МОНОЛИТНОЕ БЕТОННОЕ ЗДАНИЕ

МОНОЛИТНОЕ БЕТОННОЕ ЗДАНИЕ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2175045 (13) C2

(51) 7 E04B1/16 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 29.04.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 99125744/03 
(22) Дата подачи заявки: 1999.12.09 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1999.12.09 
(45) Опубликовано: 2001.10.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: GB 1527250 А, 04.10.1978. SU 687200 А, 25.09.1979. SU 1408034 А1, 07.07.1988. FR 1597020 А, 31.07.1970. 
(71) Заявитель(и): Государственное унитарное предприятие "Научно- исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона" 
(72) Автор(ы): Семченков А.С.; Ухова Т.А. 
(73) Патентообладатель(и): Государственное унитарное предприятие "Научно- исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона" 
Адрес для переписки: 109428, Москва, ул. 2-я Институтская, 6, НИИЖБ, патентный отдел 

(54) МОНОЛИТНОЕ БЕТОННОЕ ЗДАНИЕ 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для монолитного возведения зданий. Монолитное бетонное здание включает фундамент, колонны, несущие и ненесущие стены, балки и плиты перекрытия, жестко соединенные между собой и содержащие элементы армирования. Элементы здания выполнены из поризованного мелкозернистого бетона, заключенного в несъемную опалубку из асбестоцемента, при этом колонны, фундаменты и балки перекрытия выполнены из бетона объемным весом 1100-2300 кг/м3 при соотношении модулей упругости асбестоцемента и бетона не более 2,5, плиты перекрытия и несущие стены - из бетона объемным весом 400-1000 кг/м3 при соотношении модулей упругости асбестоцемента и бетона 2,5-20, стены - из бетона объемным весом 100-350 кг/м3 при соотношении модулей упругости асбестоцемента и бетона более 20. Бетон армирован асбестовыми волокнами. Технический результат изобретения заключается в упрощении возведения здания, снижении веса и материалоемкости конструкции. 9 з.п. ф-лы, 14 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к конструкциям зданий, возводимых из монолитного или сборно-монолитного бетона.

Известно здание, содержащее несущие стены, перегородки, перекрытия, выполненные из сборного и монолитного бетона и имеющие элементы армирования [1].

Известны здания, содержащие несущие стены и перекрытия, выполненные из монолитного бетона в скользящей опалубке, имеющие элементы армирования в виде предварительно напряженных брусков, арматурных каркасов и стержневой арматуры [2].

Наиболее близкой конструкцией является монолитное бетонное здание, включающее фундамент, колонны, стены с теплоизоляционными вкладышами, балки и плиты перекрытия, элементы армирования [3].

Недостатками известных конструкций монолитных бетонных зданий являются трудоемкость установки и демонтажа дорогостоящей опалубки, большой вес железобетона, невозможность применения конструкционно-теплоизоляционного ячеистого бетона в перекрытиях из-за отсутствия пригодной арматуры и сложность при этой технологии получения заданных свойств для стен, перекрытий, балок, фундамента и колонн (в каркасных и смешанных системах), так как при возведении здания требуется большое количество типов материала - бетона различных марок, утеплителя различной эффективности, изоляции, элементов армирования и опалубки (металлических и неметаллических) и большие затраты на отделку после съема опалубки.

Техническая задача заключается в упрощении возведения здания за счет использования несъемной опалубки и оптимального состава бетона при обеспечении заданных свойств по несущей способности и теплозвукоизоляционным параметрам ограждающих конструкций и снижении веса и материалоемкости конструкции за счет подбора состава бетона и материала несъемной опалубки для их надежной совместной работы.

