Достижения студентов кафедры и их научных руководителей

 

Полезная модель относится к области строительства, в частности к возведению строений с несущим каркасом, и может быть использована при сооружении малоэтажных зданий, например коттеджей, дач, теплых гаражей и т.п.

Задачей полезной модели является повышение прочности несущей каркасной системы, снижение затрат на ее монтаж и снижение объемов бетонных работ. За счет того, что коттедж содержит каркасную систему здания, включающую установленные на фундаментах стены здания, несущие элементы стропильных рам, установленные вдоль оси здания, монолитные железобетонные колонны, выполненные в виде опор несущих элементов стропильных рам и установленные на столбчатые фундаменты, и стропильные рамы, установленные с шагом на несущие элементы стропильных рам, причем монолитные железобетонные колонны снабжены металлическими осями, а несущие элементы стропильных рам выполнены в виде единой несущей каркасной системы из соединенных между собой металлических ферм и осей монолитных железобетонных колонн.

 

Полезная модель относится к области строительства, в частности к возведению строений с несущим каркасом, и может быть использована при сооружении малоэтажных зданий, например коттеджей, дач, теплых гаражей и т.п.

Известна объемно-каркасная технология возведения коттеджей (называемая североамериканской технологией), при которой основу стен составляет несущий деревянный каркас, обшиваемый снаружи и изнутри различными материалами, с заполнением внутреннего пространства стены утеплителем.

Однако дома, построенные по известной технологии, не обладают достаточной прочностью и долговечностью.

Известно одноэтажное строение, содержащее установленные на фундаментах внутренние и наружные стены с монолитными железобетонными поясами (см. книгу Р.Н. Яковлева «Новые методы строительства. Технология ТИСЭ» Издательство ООО «Аделант», 2005 г., с. 364, рис. 10.17). Основным недостатком аналога является пониженная прочность здания, особенно с увеличением высоты стен. Кроме того, ухудшается устойчивость здания.

Известен патент РФ № 67132, опубликованный 10.10.2007 г., МПК Е04В 2/02. Коттедж содержит установленные на фундаментах внутренние и наружные стены с монолитными железобетонными поясами, между поясами и фундаментами установлены с шагом жестко соединенные с ними монолитные железобетонные колонны, образующие единую каркасную систему здания, причем колонны и пояса расположены заподлицо с наружными стенами здания.

Недостатками решения являются большие затраты при возведении фундаментов, необходимость дополнительного утепления стен коттеджа вследствие образования «мостиков холода» стенами коттеджа, железобетонными поясами и колоннами.

Известен патент РФ №146200, опубликованный 10.10.2014 г, МПК Е04В 2/00, взятый за прототип. Коттедж содержит каркасную систему здания, включающую установленные на фундаментах стены здания, монолитные железобетонные пояса и монолитные железобетонные колонны, установленные с шагом и жестко соединенные с поясами и фундаментами. Коттедж дополнительно снабжен столбчатыми фундаментами и стропильными рамами, монолитные железобетонные пояса выполнены в виде несущих элементов стропильных рам, смещенных к оси здания относительно стен, монолитные железобетонные колонны выполнены в виде опор несущих балок и установлены на столбчатые фундаменты, а стропильные рамы установлены с шагом на несущих балках, столбчатые фундаменты опор несущих балок жестко соединены с фундаментами стен коттеджа.

Недостатками прототипа являются невысокая прочность несущей конструкции, сложность монтажа, а также высокий объем бетонных работ.

Задачей полезной модели является повышение прочности несущей каркасной системы, снижение затрат на ее монтаж и снижение объемов бетонных работ за счет преобразования несущих балок в единую несущую каркасную систему из металлических стоек ферм - осей железобетонных колонн и горизонтальных металлических ферм, расположенных в продольных и поперечных осях здания. Металлическая ферма имеет качества жесткости прочности, которые обеспечиваются формой, при этом сопротивляемость системы повышается во много раз.

Поставленная задача решается за счет того, что коттедж содержит каркасную систему здания, включающую установленные на фундаментах стены здания, несущие элементы стропильных рам, установленные вдоль оси здания, монолитные железобетонные колонны, выполненные в виде опор несущих элементов стропильных рам и установленные на столбчатые фундаменты, и стропильные рамы, установленные с шагом на несущие элементы стропильных рам, причем монолитные железобетонные колонны снабжены металлическими осями, а несущие элементы стропильных рам выполнены в виде единой несущей каркасной системы из соединенных между собой металлических ферм и осей монолитных железобетонных колонн.

