Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций



Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций
Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций

 


Владельцы патента RU 2402660:

МАРШ Патриция М. (US)
МАРШ Роджер Ф. (US)

Изобретение относится к строительству, а именно к унифицированной каменной системе с армированием путем последующего напряжения. Технический результат: обеспечение прочности и удешевления конструкции, ускорение строительства каменных конструкций. Строительная система для строительства каменных конструкций с унифицированной арматурой для последующего напряжения содержит: множество бетонных строительных блоков со специальными признаками для размещения анкерных брусков, при этом каждый блок имеет по меньшей мере одну полость, при этом каждый блок имеет верхнюю и нижнюю плоскость и полость, при этом плоскости каждого блока по существу параллельны друг другу; множество из одного или более анкерных брусков, при этом каждый анкерный брусок имеет резьбовое отверстие и сравнительно большее нерезьбовое отверстие, при этом первый брусок установлен в контакте с первой плоскостью строительного блока, имеющего полость, а второй брусок установлен в контакте с верхней плоскостью строительного блока, имеющего полость, причем первый и второй брусок расположены по существу параллельно друг другу так, что их отверстия выровнены так, что нерезьбовое отверстие верхнего бруска выровнено с резьбовым отверстием нижнего бруска; множество крепежных элементов, действующих как напрягаемые элементы со средством для жесткого и разъемного соединения каждого из анкерных брусков, во-первых, к бруску, расположенному сверху, если таковой имеется, и, во-вторых, к бруску, расположенному ниже, при этом строительный блок расположен между соединенными брусками; простой инструмент для соединения крепежных элементов с брусками; и комплект принадлежностей для возведения каменной конструкции с такой же и превосходящей функциональностью, что и стандартные каменные конструкции, возведенные с использованием раствора, с помощью которого система и комбинация компонентов позволяет легко возводить конструкции из множества бетонных строительных блоков, расположенных в разных структурных конфигурациях. Также описаны варианты строительной системы, комплект принадлежностей системы, бетонные строительные блоки системы, варианты высокопрочных строительных блоков. 8 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 табл., 18 ил.

 

Настоящее изобретение относится к унифицированной каменной системе, в частности к конструкциям с армированием путем последующего напряжения. Настоящее изобретение относится по существу ко всем типам конструкций, в которых используется комбинация общего раствора и пустотелых блоков или кирпичей, а также к другим строительным средствам для возведения конструкций.

Новая унифицированная система каменных конструкций, раскрытая в настоящем описании, является строительной системой, предназначенной для легкого и быстрого возведения в любом месте и которая не требует раствора, воды или энергии. Только в США имеется более 4000 компаний, производящих строительные блоки. Традиционно, строительные блоки и кирпичи крепятся друг к другу одним из двух способов. Первым способом является сила тяжести, и к нему относятся линейная кладка, арки и аркбутаны. Вторым способом является крепление раствором или эквивалентные способы, такие, при которых используются разные типы раствора, эпоксидные клеи, или блоки, сердцевина которых заполнена бетоном, с использованием стального арматурного прутка или без него. При таком креплении обычно используют раствор с армирующей проволокой в местах стыков, и строительные конструкции крепятся друг к другу бетоном и арматурой в такие формы, как блоки связывающей балки и блоки плотин.

Когда с блоком используют армирующие средства, обычно они имеют форму длинных арматурных прутков или длинных стальных брусков, или натянутых тросов, размещенных в полостях, которые именуются каналами. Обычная стальная арматура не подвергается никакому напряжению, ни предварительному, ни последующему. Предварительное и последующее напряжение, как известно специалистам в области строительства, повышает общую прочность строительного блока. До недавних пор последующее напряжение использовалось только для полного штабеля блоков в комбинации с укладкой раствора между каждым рядом. До сих пор большинство специализированных систем блоков с брусками и пластинами требовало очень сложных конструкторских работ и высокой квалификации проектировщиков и строителей.

В 2005 г появилась новая технология, реализованная в системе болт-блок-брусок, именуемая Bolt-A-Block в которой применялось последующее напряжение унифицированных единиц, когда свободный брусок использовался как анкер, проходящий в полости (или канале) строительной единицы (или блока). Брусок (анкер) имеет резьбовые и не резьбовые отверстия, которые соединяются проходящим насквозь болтом, который по существу является напрягаемым элементом. Сеть, образованная болтом (напрягаемым элементом) и бруском (анкером), требовала внимания при установке бруска, чтобы обеспечить равномерность армирующей сетки из арматурных напрягаемых элементов и анкеров. Были разработаны усовершенствованные способ и система, раскрытые в настоящем описании, озаглавленном "УНИФИЦИРОВАННАЯ СИСТЕМА БЛОКОВ С ПОСЛЕДУЮЩИМ НАПРЯЖЕНИЕМ ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ", при которых бруски расположены по существу равномерно в углубленных полостях или в карманах строительных блоков. Другой вариант новой системы полностью устраняет необходимость позиционирования брусков за счет встраивания брусков в строительные блоки на стадии их изготовления. Такие новые конфигурации устраняют любые зазоры между смежными строительными блоками. Никакого заполнения или заделывания швов не требуется. Описываются различные другие варианты и усовершенствования, которые существенно улучшают систему последующего напряжения, впервые внедренную под наименованием Bolt-A-Block, и которая является прототипом.

А. ОПИСАНИЕ РЕШАЕМЫХ ПРОБЛЕМ

Поскольку в большинстве каменных конструкций используется раствор, они требуют нескольких компонентов. Во-первых, раствор требует воды. Во-вторых, в большинстве случаев, укладка блоков требует квалифицированных каменщиков. В-третьих, обычно требуется источник энергии для перемешивания раствора. В-четвертых, нужна трудоемкая система связей и армирования, пока раствор не застынет и не обретет нужную прочность. Во время такого застывания вся конструкция остается "хрупкой", т.е., слабо выносит ветровые нагрузки, экстремальные температуры и прочие природные и погодные условия. Во время застывания не следует заселять и использовать такие конструкции. Леса часто остаются на месте в ожидании застывания прежде чем высоту конструкции можно будет увеличить, уложив дополнительные блоки. Если заранее не принять надлежащих мер к уменьшению воздействия окружающей среды, раствор и вся конструкция может растрескаться и ее структурная прочность уменьшится.

Для повышения прочности часто используют армирующие средства 51 (как показано на фиг.4D), но необходимость сохранять на месте систему связей и другие защитные средства в течение многих дней и даже недель сохраняется. Традиционные каменные конструкции, в которых используется раствор, часто имеют прямые секции 50, расположенные в разбежку, и содержат проволочную сетку и периодически расположенный арматурный пруток (как показано на фиг.4С).

Наконец, традиционные каменные конструкции после возведения становятся фиксированными конструкциями. Если только в нормальную систему, содержащую блоки, арматуру и раствор, не введены какие-либо весьма специфические и сложные элементы, структура по существу является неразборной и для ее удаления требует разрушения.

Каждое из указанных требований ограничивает использование традиционной системы каменной кладки с раствором. Новая система Bolt-A-Block является явным усовершенствованием традиционных строительных систем с их ограничениями. Система Bolt-A-Block не требует специальной квалификации для строительства, не требует воды и энергии, не требует трудоемкой системы связей, позволяет проводить немедленное заселение или использование, не требует времени на застывание, и при желании может использоваться многократно, поскольку при разборке или переносе не разрушается. Система Bolt-A-Block сокращает сроки строительства или реконструкции и требует минимальных затрат квалифицированного труда. Система Bolt-A-Block позволяет получить структуру со значительно более высокой и равномерной прочностью, чем традиционные конструкции, возведенные с применением раствора.

Хотя система Bolt-A-Block соответствует многим требованиям и преодолевает многие ограничения, связанные с традиционными способами строительства с использованием блоков и раствора, она оставляет некоторое пространство для улучшения. Эти улучшения раскрываются в приводимом ниже описании "УНИФИЦИРОВАННАЯ СИСТЕМА БЛОКОВ С ПОСЛЕДУЮЩИМ НАПРЯЖЕНИЕМ ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ". К улучшениям системы Bolt-A-Block относятся:

а. Устранение любых зазоров между строительными блоками. Не требуется заполнения пространства или заделки швов.

b. Точное позиционирование анкерного бруска.