Поставленная задача решается таким образом, что монолитное бетонное здание, включающее фундамент, колонны, несущие и ненесущие стены, балки и плиты перекрытия и элементы армирования, согласно изобретению, выполнено из поризованного мелкозернистого бетона, заключенного в несъемную опалубку из асбестоцемента, при этом колонны, фундаменты и балки перекрытия выполнены из бетона объемным весом 1100-2300 кг/м3 при соотношении модулей упругости асбестоцемента и бетона не более 2,5, плиты перекрытия и несущие стены - из бетона объемным весом 400-1000 кг/м3 при соотношении модулей упругости асбестоцемента и бетона 2,5-20, ненесущие стены - из бетона объемным весом 100-350 кг/м3 при соотношении модулей упругости асбестоцемента и бетона более 20. При этом здание или его элементы могут быть выполнены из армированного асбестовым волокном поризованного мелкозернистого бетона, заключенного в несъемную опалубку из асбестоцемента. Кроме того, элементы армирования выполнены в виде стержневой арматуры из асбестоцемента, а перекрытия и стены снабжены жесткими связями и анкерами, выполненными из асбестоцемента, и/или дерева, и/или металла. Причем колонны и перекрытия могут быть дополнительно снабжены арматурой, соотношение модуля упругости и прочности которой к модулю упругости и прочности асбестоцемента больше 1. Фундамент здания может быть выполнен столбчатым и/или ленточным, а колонны - в виде асбестоцементных обойм замкнутого сечения, заполненных поризованным мелкозернистым бетоном. Кроме того, плиты перекрытия могут быть выполнены слоистыми с наружным слоем из бетона объемным весом 800-1600 кг/м3, а балки перекрытия выполнены слоистыми с наружными слоями из бетона объемным весом 1600-2200 кг/м3. Кроме того, несъемная опалубка балок и плит перекрытия может иметь с внутренней стороны ребра и пазы.

Предлагаемое монолитное бетонное здание отличается от известного тем, что оно выполнено из поризованного мелкозернистого бетона, заключенного в несъемную опалубку из асбестоцемента, при этом колонны, фундаменты и балки выполнены из бетона объемным весом 1100-2300 кг/м3 при соотношении модулей упругости асбестоцемента и бетона не более 2,5, перекрытия и несущие стены - из бетона объемным весом 400-1000 кг/м3 при соотношении модулей упругости асбестоцемента и бетона 2,5-20, ненесущие стены - из бетона объемным весом 100-350 кг/м3 при соотношении модулей упругости асбестоцемента и бетона более 20.

Достаточно прочная и жесткая несъемная асбестоцементная опалубка позволяет вести опережающий монтаж на один - два этажа, не дожидаясь достижения бетоном требуемой прочности, а в малоэтажных зданиях - вначале полностью монтировать опалубку, а потом выполнять омоноличивание. После омоноличивания опалубка склеивается с бетоном и они работают как единая конструкция, при этом опалубка выполняет роль внешней арматуры.

Мелкозернистый поризованный бетон получают из цемента, мелкого заполнителя - песка (кварцевого или пористого перлитового или др.) и порообразователя, количество которого и технология приготовления бетонной смеси определяет объем пор в бетоне и объемный вес бетона, который колеблется от 100 до 2300 кг/м3. Простой подбор состава бетонной смеси позволяет получить широкий диапазон свойств бетона и обеспечить возведение всех конструкций здания: фундамента, колонн, балок, плит перекрытий, несущих и ненесущих стен. При этом использование в качестве несъемной опалубки асбестоцементных листов, труб, коробов, профилей обеспечивает эффективную совместную работу бетона и опалубки благодаря их хорошему сцеплению, коррозионной стойкости асбеста, близким значениям усадки, ползучести и температурного расширения и влажностной деформации, а также соотношению модулей упругости материалов, бетона (Eб) 100-24500 МПа и асбестоцемента (Eа) 10000-19000 МПа. Кроме того, усадочные трещины в бетоне, образующиеся при возведении конструкции здания, преимущественно стен и перекрытий, оказываются закрытыми асбестоцементной облицовкой. Для дополнительного сцепления между бетоном и опалубкой и обеспечения жесткости при монтаже перекрытия и стены снабжают жесткими связями и анкерами, выполненными из асбестоцемента и/или дерева, и/или металла. Далее, содержание в бетоне асбестоцементных волокон обеспечивает повышение несущей способности отдельных конструкций, а именно повышение прочности на изгиб, сжатие и растяжение и снижение объемного веса до 100-150 кг/м3.

