RU2794487C1 - Method of construction of frame structures - Google Patents

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention is related in particular to building elements intended for construction of formwork or frames of buildings and structures. The method of erecting frame structures is characterized by the fact that arches, joints, covering, spike joint elements are made for its implementation, while on the end surfaces of the arches, joints, connectors and covering, grooves and protrusions of spike joints are made, after which the base is assembled, on which arches are installed in a row, between which joints are installed, which are fixed by connectors, while these joints are fixed to each other and arches using spike joints, for which the reciprocal grooves are combined with the protrusions made on the joints and arches in the planes of the specified studded joints, then the covering is installed, for which the through holes made on the covering are combined with the spikes made on the arches and joints.

EFFECT: increase of strength of frame structures, reduction of their material consumption, reduction of labour costs for their erection.

1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к строительству, в частности к строительным элементам, предназначенным для возведения опалубок или каркасов зданий и сооружений [E04B1/10, E04B1/18, E04C 2/00, E04C 2/24].The invention relates to construction, in particular to building elements intended for the construction of formwork or frames of buildings and structures [E04B1/10, E04B1/18, E04C 2/00, E04C 2/24].

Из уровня техники известна МОДУЛЬНАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ И СИСТЕМА [WO2011124903 A1, опубл. 22.03.2011], изготовленная из материала, который содержит множество частиц каучука, при этом панель включает в себя соединительные средства для соединения с другой панелью, при этом соединительные средства устроены, когда две панели соединены друг с другом, чтобы сопротивляться движению двух панелей относительно друг друга и, таким образом, образуют, по существу, жесткую структуру.A MODULAR BUILDING PANEL AND SYSTEM is known from the prior art [WO2011124903 A1, publ. 03/22/2011], made of a material that contains a plurality of rubber particles, while the panel includes connecting means for connecting with another panel, while the connecting means are arranged when the two panels are connected to each other to resist movement of the two panels relative to each other each other and thus form a substantially rigid structure.

Недостатком аналога является сложность конструкции и использование материала с каучуком, следствием чего является снижение надежности и повышение стоимости строительной панели.The disadvantage of analogue is the complexity of the design and the use of material with rubber, resulting in a decrease in reliability and an increase in the cost of the building panel.

Из уровня техники также известен СТРОИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ [RU167864 U1, опубл. 14.09.2016], предназначенный для сборки опалубки или каркаса здания, представляющий собой пластину с криволинейными сопрягаемыми краями по принципу пазл-замка, отличающийся тем, что криволинейные сопрягаемые края выполнены по форме, близкой к кардиоиде, при этом в пластине выполнены отверстия, часть из которых предназначена для прокладки арматуры, преимущественно из композитного материала.The prior art also known BUILDING ELEMENT [RU167864 U1, publ. 09/14/2016], intended for assembling the formwork or frame of a building, which is a plate with curved mating edges according to the puzzle-lock principle, characterized in that the curvilinear mating edges are made in a shape close to a cardioid, while holes are made in the plate, part of which is designed for laying reinforcement, mainly from a composite material.

Недостатком аналога является то, что не указан способ применения строительного элемента, что не позволяет сделать вывод о его эффективности.The disadvantage of analogue is that the method of application of the building element is not indicated, which does not allow us to conclude about its effectiveness.

Наиболее близкой по технической сущности является СТРОИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА И МЕТОД [AU2016102454 A4, опубл. 12.08.2016], являющийся способом проектирования и возведения здания или части здания, которые должны быть расположены на строительной площадке, включающий этапы: проектирования пола, стен и крыши здания или участка здания, этап проектирования, включающий проектирование одного или более рядов кассет, каждая кассета имеет форму коробки и имеет лицевые и боковые стороны, состоящие из соответствующих панелей, при этом ряды кассет образуют по меньшей мере большую часть площади пола, стен и крыши; изготовление одной или нескольких соответствующих панелей каждой кассеты путем механической обработки из конструкционного листа или панельного материала с использованием фрезерного станка с ЧПУ, управляемого системой CADCAM, при этом фрезерный станок с ЧПУ размещается на станочном оборудовании, расположенном вдали от строительной площадки; сборка каждой из кассет; транспортировка соответствующих панелей или собранных кассет на строительную площадку; размещение жесткого каркаса на фундаментах на строительной площадке; возведение пола, стен и крыши на жестком каркасе с установкой собранных кассет в проектируемые ряды.The closest in technical essence is the BUILDING SYSTEM AND METHOD [AU2016102454 A4, publ. 08/12/2016], which is a method of designing and erecting a building or part of a building that should be located on a construction site, including the stages: designing the floor, walls and roof of a building or building section, a design stage that includes designing one or more rows of cassettes, each cassette has the shape of a box and has front and side sides, consisting of corresponding panels, while the rows of cassettes form at least a large part of the area of the floor, walls and roof; manufacturing one or more respective panels of each cassette by machining from a structural sheet or panel material using a CNC milling machine controlled by the CADCAM system, with the CNC milling machine located on a machine tool located away from the construction site; assembly of each of the cassettes; transportation of the respective panels or assembled cassettes to the construction site; placement of a rigid frame on foundations at a construction site; erection of the floor, walls and roof on a rigid frame with the installation of assembled cassettes in the projected rows.