с. Ускорение строительства при наличии углубленных каналов или встроенных брусков.

d. Коммерческое отслеживание изобретения с встроенными брусками.

е. применение в военном/оборонном строительстве и для задач, связанных с устойчивостью к взрывам.

f. Ускорение и облегчение строительства за счет наличия элементов, облегчающих укладку.

g. Быстро соединяющиеся, не проворачивающиеся соединения с овальными пластинами/шайбами и резьбовыми арматурными напрягаемыми элементами.

В. ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Ранее предпринимались немногочисленные попытки решить вышеперечисленные проблемы, используя некоторые запатентованные устройства. Прогресс унифицированных систем с последующим напряжением в строительстве был небольшим. В известных системах блоки требовали весьма специфической и часто сложной формы для размещения брусков и пластин и речь шла только об ограничении брусков в специальных блоках. Одно такое устройство описано в патенте США №5511902 (1996), выданном Center, где описана система блоков для быстрого возведения. Это - сложный, специально изготовленный блок для строительства, содержащий множество блоков, множество соединительных штифтов и множество брусков. Каждая деталь сконструирована и сделана уникально, тогда как новая система по настоящему изобретению использует единообразную, легко доступную конструкцию строительного блока.

Другое блочное устройство описано в патенте США №5809732, который выдан Farmer, Sr. et al. (1998) и в котором раскрывается строительный блок с внедренной пластиной. Строительный блок имеет внешнюю пластину или пластины, заанкеренные в строительный блок. Внешние пластины залиты в строительный блок во время его отливки. Не говорится о том, что эти пластины и металлические детали являются частью системы последующего напряжения расположенной в полостях, как это предусмотрено настоящим изобретением.

Другое устройство для строительства раскрыто в патенте США №6098357, выданном Franklin et al. (2000). В этом источнике раскрывается модульная система заранее отлитых строительных блоков со стеновой подсистемой и фундаментной подсистемой. Стеновая подсистема имеет несколько стеновых блоков, имеющих полости и предварительно напряженные тросы, залитые в этих полостях. Эти блоки имеют заранее отлитые стены и сквозные специально изготовленные тросы, требуют воды и не могут использоваться повторно, как блоки по настоящему изобретению. Кроме того, система напряжения не унифицирована или не проходит через всю конструкцию.

В патенте Великобритании 6178714, выданном Carney, Jr. (2001) раскрывается система 49, допускающая в определенной степени повторное использование (как показано на фиг.4А и 4В). Длинные бруски проходят сквозь отверстия в специально отлитом блоке и сборных компонентах бетонной конструкции. Не описано и не заявлено какого-либо предварительного или последующего напряжения. Конфигурация специальных длинных брусков, специальных блоков, специальных пластин и сложной системы, требующей механизированного оборудования для строительства, не похожа на простые компоненты системы по настоящему изобретению.

В патенте США 6691471, выданном Price (2004), описана стеновая структура, в которой не используется раствор. Здесь стеновая структура содержит колонны, выполненные из заранее сформированных легких сложенных друг на друга блоков и колонны блоков соединены друг с другом удлиненными вертикально ориентированными опорными балками. Предпочтительно, стеновая структура оперативно соединена со структурой одним или более кронштейном. Балки и блоки имеют особую конфигурацию, не являются широко распространенными и имеют ограниченное применение.

Сборная модульная мачтовая система, имеющая цилиндрическую мачту 55 с открытым концом и относительно равномерное сечение, описана в патенте США №6244785, выданном Richter et al. (2001) (как показано на фиг.5В). Секции мачты выполнены путем соединения аркообразных сегментов и укладкой этих секций друг на друга. Эта конструкция не предвосхищает конструкцию по настоящему изобретению.

Соединяющаяся без использования раствора система может быть образована некоторыми другими устройствами. Однако ни одно из них не образует строительную унифицированную систему с последующим напряжением по настоящему изобретению, которая описана ниже. Пример одного такого соединяющегося устройства 56 приведен в патенте США №4640071, выданном Haener (1987). Он показан на фиг.5С и представляет собой блок из бетона и т.п., предназначенный для использования в строительстве стены без применения раствора. Предложенное устройство содержит разнесенную параллельную пару вертикальных боковых стенок имеющих плоские днища и вершины, и несущих выполненные заодно соединительные элементы, при этом концы стенок имеют различные конфигурации. За счет этих разных конфигураций боковые стенки соединяются интегрально. Это не соответствует конструкции по настоящему изобретению. Кроме того, в этом источнике не говорится о последующем напряжении для повышения целостности конструкции и прочности.

Система Bolt-A-Block была заявлена 10 ноября 2005 г Роджером Маршем (Roger Marsh) и др., в заявке №11/271,703. В этой заявке на базовую безрастворную систему описана каменная конструкция, содержащая множество обычных строительных блоков и/или кирпичей, соединенных друг с другом множеством металлических брусков и множеством стандартных металлических резьбовых крепежных элементов, тем самым образующих структуру с последующим напряжением. Эта система Bolt-A-Block в целом показана на фиг.3. Предпочтительно, блоки оперативно соединены друг с другом в структуру посредством простого механического инструмента. Каждое соединение приводит к созданию унифицированного элемента с последующим напряжением, который при соединении смежных элементов дает более прочную структуру, чем системы, в которых используется раствор и раствор с арматурой. Способ, используемый для создания такой структуры является простым, не требующим воды и раствора процессом, выполняемым в форме последовательности простых отдельных шагов крепления блоков и брусков в прочную и долговечную структуру. После соединения структура становится прочной и долговечной. Важно отметить, что из-за установки перекладин 44 между соседними блоками 30 образуется небольшой зазор 44А. Это пространство затем заполняют или заделывают для получения законченной поверхности стены. При желании, структуру можно разобрать и ее компоненты можно использовать повторно. Новая система по настоящему изобретению обеспечивает существенное улучшение и изменение системы Bolt-A-Block и обладает признаками, не предусмотренными в системе Bolt-A-Block. Эти усовершенствования позволяют позиционировать брусок (анкер) и увеличить скорость строительства с помощью такой безрастворной системы. Углубления и встроенные детали устраняют зазор и необходимость заделки швов. Кроме того, некоторые варианты позволяют еще более повысить прочность, что позволяет использовать систему в оборонных и антитеррористических целях.

Традиционные блоки (52) с последующим напряжением имеют разные конфигурации (как показано на фиг.4Е). До сих пор применение этой технологии к унифицированной конфигурации было по существу неочевидно. Отдельные блоки соединены друг с другом и после этого, как новая комбинация, работают как если бы они были одной балкой, перемычкой, стеной или структурой с последующим напряжением. Такая система по настоящему изобретению одинаково хорошо работает со строительными блоками любых размеров.

Традиционная арматура, натягиваемая на бетон, состоит из арматурных прядей или стержней, выполненных из очень прочной стали. Обычно арматурные пряди используют в горизонтальных строительных конструкциях, таких как фундаменты, плиты, балки и перемычки, а арматурные стержни используют в вертикальных строительных конструкциях, таких как стены и колонны. Типичная стальная арматурная прядь, используемая для последующего напряжения, имеет прочность на разрыв 270000 фунтов на кв. дюйм (около 18600 бар). Это не соответствует применяемым по настоящему изобретению отдельным стандартным болтам и простым крепежным элементам. Последующее напряжение с использованием пластин или брусков между строительными блоками является совершенно новым способом комбинирования стали и бетона и является разумной строительной практикой.

Ни в одном из прототипов не используются все признаки и возможности системы по настоящему изобретению. Насколько известно, в настоящее время не существует систем, которые полностью отвечают потребности в унифицированной системе строительных блоков с последующим напряжением. Считается, что система по настоящему изобретению построена из компонентов, собирается с помощью простых инструментов, не требует раствора, дает значительно более прочную структуру, чем структуры, построенные с применением раствора, и готовую к немедленному заселению или использованию после строительства.

Унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для каменных конструкций по настоящему изобретению была разработана для строительства каменных конструкций разного типа. Система по настоящему изобретению является строительной системой, которая с возможностью разъединения соединяет каждый отдельный пустотелый блок или кирпич с использованием системы бруска и болта. Такое соединение позволяет строить более прочные здания быстрее и дешевле. Несмотря на то, что три основных компонента - брусок, болт и блок - прочно соединены, средства крепления имеют возможность полной разборки при необходимости. Система по настоящему изобретению может собираться неквалифицированными рабочими с помощью простого гаечного ключа. Нет необходимости в воде, в специальном инструменте (достаточно простого гаечного ключа), в системе стяжек, и структура, созданная с помощью системы по настоящему изобретению, готова к немедленному использованию. Усовершенствованная система по настоящему изобретению включает пустотелые строительные блоки с углубленными каналами или карманами или с встроенными брусками, с крепежным болтом (напрягаемым элементом) и с пластиной (анкер). К новым признакам также относятся полный пластинчатый анкер для оборонных или антитеррористических структур.

Система по настоящему изобретению дает множество существенных преимуществ, как и описанные выше системы по прототипу. В настоящее время не существует строительных систем, в которых используются легко доступные готовые детали и которые были бы столь просты в сборке. Однако за счет технологии унифицированного последующего напряжения структура является намного более прочной конструкцией, чем созданная традиционными технологиями с использованием раствора. В Таблице А приведен перечень преимуществ и положительных эффектов по сравнению с системой-прототипом Bolt-A-Block. В Таблице В показан перечень преимуществ и положительных эффектов, совпадающих с преимуществами и положительными эффектами системы Bolt-A-Block по сравнению с традиционными системами, использующими блоки и раствор.

Таблица А
ПРЕИМУЩЕСТВА И ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ ЭФФЕКТЫ ПО СРАВНЕНИЮ С СИСТЕМОЙ BOLT-A-BLOCK
П./п. Описание
1. Устранение любых зазоров между строительными блоками. Не требуется заполнения или заделывания швов.
2. Точное позиционирование анкерного бруска.
3. Ускорение строительства с углубленными каналами или встроенными брусками.
4. Коммерческое отслеживание изобретения со встроенными брусками.
5. Расширенное оборонное и антитеррористическое применение и применение для сооружений, защищенных от взрывов.
6. Легкость в строительстве, сокращение сроков строительства за счет устройств, облегчающих точное позиционирование.
7. Возможность предотвращения проворачивания и быстрого соединения с овальными пластинами/шайбами и резьбовыми напрягаемыми элементами.
Таблица В
ПРЕИМУЩЕСТВА, АНАЛОГИЧНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВАМ СИСТЕМЫ BOLT-A-BLOCK
П./п. Описание
1. Не требует воды.
2. Не требует выдержки времени для достижения структурной прочности.
3. Не требует временных опор, пока раствор твердеет и приобретает прочность.
4. Применяются простой ручной инструмент.
5. Может использоваться с подкладкой или без нее.
6. Имеет большую прочность на сжатия и на растяжение чем конструкции с раствором - значительно прочнее.
7. Не наносит вред окружающей среде - используется меньше древесины, поэтому уменьшается вырубка лесов.
8. Имеет улучшенные ценовые показатели - материал и неквалифицированный труд.
9. Позволяет ускорить строительство.
10. Может легко разбираться и компоненты могут использоваться повторно.
11. Не требует квалифицированных рабочих.
12. Имеет глобальное/всемирное/универсальное применение.
13. Может возводиться на грунте или на стандартном фундаменте.
14. Перекрывает большее расстояние между вертикальными двойными блоками.
15. Концепцию строительства легко изучить и начинать строительство можно с использованием неквалифицированной рабочей силы. Эту концепцию легко можно освоить и применять. Настолько легко, что на одном участке могут работать несколько рабочих не просто "укладывающих" блоки, но собирающих структуру.
16. Дает идеальные интервалы, что делает стены более привлекательными. Блоки перед напряжением идеально выровнены и правильно установлены.
17. Снижает расходы на страхование от пожара и от повреждений под воздействием ветровых нагрузок.
18. Применяются уже существующие во всем мире типоразмеры.
19. Строительство ведется в любых погодных условиях - дождь, снег, ветер, холод, жара, под водой и даже в водолазном колоколе или кессоне.
20. Является унифицированной конструкцией. Если по какой-либо причине строительство прервано, его можно в любой момент возобновить, не испытывая существовавших ранее проблем, типа застывшего раствора и пр.
21. Можно возводить стены с любой стороны, изнутри или снаружи.
22. Применима к блокам, кирпичам и другим строительным элементам с одной полостью или с множеством полостей.
23. Снижение необходимости в лесах, лестничных лесах и настилах, поскольку стены немедленно приобретают полную прочность.
24. Можно заполнять полости бетоном и даже использовать вертикальную арматуру.
25. В полости можно заливать изоляцию или пену.
26. Устойчива к разлетающимся обломкам.
27. Устойчива к землетрясениям и ураганам/смерчам.
28. Устойчива к пожарам.
29. Не зависит от прочности раствора.
30. Для строительства не требуется электроэнергия или топливо.
31. Сочетается с другими технологиями строительства - можно использовать дверные и оконные рамы, стропила, балки, фермы, металлические и асфальтовые/волоконные/резиновые кровельные материалы.
32. Позволяет применять стандартные комплекты для водоснабжения и канализации, электроснабжения, связи и освещения.
33. Позволяет одновременно укладывать несколько слоев блоков, что ускоряет строительство.
34. Адаптирована для обычных внутренних отделочных материалов (гипс, доски, панели, краска) и внешних отделочных материалов (сайдинг, кирпич, штукатурный гипс и пр.)
35. Обеспечивает идеальное вертикальное и горизонтальное выравнивание.
36. Не требует залитых фундаментов.
37. Строительство путем последовательной укладки блоков.
38. Простые бруски и болты легко производить крупными партиями на имеющемся оборудовании из обычных материалов.
39. Строитель может оставить небольшую часть стены фундамента незаложенной для проезда грузовиков и экскаваторов внутрь структуры для нивелирования, рассыпания щебня, разгрузки бетона и выполнения любых других необходимых работ. По завершении тяжелых внутренних работ стена быстро свинчивается на мачте и сразу приобретает полную прочность.
46. Дает столь большую массу, что общий вес здания построенного с применением системы по настоящему изобретению препятствует выталкиванию при промерзании и силы, возникающие при промерзании направлены только в бок.
47. Может комбинироваться с заранее изготовленными сантехническими кабинами и кухнями.
48. Не разрушается термитами и муравьями-древоточцами.

Для специалиста в области строительства структур, особенно каменных, бетонных и стальных структур, понятно, что приведенные в примерах признаки этой системы легко адаптируются к усовершенствованиям других типов строительства.

А. ФИГУРЫ

Приложенные чертежи, образующие часть настоящего описания, иллюстрируют предпочтительный вариант системы по настоящему изобретению. Чертежи вместе с приведенным выше кратким описанием и приведенным ниже подробным описанием служат для пояснения принципов настоящего изобретения. Однако следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается показанными конструкциями и инструментарием.

Фиг.1А и 1В - эскизы общей унифицированной системы блоков с последующим напряжением.

Фиг.1С и 1D - эскизы общей унифицированной системы блоков с последующим напряжением с идентифицированными конкретными признаками и компонентами.

Фиг.2А-2С - эскизы деталей и компонентов системы по настоящему изобретению.

Фиг.3 - эскиз системы-прототипа Bolt-A-Block (BABS), в которой используются стандартные блоки и внешняя система планок и болтов образующая систему последовательного напряжения.

Фиг.4А-4Е - дополнительные иллюстрации предшествующего уровня техники.

Фиг.5А-5С - эскизы других прототипов.

Фиг.6 - углубленные каналы, карманы и встроенные бруски.

Фиг.7А-7С - детали системы по настоящему изобретению для боковых углубленных каналов в строительных блоках.

Фиг.8А и 8В - строительные блоки с системой продольного бруска для углубленных каналов.