Кроме того, при необходимости устанавливают элементы связей в виде жестких профилей швеллеров, уголков или досок и армирования в виде стержней и полос из асбестоцемента или деревянного бруса. При больших нагрузках колонны и перекрытия дополнительно снабжают арматурой из материалов более прочных и жестких, чем асбестоцемент (стальной арматурой, углеродистой и др.).

При объемном весе более 1100 кг/м3 (конструкционный бетон) сцепление асбестоцемента с бетоном достаточно прочное, а отношение модулей упругости асбестоцемента к бетону (Eа/Eб) меньше 2,5, что способствует более полному включению в работу бетона. Это необходимо для сжатых элементов, например, сильно нагруженных колонн.

При объемном весе 400-1000 кг/м3 (конструкционно-теплоизоляционный бетон) и отношении Eа/Eб = 2,5-20 происходит большее включение в работу асбестоцемента. Это необходимо для изгибаемых конструкций, плит перекрытия, в которых асбестоцемент играет роль растянутой и сжатой арматуры. Для увеличения сцепления асбестоцемента с бетоном перекрытия и стены снабжены анкерами из асбестоцемента, или несъемную опалубку изготавливают с ребрами и пазами на внутренней стороне, или используют волнистый лист (шифер), а в стенах листы опалубки связями в виде швеллеров. Это обеспечивает повышение эффективности совместной работы опалубки с бетоном. Причем опалубка испытывает растягивающие напряжения выполняя функцию внешней листовой арматуры. Наличие жестких связей в виде профилей, закрепленных на опалубке, увеличивает ее жесткость и не требует установки дополнительных подпорок при укладке бетона.

При объемном весе менее 350 кг/м3 (теплоизоляционный бетон) отношение Eа/Eб больше 20, бетон плохо включается в совместную работу, сдвигающие усилия по контакту незначительны, а прочностные характеристики бетона низкие и имеют большой разброс значений, увеличиваются усадочные деформации. Поэтому сцепление асбестоцемента с бетоном носит конструктивный характер и бетон выполняет ограждающую функцию, а нагрузку воспринимает опалубка. Для предотвращения потери устойчивости опалубки асбестоцементные листы связывают анкерами или жесткими связями - профилями, которые являются также и дополнительной арматурой, и элементами жесткости.

Кроме того, выполнение арматурных элементов, жестких связей и анкеров трехслойных конструкций стен из асбестоцемента обеспечивает эффективную работу бетона с ними благодаря их хорошему сцеплению и коррозионной стойкости асбестоцемента.

Помимо этого, выполнение фундамента столбчатым или ленточным позволяет использовать в качестве несъемной опалубки асбестоцементные листы, короба, трубы и др. профили. Причем выполнение колонн в виде обойм замкнутого сечения, заполненных бетоном, позволит обеспечить заданную несущую способность и повысить жесткость конструкции.

Для увеличения пролетов изгибаемых балок и плит перекрытий верхний (сжимаемый) слой бетона изготавливают из более тяжелого плотного и жесткого бетона, а нижний слой из бетона с объемным весом 800-1600 кг/м3 и снабжается дополнительной арматурой металлической, или углеродистой или др. с соотношением модулей упругости и прочности арматуры и асбестоцемента больше 1. Или балки перекрытия выполняют с наружными внешними слоями из бетона объемным весом 1600-2200 кг/м3, что позволяет снизить вес конструкции перекрытия, повысить его прочность, жесткость и теплоизоляционные свойства.

