Малоэтажное здание и каркас малоэтажного здания

 

Использование: строительство малоэтажных зданий и каркасов малоэтажных зданий. Сущность изобретения: малоэтажное здание имеет в плане форму шестиугольника с двумя противолежащими прямыми углами. Стороны здания, образующие прямые углы, равны по длине, а примыкающие к ним две другие стороны расположены к ним под углом, определенным из соотношения, приведенного в формуле изобретения. Металлические колонны и ригели выполнены из гнутых и/или гнутосварных профилей с замкнутым поперечным сечением. По крайней мере две колонны имеют надколонники. Установленные наклонно попарно в каждой ячейке каркаса с зазором между собой с ригелями. Панели стен оперты на консольные столики ригелей с образованием в плане здания выпукло - вогнутого восьмигранника. В вогнутых частях последнего образованы перекрытия лоджий. Ячейки каркаса имеют ромбическую, или прямоугольную, или квадратную форму в плане и расположены с образованием выпукло - вогнутого восьмигранника в плане. В вогнутых частях последнего удаленные друг от друга вершины углов восьмигранника. 2 с. и 30 з. п. ф-лы, 28 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении малоэтажных зданий, коттеджей городской, сельской и дачной застройки, а также при возведении вахтовых поселков.

Известно малоэтажное здание, содержащее фундаменты, колонны и расположенные в двух направлениях ригели, образующие ячейки каркаса, наружное ограждение в виде панелей стен, плиты перекрытий, связи, размещенные в створе колонн, скатную кровлю и лестницы.

Недостатком указанного решения является повышенная трудоемкость изготовления и монтажа и невысокие экологические качества в связи с отсутствием объемных жилых ячеек, размещенных в двух уровнях.

Задача, решаемая изобретением, заключается в улучшении экономических показателей за счет снижения материалоемкости и трудозатрат вследствие использования экономичных гнутых профилей и индустриальных методов изготовления, а также малого веса сборных монтажных элементов здания и улучшения экологических характеристик здания за счет более рационального решения эргономики, среды обитания при двухуровневых квартирах с отдельными автономными узлами входов и угловыми лоджиями, ориентированными на две стороны горизонта.

Поставленная задача решается тем, что малоэтажное здание имеет в плане форму шестигранника, два противолежащих угла которого выполнены прямыми, причем стороны, образующие прямые углы, имеют равную длину, а две другие стороны примыкают к ним под углом α величина которого ограничена пределами + arctg ≅ α ≅ + arctg2 при этом колонны, ригели и связи выполнены металлическими, а колонны и ригели из гнутых и/или гнутосварных профилей с замкнутым поперечным сечением, причем по крайней мере две внутренние колонны снабжены надколонниками, а связи расположены наклонно по крайней мере по двум сторонам здания между наружными колоннами, при этом плиты перекрытий размещены попарно в каждой ячейке каркаса, обращены торцами к продольным граням плит перекрытий в смежных с ними ячейках с образованием зазоров между собой и с ригелями, перекрытых доборными элементами, а конек кровли ориентирован вдоль оси здания, проходящей через его прямые углы, и расположен между надколонниками, ригели снабжены с одной стороны консольными столиками, на которые оперты панели стен, наружные из которых установлены с внутренней стороны ригелей с образованием в плане здания выпукло-вогнутого восьмигранника, а в вогнутых частях последнего установлены горизонтальные вставки с образованием перекрытий лоджий по крайней мере второго этажа.

