ускорение строительства |
40 | Применимость с обычной внутренней отделкой (штукатурка, панели, краска) и с наружной отделкой (чистовая обшивка стен, облицовочный кирпич, штукатурка и пр.) |
41 | Обеспечивается точная выверка по вертикали и горизонтали |
42 | Не требуются литые фундаменты |
43 | Строительство по принципу «элемент за элементом» |
44 | Применение выпускаемых в массовом производстве болтов и арматуры из имеющихся материалов и с помощью имеющегося оборудования |
45 | Возможность пропустить небольшую часть фундаментной стены для прохода грузовиков и экскаваторов внутрь строения - для выравнивания, распределения камней по поверхности, для выгрузки бетона и пр. необходимых работ. По завершении внутренних работ с применением тяжелой техники стену можно быстро скрепить болтами сразу в готовом, в полностью прочном состоянии. |
46 | Обеспечение настолько прочной массы и настолько большого общего веса системы «блоки на болтах», что промерзший, расположенный ниже грунт будет, возможно, в основном только раздвигаться в стороны |
47 | Возможность комбинирования с кухонными и сантехническими блоками |
48 | Система не подвержена воздействию со стороны термитов, муравьев |
Специалистам в области строительства, особенно в области бетонных, стальных и сооружений и выполняемых каменной кладкой сооружений, будет ясно, что приводимые в качестве примера технические признаки этой системы можно легко применить и для других типов строительных усовершенствований.
Описание чертежей
А. Чертежи
На прилагаемых чертежах, являющихся частью данного описания, показан предпочтительный вариант осуществления системы «блоки на болтах». Чертежи совместно с излагаемой выше сущностью изобретения, и вместе с излагаемым ниже подробным описанием поясняют принципы системы «блоки на болтах». Но подразумевается, что система «блоки на болтах» не ограничивается именно поясняемыми осуществлениями.
На фиг.1 схематически показан общий вид системы «блоки на болтах».
На фиг.2А-2Е схематически показана каменная кладка и конструкция с предварительным напряжением с натяжением арматуры на бетон согласно известному уровню техники.
На фиг.3А-3F показаны прочие технические решения известного уровня техники.
На фиг.4 - схематические изображения основных компонентов системы «блоки на болтах»: блоки, полосы, крепежные средства и гаечный ключ.
На фиг.5А и 5В - системы «блоки на болтах», показаны отдельные элементы и характеристики системы.
На фиг.6А-6G - подробности системы «блоки на болтах», подробные схематические изображения и фотографии прототипных конструкций.
На фиг.7А-7С - подробности системы «блоки на болтах» и некоторые технические признаки, которые могут сопутствовать системе.
На фиг.8А-8D - фотографии способа прикрепления конструкции покрытия к стене, выполненной согласно системе «блоки на болтах».
На фиг.9А-9Е схематически показаны возможные конструкции, выполняемые при помощи системы «блоки на болтах».
На фиг.10А-10G - фотографии устройств прикрепления, которые являются примерами, показываемыми со стеной-прототипом системы «блоки на болтах».
На фиг.11А-11М - стержни и крепления для системы «блоки на болтах».
На фиг.12А-12D схематически показаны возможные конструкции настила, выполненного системой «блоки на болтах».
На фиг.13А-13D - фотографии инструментов, используемых в исходном прототипе системы «блоки на болтах».
На фиг.14А-14Е схематически показаны типичные пустотелые блоки и кирпичи, целесообразные для использования с системой «блоки на болтах».
На фиг.15А-15С - фотографии процесса строительства, использующего систему «блоки на болтах».