На фиг. 1 изображен вертикальный разрез здания, фиг. 2 - план здания на нулевой отметке; фиг. 3 - 1-1 фиг. 2; фиг. 4 - 2-2 фиг. 2; фиг. 5 - 3-3 фиг. 2; фиг. 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 - фрагменты элементов здания - варианты выполнения армирования; фиг. 13 - вариант выполнения перекрытия; фиг. 14 - 1-1 фиг. 13.

Здание состоит из фундамента 1, колонн 2, стен 3, плит перекрытий 4 и балок 5, которые выполнены из поризованного мелкозернистого бетона 6, заключенного в несъемную асбестоцементную опалубку 7 в виде асбоцементных листов (АЦЛ), труб (АЦТ), коробов (АЦК) или профилей (АЦФ). Стены и перекрытия снабжены жесткими связями в виде фасонных швеллеров 8, уголков 9 и досок 10, а также гибкой арматурой в виде стержней 11 и полос 12. Стены 3 и плиты перекрытия 4 снабжены анкерами 13. Колонны 2, балки 5 и плиты 4 могут быть армированы дополнительно металлической, углеродистой или др. арматурой 14. При этом перекрытия выполнены слоистыми с наружными слоями 15 и 16 из более плотного бетона, чем средний.

Варианты выполнения армирования представлены на фиг. 6, 7, 8, 9, 10, где на фиг. 6 - вариант армирования балки перекрытия гибкой арматурой в виде стержней 11 и полос 12; фиг. 7 - вариант армирования плиты перекрытия жесткими связями в виде фасонных швеллеров 8, уголков 9 и досок 10; фиг. 8 - вариант выполнения стен с жесткими связями, фиг. 9 - вариант армирования плиты перекрытия с жесткими связям в виде досок 10 и дополнительной арматурой 14; фиг. 10 - вариант армирования колонны с асбестоцементной арматурой в виде полос 12 и дополнительной арматурой 14, фиг. 11 - вариант армирования плиты перекрытия с анкерами 13 из асбестоцементных полос, фиг. 12 - вариант армирования стены с анкерами 13 в виде стержней.

В зависимости от конструкции вертикальных несущих элементов конструктивная система здания принята пластинчато-стержневой.

Конструктивная система, определяемая взаимным расположением вертикальных несущих конструкций, является перекрестной с несущими колоннами.

Здание возводят следующим образом.

Предусматриваются два варианта облегченного фундамента ленточного (фиг. 3) и столбчатого - в виде буронабивной сваи (фиг. 4) и стаканного типа (фиг. 5), которые возводят путем заполнения поризованным мелкозернистым бетоном объемным весом 1100-2300 кг/м3 опалубки 7, выполненной из АЦЛ, АЦТ, АЦФ или АЦК. Колонны устанавливают в местах пересечения несущих стен и посередине пролета. По верху колонны 2 объединяют балками 5 перекрытия. Балки 5 выполняют из асбестоцементного короба АЦК или лотка и бетона объемным весом 1100-2300 кг/м3, армированного асбестовым волокном.

Несущие колонны выполняют путем установки опалубки 7 - обоймы замкнутого сечения, например АЦТ или АЦК, или АЦФ - (спаренных уголков и швеллеров) и заполнения конструкционным бетоном с объемным весом 1100-2300 кг/м3 или бетоном, содержащим 5-20% фибры из асбестовых волокон. Колонны дополнительно могут быть армированы жесткой фасонной и гибкой стержневой арматурой из асбестоцемента и дополнительной арматурой из металла и др. материалов, более жестких и прочных, чем асбестоцемент.

В соответствии с габаритами пролета и нагрузкой в перекрытиях предусматривается использование конструкционно-теплоизоляционного бетона с объемным весом 400-1000 кг/м3, наружной несъемной опалубки 7 из АЦЛ, внутренней арматуры - стержневой асбестоцементной 11 и связей в виде уголков 8, швеллеров 9 и досок 10 из АЦФ, а также в виде фибры из асбестовых волокон. При использовании дополнительной металлической арматуры защитный слой вокруг нее выполняют из более плотного бетона с объемным весом 800-1600 кг/м3 с образованием наружного слоя 15.