Основным недостатком прототипа является отсутствие в конструкции соединенных между собой рамных конструкций, что снижает эффективность обеспечения прочности сооружения.The main disadvantage of the prototype is the absence of interconnected frame structures in the design, which reduces the effectiveness of ensuring the strength of the structure.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.The objective of the invention is to eliminate the disadvantages of the prototype.

Технический результат изобретения заключается в увеличении прочности каркасных сооружений, в уменьшении их материалоемкости, а также в снижении трудоемкости их возведения.The technical result of the invention is to increase the strength of frame structures, to reduce their material consumption, as well as to reduce the complexity of their construction.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ возведения каркасных сооружений характеризующийся тем, что для его осуществления изготавливают арки, перемычки, обшивку, элементы шиповых соединений, при этом на торцевых поверхностях арок, перемычках, соединителях и обшивке выполняют пазы и выступы шиповых соединений, после этого производят сборку основания, на котором рядно устанавливают арки, между которыми устанавливают перемычки, которые фиксируются соединителями, при этом указанные перемычки фиксируют между собой и арками с использованием шиповых соединений, для чего совмещают ответные пазы с выступами, выполненными на перемычках и арках в плоскостях указанных шиповых соединений, далее устанавливают элементы обшивки для чего совмещают сквозные отверстия, выполненные на обшивке, с шипами, выполненными на арках и соединителях.The specified technical result is achieved due to the fact that the method of erecting frame structures is characterized by the fact that for its implementation arches, lintels, sheathing, elements of tenon joints are made, while grooves and protrusions of tenon joints are made on the end surfaces of the arches, lintels, connectors and sheathing, after that, the base is assembled, on which arches are installed in a row, between which jumpers are installed, which are fixed with connectors, while these jumpers are fixed between themselves and the arches using tenon joints, for which the reciprocal grooves are combined with protrusions made on the jumpers and arches in the planes of the indicated spiked joints, then the sheathing elements are installed, for which purpose the through holes made on the sheathing are combined with the spikes made on the arches and connectors.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

На фиг.1 показан общий вид каркасного сооружения.Figure 1 shows a general view of the frame structure.

На фиг.2 показан вид спереди арки в разборе.Figure 2 shows the front view of the arch in the analysis.

На фиг.3 показан вид спереди основания арки.Figure 3 shows a front view of the base of the arch.

На фиг.4 показан вид спереди основания арки в разборе.Figure 4 shows a front view of the base of the arch in the analysis.

На фиг.5 показан частичный вид сбоку каркасного сооружения.Figure 5 shows a partial side view of a frame structure.

На фигурах обозначено: 1 – основание, 2 – арки, 3 – продольные перемычки, 4 – обшивка, 5 – обшивка основания, 6 – основания арок, 7 – вертикальные стойки, 8 – своды, 9 – напольные перемычки, 10 – выступ, 11 – паз, 12 – направляющие, 13 – шипы, 14 – сквозные отверстия, 15 – сквозные пазы, 16 – соединители.The figures indicate: 1 - base, 2 - arches, 3 - longitudinal lintels, 4 - sheathing, 5 - base sheathing, 6 - bases of arches, 7 - vertical posts, 8 - vaults, 9 - floor lintels, 10 - ledge, 11 - groove, 12 - guides, 13 - spikes, 14 - through holes, 15 - through grooves, 16 - connectors.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Способ возведения каркасных сооружений, характеризующийся тем, что первоначально на производстве при помощи станков с ЧПУ по заданным чертежам производят изготовление элементов арок 2 (см. Фиг.1), перемычек 3, 9, шиповых соединений, обшивки 4, 5. При этом указанные элементы изготавливают с возможностью их соединения друг с другом за счет использования шипового соединения с фигурными шипами (пазл-соединения). Для чего на торцевых поверхностях элементов выполняют пазы 11 (отверстия сложной формы) и/или выступы 10 (шипы 13) совпадающие по форме с пазами 11.The method of erecting frame structures, characterized in that initially in production using CNC machines according to specified drawings, the elements of arches 2 (see Fig.1), lintels 3, 9, spiked joints, sheathing 4, 5 are manufactured. are made with the possibility of their connection with each other through the use of a spike connection with curly spikes (puzzle connection). Why on the end surfaces of the elements, grooves 11 (holes of complex shape) and / or protrusions 10 (studs 13) are made, coinciding in shape with the grooves 11.