Б. Ссылочные обозначения
Перечень ссылочных обозначений на чертежах:
31 - общий вид узла «блоки на болтах» - вертикальная конфигурация
31А - общий вид узла «блоки на болтах» - кладка со смещенным креплением
32 - специальный блок и сквозные стержни согласно известному уровню техники
34 - деревянная ферма на блочной системе согласно известному уровню техники
35 - арматурные стержни в блочной системе согласно известному уровню техники
36 - тросы предварительного напряжения с натяжением на бетон, в бетоне согласно известному уровню техники
37 - типичные леса и стеновое строительство для «растворных» систем каменной кладки
38 - типичное временное раскрепление связями для систем, использующих воду и раствор
39 - типичное поперечное сечение блочной стены, выполненной с помощью раствора
40 - типичный угол блочной стены, выполненной с помощью раствора
41 - типичная секция блочной стены, выполненной с помощью раствора
42 - типичные перемычки окна и двери, выполненные с помощью раствора
43 - крепеж (болт)
44 - полоса
45 - инструмент (гаечный ключ)
46 - типичный пустотелый блок
46А - пустотелый блок - конфигурация вертикальной кладки
46В - пустотелый блок - кладка со смещенным крепежом
47 - первоначальный крепеж
48 - устройство основания (фундамент, плита, пластина, пр.)
49 - полость блока
49А - пространство между соседними блоками (46)
50 - гладкое отверстие в полосе (44)
51 - резьбовое отверстие в полосе (44)
52 - прототипная система «блоки на болтах», в кладке
53 - система полосы и болта - показана без блоков
54 - прототипный стеновой узел
55 - удлиненная полоса
56 - балка на удлиненной полосе
57 - изоляционный материал между блоками (46)
58 - чистовая обшивка стены и изолирующая панель (внутренняя и наружная)
59 - труба внутри блочной полости (49)
60 - верхняя пластина для опоры ферме
61 - система балки/фермы для крыши
62 - виниловый пластмассовый лист (Visqueen или Tyvek)
63 - обрешетка для монтирования панелей, гипсовых листов и пр.
64 - удлиненная затяжка стержнем или полосой
65 - средство прикрепления (фермы к стене), например - разъемный хомут с болтовыми фиксаторами)
66 - электрическая проводка
67 - стабилизирующая прокладка
68 - вертикальный брус двери
69 - крепеж монтирования стены
70 - земляные работы рядом с фундаментом
71 - фундаментный бетон
72 - нелинейная, или неправильная, конфигурация блоков
73 - радиусный блок для закругленных конфигураций
74 - общий вид перемычки
75 - периметр двери или окна
76 - вертикальный блок для перемычки
77 - дверной или оконный проем
78 - стандартная полоса с двумя отверстиями
79 - Н-полоса для соединения блока
80 - двойная Н-полоса для применений высокой прочности
81 - пластина и соединитель перемычки
82 - двойная удлиненная полоса
83 - гнутая полоса для углов и нелинейных соединений
84 - соединительная полоса
85 - полоса двойного ряда
86 - полоса пластины основания
87 - полоса с полками пластины основания - металлическая или неметаллическая
88 - конфигурация соединения дверной коробки
89 - полоса для кирпича
90 - рукояточный соединитель или крепление
91 - конфигурация бокового настила
92 - опора настила
93 - нагрузка на настил - люди или оборудование и пр.
94 - ручной гнездовой гайковерт
95 - приводной ударный гайковерт
96 - средство для выполнения сквозного отверстия в полосе (44)
97 - средство для выполнения резьбы в полосе (440 для вмещения крепежа (43))
98 - типичный пустотелый блок
99 - орнаментный или декоративный пустотелый блок
100 - пустотелый кирпич
101 - крепления для кирпича
102 - рабочий-сборщик системы
Описываемое устройство представляет собой систему 31 «блоки на болтах». Эта система состоит только из нескольких разных компонентов: пустотелый блок 46, крепежное средство (например - сквозной болт) 43 и простая полоса 44 с некоторыми дополнительными характеристиками. Система конфигурирует прилегающий блок 46 и связывает, с возможностью демонтажа, блоки болтами 43 и полосами 44. Это связь обеспечивает конструкцию, образованную из множества типовых предварительно напряженных с натяжением на бетон блоков или кирпичей, в своей совокупности дающих значительно бульшую прочность по сравнению с обычной блочной конструкцией, выполненной при помощи строительного раствора и с обыкновенным армированием. Рабочему с обыкновенными навыками в области строительства, особенно в области конструкций с армированной каменной кладкой, будут понятны различные компоненты, которые можно использовать для физического осуществления и использования системы 31 «блоки на болтах». Усовершенствование по сравнению с известным уровнем техники заключается в обеспечении строительной системы, имеющей многие преимущества и выгоды, упомянутые в предыдущем разделе «Объекты, Преимущества и Выгоды».