Плиты 4 перекрытия монтируют на балки 5, которые могут быть выполнены из АЦК, АЦФ, снабженных внутренними ребрами и пазами, в которые укладывают дополнительную стальную арматуру 14. При этом бетонирование балок осуществляют послойно с укладкой наружных слоев 15 и 16 из бетона объемным весом, превышающим объемный вес среднего слоя в пределах 1600-2200 кг/м3 (см. фиг. 13, 14).

В несущих стенах предусмотрено использование конструкционно-теплоизоляционного бетона с объемным весом 400-1000 кг/м3 с арматурой внешней опалубочных листов из АЦЛ и внутренней - жестких связей АЦФ. В ненесущих стенах и перегородках используют теплоизоляционный бетон с объемным весом 100-350 кг/м3 с внешним армированием опалубочными листами АЦЛ и внутренним из жестких связей. Для отвода излишков воды в стенах предусмотрены каналы. Внешние листы опалубки скрепляются в точках анкерами 13 из асбестоцементных стержней. Проемы под окна и двери обрамляются асбестоцементным профилем и наличниками.

Отделку внутренних поверхностей стен и потолков осуществляют путем заделки швов между листами АЦЛ шпаклевкой или специальными пластмассовыми вставками. Стены и потолки красят водоэмульсионными красками, покрывают набрызгом фактурным слоем с оптическим эффектом или на них наклеивают обои.

Наружные поверхности стен покрывают набрызгом дышащими тонкими гидрофобными фактурными смесями с оптическим эффектом.

Полы по асбестоцементному листу покрывают линолеумом, ковролином, паркетом или плиткой.

Источники информации

1. SU Авт. св. N 687200, кл. E 04 B 1/00, 1977 г.

2. SU Авт. св. N 1408034, кл. E 04 B 1/16, БИ N 25, 1988.

3. GB 1527250 A, кл. E 04 B 1/16, 04.10.1978 (прототип). 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Монолитное бетонное здание, включающее фундамент, колонны, несущие и несущие стены, балки и плиты перекрытия и элементы армирования, отличающееся тем, что здание выполнено из поризованного мелкозернистого бетона, заключенного в несъемную опалубку из асбестоцемента, при этом колонны, фундаменты и балки перекрытия выполнены из бетона объемным весом 1100 - 2300 кг/м3 при соотношении модулей упругости асбестоцемента и бетона не более 2,5, плиты перекрытия и несущие стены - из бетона объемным весом 400 - 1000 кг/м3 при соотношении модулей упругости асбестоцемента и бетона 2,5 - 20, несущие стены - из бетона объемным весом 100 - 350 кг/м3 при соотношении модулей упругости асбестоцемента и бетона более 20.

2. Здание по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено из армированного асбестовым волокном поризованного мелкозернистого бетона, заключенного в несъемную опалубку из асбестоцемента.

3. Здание по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что элементы армирования выполнены в виде стержневой арматуры из асбестоцемента.

4. Здание по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что перекрытия и стены снабжены жесткими связями и анкерами, выполненными из асбестоцемента, и/или дерева, и/или металла.

5. Здание по любому из пп.1 - 3, отличающееся тем, что колонны и перекрытия дополнительно снабжены арматурой, соотношение модуля упругости и прочности которой к модулю упругости и прочности асбестоцемента больше 1.

6. Здание по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что фундамент выполнен столбчатым и/или ленточным.

7. Здание по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что колонны выполнены в виде асбестоцементных обойм замкнутого сечения, заполненных поризованным мелкозернистым бетоном.

8. Здание по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что плиты перекрытия выполнены слоистыми с наружным слоем из бетона объемным весом 800 - 1600 кг/м3.

9. Здание по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что балки перекрытия выполнены слоистыми с наружными слоями из бетона объемным весом 1600 - 2200 кг/м3.

10. Здание по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что несъемная опалубка балок и плит перекрытия с внутренней стороны имеет ребра и пазы.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru