Результат интеллектуальной деятельности: КАРКАСНЫЙ МОДУЛЬ ЗДАНИЯ

Изобретение относится к модульному объемно-каркасному строительству и может быть использовано в малоэтажном домостроении для возведения жилых домов, общественных зданий и сооружений.

Известен каркасный модуль здания по Патенту РФ на полезную модель №86634, опубликованный 10.09.2009 г., МПК E04H 1/00, содержащий основание, каркас с внешними и внутренними обшивками и расположенным между ними утеплителем, потолок, пол и крышу и инженерные коммуникации, причем каркас модуля является несущим и выполнен из металлического профиля, образующего жесткую пространственно-замкнутую систему, при этом профиль является фиксирующим элементом для рамной конструкции из деревянного бруса, на которой закреплены внутренняя и внешняя обшивки потолка, стен и пола, при этом все элементы металлического каркаса расположены вне зоны холода и закрыты утеплителем.

Недостатком каркасного модуля здания является недостаточная эффективность объемно-планировочных показателей (отношение площади поверхности ограждающих конструкций к строительному объему модуля).

За прототип взят Патент РФ на полезную модель №127110, опубликованный 20.04.2013, МПК E04H 1/00. Каркасный модуль здания содержит основание, выполненное в виде верхнего и нижнего многоугольника, верхний многоугольник является вписанным в плане в нижний многоугольник и сдвинут на 0,5 стороны нижнего многоугольника, каркас модуля выполнен из прямолинейных металлических профилей-ребер, соединенных между собой крепежными узлами с образованием треугольных граней.

Недостатками прототипа являются недостаточно комфортная форма жилого объема и функциональность каркаса как модуля для создания более объемных конструкций.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание комфортной формы жилого объема и благоприятных условий для размещения жилых комнат путем увеличения вертикальной площади стен комнат, а также расширение возможности объемно-планировочных решений здания за счет создания конструкций, применение которых позволило бы, используя ограниченный набор элементов, расширять площади зданий за счет пристроенных многофункциональных модулей.

Заявляемый технический результат достигается тем, что каркасный модуль здания выполнен из прямолинейных профилей-ребер, соединенных между собой крепежными узлами, расположенными в вершинах образованных треугольных граней оснований, в виде верхнего и нижнего многоугольников, верхний многоугольник является вписанным в плане в нижний многоугольник, причем каждые два ребра, выходящих из одного крепежного узла вершины нижнего многоугольника, соединены с тремя прямолинейными профилями-ребрами посредством крепежных узлов двух вершин верхнего многоугольника, каркасный модуль снабжен дополнительными вертикальными ребрами, выходящими из крепежных узлов вершин нижнего многоугольника, ребра, соединяющие верхний и нижний многоугольники оснований и выходящие из одного крепежного узла вершины нижнего многоугольника, соединены с дополнительными вертикальными ребрами и между собой прямыми вставками, а вершины дополнительных вертикальных ребер соединены с крепежными узлами верхнего многоугольника каркаса.

Вершины дополнительных вертикальных ребер соединены между собой в плоскостях боковых граней вставками.

Дополнительные вертикальные ребра сформированы углами фрагментов стен или самими стенами.

Количество сторон верхнего многоугольника в два раза превышает количество сторон нижнего многоугольника, а каждая вторая сторона верхнего многоугольника совмещена в плане со стороной нижнего многоугольника.

Заявляемый каркасный модуль здания поясняется следующими графическими материалами.

Фиг. 1 - общий вид каркаса модуля.

Фиг. 2 - вид каркасного модуля сверху.

Фиг. 3 - общий вид каркаса модуля в случае, когда количество сторон верхнего многоугольника в два раза превышает количество сторон нижнего многоугольника,

где:

1 - прямолинейные профили - ребра

2 - треугольные грани

3 - верхний многоугольник основания

4 - нижний многоугольник основания

5 - крепежный узел верхнего многоугольника

6 - ребра, соединяющие нижний и верхний многоугольники оснований

7 - крепежный узел нижнего многоугольника

8 - дополнительные вертикальные ребра

9, 10 - прямые вставки

11 - вершины дополнительных вертикальных ребер

12 - вставка, соединяющая вершины дополнительных ребер

13 - фрагмент стены

14 - стена

Каркасный модуль здания выполнен из прямолинейных профилей-ребер 1, соединенных между собой крепежными узлами, расположенными в вершинах (на фиг. поз. не обозначено) образованных треугольных граней 2 оснований. Основания выполнены в виде верхнего 3 и нижнего 4 многоугольников. Верхний многоугольник 3 является вписанным в плане в нижний многоугольник 4. Каждые два ребра 6, выходящих из одного крепежного узла 7 вершины (на фиг. поз. не обозначено) нижнего многоугольника 4 соединены с тремя прямолинейными профилями-ребрами 1 посредством крепежных узлов 5 двух вершин (на фиг. поз. не обозначено) верхнего многоугольника. Каркасный модуль снабжен дополнительными вертикальными ребрами 8, выходящими из крепежных узлов 7 вершин нижнего многоугольника. Ребра 6, соединяющие верхний 3 и нижний 4 многоугольники оснований и выходящие из одного крепежного узла 7 вершины нижнего многоугольника 4, соединены с дополнительными вертикальными ребрами 8 и между собой прямыми вставками соответственно 9 и 10, а вершины 11 дополнительных вертикальных ребер 8 соединены с крепежными узлами 5 верхнего многоугольника каркаса.

В случае изготовления щитовой конструкции стен (деревянная обрешетка с утеплителем), для придания дополнительной жесткости стенам здания, вершины дополнительных вертикальных ребер могут быть соединены между собой металлическими или деревянными вставками 12 в плоскостях боковых граней.

В случае изготовления монолитных стен, например, из легких бетонов с металлической арматурой, дополнительные вертикальные ребра 8 могут быть сформированы углами фрагментов таких стен 13 или самими стенами 14.

Для увеличения вертикальной площади стен количество сторон верхнего многоугольника может в два раза превышать количество сторон нижнего многоугольника. В этом случае каждая вторая сторона верхнего многоугольника 3 будет совмещена в плане со стороной нижнего многоугольника 4, а дополнительные ребра 8 с прямыми вставками 9, 10 и основные ребра каркаса 6, выходящие из одного крепежного узла 7 вершины нижнего многоугольника 4, составляют опорную ферму.

Все элементы предлагаемой конструкции модульного здания могут быть изготовлены непосредственно на стройплощадке.

Процесс сборки в цехе осуществляют следующим образом: формируют нижний четырехугольник каркаса основания 1, который является фундаментом здания. Для повышения надежности конструкции крепежные узлы 7 нижнего многоугольника 4 (например, четырехугольника), устанавливают на свайные опоры. В дальнейшем собирают верхний многоугольник 3 основания каркаса и все четыре опорные фермы. С помощью грузоподъемного механизма поднимают собранный верхний многоугольник 3 основания каркаса, вместе с опорными фермами на высоту, определяемую выбранной длиной элементов опорных ферм, и собирают крепежные узлы 7. По окончании монтажных работ места болтовых соединений можно усилить электросваркой.

На смонтированный таким образом каркас приваривают металлическую арматурную сетку и формируют монолитные поверхности стен и крыши или монтируют деревянные рамы по аналогии с прототипом, которые являются основой для крепления внутренней и внешней обшивок каркаса для потолка, стен и пола модуля.