На чертежах фиг.1 и 4-15 показано полное рабочее осуществление системы 31 «блоки на болтах». На фиг.1 и 4-15 показана общая конфигурация изобретения. Предпочтительное осуществление изобретения состоит только из нескольких показываемых компонентов. Различные важные характеристики этих компонентов показаны на фиг.1 и 4-15, и они описаны ниже в надлежащей степени подробности для специалиста для пояснения значения и функциональных возможностей системы 31 «блоки на болтах».
На прилагаемых чертежах, являющихся неотъемлемой частью описания, показан предпочтительный вариант осуществления системы 31 «блоки на болтах». Чертежи в совокупности с приводимым выше изложением сущности изобретения и с приведенным ниже подробным описанием объясняют принципы системы 31 «блоки на болтах». Но подразумевается, что система 31 «блоки на болтах» не ограничивается именно этими поясняемыми вариантами выполнения.
На фиг.1 схематически показан общий вид системы 31 «блоки на болтах». Нужно отметить, что фиг.2А-Е являются схематическими иллюстрациями известного уровня техники для кладочных и предварительно напряженных с натяжением на бетон конструкций. Также нужно отметить, что фиг.3А-F являются дополнительными пояснениями известного уровня техники. Этот уровень техники изложен в разделе «Уровень техники» выше. Но знание конфигураций известного уровня и строительных способов являются важной предпосылкой для специалиста, чтобы он смог полностью оценить особые характеристики, обеспечиваемые системой 31 «блоки на болтах». Многие десятилетия, фактически целое столетие каменщики и строители, архитекторы и инженеры использовали для кладки полые блоки и кирпичи. Аналогично, стальные полосы и различный крепеж всегда имелся. Но никто не изобрел и не разработал эту уникальную и простую комбинацию как очевидное развитие строительной технологии.
На фиг.4 схематически показаны основные компоненты для использования и создания конструкций с системой 31 «блоки на болтах», т.е.: блоки 46, полосы 44, крепеж 43 и инструмент 45 (гаечный ключ с открытым зевом, например).
На фиг.5А-В показаны системы 31 и 31А «блоки на болтах», с конкретными компонентами и характеристиками системы. Ряд типичных блоков 46 уложен в вертикальной конфигурации 46А, или в конфигурации 46В вразбег/с перекрытием. В обоих случаях конструкция «проходит» через полости 49 блоков 46. Система состоит из полосы 46, которая помещена на основании сверху средства 48 основания (плита, фундамент, горная порода или твердый грунт, и пр.). Самая нижняя полоса 44 закреплена исходным крепежным средством 47, таким как короткий болт, штырь, бетонный анкер или т.п. Затем крепежные средства 43 чередуют свое местоположение и проходят через гладкое отверстие 50 (не показано) и соединяются, с возможностью удаления, с нижней полосой 44 посредством резьбового отверстия 51 (не показано). Множество полос 44 и крепежных средств 43 продолжают устанавливать вверх с каждым слоем или рядом укладываемых блоков 46. Сверху блока 46 устанавливают последнее крепежное средство, и тогда выполненная с возможностью ее демонтажа связь блоков 46 завершена.
На фиг.6А-6G показаны подробности системы «блоки на болтах»: схематические изображения и фотографии конструкций-прототипов. Фиг. 6А, как справочная иллюстрация, повторяет общую систему 31 «блоки на болтах». На фиг.6В показана горизонтальная проекция, наглядно иллюстрирующая свободное и гладкое отверстие 50 и отверстие 51 с резьбой в полосе 44. Нужно отметить, что блок 46 установлен в полости 49. Полоса 44 может быть выполнена из различных металлов, включая, помимо прочего, сталь, железо, алюминий и т.п., или из композитных материалов, таких как пластмасса, стекловолокно или другие жесткие материалы, позволяющие закручивание крепежных средств 43 до достаточного давления для обеспечения жесткости установки блока 46. Аналогично, в зависимости от материала и используемого метода изготовления полосы 44 существуют различные средства выполнения гладкого отверстия 50 и резьбового отверстия 51, например, помимо прочего, сверление, нарезание метчиком, литье, прокатка и пр. На фиг.6Е показана фотография прототипа системы 52 «блоки на болтах». На фиг.6D показана фотография стержня 44 и крепежного средства 43 системы, с удаленными блоками. На фиг.6Е показана фотография поперечного сечения одиночной полости 49 с полосой 44 и крепежным средством (болт) 43. На фиг.6F-G показаны сделанные сверху фотографии прототипной системы 52 «блоки на болтах», обращенной вниз в полость 49.
На фиг. 7А-7С показана детально система 31 «блоки на болтах», и некоторые особенности и компоненты, которые могут относиться к системе в такой конструкции, как стена здания. На фиг.7А показана фотография прототипной стены в сборе 54. Здесь средством 48 основания является простая доска сверху бетонной плиты. Блоки 46 имеют шахматную конфигурацию, но прямая вертикальная конфигурация кладки тоже будет целесообразной. Между соседними блоками на фиг.6А имеется очень небольшое пространство 49А, созданное установленными полосами 44. Это пространство 49А позволяет использовать многие технические особенности и компоненты системы 31 «блоки на болтах». Например, на этой фотографии показан изолирующий материал 57 в пространстве 49А между блоками 46. Пространство 49А также позволяет удлиненным полосам 55 выходить за поверхность блока 46. Это - полезная характеристика, т.к. балку 56 можно положить на удлиненную полосу 55. Обрешеточные планки 63 можно разместить и прикрепить в пространстве 49А, чтобы панели 58 и стеновую обшивку или т.п. можно было прикрепить к стене 54 на внутренней или наружной поверхности. На верхнем ряде блоков 46 можно установить верхнюю пластину 60. На нее потом можно будет положить ферму 61 крыши или потолочные балки. Также, как одна из возможных различных других характеристик стены 54, показан слой пластмассы 62 - для защиты от ветра и теплоизоляции конструкции. На фиг.7В показана увеличенная фотография стены 54, на которой нагляднее изображена обрешетка 63 и панель 58. На фиг.7С показана фотография, в перспективе, стены 54 - нагляднее показаны балка 56 и ферма 61. Нужно отметить, что внутри полости 49 предусмотрено место для водопроводных труб 59. Нужно также отметить наличие затяжки 64 рядом с основанием; показана возможность соединения нижней части стены с помощью системы 31 «блоки на болтах» с примыкающей конструкцией или с другой частью фундамента.
На фиг.8А-D показано несколько фотографий, с разными перспективами: показан способ прикрепления конструкции покрытия 61 к стене 54, выполненной по системе 31 «блоки на болтах». Верхняя пластина 60 лежит на верхней поверхности блока 46. Конструкция 61 фермы или балки крыши примыкает к верху верхней пластины 60 и контактирует с ней. Предусмотрено средство для прикрепления 65 фермы 61 к блоку 46. Здесь средством 65 является стальной хомут вокруг фермы 61, который прочно соединяет ферму 61. Эта прочность обеспечивается за счет того, что стальной хомут 65 вставлен в полость 49 и вокруг закрепленной полосы 44, тем самым жестко, и с возможностью съема, соединяя ферму 61 с полосой 44 и, поэтому, со стеной 54.
