Конструкция фундамента здания, содержащая огнестойкие армированные легкие цементные панели и металлический каркас

Конструкция фундамента здания, содержащая огнестойкие армированные легкие цементные панели и металлический каркас

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение в целом относится к конструкциям фундаментов, содержащим металлические каркасы и легкие конструкционные цементные панели, указываемые в настоящем описании как КЦ-панели, предназначенные для жилых домов и зданий коммерческого назначения. Более конкретно изобретение относится к огнестойким конструкциям фундаментов, панели которых прикреплены к стальным каркасам с помощью механических или клеевых соединений. Панели используются в перегородках, противостоящих сдвигающим усилиям, и элементах фундаментов, несущих нагрузку от веса конструкций.

Предлагаемая конструкция фундамента при использовании со стальными каркасами обладает следующими достоинствами: огнестойкость, стойкость к действию воды, стойкость к действию плесени, высокая удельная прочность и жесткость, снижение стоимости строительства за счет убыстрения сборки, уменьшенные размеры фундамента благодаря снижению веса здания и увеличение отношения полезного объема здания к площади его основания. Также достоинством стенок фундамента является наличие в них полостей, которые могут быть заполнены изоляционным материалом, а также в них можно прокладывать электрические кабели, водопроводные трубы или другие инженерные коммуникации. Кроме того, внутренняя стенка фундамента в соответствии с настоящим изобретением не требует дополнительной отделки. Такая стенка практически не даст усадки, и соответственно исключается образование трещин, связанных с усадкой, что происходит в случае заливных фундаментов, когда испаряются излишки воды, добавленной в материал фундамента перед его заливкой. Кроме того, исключаются проблемы с воздействием на окружающую среду, которое происходит при получении на месте заливных фундаментов.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Внутренние конструкции фундаментов жилых домов и легких зданий коммерческого назначения обычно состоят из забетонированных панелей и стен из залитого бетона или кирпичных стен, установленных на забетонированных фундаментных опорах.

Типичные фундаментные перекрытия представляют собой забетонированные панели, стоящие на забетонированных фундаментных опорах.

В последнее время при создании полезных площадей и возведении всей конструкции здания все более широко используются металлические каркасные конструкции. Самым известным и самым распространенным способом создания металлических каркасов является использование металлических профилей, обычно изготавливаемых путем прокатки стальных (иногда алюминиевых) листов. Такие металлические элементы каркасов или стойки, часто используемые при возведении и усилении конструкций жилых домов и зданий коммерческого назначения, представляют собой профили, имеющие в целом П-образную форму (швеллер) с широкой стенкой и сравнительно невысокими полками, имеющими постоянную толщину. Для улучшения характеристик прочности и жесткости стоек или элементов каркаса края полок швеллерного профиля загибаются внутрь для формирования выступов, параллельных плоскости стенки швеллера, так что полученный элемент имеет С-образный профиль.

Внешние размеры металлических элементов каркаса и стоек, их вес или толщина стенок могут варьироваться. Обычно такие элементы имеют следующие примерные размеры: ширина - 4 дюйма (10 см), глубина - 2 дюйма (5 см), что соответствует ширине и глубине деревянных каркасов, причем выступы могут отходить от полок стойки на расстояние от 1/4 дюйма до 1/2 дюйма (от 0,63 см до 1,3 см). Для изготовления конструкций жилых домов и конструкций стен зданий коммерческого назначения может использоваться металл толщиной 18-20. Для изготовления каркасов для некоторых жилых домов и зданий коммерческого назначения, в частности многоэтажных зданий, используется более толстый листовой металл.

Были разработаны различные способы соединения и фиксации металлических каркасов и стоек стен. В наиболее распространенном способе металлические стойки вставляют и закрепляют в металлических направляющих с помощью винтов, проходящих с наружной стороны направляющей в прилегающую металлическую стойку через просверленные отверстия. Аналогично, в имеющихся на рынке устройствах для соединения элементов металлических каркасов используются, например, соединительные скобы, соединительные элементы, работающие на срез, пластинчатые соединители, а чаще всего винты и болты, вводимые внутрь с внешней стороны направляющих или стоек.

В модифицированных металлических стойках и элементах каркаса формировались желобки, выступы и скобы, предназначенные для облегчения соединения этих стоек и элементов каркаса с соседними стойками и элементами каркаса и/или поперечинами или другими элементами, используемыми для усиления стоек и элементов каркаса. Обычно соединители, такие как, например, скобы, петли и пластинчатые соединители, используемые в настоящее время для соединения между собой металлических стоек, сверлятся и привинчиваются на месте установки. Сверление и привинчивание незакрепленных соединителей представляют опасность для рабочего, поскольку обычно соединители имеют небольшие размеры и вес, и поэтому могут легко захватываться и закручиваться ручной дрелью.