Кроме того, фундаменты могут быть выполнены точечными с ленточными вставками между ними по крайней мере по наружному контуру здания; колонны, ригели и связи могут быть снабжены антикоррозийным покрытием; по крайней мере выступающие за наружную грань панелей стен части колонн, ригелей и связей могут быть теплогидроизолированы; теплогидроизоляция может быть нанесена с сохранением конфигурации колонн, ригелей и связей по крайней мере в направлении их продольных осей; теплоизоляция колонн, ригелей и связей может быть выполнена из закрытопористого пеноматериала или в виде слоистой композиции с включением не менее одного вспененного слоя; наружное ограждение может быть снабжено оболочкой, установленной с наружной стороны каркаса; оболочка может быть выполнена из кирпича или мелких блоков; оболочка или ее часть может быть выполнена из листовых или плитных элементов; оболочка может быть выполнена из кирпичных или блочных участков и заполнения из облицовочных материалов, в том числе селективно прозрачных; между оболочкой или ее частью и панелями стен может быть образован зазор; оболочка может быть расположена вплотную к колоннам и ригелям с образованием зазоров между оболочкой и панелями стен в виде замкнутых и/или сообщенных между собой и с атмосферой посредством регулируемых клапанов полостей; полости по крайней мере колонн и/или ригелей могут быть заполнены бетоном; консольные столики по крайней мере части ригелей могут быть выполнены на всю их длину между смежными колоннами или локализованы в местах опирания каркаса панелей, связи, расположенные между смежными колоннами, могут быть выполнены в виде четырех раскосов, каждый из которых соединен с колонной и приопорной частью ригеля; каждая плита перекрытия может быть образована из металлического каркаса и обшивок, по крайней мере нижняя из которых выполнена в виде цементно-стружечной плиты; верхняя обшивка плит перекрытий и доборные элементы могут быть выполнены из металлических или металлопластовых листов, на которых размещены цементно-стружечные плиты; полости между обшивками плит перекрытий и последними и балками могут быть выполнены по крайней мере на части их высоты теплоизолирующим или теплозвукоизолирующим материалом; панели стен могут иметь металлический каркас по крайней мере в виде контурного обрамления и обшивки, по крайней мере одна из которых выполнена из композиционного материала; каркас плит перекрытий и/или панелей стен может быть снабжен не менее, чем одним внутренним продольным ребром, а одна из обшивок выполнена составной по крайней мере по ширине плиты перекрытия и/или панелей стен с размещением стыка на внутреннем ребре каркаса; плиты перекрытий могут быть объединены доборными элементами с образованием жесткого диска перекрытия; лестница может быть выполнена по крайней мере из двух маршей, соединенных между собой фрагментом прямоугольной в плане винтовой лестницы, ступени которой имеют треугольную или трапециевидную форму; кровля может иметь шесть скатов, два из которых могут быть выполнены прямоугольными или трапециевидными, а примыкающие к ним с боков скаты треугольными в плане; кровля может быть выполнена с аэрационным или светоаэрационным фонарем в виде слухового окна, расположенного с одной или с двух сторон конька на прямоугольных или трапециевидных скатах кровли; кроме того, фонарь может быть выполнен шедовым с образованием вертикального или наклонного перепада скатов преимущественно в зоне конька кровли; последняя может быть выполнена из гофрированных металлических или металлопластовых листов с неорганизованным водостоком; кроме того, кровля может быть выполнена с организованным водостоком и снабжена водосборными желобами по крайней мере на двух скатах, имеющих свесы над входными узлами здания.

Поставленная задача решается также тем, что ячейки каркаса имеют ромбовидную или прямоугольную, или квадратную форму и расположены с образованием выпукло-вогнутого восьмигранника в плане, причем каркас снабжен балками, расположенными в уровне ригелей в вогнутых частях восьмиугольника параллельно оси каркаса, проходящей через наиболее удаленные друг от друга вершины углов восьмиугольника.

Кроме того, каркас может иметь проходящие по диагоналям квадратных ячеек две разновеликие оси симметрии, причем линейные параметры каркаса по большей L и меньшей l осям симметрии могут быть определены из соотношения где m число ячеек каркаса в направлении большей оси симметрии, а= (0,1-0,4)d, где d размер диагонали ячейки каркаса; по крайней мере две внутренние колонны, расположенные по диагонали ячейки каркаса, снабжены надколонниками, соединенными между собой поверху посредством горизонтальной и с оголовками смежных колонн посредством наклонных балок с образованием рамы.

Кроме того, взаимное расположение колонн каркаса может быть выполнено в плане в виде двух имеющих не менее чем одну общую угловую ячейку ромбических, и/или прямоугольных, и/или квадратных сеток.

На фиг. 1 изображено малоэтажное здание в аксонометрии; на фиг. 2 план первого этажа; на фиг. 3 план второго (промежуточного) этажа; на фиг. 4 план каркаса первого этажа (вариант с ячейками квадратной формы); на фиг. 5 план каркаса второго (промежуточного) этажа; на фиг. 6 план каркаса в уровне верхнего перекрытия; на фиг. 7 разрез А-А на фиг. 4, 5; на фиг. 8 стеновое ограждение здания в плане; на фиг. 9 план междуэтажного перекрытия; на фиг. 10 сечение Б-Б на фиг. 9; на фиг. 11 план кровли; на фиг. 12 сечение В-В на фиг. 11; на фиг. 13 сечение Г-Г на фиг. 11; на фиг. 14 стеновая панель наружного ограждения здания; на фиг. 15 вид по стрелке Д на фиг. 14; на фиг. 16 сечение Е-Е на фиг. 14; на фиг. 17 плита перекрытия; на фиг. 18 сечение Ж-Ж на фиг. 17; на фиг. 19 колонна; на фиг. 20 сечение И-И на фиг. 19; на фиг. 21 ригель; на фиг. 22 сечение К-К на фиг. 21; на фиг. 23 вид по стрелке Л на фиг. 21; на фиг. 24 сечение М-М на фиг. 23; на фиг. 25 план лестницы; на фиг. 26 вид по стрелке Н на фиг. 25; на фиг. 27 план каркаса здания, вариант с ячейками ромбической формы в плане; на фиг. 28 то же, вариант с ячейками прямоугольной формы в плане.