На фиг. 1 представлено поперечное сечение коттеджа.

На фиг. 2 представлен общий вид опорного каркаса.

На фиг. 3 представлена конструкция стропильной рамы.

На фиг. 4 представлена конструкция металлической части опорного каркаса.

Коттедж содержит каркасную систему здания, включающую установленные на фундаментах 1 стены здания 2, несущие элементы - продольные металлические фермы 3 стропильных рам 4, установленные вдоль оси здания 5, монолитные железобетонные колонны 6, выполненные в виде опор несущих элементов - продольных металлических ферм 3 стропильных рам 4 и установленные на столбчатые фундаменты 7, и стропильные рамы 4, установленные с шагом на несущие элементы 3 стропильных рам 4, причем монолитные железобетонные колонны 6 снабжены металлическими осями 8, а несущие элементы 3 стропильных рам 4 выполнены в виде единой несущей каркасной системы из соединенных между собой продольных 3 и поперечных 9 металлических ферм и осей 8 монолитных железобетонных колонн 6.

Стропильные рамы 4 выполняют из дерева. Шаг установки стропильных рам 4 определяют в зависимости от сечения материала стропильных рам. Каждая стропильная рама 4 состоит из двух стропильных ног 10 ригеля 11, двух стоек 12 и балки перекрытия 13.

Металлические оси 8, продольные 3 и поперечные 9 металлические фермы выполняют из уголка 100×100 мм. Продольные 3 и поперечные 9 металлические фермы состоят из верхнего 14 и нижнего 15 поясов, раскосов 16 и стоек 17.

Процесс возведения коттеджа осуществляют следующим образом. Строят опорную систему коттеджа: заливают столбчатые фундаменты 7 и фундаменты 1 под стены здания. При необходимости, под всей площадью коттеджа возможно заливать бетонную фундаментную или утепленную шведскую плиту (поз. не обозначено). На столбчатых фундаментах 7, на металлических осях 8 монтируют продольные 3 и поперечные 9 металлические фермы и вокруг металлических осей 8 формируют железобетонные колонны 6. Далее изготавливают и устанавливают на продольных металлических фермах 3 стропильные рамы 4. В зависимости от веса деревянных брусьев (материала стропильных рам 4) стропильные рамы 4 могут изготавливаться на площадке строительства и устанавливаться на продольные металлические фермы 3 с помощью грузоподъемного механизма или монтироваться вручную непосредственно на месте их установки. Каркас стен 2 коттеджа может возводиться после монтажа стропильных рам 4 или одновременно с ними. Смонтированные таким образом каркасы стен 2 и крыши (поз. не обозначено) коттеджа являются основой для монтажа элементов утепления, крепления внутренней и внешней обшивок для потолка (поз. не обозначено), стен (поз. не обозначено) и пола (поз. не обозначено), а также формирования монолитных поверхностей стен 2 и крыши.

Предлагаемая конструкция коттеджа обладает достоинствами и каркасных, и железобетонных зданий. Коттедж обладает превосходными эксплуатационными свойствами, экологичностью, комфортабельностью, может быть построен за короткий промежуток времени. Не требуется времени для усадки фундаментов стен. Может быть возведен практически в любое время года. Для его сооружения не требуется наличие высококвалифицированных специалистов-каменщиков. Небольшой вес составляющих металлические фермы уголков (не более 50 кг) позволяет производить монтаж несущей каркасной системы без привлечения грузоподъемного оборудования, что удешевляет процесс монтажа. В то же время предлагаемая конструкция обладает высокой прочностью, надежностью, долговечностью, ремонтопригодностью, так как стены не являются несущей конструкцией и могут ремонтироваться в процессе эксплуатации коттеджа.

Предлагаемая конструкция коттеджа позволяет в процессе эксплуатации производить любые перепланировки жилой площади.

Формула полезной модели

Коттедж, содержащий каркасную систему здания, включающую установленные на фундаментах стены здания, несущие элементы стропильных рам, установленные вдоль оси здания, монолитные железобетонные колонны, выполненные в виде опор несущих элементов стропильных рам и установленные на столбчатые фундаменты, и стропильные рамы, установленные с шагом на несущие элементы стропильных рам, отличающийся тем, что монолитные железобетонные колонны снабжены металлическими осями, а несущие элементы стропильных рам выполнены в виде единой несущей каркасной системы из соединенных между собой продольных и поперечных металлических ферм и осей монолитных железобетонных колонн.