На фиг. 9А-9Е показаны схемы возможных конструкций, выполняемых системой 31 «блоки на болтах». Согласно фиг.9А стена из блоков 46 помещена внутри разработанного грунта 70 и вокруг нее расположен фундамент 71. Показаны удлиненные затяжки или стержни 64 (один или более) для закрепления и прикрепления стены системы 31 «блоки на болтах» к фундаменту. На фиг.9В показаны ряды уложенных друг на друга блоков 45В. На фиг.9С показана конструкция 73 нелинейной, или неправильной, формы. Здесь отдельные блоки 72 имеют радиусы для скругления. Согласно фиг.9D общая перемычка 74 образована системой 31 «блоки на болтах» вертикальными блоками 76, скрепленными вместе над дверным проемом 77. Блоки 46 расположены в шахматном порядке и вокруг проема по периметру 75. На фиг.9Е показана система ступеней; представлено, как можно практически использовать систему 31 «блоки на болтах» для создания лестничного марша для двери или проемов 77 в конструкции системы 31 «блоки на болтах». Блоки 46 соединены различными полосами 44 согласно приводимому ниже описанию с обращением к фиг.11.
На фиг.10А-10G показаны фотографии устройств прикрепления, которые являются примерами, показываемыми с прототипной стеной, выполненной согласно системе 31 «блоки на болтах». Большинство этих устройств изложено в предыдущих абзацах, и поясняются только отдельные позиции. На фиг.10А показан пример электрической проводки или кабеля 66, который выступает из поверхности блока 46. Проводка 66 пересекает внутри блок 46 в полости 49 и проходит через пространство 49А. На фиг.10С дверной брус 68 прикреплен к пространству 49А при помощи крепежных средств. На фиг.10D показаны подкладки 67. Хотя система 31 «блоки на болтах» обеспечивает очень хорошую вертикальность и горизонтальность, но специалисту будет понятна необходимость иметь средства для выправления отклонений. Предполагается, что эта система будет особо целесообразной в странах третьего мира, при ликвидации последствий бедствий, когда допустимо будет использование несколько поврежденного материала, и допустимы будут некоторые недостатки материала. На фиг.10F показано крепежное средство 69 для монтирования стены. Специалисту в области крепежа будет ясно, что с системой 31 «блоки на болтах» можно будет использовать множество разных крепежных средств, например показываемые здесь средства, болты с закрытой проушиной, крюки и т.п.
На фиг. 11А-11М схематически показаны полосы и крепления для системы 31 «блоки на болтах». Эти полосы приводятся в качестве примера, и они не ограничивают тип принадлежностей, соответствующих системе 31 «блоки на болтах». На чертеже также показаны две стандартные полосы 78 с отверстием; Н-полоса для соединения блоков 79; полоса 80 двойного «Н» для высокопрочных применений; пластина и соединитель 81 перемычки; двойная удлиненная полоса 82; гнутая полоса 83 для углов и нелинейных соединений; соединительная полоса 84; полоса 85 двойного ряда; полоса 86 пластины основания; полоса 87 с полками пластины основания, которая может быть металлической или неметаллической, для содействия выравниванию блоков; соединительное средство 88 дверной коробки; уменьшенный вариант для кирпича 89; и рукояточное крепежное средство 90, для которого теоретически не требуется какой-либо инструмент. В Таблице В перечислены типы блоков и других принадлежностей.
Таблица ВПринадлежности | |
1 | Блоки в общем.Использование блоков разного типа - использование системы «блоки на болтах» с любой формой полости в элементе кладки, с любой формой блока, со строи |