В патенте США 6,799,407 описывается система соединения металлических элементов каркаса, направляющих и стоек с помощью различных соединителей и перфораций. Соединители имеют специальную форму и предназначены для прилегания к элементам каркаса, направляющим и стойкам и соединения с ними. Соединители обеспечивают прикрепление одного элемента, направляющей или стойки к другому элементу, направляющей или стойке с помощью креплений, вставляемых изнутри соединителей наружу в такой элемент, направляющую или стойку. Направляющие имеют специальную форму для соединения с другими направляющими или стойками с помощью крепежных элементов, вставляемых изнутри или снаружи, в трех измерениях, причем рабочие поверхности направляющих и стоек при этом остаются свободными от головок крепежных элементов или от других выступов. Используется традиционный швеллерный профиль элементов каркаса или стоек, изготавливаемых из листовой стали или из листового алюминия. В предложенной системе швеллерные элементы содержат многие или все рамные элементы конструкций для жилых домов и зданий коммерческого назначения, такие как, например, стойки стен, направляющие, ригели, вальмы, балки перекрытия, стропила, полки, соединители стоек и т.п.

В патенте США №5,687,538 описывается конструкционный элемент каркаса, имеющий С-образный профиль и содержащий основную плоскую стенку и две боковые плоские полки, отходящие от основной стенки под прямым углом. Боковые полки снабжены направленным внутрь выступом, который в целом параллелен основной стенке. Характеристики секций балок металлических каркасов улучшаются путем штамповки продольных элементов жесткости, перпендикулярных верхней и нижней боковым полкам, имеющих минимальную глубину 0,01 дюйма (0,025 мм) и проходящих вдоль основной плоской стенки по всей длине секции. Путем соединения этих продольных элементов жесткости с выдавленными диагональными элементами жесткости (могут быть и другие варианты) создавался ряд примыкающих геометрических фигур между продольными соединениями для увеличения жесткости стенки примыкающими геометрическими элементами жесткости, которые обеспечивают несущую способность больше для аксиальных деформаций, чем для чистых деформаций сдвига.

В патенте США №6,620,487 описывается усиленная легкая конструкционная цементная панель (КЦ-панель), способная сохранять свои размеры, которая способна противостоять сдвигающим нагрузкам при ее креплении к каркасу, причем такие нагрузки равны или превышают сдвигающие нагрузки, обеспечиваемые панелями из многослойной фанеры или из древесных плит с ориентированной длинноразмерной стружкой. В панелях используется внутренний слой из однородной фазы, получаемой отверждением водной смеси альфа-полугидрата сульфата кальция, гидравлического цемента, активного пуццолана и извести, причем полученная однородная фаза усиливается стеклянными волокнами, стойкими к действию щелочей, и содержит керамические микросферы, или смесь керамических и полимерных микросфер, или же, при необходимости, вместо полимерных микросфер может использоваться дополнительная вода для регулирования плотности и гвоздимости (например, путем формирования однородной фазы из водной смеси, в которой отношение количества воды к количеству реакционноспособного порошка составляет от 0,6/1 до 0,7/1), или их комбинации. По меньшей мере одна внешняя поверхность панелей может содержать отвержденную однородную фазу, усиленную стеклянными волокнами и содержащую достаточное количество полимерных микросфер для улучшения гвоздимости или полученную при таком отношении количества воды к количеству реакционноспособного порошка, которое обеспечивает результат, аналогичный результату, получаемому при использовании полимерных микросфер, или их сочетания.

В патенте США №No. 6,241,815 раскрываются составы, пригодные для использования в КЦ-панелях.

В публикации США №2005/0064164 (патентная заявка США №10/666,294) раскрывается способ получения многослойного материала для конструкционных цементных панелей (КЦ-панелей) и КЦ-панели, получаемые с использованием такого способа. После первоначального осаждения свободно распределенных нарезанных волокон или слоя цементного теста на движущуюся ленту волокна осаждаются на слой цементного теста. Специальное устройство замешивает осажденные волокна в цементное тесто, после чего добавляются дополнительные чередующиеся слои цементного теста и нарезанного волокна с замешиванием добавленных волокон в цементное тесто. При необходимости процесс повторяется для каждого слоя плиты.

Для того чтобы КЦ-панели можно было использовать в строительстве, они должны удовлетворять требованиям строительных стандартов к характеристикам прочности на сдвиг, нагрузочной способности, разбуханию, вызываемому водой, и огнестойкости, измеряемых в соответствии с общепризнанными методиками, такими как ASTM E72, ASTM 661 и ASTM С 1185 или аналогичными, применяемыми к листам из конструкционной многослойной фанеры. КЦ-панели также испытываются на огнестойкость в соответствии с ASTM Е-136 (многослойная фанера не удовлетворяет требованиям этого стандарта).

При испытаниях панелей в соответствии с методикой ASTM 661 и методикой S-1 испытаний АРА (Американская ассоциация производителей фанеры) для пролета 16 дюймов (40,6 см) панели должны иметь предельную нагрузку не менее 550 фунтов (250 кг) при статическом нагружении, предельную нагрузку не менее 400 фунтов (182 кг) при ударном воздействии и отклонение менее 0,078 дюйма (1,98 мм) при статическом нагружении и ударном воздействии грузом 200 фунтов (90,9 кг).

- Предел прочности на сдвиг для панели толщиной 0,5 дюйма (12,7 мм), измеренный по методике ASTM E72 с использованием размера гвоздей и их шага, должен быть не менее 720 фунт/фут (1072 кг/м).

- Панель размерами 4×8 футов и толщиной 1/2 дюйма (1,22 м×2,44 м×12,7 мм) должна весить не более 99 фунтов (44,9 кг) и предпочтительно не более 85 фунтов (38,6 кг).

- Панель должна разрезаться циркулярными пилами, используемыми для распиливания дерева.

- Панель должна быть пригодна для крепления к элементам каркаса с помощью гвоздей или винтов.

- Панель должна быть пригодна для машинной обработки, так чтобы в ней можно было выполнить кромки выступов и канавок.

- Панель должна сохранять свои размеры при действии на нее воды, то есть ее расширение должно быть минимальным, предпочтительно менее 0,1% при измерении в соответствии с методикой ASTM С 1185.

- Панель должна быть стойкой к биологическому разложению и к атакам насекомых, она не должна гнить.

- Панель должна обеспечивать основу для нанесения внешних отделочных систем.

- Панель должна быть огнестойкой, как это определяется в ASTM E136.

- После отверждения в течение 28 дней изгибная прочность панели толщиной 0,5 дюйма (12,7 мм), имеющей плотность в сухом состоянии не более 65-95 фунт/фут³ (1041-1520 кг/м³), после выдерживания в воде в течение 48 часов, должна быть не менее 2500 psi (17,2 МПа) при измерении в соответствии с ASTM С 947. Панель должна сохранять по меньшей мере 75% своей прочности, измеренной в сухом состоянии.

Имеется потребность в конструкции фундамента, которая была бы экономичной, простой в установке, огнестойкой и имела бы длительный срок службы.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к конструкции фундамента для жилых домов и легких построек для коммерческих целей, причем конструкция содержит металлический каркас и легкие КЦ-панели в качестве стенок жесткости. Пол фундамента может быть выполнен из легких КЦ-панелей на металлическом каркасе или это может быть наливной бетонный пол.

Типичные композиции, используемые в вариантах КЦ-панелей в соответствии с настоящим изобретением, позволяющие получить необходимое сочетание низкой плотности, повышенной изгибной прочности, гвоздимости и способности к обработке резанием, содержат неорганический вяжущий материал (например, строительный гипс, портланд-цемент или другие гидравлические цементы), в котором по всему объему равномерно распределены стеклянные волокна, облегчающие наполнители (например, полые стеклянные микросферы, полые керамические микросферы и/или перлит), а также суперпластификатор, то есть высокоэффективная пластифицирующая добавка, например полинафталин-сульфонат, полиакрилаты и т.п. К смеси могут добавляться другие вспомогательные материалы, такие как ускоряющие или замедляющие добавки, а также добавки, регулирующие вязкость, для обеспечения требований используемых технологических процессов.

В предлагаемой в настоящем изобретении конструкции могут использоваться однослойные или многослойные КЦ-панели. Однослойная или многослойная панель при необходимости может быть снабжена сетчатым листом, например сеткой из стекловолокна.

В вариантах осуществления изобретения, в которых используется несколько слоев, композиции материалов слоев могут быть одинаковыми или могут отличаться. Например, КЦ-панель может содержать внутренний слой из однородной фазы и по меньшей мере один внешний слой из однородной фазы на каждой противолежащей стороне внутреннего слоя, причем по меньшей мере один внешний слой из однородной фазы на каждой противолежащей стороне внутреннего слоя содержит больше стеклянных волокон, в процентном содержании, по сравнению с внутренним слоем. При этом повышается жесткость и прочность панелей. Могут использоваться только стеклянные волокна или вместе с ними добавляют и другие негорючие волокна, например стальные.

В другом варианте используется панель с многослойной структурой, содержащей по меньшей мере один внешний слой с улучшенной гвоздимостью и способностью к обработке резанием. Это достигается за счет использования более высокого отношения количества воды к количеству реакционноспособного порошка (описан ниже) при получении внешних слоев по сравнению с внутренним слоем. Малая толщина поверхностного слоя, а также небольшое содержание полимера может улучшить гвоздимость без ухудшения огнестойкости. Однако высокое содержание полимера может приводить к тому, что продукт не будет удовлетворять требованиям по огнестойкости.

КЦ-панели могут быть соединены с элементами металлического каркаса, например со стойками, с помощью механических крепежных элементов, таких как, например, винты, заклепки и т.п., а также с помощью клеящих материалов. Клеящий материал может быть нанесен на панели на заводе или на месте установки. Если клеящий материал наносится предварительно, то это могут быть клеящие полосы, покрытые полосами удаляемой ленты.

Соединение КЦ-панелей с элементами металлического каркаса может обеспечивать улучшение механических характеристик конструкции, то есть панели и стойки или балки вместе могут выдерживать большие нагрузки по сравнению с каркасом без панелей.

Сочетание металлического каркаса с КЦ-панелями позволяет достигать синергического эффекта в получении полностью негорючей конструкции фундамента. Использование полностью негорючей КЦ-панели на легком металлическом каркасе позволяет получить конструкцию, все элементы которой удовлетворяют требованиям ASTM Е-136. Например, конструкция может содержать КЦ-панели на каркасе, в котором могут использоваться стандартные легкие холоднокатаные стальные швеллерные и двутавровые профили, трубы прямоугольного сечения и легкие строительные секции.

Предлагаемая в настоящем изобретении конструкция фундамента, состоящая из КЦ-панелей на металлическом каркасе, может иметь более высокую удельную жесткость по сравнению с конструкцией несущей кирпичной кладки. Удельная жесткость определяется как вес на единицу поверхности стенки жесткости в фунтах на квадратный фут, который удовлетворяет требованиям к расчетному отклонению и по меньшей мере одному требованию к соответствующей прочности для определенного пролета и условий нагружения. Под прочностью в вышеприведенном определении понимается прочность в продольном направлении, изгибная прочность и/или прочность на сдвиг для вертикальных и/или горизонтальных нагрузок, действующих на стенку жесткости. Вертикальные нагрузки состоят из полезной нагрузки и/или собственного веса.

Например, здание, в котором для стенок жесткости используются КЦ-панели на стальном каркасе, будут характеризоваться пониженным собственным весом по сравнению со зданием, в котором используются стенки из бетонных строительных блоков, имеющих такую же толщину и высоту. В качестве примера возьмем здание, для которого необходимо использовать 200 погонных футов (61 погонный метр) стенок жесткости с номинальной прочностью на сдвиг, равной 500 фунтов на погонный фут (744 кг/м), толщиной 4 дюйма (10 см) и высотой 8 футов (2,4 м). В этом случае использование конструкции, содержащей КЦ-панели на металлическом каркасе, уменьшает собственный вес стенок жесткости здания на 41600 фунтов по сравнению со стенками жесткости из бетонных строительных блоков. Такое уменьшение собственного веса может обеспечивать возможность уменьшения размеров конструкционных элементов на нижних этажах здания или уменьшения размеров фундамента здания. Сравнимая экономия веса достигается, когда конструкция фундамента, состоящая из КЦ-панелей на металлическом каркасе, используется вместо традиционных кирпичных или монолитных стенок одинаковой длины и высоты.

Предлагаемая в настоящем изобретении конструкция фундамента с вертикальной стенкой жесткости на легком металлическом каркасе, состоящем, как правило, из холоднокатаных элементов, обычно устойчива к действию воды и может быть загерметизирована для предотвращения просачивания грунтовых вод.

Предпочтительно несущая способность стенки жесткости предлагаемой в настоящем изобретении конструкции не должна снижаться более чем на 25% (более предпочтительно более чем на 20%) при действии воды в испытании, когда над горизонтально установленной КЦ-панелью толщиной 3/4 дюйма (1,9 см), прикрепленной к металлическому каркасу размерами 10×20 футов (3×6 м), в течение 24 часов поддерживается столб воды 2 дюйма (5,1 см). В таком испытании величина столба воды, равная 2 дюймам (5,1 см), поддерживается путем контроля и пополнения воды с 15-минутными интервалами. Затем конструкция устанавливается вертикально, и выполняется измерение несущей способности вертикальной стенки жесткости.

Предпочтительно предлагаемая в настоящем изобретении конструкция не должна поглощать более 0,7 фунт/фут² (3,4 кг/м²) воды при действии воды в испытании, когда над КЦ-панелью толщиной 3/4 дюйма (1,9 см), прикрепленной к металлическому каркасу размерами 10×20 футов (3×6 м), в течение 24 часов поддерживается столб воды 2 дюйма (5,1 см). В таком испытании величина столба воды, равная 2 дюймам (5,1 см), поддерживается путем контроля и пополнения воды с 15-минутными интервалами.

Кроме того, сочетание негорючих КЦ-панелей с металлическим каркасом позволяет получить конструкцию, которая устойчива к набуханию под действием воды. Предпочтительно предлагаемая в настоящем изобретении конструкция, представляющая собой перегородку размерами 10×20 футов (3×6 м) из КЦ-панелей, прикрепленных к металлическому каркасу размерами 10×20 футов (3×6 м), не должна разбухать более чем на 5% при действии воды в испытании, когда над КЦ-панелями, прикрепленными к металлическому каркасу, в течение 24 часов поддерживается столб воды 2 дюйма (5,1 см). В таком испытании величина столба воды, равная 2 дюймам (5,1 см), поддерживается путем контроля и пополнения воды с 15-минутными интервалами.

Кроме того, предлагаемая в настоящем изобретении конструкция стенок и пола фундамента, в которой используются соответственно стенки и перекрытие из КЦ-панелей на металлическом каркасе, является стойкой к гниению и к поражению плесенью. Предпочтительно каждый компонент предлагаемой в настоящем изобретении конструкции должен отвечать требованиям стандарта ASTM G-21, в испытаниях по которому конструкция получает оценку порядка 1, и требованиям стандарта ASTM D-3273, в испытаниях по которому конструкция получает оценку порядка 10. Предпочтительно для предлагаемой в настоящем изобретении конструкции, когда она находится в чистом состоянии, скорость роста бактерий должна быть практически равна нулю.

Другой характеристикой предлагаемой в изобретении конструкции, состоящей из КЦ-панелей на металлическом каркасе, является ее несъедобность для термитов.

Потенциальным достоинством настоящего изобретения является то, что благодаря прочности и легкости предлагаемая в изобретении конструкция, состоящая из горизонтального перекрытия, содержащего КЦ-панели толщиной 3/4 или 1/2 дюйма (1,9 см или 1,3 см) на металлическом каркасе, обеспечивает эффективное использование объема здания для заданной площади основания, в результате чего обеспечивается максимум объема здания для заданной площади основания. Таким образом, предлагаемая в настоящем изобретении конструкция может обеспечить более эффективное использование объема здания, более высокие потолки или даже большее число перегородок в зданиях с ограничениями по высоте. Для конструкции фундамента типичная толщина КЦ-панелей находится в диапазоне 0,5-1,5 дюйма (1,3-3,8 см).

Потенциальным достоинством настоящего изобретения является то, что благодаря своей прочности и легкости вертикальная стенка жесткости, содержащая КЦ-панели толщиной 3/4 или 1/2 дюйма (1,9 см или 1,3 см) на металлическом каркасе, обеспечивает эффективное использование объема здания для заданной площади основания, в результате чего обеспечивается максимум объема здания для заданной площади основания. Таким образом, предлагаемая в настоящем изобретении конструкция может обеспечить более эффективное использование объема здания, более высокие потолки или даже большее число стенок жесткости в зданиях с ограничениями по высоте.

Строительные нормы и стандарты содержат требования к минимальной толщине кирпичных стенок жесткости. Минимальная номинальная толщина кирпичных стенок жесткости для одноэтажных зданий составляет 6 дюймов. Минимальная толщина кирпичных стенок жесткости для зданий с количеством этажей более одного составляет 8 дюймов. Для стенок жесткости, содержащих КЦ-панели на стальном каркасе, аналогичные требования к минимальной толщине не предъявляются, и поэтому они могут рассчитываться в соответствии с принятыми методиками расчета при толщинах, которые меньше 6 дюймов (15 см) в случае одноэтажных зданий и меньше 8 дюймов (20 см) для зданий с количеством этажей более одного. Использование стенок жесткости, содержащих КЦ-панели на металлическом каркасе, толщиной 6 дюймов (15,2 см) вместо кирпичных стенок жесткости толщиной 8 дюймов может дать существенное увеличение полезного объема здания.

Возьмем в качестве примера трехэтажное здание общей площадью 30000 фут² (2787 м²), площадь каждого этажа которого может составлять 10000 фут² (929 м²), с высотой потолков 10 футов (3 м). Предположим, что здание имеет в плане квадратную форму с длиной стороны квадрата 100 футов (30,5 м), то есть длина периметра равна 400 футов (122 м). В этом примере предполагается, что для здания требуется 100 погонных футов (30,5 м) стенок жесткости в каркасе здания для выполнения требований к прочности здания на сдвиг. При использовании стенок жесткости, содержащих КЦ-панели на металлическом каркасе, включая стенки периметра, толщиной 6 дюймов (15,2 см) вместо кирпичных стенок жесткости толщиной 8 дюймов (20,3 см) полезный объем трехэтажного здания общей площадью 30000 фут² (2787 м²) увеличивается на 2500 фут³ (71 м³).

Легкость конструкции позволяет ослабить проблему "мертвого груза", актуальную для кирпичных или бетонных конструкций. Меньший собственный вес также позволяет возводить здания сравнимых размеров на менее устойчивом грунте с меньшей несущей способностью.

Кроме того, достоинством настоящего изобретения является то, что предлагаемая в нем конструкция является ненаправленной. То есть панели, используемые в настоящем изобретении, можно устанавливать по длине параллельно или перпендикулярно металлическим стойками или балкам каркаса без потери прочности или несущей способности всей конструкции. Таким образом, способность конструкции успешно выдерживать собственный и полезный вес не меняется в зависимости от ориентации КЦ-панелей в металлическом каркасе.

Поскольку толщина плиты влияет на ее физические и механические характеристики, такие как, например, вес, несущая способность, прочность на сдвиг и другие, то требуемые характеристики будут изменяться при изменении толщины плиты. Таким образом, панель толщиной 0,5 дюйма (12,7 мм), используемая в стенке жесткости, должна удовлетворять, например, следующим требованиям.

Панель толщиной 0,5 дюйма (12,7 мм) при ее использовании в стенке должна иметь прочность на сдвиг не менее 720 фунтов на погонный фут (1072 кг/м) при измерении в соответствии с методикой испытаний ASTM E72 с использованием соответствующих металлических стоек, крепежных элементов, разнесения стоек и точек крепления.

Панель размерами 4×8 футов и толщиной 1/2 дюйма (1,22 м×2,44 м×12,7 мм) обычно весит не более 104 фунтов (47 кг) и предпочтительно не более 96 фунтов (44 кг).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фигура 1 - вид в перспективе типичной конфигурации компонентов для первого варианта конструкции стенки фундамента в соответствии с настоящим изобретением.

Фигура 2 - вид в перспективе типичной конфигурации компонентов для второго варианта конструкции стенки фундамента в соответствии с настоящим изобретением.

Фигура 3 - вид в перспективе типичной конфигурации компонентов для третьего варианта конструкции стенки фундамента, стойки которой устанавливаются со сдвигом, в соответствии с настоящим изобретением.

Фигура 3А - вид сверху сечения по линии IIIA-IIIA конструкции, изображенной на фигуре 3, на которой можно видеть внутреннюю и внешнюю стенки.

Фигура 3В - вид в перспективе типичной конфигурации компонентов для четвертого варианта конструкции стенки фундамента в соответствии с настоящим изобретением, в которой используются два слоя КЦ-панелей, один горизонтальный и один вертикальный.

Фигура 4 - вид в перспективе конструкции перекрытия пола подвала, в которой используется стенка, изображенная на фигуре 1.

Фигура 5 - вид в перспективе увеличенной части конструкции пола подвала, изображенной на фигуре 4, в которой балки опираются на фундаментную опору.

Фигура 6 - вид в перспективе увеличенной части модифицированной конструкции пола подвала, изображенной на фигуре 4, в которой балки прикреплены к каркасу стенки.

Фигура 6А - вид в перспективе увеличенной части модифицированной конструкции пола, изображенной на фигуре 4, в которой балки опираются на балку-перемычку, опирающуюся на фундаментные плиты.

Фигура 7 - два вида в перспективе увеличенной части стенок, изображенных на фигуре 4, с КЦ-панелями, установленными горизонтально, причем на обоих видах показаны стержни-прокладки между КЦ-панелями: на одном виде показаны КЦ-панели перед тем, как они составляются вместе, и на другом виде КЦ-панели показаны прижатыми друг к другу.

Фигура 8 - вид в перспективе конструкции пола, используемой вместе со стенкой, изображенной на фигуре 1, причем КЦ-панели стенки ориентированы вертикально.

Фигура 9 - два вида в перспективе увеличенной части стенок, изображенных на фигуре 8, с КЦ-панелями, установленными вертикально, причем на обоих видах показаны стержни-прокладки между КЦ-панелями: на одном виде показаны КЦ-панели перед тем, как они составляются вместе, и на другом виде КЦ-панели показаны прижатыми друг к другу.

Фигура 10 - вид в перспективе устройства угла конструкции фундамента в соответствии с настоящим изобретением.

Фигура 10А - вид в перспективе предварительно изготовленного углового элемента, а также увеличенный вид верхней части углового элемента.

Фигура 10В - вид предварительно изготовленной угловой панели вместе со стойками в конструкции стенки фундамента (в разобранном и собранном положении).

Фигура 11А - вид фундаментной опоры вместе цементным или бетонным полом.

Фигура 11В - вид другого варианта конструкции пола фундамента, содержащей КЦ-панели, установленные на гофрированном металлическом листе, в соответствии с настоящим изобретением.

Фигура 12 - вариант устройства КЦ-панели, которая может использоваться в конструкции пола фундамента, изображенной на фигуре 4 или фигуре 11В, и в которой на КЦ-панель заранее наносятся полосы клеящего материала, и до использования эти полосы закрыты удаляемой лентой.

Фигура 12А - вид в перспективе варианта конструкции, изображенной на фигуре 12.

Фигура 12В - вид панели, изображенной на фигуре 12А, установленной на балки.

Фигуры 13, 14 и 15 - виды типовых конструкций с указанием размеров шипа и паза, используемых в КЦ-панели толщиной 0,75 дюйма (1,9 см).

Фигура 16 - вид сбоку многослойной КЦ-панели.

Фигура 17 - вид собранного металлического (напр., стального) каркаса пола.

Фигура 17А - вид крепления С-образных балок металлического каркаса к балке-перемычке.

Фигура 18 - увеличенный вид части каркаса, изображенного на фигуре 17.

Фигура 19 - схема испытательной конструкции пола из КЦ-панелей, прикрепленных к каркасу, изображенному на фигуре 17.

Фигуры 20, 21, 22 и 23 - увеличенные виды соответствующих частей пола, изображенного на фигуре 19.

Фигура 24 - вид каркаса, изображенного на фигуре 17, с прикрепленной стенкой жесткости, изображенной на фигуре 19, которая установлена на стенде для испытаний стенок жесткости (диафрагм).

Фигура 25 - увеличенный вид части стенда, изображенного на фигуре 24.

Фигура 26 - график изменения отклонения в зависимости от нагрузки, полученный по результатам испытаний на стенде для испытаний стенок жесткости (диафрагм).

Фигура 27 - фотография стенки жесткости, содержащей КЦ-панель и металлический каркас, установленной на испытательном стенде, схема которого представлена на фигуре 24, для испытаний на расчетную нагрузку.

Фигура 28 - фотография стенки жесткости, содержащей КЦ-панель и с металлический каркас, не прошедшей испытание на испытательном стенде, схема которого представлена на фигуре 24.

Фигура 29 - схематический вид в вертикальном разрезе установки, предназначенной для осуществления способа изготовления КЦ-панелей.

Фигура 30 - вид в перспективе станции подачи цементного теста, используемой в процессе изготовления КЦ-панелей.

Фигура 31 - вид сверху в плане части перемешивающего устройства, предназначенного для использования в процессе изготовления КЦ-панелей.

Фигура 32 - вид каркаса пола, использованного при проведении испытаний в соответствии с методикой AISI TS-7.

Фигура 33 - вид одного из полов из КЦ-панелей, использованного при проведении испытаний в соответствии с методикой AISI TS-7.