Малоэтажное здание имеет в плане форму шестигранника, два противоположных угла 1 которого выполнены прямыми сторонами 2 здания, образующими прямые углы и имеющими равную длину. Две другие стороны 3 здания примыкают к сторонам 2 под углом α, величина которого ограничена пределами + arctg ≅ α ≅ + arctg2 Здание содержит металлические колонны 4 и опертые на них ригели 5, расположенные в двух направлениях. Связи 6 в виде наклонных металлических подкосов расположены между наружными колоннами 4 и соединены одним концом с последними, а другим с ригелями 5. Колонны 4, ригели 5 и связи 6 выполнены из гнутых или гнутосварных профилей замкнутого сечения, полость которых может быть заполнена бетоном 7. Колонны 4 снабжены опорными столиками 8 для опирания на них ригелей 5, а последние консольными столиками 9 с одной их стороны для опирания плит перекрытий 10 и панелей стен 11. Столики 9 размещены на части длины ригелей 5 или по всей их длине.

Плиты перекрытий 10 размещены попарно в каждой ячейке каркаса и обращены торцами к продольным граням плит перекрытий 10 в смежных ячейках каркаса. Между смежными плитами перекрытий 10 и между продольными гранями последних и параллельными им ригелями 5 образованы зазоры 12, перекрытые доборными элементами 13. Каждая плита перекрытия 10 имеет металлический каркас 14 и обшивки 15, 16. Нижняя обшивка 15 может быть выполнена в виде цементно-стружечной плиты. Верхняя обшивка 16 плит перекрытий 10 и доборные элементы 13 выполнены из металлических или металлопластовых листов, на которых размещены цементно-стружечные плиты 17. Полости между обшивками 15, 16 плит перекрытий 10 и зазоры 12 между плитами перекрытий 10 и между последними и ригелями 5 заполнены полностью или на части их высоты тепло- или теплозвукоизолирующим материалом 18.

Наружное ограждение в виде панелей стен установлено с внутренней стороны ригелей 5 и колонн 4 и образует в плане здания выпукло-вогнутый восьмигранник, в вогнутых частях которого размещены горизонтальные вставки лоджий второго этажа.

Все панели стен имеют металлический каркас в виде контурного обрамления и обшивок. По крайней мере одна из обшивок может быть выполнена из композиционного материала.

Каркас панелей стен, а также и плит перекрытий 10 снабжен одним внутренним продольным ребром. Одна из обшивок выполнена составной по их ширине, а стык обшивок размещен на внутреннем ребре.

Фундаменты здания могут быть выполнены точечными с ленточными вставками между ними по наружному контуру здания.

Металлические колонны, ригели и связи снабжены антикоррозийным покрытием. Выступающие за наружную грань панелей стен части колонн, ригелей и связей могут быть теплоизолированы с сохранением их конфигурации.

Теплоизоляция может быть выполнена, например, в виде слоистой композиции с включением не менее одного вспененного слоя.

Наружное ограждение может быть снабжено оболочкой из кирпича или мелких блоков, размещенной с наружной стороны каркаса. Оболочка может быть выполнена из кирпичных или блочных участков с заполнением из обшивочных материалов. Часть оболочки может быть выполнена из листовых или плитных элементов, в том числе, например, селективно прозрачных в спектре солнечной радиации. Между оболочкой и панелями стен может быть образован зазор в виде замкнутых и/или соединенных между собой и с атмосферой посредством регулируемых клапанов полостей.

Плиты перекрытий объединены между собой доборными элементами с образованием жестких дисков перекрытий.

Лестницы между смежными по высоте этажами могут быть выполнены из двух маршей 19, объединенных между собой фрагментом винтовой лестницы 20 со ступенями 21 треугольной или трапециевидной формы в плане (фиг. 25, 26).

Две внутренние колонны снабжены надколонниками 22, соединенными поверху балкой 23, по которой проходит конек 24 кровли. Надколонники соединены с оголовками смежных колонн наклонными балками 25 с образованием рамы.

