Способ создания монолитной строительной конструкции

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в качестве способа создания монолитной строительной конструкции при возведении купольных сводов, оболочек, оболочек сложной кривизны, висячих конструкций, висячих оболочек, стен, перегородок, крыш, навесов.

Известны способы создания монолитных строительных конструкций, защищенные патентами РФ №№2112120, 2008420, 2084599, 2084599, 2008419, 2382157. и др., в соответствии с которыми выполняют различающиеся совокупности технологических операций для решения поставленных задач. Недостатками указанных способов являются, в частности, сложность выполнения отдельных технологических операций, их относительно высокая себестоимость и недостаточная для ряда практических случаев механическая прочность изготовленных строительных конструкций.

Наиболее близким к заявленному способ по совокупности выполняемых операций является защищенный патентом №2382157 способ - ближайший аналог. Данный способ возведения строительной конструкции из полимерных материалов включает в том числе сборку каркаса, монтаж его формообразующей обшивки и напыление слоев материала на обшивку. При этом применяют сборно-разборный каркас, который устанавливают с возможностью вращения вокруг своей оси, а обшивку каркаса выполняют в виде замкнутой оболочки из материала, выбранного для оформления внутренней стороны сооружения. Оболочку соединяют посредством воздуховода с пневматическим напорным устройством и создают избыточное давление в ее внутренней полости. После чего производят напыление полимерного материала на вращающуюся оболочку, чередуя слой вспененного полимерного материала с армирующим слоем до достижения толщины стенки сооружения, обеспечивающей его заданные свойства, а после отверждения последнего слоя вырезают отверстие и через него разбирают каркас. Способ позволяет сократить длительность и трудоемкость технологического процесса и получить легкое мобильное сооружение, однако не обеспечивает достаточно для многих практических случаев механической прочности изготовленной строительной конструкции.

Поставленной задачей и решаемой проблемой является совершенствование известных с достижением технического результата при осуществлении заявленного способа, заключающегося в повышении механической прочности изготовленной строительной конструкции.

Указанный технический результат достигается тем, что при осуществлении заявленного способа создания монолитной строительной конструкции, включающего использование несъемной опалубки, устанавливают и жестко взаимосвязывают между собой элементы каркаса конструкции. При этом укладывают и закрепляют на элементах каркаса фрагменты мембраны, выполненной из эластичных материалов, и затягивают ею свободное пространство каркаса, формируя несъемную опалубку. Затем на сформированное таким образом основание конструкции наносят самоотверждающийся жидкий вспененный состав методом его напыления и выдерживают созданную конструкцию до отверждения состава и достижения необходимой ее прочности.

Способ иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 схематически показан вид сверху полученной предлагаемым способом строительной конструкции в форме купола, на фиг. 2 отображен фронтальный вид купола, на фиг. 3 - отдельный конструктивный элемент купола с фрагментом несъемной опалубки, а на фиг. 4 - элемент купола в разобранном виде с изображением фрагментов мембраны и самоотверждающегося состава.

Перечень обозначений на фигурах чертежей:

1 - несъемная опалубка,

2 - каркас монолитной строительной конструкции,

3 - элементы каркаса конструкции,

4 - выполненная из эластичных материалов мембрана,

5 - фрагменты мембраны,

6 - самоотверждающийся состав.

При детальном описании способа нецелесообразно подробно останавливаться на известных из опубликованных данных сведениях. Детально целесообразно остановиться только на отличительных существенных особенностях предложенного решения. Приведенные поясняющие конкретные примеры не являются единственно возможными и наглядно демонстрируют достижение приведенной совокупностью существенных признаков указанного технического результата.

В соответствии с предложенным способом создания монолитной строительной конструкции, включающим использование несъемной опалубки 1 (фиг. 3), устанавливают и жестко взаимосвязывают между собой элементы 3 (фиг. 4) каркаса 2 (фиг. 1, 2) конструкции. При этом укладывают и закрепляют на элементах каркаса фрагменты 5 (фиг. 4) мембраны 4 (фиг. 4), выполненной из эластичных материалов, и затягивают ею свободное пространство каркаса, формируя несъемную опалубку. Затем на сформированное таким образом основание конструкции наносят самоотверждающийся жидкий вспененный состав 6 (фиг. 4) методом его напыления и выдерживают созданную конструкцию до отверждения состава и достижения необходимой ее прочности.

В качестве примера создания монолитной строительной конструкции предложенным способом изготавливают ее в виде купольного свода, который образован каркасом из прямых составных элементов, проиллюстрированного на фиг. 1, 2, 3 и 4. Каркас монолитной строительной конструкции изготавливают, например, из металла или из дерева, или из полимерных материалов. В качестве несъемной опалубки при этом используют мембрану из эластичных формообразующих элементов, закрепленных на каркасе. Мембрана может быть изготовлена, в частности, из тканых эластичных полотен или из нетканых эластичных полотен.

В качестве самоотверждающегося состава наносят, например, жидкий вспененный пенополиуретан или жидкий вспененный пенополиэпоксид, или жидкий вспененный пенопласт. При этом нанесение самоотверждающегося состава производят поэтапно, количество этапов которого выбирают в пределах от 1 до 12. На полностью выполненную поверхность конструкции могут быть нанесены дополнительные слои самоотверждающегося вспененного состава. При использовании строительных конструкций в среде с повышенной влажностью наносят влагостойкий самоотверждающийся состав, а в условиях холодного климата наносят самоотверждающийся состав с малой его теплопроводностью. Использование облегченного каркаса и мембраны в качестве опалубки становится возможно из-за использования в качестве наполнителя вспененного, самоотверждающегося состава, который имеет небольшой вес, а после отверждения только повышает прочность всей конструкции.

Таким образом, как следует из вышеизложенного, указанные в формуле изобретения признаки являются существенными и целенаправленно взаимосвязаны между собой с образованием их устойчивой совокупности, необходимой и достаточной для решения поставленной задачи и получения указанного технического результата. Достигаемый технический результат, как показали данные экспериментов, может быть реализован только взаимосвязанной совокупностью всех существенных признаков заявленного способа, отраженных в формуле изобретения, при их любых значениях, охватываемых испрошенными притязаниями и удовлетворяющих заявленным особенностям. Заявленные существенные отличительные признаки были получены на основе творческой обработки результатов проведенных исследований и экспериментов, анализа и обобщения их и известных из опубликованных источников данных, взаимосвязанных условиями достижения указанного в заявке технического результата, а также с использованием изобретательской интуиции.

Предлагаемый способ создания монолитной строительной конструкции не содержит операций, которые не могут быть реализованы с помощью известных устройств и технологий. Соответствие его критерию «промышленная применимость» доказывается также отсутствием в заявленных притязаниях каких-либо практически трудно реализуемых в промышленных масштабах признаков.

Кроме указанного технического результата упрощается возведение сооружений и облегчается вес строения, уменьшаются нагрузки на несущий каркас и фундамент. Целесообразно отметить также ускорение процесса строительства и удешевление технологии создания опалубки, уменьшение отходов производства, повышенную устойчивость к механическим колебаниям (например, землетрясениям), долговечность во влажной среде и уменьшение теплопотерь.