Фигура 34 - вид испытательного стенда, использованного при проведении испытаний в соответствии с методикой AISI TS-7.

Фигура 35 - график результатов испытаний пола типа диафрагмы (метод консоли) в соответствии с AISI TS-7 при использовании КЦ-панели толщиной 3/4 дюйма (1,9 см) с шагом точек крепления 4-12 дюймов (10,1-30,5 см).

Фигура 36 - график результатов испытаний пола типа диафрагмы (метод консоли) в соответствии с AISI TS-7 при использовании КЦ-панели толщиной 3/4 дюйма (1,9 см) в сравнении с многослойной фанерой толщиной 3/4 дюйма (1,9 см) с шагом точек крепления 6 -12 дюймов (15,2-30,5 см).

Фигура 37 - график результатов испытаний пола типа диафрагмы (метод консоли) в соответствии с AISI TS-7 при использовании КЦ-панели толщиной 3/4 дюйма (1,9 см) с использованием клеящего материала.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фигуре 1 приведен вид в перспективе типичной конфигурации компонентов для первого варианта конструкции стенки 10 фундамента в соответствии с настоящим изобретением. Стенка 10 фундамента в соответствии с первым вариантом содержит КЦ-панели 4, составляющие вертикальные внешние стенки фундамента, прикрепленные к С-образным стойкам 12, которые прикреплены к нижней направляющей 16 и к верхней направляющей 14. КЦ-панели 4, 40 (см. фигуру 3А) могут быть прикреплены к внешней поверхности и, при необходимости, к внутренней поверхности стоек 12 с использованием любого известного способа. Нижняя направляющая 16 опирается на фундаментные опоры 20. В этом варианте конструкции фундаментные опоры 20 находятся ниже уровня "G" поверхности земли. На внешнюю поверхность внешней КЦ-панели 4 может быть нанесено гидроизоляционное покрытие, например смола или полимерное покрытие.

Наряду с другими требованиями, относящимися к сдвигающей нагрузке и несущей способности, стенки фундамента обычно выполняются таким образом, чтобы они противостояли напряжениям, возникающим при замерзании и оттаивании, были стойкими к ударам гравия и выдерживали давление окружающего грунта.

Стойки 12 обычно имеют С-образную форму. Более конкретно, стойки 12 состоят из стенки 13 и двух Г-образных полок 15, отходящих перпендикулярно от стенки 13. Металлические стойки 12 прикреплены одним концом к нижней направляющей 16 с использованием механических крепежных элементов, таких как, например, винты или заклепки. Металлические стойки 12 прикреплены к верхней направляющей 14 аналогичным образом. Нижняя направляющая 16 имеет швеллерный или С-образный профиль с центральной стенкой 17 и двумя полками 19, отходящими от стенки 17. В рассматриваемой конструкции фундамента стенка 19 нижней направляющей 16 обычно прикреплена к фундаментным опорам 20 с помощью традиционных крепежных элементов, таких как винты, болты, заклепки и т.п.

Через выровненные отверстия в стенках 13 стоек может пропускаться позиционирующий элемент 11. Как правило, позиционирующий элемент 11 стоек представляет собой длинный стержень, имеющий обычно U-образное или V-образное сечение по всей его длине и снабженный вырезами (не показаны) в плоских боковых частях. Вырезы открываются к продольному внешнему краю соответствующей боковой части для зацепления с соответствующим отверстием в стойке. Позиционирующий элемент необязательно должен иметь U-образное или V-образное сечение.

На фигуре 2 приведен вид в перспективе типичной конфигурации компонентов для второго варианта конструкции стенки 30 фундамента в соответствии с настоящим изобретением. Стенка 30 фундамента содержит КЦ-панели 4, составляющие вертикальные внешние стенки фундамента, прикрепленные к С-образным стойкам 12, которые прикреплены к нижней металлической обвязке 36 и верхней металлической обвязке 34. Полосы КЦ-панелей 40 прикреплены к внутренней поверхности стоек 12. КЦ-панели 4, 40 могут быть прикреплены к внешней поверхности и, при необходимости, к внутренней поверхности стоек 12 с использованием любого известного способа. Нижняя обвязка 36 опирается на фундаментные опоры 20. В этом варианте конструкции фундаментные опоры 20 находятся ниже уровня "G" поверхности земли.

Металлические стойки 12 прикреплены одним концом к нижней обвязке 36 с использованием механических крепежных элементов, таких как, например, винты, заклепки и т.п., обычно используемые с уголковыми кронштейнами 38. Аналогичн