Кровля 26 имеет шесть скатов, два из которых 27 выполнены прямоугольной или трапециевидной формы в плане, а примыкающие к ним с боков скаты 28 имеют треугольную форму. Кровля выполнена с аэрационным или светоаэрационным фонарем 29 в виде слухового окна, которое расположено с двух сторон конька на прямоугольных или трапециевидных скатах кровли.

Фонарь может быть выполнен шедовым с образованием вертикального или наклонного перепада 30 скатов в зоне конька кровли.

Кровля может иметь неорганизованный или организованный водосток. В последнем случае кровля снабжена водосборными желобками на двух скатах (условно не показаны), которые выполнены со свесами над входными узлами здания.

Каркас здания может иметь ячейки квадратной 31, или прямоугольной 32, или ромбической 33 формы в плане, которые расположены с образованием выпукло-вогнутого восьмигранника, каркас снабжен балками 34, расположенными в вогнутых частях восьмиугольника параллельно оси каркаса, проходящей через наиболее удаленные вершины углов восьмигранника. Балки 34 являются составной частью угловых вставок здания, расположенных над входными узлами последнего, на которых расположены лоджии второго этажа и/или последующих этажей.

При квадратной форме ячеек каркас имеет две разновеликие оси симметрии, проходящие по диагоналям ячеек. Линейные параметры каркаса в этом случае по большей L и меньшей l осям симметрии определены из соотношения где m число ячеек каркаса в направлении большей оси симметрии, а=(0,1-0,4)d, где d размер диагонали ячейки каркаса.

Формула изобретения

1. Малоэтажное здание, включающее фундаменты, колонны, расположенные в двух направлениях ригели, образующие ячейки каркаса, наружное ограждение в виде панелей стен, плиты перекрытий, связи, расположенные в створе колонн, скатную кровлю и лестницы, отличающееся тем, что здание имеет в плане форму шестигранника, два противолежащих угла которого выполнены прямыми, причем стороны, образующие прямые углы, имеют равную длину, а две другие стороны примыкают к ним под углом α, величина которого ограничена пределами при этом колонны, ригели и связи выполнены металлическими, а колонны и ригели - из гнутых и/или гнутосварных профилей с замкнутым поперечным сечением, причем по крайней мере две внутренние колонны снабжены надколонниками, а связи расположены наклонно по крайней мере по двум сторонам здания между наружными колоннами, при этом плиты перекрытий размещены попарно в каждой ячейке каркаса, обращены торцами к продольным граням плит перекрытий в смежных с ними ячейках и с образованием зазоров между собой и с ригелями, перекрытых посредством доборных элементов, а конек кровли ориентирован вдоль оси здания, проходящей через его прямые углы, и размещен между надколонниками, причем ригели снабжены с одной стороны консольными столиками, на которые оперты панели стен, наружные из которых установлены с внутренней стороны ригелей с образованием в плане здания выпукло-вогнутого восьмигранника, а в вогнутых частях последнего установлены горизонтальные вставки с образованием перекрытия лоджий по крайней мере второго этажа.

2. Здание по п.1, отличающееся тем, что фундаменты выполнены точечными с ленточными вставками между ними по крайней мере по наружному контуру здания.

3. Здание по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что колонны, ригели и связи снабжены антикоррозийным покрытием.

4. Здание по пп. 1-3, отличающееся тем, что по крайней мере выступающие за наружную грань панелей стен части колонн, ригелей и связей теплогидроизолированы.

5. Здание по п.4, отличающееся тем, что теплогидроизоляция выполнена с сохранением конфигурации колонн, ригелей и связей по крайней мере в направлении их продольных осей.

6. Здание по пп. 4 и 5, отличающееся тем, что теплоизоляция колонн, ригелей и связей выполнена из закрытопористого пеноматериала или в виде слоистой композиции с включением не менее одного вспененного слоя.

7. Здание по пп. 1-4, отличающееся тем, что наружное ограждение снабжено оболочкой, установленной с наружной стороны каркаса.

8. Здание по п.7, отличающееся тем, что оболочка выполнена из кирпича или мелких блоков.

9. Здание по п.7, отличающееся тем, что оболочка или ее часть выполнена из листовых или плитных элементов.

10. Здание по п.7, отличающееся тем, что оболочка выполнена из кирпичных или блочных участков и заполнения из обшивочных материалов.

11. Здание по пп. 7-10, отличающееся тем, что между оболочкой или ее частью и панелями стен образован зазор.