Далее на ровной поверхности, на месте возведения каркасного сооружения производят сборку основания 1, которое представляет собой плоскую рамную конструкцию прямоугольной формы. Для этого под прямым углом между собой монтируют продольные и поперечные балки, являющиеся брусьями различной длинны (на фигурах не показаны), длинна которых соответствует габаритам основания 1. Затем сверху на полученную конструкцию монтируют обшивку основания 5, которая является листовым строительным материалом, например, фанерой.Further, on a flat surface, at the site of the erection of the frame structure, the base 1 is assembled, which is a flat frame structure of a rectangular shape. To do this, longitudinal and transverse beams are mounted at right angles to each other, which are bars of various lengths (not shown in the figures), the length of which corresponds to the dimensions of the base 1. Then, on top of the resulting structure, the base sheathing 5 is mounted, which is a sheet building material, for example, plywood .

Следующим этапом из составных элементов собирают необходимое количество арок 2, которые затем рядно монтируют на основание 1. Арки 2 включают в себя основания арок 6, вертикальные стойки 7 и своды 8 (см. Фиг.2) и собираются из исходных элементов посредством шиповых соединений, содержащих фигурные выступ 10 и паз 11, выполненный ответным к форме выступа 10. При этом выступ 10 выполнен на торцевой части одного элемента, а паз 11 выполнен на торцевой части сопрягаемого с ним элемента.The next step is to assemble the required number of arches 2 from the constituent elements, which are then mounted in a row on the base 1. The arches 2 include the bases of the arches 6, the vertical posts 7 and the vaults 8 (see Fig.2) and are assembled from the original elements by means of tenon joints, containing a curly protrusion 10 and a groove 11 made in response to the shape of the protrusion 10. In this case, the protrusion 10 is made on the end part of one element, and the groove 11 is made on the end part of the mating element.

Сборку основания арки 6 из составных элементов осуществляют таким образом, что на краях основания арки 6 монтируют элементы с направляющими 12, к которым перпендикулярно основанию арки 6 монтируют вертикальные стойки 7. Затем к указанным вертикальным стойкам 7 монтируют свод 8, замыкая, таким образом, контур арки 2.The assembly of the base of the arch 6 from the constituent elements is carried out in such a way that elements with guides 12 are mounted on the edges of the base of the arch 6, to which vertical racks 7 are mounted perpendicular to the base of the arch 6. Then, arch 8 is mounted to the indicated vertical racks 7, thus closing the circuit arches 2.

После монтажа собранных арок 2 на основание 1 выполняют соединение указанных арок 2 друг с другом посредством напольных 9 и продольных 3 перемычек, которые торцами и перпендикулярно к плоскостям арок 2 монтируют к последним шиповых соединений. Напольные перемычки 9 монтируются к основаниям арок 6, а продольные перемычки 3 монтируются к вертикальным стойкам 7 и сводам 8. При этом в местах крепления продольных перемычек 3 к аркам 2, используют сквозные пазы 15, производят монтаж соединителей 16, которые обеспечивают последующий монтаж обшивки 4. Затем с помощью шипов 13, расположенных на наружных ребрах арок 2 и соединителях 16, выполняют монтаж обшивки 4 на каркасное сооружение.After mounting the assembled arches 2 on the base 1, these arches 2 are connected to each other by means of floor 9 and longitudinal 3 jumpers, which are mounted at the ends and perpendicular to the planes of the arches 2 to the last tenon joints. Floor lintels 9 are mounted to the bases of arches 6, and longitudinal lintels 3 are mounted to vertical posts 7 and vaults 8. At the same time, in places where longitudinal lintels 3 are attached to arches 2, through grooves 15 are used, connectors 16 are mounted, which provide subsequent installation of sheathing 4 Then, with the help of spikes 13 located on the outer edges of the arches 2 and connectors 16, the sheathing 4 is mounted on the frame structure.

Технический результат изобретения - увеличении прочности каркасных сооружений, достигается вследствие соединения обшивки 4 и элементов каркаса (арки 2, продольные перемычки 3, соединители 16) посредством шипового соединения, причем шипы 13 расположены на элементах каркаса, а сквозные отверстия 14 – на элементах обшивки 4. Шиповое соединение обеспечивает позиционирование обшивки 4 относительно каркаса, объединяет каркас и обшивку 4 в единое целое, создавая несущий корпус сооружения и обеспечивая устойчивость на скручивание, отсутствие провисания корпуса каркаса, который становится цельным жестким сооружением. В рассматриваемом каркасном сооружении любая нагрузка, в том числе и точечная, равномерно распределяется на обшивку 4, а через обшивку 4 на собранные друг с другом элементы каркаса, создавая единый монолитный и устойчивый к деформации корпус. Уменьшение материалоемкости рассматриваемых каркасных сооружений является следствием увеличения прочности сооружения и каркасной структуры сооружения (полая конструкция), когда меньшим количеством строительного материала обеспечиваются требуемые прочностные характеристики.The technical result of the invention - an increase in the strength of frame structures, is achieved by connecting the skin 4 and the frame elements (arches 2, longitudinal jumpers 3, connectors 16) by means of a spike connection, with the spikes 13 located on the frame elements, and the through holes 14 - on the skin elements 4. The spike connection provides positioning of the casing 4 relative to the frame, unites the frame and casing 4 into a single whole, creating a load-bearing body of the structure and providing torsion resistance, no sagging of the frame body, which becomes a solid rigid structure. In the frame structure under consideration, any load, including point load, is evenly distributed on the skin 4, and through the skin 4 on the frame elements assembled with each other, creating a single monolithic and deformation-resistant body. A decrease in the material consumption of the considered frame structures is a consequence of an increase in the strength of the structure and the frame structure of the structure (hollow structure), when the required strength characteristics are provided with a smaller amount of building material.

Дополнительно важно отметить, что широкое применение изготовленных на производстве исходных элементов конструкции каркасного сооружения и применение шиповых соединений (выступы 10 и пазы 11) обеспечивает снижение трудоемкости на сборку указанного сооружения.In addition, it is important to note that the widespread use of the initial structural elements of the frame structure manufactured at the factory and the use of spiked joints (protrusions 10 and grooves 11) reduces the labor intensity for assembling the specified structure.

В 2022 году автором изобретения были возведены указанным способом несколько каркасных сооружений в виде бань, процесс возведения и эксплуатация которых подтвердили заявленные в техническом результате преимущества, кроме того, подтверждено на практике, что возведенные рассматриваемым способом сооружения можно перевозить, поднимать и переставлять с использованием крановой техникой без угрозы для конструктивной целостности сооружения.In 2022, the author of the invention erected several frame structures in the form of baths in this way, the process of construction and operation of which confirmed the advantages stated in the technical result, in addition, it was confirmed in practice that the structures erected by the considered method can be transported, lifted and rearranged using crane technology without compromising the structural integrity of the structure.

Claims (1)

Способ возведения каркасных сооружений, характеризующийся тем, что для его осуществления изготавливают арки, перемычки, обшивку, элементы шиповых соединений, при этом на торцевых поверхностях арок, перемычках, соединителях и обшивке выполняют пазы и выступы шиповых соединений, после этого производят сборку основания, на котором рядно устанавливают арки, между которыми устанавливают перемычки, которые фиксируют соединителями, при этом указанные перемычки фиксируют между собой и арками с использованием шиповых соединений, для чего совмещают ответные пазы с выступами, выполненными на перемычках и арках в плоскостях указанных шиповых соединений, далее устанавливают элементы обшивки, для чего совмещают сквозные отверстия, выполненные на обшивке, с шипами, выполненными на арках и соединителях. A method for erecting frame structures, characterized in that for its implementation arches, lintels, sheathing, elements of spike joints are made, while grooves and protrusions of spike joints are made on the end surfaces of the arches, lintels, connectors and sheathing, after which the base is assembled, on which arches are installed in a row, between which jumpers are installed, which are fixed with connectors, while these jumpers are fixed between themselves and the arches using tenon joints, for which the reciprocal grooves are combined with the protrusions made on the jumpers and arches in the planes of the specified tenon joints, then the sheathing elements are installed , for which they combine through holes made on the skin with spikes made on the arches and connectors.

Images