12. Здание по п.11, отличающееся тем, что оболочка расположена вплотную к колоннам и ригелям с образованием зазоров между оболочкой и панелями стен в виде замкнутых и/или сообщенных между собой и с атмосферой посредством регулируемых клапанов полостей.

13. Здание по пп. 1-12, отличающееся тем, что по крайней мере полости у колонн и/или ригелей заполнены бетоном.

14. Здание по пп. 1-13, отличающееся тем, что консольные столики по крайней мере части ригелей выполнены на всю их длину между смежными колоннами.

15. Здание по пп. 1-4, отличающееся тем, что связи, расположенные между смежными колоннами, выполнены в виде четырех раскосов, каждый из которых соединен с колонной и приопорной частью ригеля.

16. Здание по п.1, отличающееся тем, что каждая плита перекрытия образована из металлического каркаса и обшивок, по крайней мере нижняя из которых выполнена в виде цементно-стружечной плиты.

17. Здание по пп. 1 и 16, отличающееся тем, что верхняя обшивка плит перекрытий и доборные элементы выполнены из металлических или металлопластовых листов, на которых размещены цементно-стружечные плиты.

18. Здание по пп. 1,16 и 17, отличающееся тем, что полости между обшивками плит и зазоры между плитами и плитами и ригелями заполнены по крайней мере на части их высоты теплоизолирующим или теплозвукоизолирующим материалом.

19. Здание по п.1, отличающееся тем, что панели стен имеют металлический каркас по крайней мере в виде контурного обрамления и обшивок, по крайней мере одна из которых выполнена из композиционного материала.

20. Здание по пп. 16 и 19, отличающееся тем, что каркас плит перекрытий и/или панелей стен снабжен не менее чем одним внутренним продольным ребром, а одна из обшивок выполнена составной по крайней мере по ширине плиты перекрытий и/или панели стен с размещением стыка на внутреннем ребре каркаса.

21. Здание по пп. 1-20, отличающееся тем, что плиты перекрытий объединены доборными элементами с образованием жесткого диска перекрытия.

22. Здание по п.1, отличающееся тем, что лестница выполнена по крайней мере из двух маршей, соединенных между собой посредством фрагмента прямоугольной в плане винтовой лестницы, ступени которой имеют треугольную или трапециевидную форму.

23. Здание по пп. 1-22, отличающееся тем, что кровля имеет шесть скатов, два из которых выполнены прямоугольными или трапециевидными в плане, а примыкающие к ним с боков скаты - треугольными в плане.

24. Здание по п.23, отличающееся тем, что кровля выполнена с аэрационным или светоаэрационным фонарем.

25. Здание по п.24, отличающееся тем, что фонарь выполнен в виде слухового окна, расположенного с одной или с двух сторон конька на прямоугольных или трапециевидных скатах кровли.

26. Здание по п.24, отличающееся тем, что фонарь выполнен шедовым с образованием вертикального или наклонного перепада скатов в зоне конька кровли.

27. Здание по пп. 23-26, отличающееся тем, что кровля выполнена с неорганизованным водостоком.

28. Здание по пп. 23-26, отличающееся тем, что кровля выполнена с организованным водостоком и снабжена водосборными желобами по крайней мере на двух скатах, которые имеют свесы над входными узлами здания.

29. Каркас малоэтажного здания, включающий колонны и ригели, образующие четырехугольные ячейки в плане и связи, отличающийся тем, что ячейки имеют ромбическую, или прямоугольную, или квадратную форму и расположены с образованием выпукло-вогнутого восьмигранника в плане, причем каркас снабжен балками, расположенными в уровне ригелей в вогнутых частях восьмиугольника параллельно оси каркаса, проходящей через наиболее удаленные одна от другой вершинами углов восьмигранника.

30. Каркас по п.29, отличающийся тем, что он имеет проходящие по диагонали квадратных ячеек две разновеликие оси симметрии, причем линейные параметры каркаса по большей L и меньшей l осям симметрии определены из соотношения
где m - число ячеек каркаса в направлении большей оси симметрии;
a - (0,1+0,4)d, где d - размер диагонали ячейки каркаса.

31. Каркас по пп. 29 и 30, отличающийся тем, что по крайней мере две внутренние колонны, расположенные по диагонали ячейки, снабжены надколонниками, соединенными между собой поверху посредством горизонтальной и с оголовками смежных колонн посредством наклонных балок с образованием рамы.

32. Каркас по пп. 29-31, отличающийся тем, что взаимное расположение колонн каркаса выполнено в плане в виде двух имеющих не менее чем одну общую угловую ячейку ромбических, и/или прямоугольных, и/или квадратных сеток.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28