Фиг.9А-9G - эскизы строительных блоков с углубленными карманами для системы по настоящему изобретению.

Фиг.10А-10С - эскизы вариантов строительного блока с встроенным бруском для системы по настоящему изобретению.

Фиг.11А и 11В - эскизы строительного блока с системой поперечных встроенных брусков.

Фиг.12А и 12В - эскизы строительного блока с системой продольных встроенных брусков.

Фиг.13А-13F - эскизы строительного блока со специальными углубленными карманами в блоках, используемых в системе по настоящему изобретению.

Фиг.14А-14F - эскизы факультативных признаков и типичных вариантов применения системы по настоящему изобретению.

Фиг.15 - процесс сборки системы по настоящему изобретению, содержащий шаги с 1 по 12 для строительного блока с углубленными карманами.

Фиг.16А и 16В - эскизы варианта системы по настоящему изобретению для особо тяжелых условий и использования в оборонных и антитеррористических целях.

Фиг.17 - применение в особо тяжелых условиях.

Фиг.18А-18Е - эскизы вариантов применения системы по настоящему изобретению в особо тяжелых условиях.

В. ССЫЛОЧНЫЕ ПОЗИЦИИ

Нижеследующий перечень относится к приложенным чертежам:

30 - типичный строительный блок.

31 - детали для сборки системы по настоящему изобретению - канал для позиционирования углубленного бруска.

31А - детали для сборки системы по настоящему изобретению - встроенный брусок.

31В - детали для сборки системы по настоящему изобретению - специальное овальное углубление.

32 - гаечный ключ.

33 - анкер для последующего напряжения, например брусок с соединительными средствами.

34 - напрягаемый элемент для последующего напряжения, например болт.

35 - строительный блок с углубленными каналами.

35А - строительный блок только с поперечными углубленными каналами.

35В - строительный блок только с продольными углубленными каналами.

36 - удлиненные углубленные каналы.

37 - строительный блок с углубленными карманами.

37А - строительный блок, в котором некоторые углубленные каналы "выбиты" в открытый канал.

38 - углубленный карман.

39 - строительный блок с встроенным продольным анкером (бруском).

40 - продольный анкер (брусок) для последующего напряжения.

40А - встроенный продольный анкер (брусок) для последующего напряжения.

41 - положение встраивания бруска.

42 - строительный блок с встроенным поперечным анкером (бруском).

43 - встроенный поперечный анкер (брусок) для последующего напряжения.

43А - множество встроенных поперечных анкеров (брусков) 43 для последующего напряжения.

44 - точка контакта (касания) для смежных строительных блоков.

44А - пространство между соседними блоками (в прототипе).

45 - начальный крепежный элемент для крепления начальных брусков или пластин.

46 - базовое устройство (фундамент, доска, плита и пр.).

47 - предшествующий способ Bolt-A-Block для безрастворной сборки типовых строительных блоков.

48 - полость в строительном блоке.

48А - глубокое углубление или полость в специальном строительном блоке.

49 - специальный блок и сквозные бруски по предшествующему уровню техники.

50 - часть типичной стены из блоков, соединенных раствором.

51 - арматура в системе блоков по предшествующему уровню техники.

52 - тросы в бетоне для последующего напряжения по предшествующему уровню техники.

53 - пруток с частично или полностью нарезанной резьбой.

54 - прутковый соединитель.

55 - модульная сборная мачтовая система по предшествующему уровню техники.

56 - прототип конфигурации механически штабелируемого блока.

57 - выбиваемый элемент.

58 - малый строительный блок, например кирпич и т.п.

59 - овальные/эллиптические анкеры для последующего напряжения.

60 - углубленный канал, созданный с помощью выбиваемых элементов.

61 - удлиненный брусок.

62 - смещенное (верхнее или нижнее) положение встроенного бруска.

63 - среднее положение встроенного бруска.

64 - специальный блок с углубленными полостями для овальных/эллиптических анкеров для последующего напряжения.

65 - отверстие в строительном блоке для напрягаемого элемента.

66 - специальный напрягаемый элемент для унифицированного последующего напряжения.

67 - средство для поворота напрягаемого элемента (66), например шестигранник и т.п.

67А - вид сверху средства для поворота напрягаемого элемента (66).

68 - резьбовое отверстие.

69 - удлинение специального напрягаемого элемента (66) - вал или эквивалент.

70 - резьбовой конец специального напрягаемого элемента.

71 - конический/скошенный конец специального напрягаемого элемента (66).

72 - овальная/эллиптическая прокладка.

73 - отверстие в овальной прокладке (72).

74 - строительный блок увеличенной ширины.

75 - полка.

76 - наклонное средство для позиционирования отверстия в анкерной пластине для напрягаемого элемента.

76А - альтернативное наклонное средство для позиционирования отверстия в анкерной пластине для напрягаемого элемента.

77 - отверстие.

78 - средство для крепления (клей, липкая поверхность или эквивалент).

79 - оригинальный желоб основания.

80 - утрамбованный заполнитель, бетон или эквивалент.

81 - скелет из унифицированных напрягаемых элементов и анкеров для последующего напряжения.

82 - специальный строительный блок с конфигурацией, препятствующей проникновению влаги между блоками.

83 - конфигурация, препятствующая проникновению влаги между блоками.

84 - скошенная лабиринтная конфигурация.

85 - прямоугольная/квадратная лабиринтная конфигурация.

86 - процесс сборки системы по настоящему изобретению из компонентов, допускающих повторное использование.

87 - детали для упрочненной конфигурации системы по настоящему изобретению для военного, оборонного или антитеррористического применения.

87А - сборка упрочненной системы настоящему изобретению для военного, оборонного или антитеррористического применения.

88 - анкерная пластина для последующего напряжения, полностью закрывающая всю поверхность строительного блока.

89 - строительный блок высокой плотности с относительно небольшой полостью.

90 - напрягаемые элементы высокой прочности, например, из стали марки #5 или #8 или эквивалентные.

91 - различные анкеры для крепления к фундаменту или к возведенной структуре.

92 - поперечная платформа или мостик.

93 - опора платформы или мостика.

94 - нагрузка на платформу (люди, оборудование или материалы).

95 - транспортное средство (военное или иное).

96 - кузов или опорная структура транспортного средства.

97 - взрывозащищенный кожух кузова.

98 - сквозное отверстие в анкере (бруске) для последующего напряжения.

99 - резьбовое отверстие в анкере (бруске) для последующего напряжения.

100 - область контакта/отверстие для встраивания анкера (бруска) в строительный блок на полную ширину.

100А - область контакта/отверстие для встраивания анкера (бруска) в строительный блок на неполную ширину.

Настоящее изобретение относится к строительной системе 31, именуемой "унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций". Такая система с последующим напряжением содержит лишь несколько разных типов компонентов - пустотелый блок 35 (и другие), в котором каналом является полость 48, множество напрягаемых элементов (таких, как проходящий насквозь болт) 34, и множество простых анкеров (например, брусков) 33 с некоторыми дополнительными элементами. Система собирается из множества соседних блоков 35, расположенных рядом и касающихся друг друга и разъемно соединенных друг с другом напрягаемыми элементами 34 и анкерами 33. Такое соединение приводит к созданию структуры, которая образована из множества унифицированных строительных блоков с последующим напряжением (обычно именуемых блоками или кирпичами), которые совместно обладают значительно более высокой прочностью, чем обычная блочная структура, построенная с применением раствора и стандартной арматуры. Специалист в области строительства, особенно в области армированных каменных конструкций, поймет, что можно использовать различные детали, физически позволяющие производить и использовать систему 31 по настоящему изобретению. Улучшение существующих систем заключается в создании системы строительства, которая имеет много преимуществ и дает множество положительных эффектов, перечисленных выше. Преимущество перед более новой системой Bolt-A-Block заключается в точном позиционировании анкерного бруска, в ускорении строительства за счет углубленных каналов или встроенных брусков, коммерческое отслеживание изобретения с встроенными брусками, расширенное применение в военных/оборонных целях, облегчение и ускорение строительства за счет механизированной укладки, и не допускающие проворачивания и быстро создаваемые соединения посредством овальных пластин/шайб и резьбовых напрягаемых элементов.

На фиг.1 и 2, 6-14 и на фиг.16 показан полный рабочий вариант системы 31 по настоящему изобретению и альтернативные варианты. Следует отметить, что на чертежах и эскизах показана общая конфигурация настоящего изобретения. Предпочтительный вариант системы содержит лишь несколько деталей, как показано на чертежах. Разные важные признаки этих деталей выделены и описаны ниже достаточно подробно, чтобы специалист понял их важность и функциональность системы 31 по настоящему изобретению.

Прилагаемые чертежи, которые образуют неотъемлемую часть настоящего описания, иллюстрируют предпочтительные варианты системы 31 по настоящему изобретению. Чертежи, наряду с кратким описанием приводимым выше и подробным описанием, приводимым ниже, служат для пояснения принципов системы 31 по настоящему изобретению. Следует понимать, однако, что система 31 по настоящему изобретению не ограничивается показанными конструкциями и инструментарием.

На фиг.1А и 1В приведены эскизы общей унифицированной системы 31 и 31А строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций по настоящему изобретению. На фиг.1А показан вариант с углубленным каналом для бруска, а на фиг.1В показан вариант с встроенным бруском.

На фиг.1С и 1D приведены эскизы общей унифицированной системы 31 и 31А строительных блоков с последующим напряжением для возведения каменных конструкций по настоящему изобретению с идентифицированными конкретными признаками и компонентами. Система 31, показанная на фиг.1А с компонентами и признаками, идентифицированными на фиг.1С, является предпочтительным вариантом. Другие показанные и описанные ниже конфигурации являются альтернативными вариантами. Здесь строительный блок 37 с углубленным карманом 38 показан уложенным в общую конфигурацию 31. Показаны углубленные карманы 38, в которых можно разместить бруски 33. Каждый строительный блок 37 касается соседнего блока, как показано "закрытой" точкой 44 контакта. Это является явным улучшением прототипа, поскольку ускоряет строительство и устраняет зазор между строительными блоками. Очевидно, что бруски 33 и болты 34 можно изготавливать из материалов разных типов, включая, помимо прочего, металл (напр., сталь, нержавеющая сталь, титан, латунь, алюминий и пр.,); композитные материалы (включая пластмассы и армированные пластмассы; материалы на основе армированных полимеров и т.п.); и из других материалов, подходящих для изготовления напрягаемых элементов и анкеров для системы последующего напряжения. Кладка 31 крепится к средству 46 основания анкером 45. Также показан альтернативный вариант с встроенными брусками 31А. Бруски 33 внедрены в строительный блок 42. Болты/напрягаемые элементы 34 соединяют каждый анкер/брусок 33 индивидуально. Вся кладка 31А установлена на средстве 46 основания анкером 45 основания.

На фиг.2А-2С представлены эскизы других признаков и компонентов системы 31 по настоящему изобретению. На фиг. 2А показан углубленный карман 37. Карманы 38 выполнены в верхней поверхности строительного блока для размещения в них брусков 33. Эти бруски могут быть поперечными 33 или продольными 40. Предпочтительно, углубленные карманы 38 изготавливаются во время изготовления самого строительного блока. Альтернативно, при желании углубления можно прорезать или фрезеровать в стандартных блоках на последующей операции. Такая последующая операция может производиться на месте производства или на строительной площадке, на которой осуществляется строительство. Углубления имеют такой же номинальный размер, что и бруски, разумеется с некоторым припуском для обеспечения легкости установки брусков 33, 40 в карман 38, в то же время с сохранением равномерности расположения. Такой припуск может определяться эмпирически в пределах нескольких тысячных дюйма для облегчения строительства. Никакие конкретные размеры не заявляются намеренно, чтобы не ограничивать объем изобретения и изобретательскую идею. На фиг. 2В факультативный строительный блок 31А имеет встроенный брусок, строительный блок 42 показан содержащим бруски 40А, встроенные в блок, а на фиг.2С показаны брусок 33, болт 34 и гаечный ключ 32.

Следует отметить, что фиг.3-5 являются эскизами каменных конструкций и структур для последующего напряжения по предшествующему уровню техники. Однако знание таких предшествующих конструкций и способов строительства служит для специалистов важной предпосылкой для полного понимания уникальных характеристик системы 31 по настоящему изобретению. В течение многих десятилетий, а фактически более целого столетия, каменщикам и строителям, архитекторам и инженерам приходилось использовать пустотелые каменные блоки и кирпичи. Однако никто не придумал или разработал такую уникальную, простую комбинацию, являющуюся очевидным развитием технологии строительства.

На фиг.6 показаны углубленные каналы, карманы и встроенные бруски. Для справки показан типичный строительный блок 30. На чертеже показан строительный блок 35 с углубленными каналами. Каналы 36 могут быть расположены продольно или поперечно и могут пересекать всю ширину стенки. Другим вариантом строительного блока является блок 37 с карманами. Строительный блок имеет "выбиваемые" элементы 57 на внешней поверхности блока. Когда или если брусок выходит за внешнюю поверхность строительного блока, выбиваемый элемент 57 просто удаляют ударом по внешней стенке. Дополнительные детали описаны ниже. Другими показанными вариантами являются строительные блоки 39 и 42 с встроенными брусками. Здесь поперечный брусок 43 встроен в блок 42 в определенном положении 41. Точно так же, продольный брусок 40А встроен в блок 39 в определенном положении 41. Наконец, показан небольшой строительный блок, например, кирпич 58 с выполненными в нем полостями, служащими каналами для системы последующего напряжения.

На фиг.7А-7С подробно показана система 31А в варианте строительного блока с поперечными углубленными каналами. На фиг.7А показан один тип, характеризующийся строительным блоком 35А с полным углубленным каналом 36. Углубленные каналы 36 проходят поперек полости 48 блока 35А. Другими показанными признаками являются сквозное не резьбовое отверстие 98 в бруске 33 и резьбовое отверстие 99 для соединения с проходящим насквозь болтом 34. Другая конструкция для приема поперечных брусков 33 показана на фиг.7В. Здесь строительный блок 37 имеет углубленный карман 38. В таком строительном блоке 37 брусья 33 пересекают только часть ширины блока 37. Это удерживает брусок 33 от прохода до кромки строительного блока 37. Специалисту понятно, что бруски 33 можно быстрее устанавливать в углубленные карманы 38. Важную роль для эстетики боковых поверхностей строительных блоков 37 играет отсутствие выступающих брусков, выступающих из кромок строительных блоков, как в описанном выше блоке 35А. Эти углубленные карманы имеют выбиваемый элемент 57, позволяющий удалить (т.е. "выбить" или "вырезать") боковую часть и устанавливать выступающие бруски. Этот признак описан ниже. На фиг.7С показан малый строительный блок 58. Это может быть строительный блок, который часто называют "кирпич". В такой конфигурации показаны малые бруски или овальные анкеры 59. Такие овальные анкеры 59 также имеют гладкое отверстие 98 и резьбовое отверстие 99 для соединения овального анкера 59 с напрягаемыми элементами 34.

На фиг.8А и 8В показаны детали системы 31 по настоящему изобретению для строительных блоков с углубленными каналами 36, проходящими в продольном направлении. На фиг.8А показан один вариант, содержащий строительный блок 35В с проходящим по всей длине углубленным каналом 36. Этот сквозной канал 36 позволяет продольным брускам 40 проходить по всей длине строительного блока 35В. Углубленные каналы 36 проходят через все полости 48 строительного блока 35В. Другая конфигурация для приема поперечных брусков 33 показана на фиг.8В. Здесь строительный блок 37 имеет углубленные карманы 38. В этом строительном блоке 37 бруски 33 проходят только продольно и только на части длины строительного блока 37. Другими показанными признаками являются не резьбовое сквозное отверстие 98 в бруске 40, а резьбовое отверстие 99, имеющее резьбу для соединения с проходящими насквозь болтами 34. Специалисту понятно, что бруски 33 можно быстро укладывать в углубленные каналы 38. Важную роль для эстетики боковых поверхностей строительных блоков 37 играет отсутствие выступающих брусков, выступающих из кромок строительных блоков, как в описанном выше блоке 35В. Эти углубленные карманы для продольного бруска 40 имеют выбиваемый элемент 57, позволяющий удалить (т.е. "выбить" или "вырезать") боковую часть и устанавливать выступающие бруски. Этот признак описан ниже.

На фиг.9А-9G приведены другие эскизы систем 37 блоков с углубленными карманами, проходящими в обоих направлениях. На фиг.9А показан строительный блок с карманами 37 и выбиваемым элементом 57. На фиг.9В показан строительный блок с углубленными карманами 37 с установленным продольным бруском. На фиг. 9С показан строительный блок того же типа с углубленными карманами 37, в которых установлены два поперечных бруска 33. На фиг.9D выбиваемый элемент 57 удален, что позволило получить в строительном блоке 37А открытый карман 60 (с удаленным выбиваемым элементом). Это позволяет получит сквозной канал, в который можно поместить удлиненный брусок 61. Такая конфигурация с удлиненным бруском 61, выступающим из открытого кармана 60, показана на фиг.9E. На фиг.9F и 9G показаны аналогичные открытые карманы 60 с выступающими поперечными брусками 61. Эти открытые карманы 60 могут изготавливаться на месте изготовления блоков, на специальной площадке или на строительной площадке. Они могут быть выполнены ударом по выбиваемому элементу 57 или вырезанием или фрезерованием стандартного строительного блока 30 для формирования удлиненного канала 36.

На фиг.10А-10С приведены эскизы системы 31 по настоящему изобретению в варианте со встроенными брусками. Здесь строительный блок имеет встроенные поперечные бруски 43 и продольные бруски 40А. На фиг.10А для сравнения показан стандартный строительный блок 30. На фиг.10В в строительном блоке 42 показаны поперечные встроенные бруски 43. Специалисту в области строительства понятно, что бруски 43 можно внедрять в определенное положение 41. Это положение 41 может быть разным, например, приблизительно на середине 63 строительного блока, или ближе к одной поверхности и на большем расстоянии 62 от противоположной поверхности строительного блока. На фиг. 10С показаны те же варианты расстояний 62, 63 для продольно расположенных встроенных брусков 40А. Эти строительные блоки 39 показаны с установленными на место продольными брусками 40А. Специалисту в технологии строительства понятно, что установка брусков на разных расстояниях 62, 63 может давать преимущества при сборке, когда брусок расположен ближе (расстояние 62) к верхней поверхности, и система 31 по настоящему изобретению будет иметь более равномерное распределение прочности, если брусок 40А будет находиться в среднем положении 63.

На фиг.11А и 11В показаны дополнительные эскизы строительного блока 42 с поперечными встроенными брусками 43. На фиг.11А показан встроенный поперечный брусок 43, проходящий на полную ширину строительного блока 42. Этот брусок проходит в контактом отверстии 100, которое проходит сквозь боковые стенки строительного блока 42. На фиг.11В показан встроенный поперечный брусок 43, который входит в глухие отверстия 100А в боковых стенках. Можно отметить, что положение 41 встраивания может меняться, как показано на фиг. 10.

На фиг.12А и 12В приведены дополнительные эскизы строительного блока 39 с продольным встроенным бруском 40А. На фиг.12А показан встроенный продольный брусок 40А, проходящий на всю длину строительного блока 39. Брусок проходит в контактом отверстии 100, проходящем сквозь боковые стенки строительного блока 39. На фиг.12В показан встроенный продольный брусок 40А, который входит в глухие отверстия 100А в боковых стенках. Следует отметить, что положение 41 встраивания может меняться, как показано на фиг.10.

На фиг.13А-13F показан эскиз строительного блока 64 с особым углубленным карманом 48А, который применяется в варианте системы 31В по настоящему изобретению. На фиг.13А для сравнения показан стандартный строительный блок 30. На фиг.13В показан специальный строительный блок 64 со специальным глубоким гнездом 48А. В этом строительном блоке 64 показано отверстие 65 для напрягаемого элемента. На фиг.13С показаны некоторые другие детали этой специализированной системы 31В по настоящему изобретению. К ним относятся специальный напрягаемый элемент 66, который имеет на одном конце резьбу 70 и конус 71. На противоположном конце специального напрягаемого элемента 66 имеется средство 67 для вращения напрягаемого элемента. Внутри этого средства 67 имеется отверстие 68 с резьбой для приема другого напрягаемого элемента. На той же фиг.13С приведен вид сверху средства 67А, где также показано внутреннее резьбовое отверстие 68. Овальная шайба 72 с нерезьбовым отверстием 73 завершает комплект компонентов для специализированной системы 31В по настоящему изобретению. Эскиз на фиг.13D показывает вид сверху специального строительного блока 64, с установленной овальной шайбой 72. Благодаря овальной форме, шайба 72 не проворачивается внутри специального углубления 48А. На фиг.13Е овальная шайба 72 показана на месте, лежащей внутри специального углубления 48А. Эта шайба 72 создает поверхность, благодаря которой напрягаемый элемент 66 можно легко поворачивать и затягивать с помощью средства 67. Специалистам в области последующего напряжения понятно, что напрягаемый элемент 66, лежащий на шайбе 72, образует унифицированную комбинацию, описанную ниже в настоящем описании. На фиг.13F показан вид с торца специального строительного блока 64 и различные его признаки.

На фиг.14А-14F показаны эскизы типовых признаков и вариантов применения системы 31 по настоящему изобретению. На фиг.14А показана типовая стена, выполненная из строительных блоков 30. В основание полжены более широкие строительные блоки 74. Эти более широкие строительные блоки образуют полку 75. Эта полка позволяет укладывать плиты перекрытия или устанавливать на ней другие структуры, например, балки перекрытия или стропила крыши. Специалист в области строительства с применением строительных блоков разных размеров поймет, что такая конфигурация более широкого блока 74 и полки 75 легко может быть адаптирована ко всем разным типам строительных блоков, используемых в системе 31 по настоящему изобретению. На фиг.14В более широкий блок 74 уложен в основание штабеля строительных блоков 30, определяющих стену. На этом эскизе показано, что оригинальное положение подкладки определено закапыванием желоба 79. Более широкий блок 74 помещают в желоб 79 и нивелируют. Затем крепят другие строительные блоки, применяемые в системе 31 по настоящему изобретению, и возводят вертикальную конструкцию. Затем для получения прочной структуры можно использовать трамбованную гравийную смесь или другой заполнитель 80. Специалисту в области строительства понятно, что такая конфигурация может образовать прочный и долговечный фундамент без использования бетона.

На фиг.14С показаны другие признаки системы 31 по настоящему изобретению. Здесь показаны наклонные средства 76, 76А для позиционирования концов болтов или напрягаемых элементов 34 (не показаны) относительно анкерного бруска 33. Средства 76, 76А могут быть выполнены за одно целое с анкерными брусками или могут быть изготовлены отдельно и прикреплены к бруску каким-либо крепежным средством 78, например клеем, липкой поверхностью и т.п. На фиг.14D показан скелет 81 из унифицированных напрягаемых элементов и анкеров для последующего напряжения. На этом чертеже строительные блоки не показаны, но показана конфигурация и соединение между натягивающими элементами 34 и анкерными брусками 33, 40, 61 разного размера, используемыми для создания системы 31 по настоящему изобретению. Этот скелет из анкеров и натягивающих элементов (расположенный внутри полостей 48 строительных блоков) является основным компонентом теории прочности системы 31 по настоящему изобретению.

На фиг.14E и 14F показаны особые конфигурации, предотвращающие попадание влаги в блоки. В безрастворной системе через зазоры может просачиваться некоторое количество воды, даже если зазор очень мал. На фиг.14Е показан специальный строительный блок 82, имеющий конфигурацию 83, предотвращающую попадание влаги между блоками. Такая конфигурация может иметь разные формы и конструкции. На фиг. 14F показаны две такие конфигурации. Здесь представлены скошенная лабиринтная конфигурация 84 и прямоугольная/квадратная лабиринтная конфигурация 85. Специалистам в лабиринтных конструкциях понятно, что эти конструкции не ограничивают настоящее изобретение, а просто являются примером множества конструкций, которые могут быть реализованы в рамках изобретательской идеи.

На фиг.16А и 16В показаны эскизы унифицированной системы 87 для применения в особо тяжелых условиях, например, в оборонных и антитеррористических целях. Строительные блоки 89 также соединены анкерами и напрягаемыми элементами, проходящими через полости. Однако строительный блок для оборонного применения имеет более толстые стенки и поэтому имеет уменьшенные полости 48. Напрягаемыми элементами могут быть болты, выполненные из стандартной стали №2 или из стали более высоких марок (№5 или №8) для повышения способности к последующему напряжению. Анкеры 88 являются полноразмерными пластинами. Это позволяет устранить любые зазоры, имеющиеся в системе Bolt-A-Block по предшествующему уровню техники. Эти пластины 88 обычно изготавливают из высокопрочного металла, такого как сталь (высоколегированной, стандартной, нержавеющей и т.п.), или из высокопрочного композитного материала. Поверхности пластин 88 могут быть обработаны, на них может быть нанесено или отсутствовать покрытие. Если на пластину нанесено покрытие, то это покрытие может быть битумным, силиконовым или подобным покрытием, обеспечивающим дополнительное уплотнение между строительными блоками 87 и пластинами 88. На фиг.16А показан напрягаемый элемент 90 для каждой полости, соединенный с пластинами 88 через резьбовые отверстия 98 в пластине 88. Не резьбовое отверстие 99 предназначено для позиционирования следующего напрягаемого элемента для соединения с нижней пластиной. На фиг.16В показан альтернативный вариант оборонной системы 87. Здесь можно использовать множество напрягаемых элементов для еще большего последующего напряжения, если это необходимо. Дополнительные напрягаемые элементы 90 потребуют соответственно дополнительных отверстий 98, 99 в анкерной пластине 88.

Детали, описанные выше, являются иллюстративными, а не ограничивающими. Специалистам в области строительных материалов понятно, что все примеры материалов могут быть заменены другими пластмассовыми или композитными материалами, обладающими аналогичными свойствами и остающимися в пределах объема и изобретательской идеи системы 31 по настоящему изобретению. Специалист в области строительства может добавить другие компоненты, специфичные для описанной унифицированной системы 31, что очевидно из вышеприведенного описания.

Выше была описана новая унифицированная система строительных блоков с последующим напряжением. Способ, которым эта система работает, описывается ниже. Следует отметить, что для полной иллюстрации концепции унифицированной системы 31 строительных блоков с последующим напряжением вышеприведенное описание и описываемый ниже способ должны рассматриваться совместно. На фиг. 15 показан процесс 86 сборки унифицированной системы 31 по настоящему изобретению, содержащий шаги 1-12. Процесс показан для строительного блока с углубленными каналами 36, но общий принцип одинаков для всех различных вариантов унифицированной системы 31 по настоящему изобретению. В Таблице С перечислены 12 шагов, соответствующих шагам, показанным на фиг.15. Эти шаги повторяются при укладке дополнительных строительных блоков для требуемой конструкции.

Таблица С
Процесс сборки
Шаг Описание
1 Уложить два начальных анкера/бруска на грунт или поверхность фундамента.
2 Установить строительный блок 35 на начальные анкеры/бруски.
3 Установить два следующих анкера/бруска 33 в верхние углубленные каналы 36 строительного блока 35.
4 Пропустить два напрягаемых элемента/болта 34 в не резьбовые отверстия верхних анкеров/брусков 33.
5 Затянуть два напрягаемых элемента/болта 34 в резьбовых отверстиях 98 нижних начальных анкеров/брусков ключом или подобным инструментом.
6 Установить два следующих начальных анкера/бруска рядом с первым строительным блоком 35.
7 Установить второй строительный блок 35 на вторых начальных анкерах/брусках 33.
8 Установить следующие два анкера/бруска 33 в верхние углубленные каналы 36 второго строительного блока 35 и пропустить два следующих напрягаемых элемента/болта 34 в не резьбовые отверстия 99 верхних анкеров/брусков второго строительного блока 35.
9 Затянуть ключом или подобным инструментом второй комплект напрягаемых элементов/болтов 34 в резьбовых отверстиях 98 нижних анкеров/брусков 33, расположенных под вторым строительным блоком 35.
10 Установить третий строительный блок 35 на первый и второй строительные блоки 35, перекрывая их в равной степени (примечание: для стены, выкладываемой с ложковой перевязкой).
11 Установить следующие два анкета/бруска 33 в верхние сквозные углубленные каналы 36 третьего строительного блока 35 и установить следующие два напрягаемых элемента/болта 34 в нерезьбовые отверстия 99 верхних анкеров/брусков 33 третьего строительного блока 35.
12 Затянуть (ключом или подобным инструментом) третий набор из двух напрягаемых элементов/болтов 34 в резьбовых отверстиях 98 верхних анкеров/брусков 33 первого и второго строительных блоков 35.
Повторять процесс до завершения конструкции.

На фиг.17 показано применение варианта 87а системы для особо тяжелых условий. В этом примере строительные блоки 89 для особо тяжелых условий укладываются и собираются по процессу, показанному на фиг.15. Однако анкерные бруски 33 в этом случае заменены полноразмерными пластинами 88. Напрягаемые элементы 90 являются прочными болтами или другими прочными напрягаемыми элементами. Кроме того, начальные анкеры 91 основания могут иметь разные конфигурации для крепления в бетонную подушку, непосредственно в камень, или непосредственно в грунт. Эти различные конфигурации 91 могут иметь разную длину в соответствии с необходимостью для строительства. Следует отметить, что этот вариант системы 87 может быстро возводиться и быстро разбираться для удаления, транспортировки и последующего использования.

На фиг.18А-18Е показаны варианты применения варианта 87 системы 31 по настоящему изобретению, предназначенного для эксплуатации в тяжелых условиях. На фиг.18А показан вид сбоку строительных блоков 89 для особо тяжелых условий, уложенных в горизонтальный штабель с пластинами 88 для особо тяжелых условий, установленных как анкеры между каждым строительным блоком 89. Хотя на эскизе показан короткий боковой настил или мостик 92 специалист в области строительства поймет, как можно расширить этот пример для более крупных секций и конструкций. Следует также отметить необходимость в прочных опорах 93 на концах настила 92. На фиг.18В показан тот же настил 92 с проложенной нагрузкой 94, создаваемой персоналом, оборудованием или материалами. Такая конфигурация, а также стенка 87А, показанная на фиг.17, может использоваться для различных барьеров, зданий, мостов и других прочных защитных структур для решения антитеррористических и военных оборонных задач. Такая полноразмерная плита 88, расположенная между тяжелыми строительными блоками 89 является основой для таких вариантов применения. Другие варианты применения перечислены в таблице D, приведенной ниже.

Весьма специфичный вариант применения варианта 87 системы 31 по настоящему изобретению показан на фиг.18С-18Е. На фиг.18С показан военное транспортное средство 95, такое как грузовик или полуприцеп. Транспортное средство 95 в задней части, где часто размещается личный состав, имеет кузов или опорную структуру 96. На фиг.18D показан такой кузов или опорная структура 95. На фиг.18Е показано специальное взрывоустойчивое покрытие 96 или пол кузова. Этот пол выполнен из варианта 87 системы 31 по настоящему изобретению. Результатом является легко устанавливаемая защита, которая гораздо легче, чем обычные броневые листы толщиной несколько дюймов. Установка взрывоустойчивого покрытия 97 пола кузова может быстро осуществлять экипажем транспортного средства. Необходимо провести испытания военными специалистами, чтобы подтвердить, является ли такое покрытие взрывоустойчивым или взрывозащищенным. Однако, стоимость защищающего от взрыва покрытия 97 по сравнению с чисто стальной альтернативой, существенно ниже и она может быть быстро развернута для использования.

Существуют разные другие варианты применения системы 31 по настоящему изобретению, перечисленные в Таблице D. Эти варианты совпадают с вариантами применения системы Bolt-A-Block, однако система 31 по настоящему изобретению обладает многими дополнительными усовершенствованиями, описанными выше.

Таблица D
ВАРИАНТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
П./п. Описание
1 Общее строительство
Строительство стен, заборов и строительных перегородок
Фундаменты
Опоры под полами и мостами
Камины и дымоходы
Несущие стены
Декоративные панели - прямые и искривленные
Вертикальные, горизонтальные, плоские и искривленные стены
Свободностоящие колонны
Внутренние перегородки
Строительные сегменты, которые могут предварительно собираться до любого размера или формы, затем устанавливаются на место кранами, особенно в участки, где небезопасно использовать каменщиков для обычной кладки, например, при надстройке зданий
Все стандартные перемычки над проемами
Плоская крыша
Лестницы для входов и многоэтажных зданий
Сборка стен любой конфигурации, бункеров, плотин, шлюзовых камер, стен для флигелей, т-образных стен, U-образных стен, и квадратных стен
2 Мосты, гидротехнические сооружения, дорожное строительство
Гидротехнические сооружения/плотины, ремонт, создание новых гидротехнических сооружений, плотин. Коробчатые, сплошные, U-образные, гнездовое расположение все более крупных квадратных дамб или прямоугольных дамб. Упрочнение существующих гидротехнических сооружений дамбами, выполненными из системы 31 по настоящему изобретению, установленными перед существующими стенами. Усиления могут устанавливаться под водой для управления гидротехническими сооружениями. Вытягиваются тросами.
Мостовые конструкции, волноломы, формы. Сверхпрочные формы для заливки бетоном. Мостовые конструкции и дамбы.
3 Природные катастрофы, антитеррористические сооружения
Входные барьеры - ворота и пункты досмотра транспорта
Убежища, сейфы, хранилища - легко возводить в высоких структурах
Все структуры, требующие дополнительной защиты от пожара, устойчивости к ветровым нагрузкам и здания, устойчивые к атаке
Военное и полицейское использование для защиты от взрывов, быстровозводимых караульных помещений, полевых тюрем, детонационных стен и пр.
Быстрое строительство в странах третьего мира, в зонах природных катастроф, практически везде. Применение системы 31 для быстрой замены в зонах катастроф
Стойкость к ветровым нагрузками и воздействию воды - стойкость к ураганам, смерчам, цунами
Антитеррористические баррикады в общественных зданиях
Стойкость к землетрясениям
4 Прочее
Коммерческие витрины в магазинах и на улице
Стены емкостей - бассейнов, пожарных резервуаров, резервуаров для жидких стоков
Мобильные и/или готовые строительные юбки
Звукоизолирующие или защищающие от шума стены и структуры
Структуры для хранения краски или опасных материалов
Применения в пустынях, в холодном климате, под водой, в шахтах. Использование в кессоне для подводного строительства.
Геодезические знаки, стойки почтовых ящиков, основания для оборудования, например цистерн для пропана, и оборудования для кондиционирования воздуха, ветрозащитные стены, мотели, брандмауэры, склады, школы

Следует понимать, что описанная унифицированная система 31 строительных блоков с последующим напряжением не ограничивается показанными вариантами. Система 31 по настоящему изобретению охватывает различные модификации и эквивалентные решения, входящие в изобретательскую идею и объем изобретения.

1. Строительная система для строительства каменных конструкций с унифицированной арматурой для последующего напряжения, содержащая:
a) множество бетонных строительных блоков со специальными признаками для размещения анкерных брусков, при этом каждый блок имеет по меньшей мере одну полость, при этом каждый блок имеет верхнюю и нижнюю плоскость и полость, при этом плоскости каждого блока, по существу, параллельны друг другу;
b) множество из одного или более анкерных брусков, при этом каждый анкерный брусок имеет резьбовое отверстие и сравнительно большее не резьбовое отверстие, при этом первый брусок установлен в контакте с первой плоскостью строительного блока, имеющего полость, а второй брусок установлен в контакте с верхней плоскостью строительного блока, имеющего полость, причем первый и второй брусок расположены, по существу, параллельно друг другу так, что их отверстия выровнены так, что не резьбовое отверстие верхнего бруска выровнено с резьбовым отверстием нижнего бруска;
c) множество крепежных элементов, действующих как напрягаемые элементы со средством для жесткого и разъемного соединения каждого из анкерных брусков во-первых, к бруску, расположенному сверху, если таковой имеется и, во-вторых, к бруску, расположенному ниже, при этом строительный блок расположен между соединенными брусками;
d) простой инструмент для соединения крепежных элементов с брусками; и
e) комплект принадлежностей для возведения каменной конструкции с такой же и превосходящей функциональностью, что и стандартные каменные конструкции, возведенные с использованием раствора,
с помощью которого система и комбинация компонентов позволяет легко возводить конструкции из множества бетонных строительных блоков, расположенных в разных структурных конфигурациях, например, рядами и колоннами, расположенными в соприкосновении друг с другом, и в структуре используется способ унифицированного последующего напряжения арматуры, который дает увеличенную структурную прочность по сравнению со структурой, в которой используются блоки, соединенные раствором; которая выполнена из уже созданных и коммерчески доступных материалов; которая не имеет зазоров между строительными блоками; и которая формирует структуру, которую можно собирать и разбирать для повторного использования ее компонентов с помощью простого инструмента неквалифицированными рабочими.

2. Система по п.1, в которой бетонный строительный блок с особыми элементами для установки анкерного бруска является блоком, содержащим один или более специально установленный встроенный брусок в конкретном положении от нижней плоскости внутри строительного блока, при этом брусок установлен в блок во время его изготовления, причем для осуществления способа унифицированного последующего напряжения не требуется свободных брусков.

3. Система по п.2, в которой встроенный брусок ориентирован в поперечном направлении поперек ширины строительного блока.

4. Система по п.2, в которой встроенный брусок ориентирован в продольном направлении вдоль длины строительного блока.

5. Система по п.1, в которой бетонный строительный блок с особыми элементами для установки анкерного бруска является блоком, имеющим одно или более специальных углублений, именуемых каналом в верхней плоскости бетонного строительного блока, благодаря которому углубление можно быстро и эффективно использовать для позиционирования анкерного бруска для способа унифицированного последующего напряжения.

6. Система по п.5, в которой специальные углубления проходят полностью от одной кромки блока до противоположной кромки бетонного строительного блока.

7. Система по п.6, в которой специальные углубления проходят, по существу, в поперечном направлении.

8. Система по п.6, в которой специальные углубления проходят, по существу, в продольном направлении.

9. Система по п.6, в которой специальные углубления проходят, по существу, и в продольном и в поперечном направлениях в одном бетонном строительном блоке.

10. Система по п.5, в которой специальные углубления отходят от точки, проксимальной к кромке блока, но не лежащей с ней в одной плоскости и проходят до точки, проксимальной к противоположной кромке блока, но не лежащей в одной плоскости с ней, благодаря чему сечение блока образует конец углубления и закрывает углубление для создания, по существу, кармана для установки анкерного бруска.

11. Система по п.10, в которой карманы проходят и поперечно, и продольно.

12. Комплект принадлежностей системы по п.1, в которых наклонное средство для позиционирования напрягаемых болтов установлено на анкерном бруске, благодаря чему наклонное средство способствует направлению напрягаемого болта в резьбовое отверстие анкерного бруска.

13. Бетонные строительные блоки системы по п.1, в которых по меньшей мере один или более рядов бетонных строительных блоков содержат блок, более широкий, чем выше- или нижерасположенный ряд, и более широкий блок может быть использован в различных целях для построенной конструкции.

14. Блоки по п.13, в которых поверхность более широкого блока используется как полка для опоры балок перекрытия, стропил или других конструкций.

15. Блоки по п.13, в которых поверхность более широкого блока используется как опорный блок для начала возведения фундамента здания, благодаря чему фундамент можно возводить и строить без применения бетона.

16. Строительная система для строительства каменных конструкций с унифицированной арматурой для последующего напряжения, содержащая:
a) множество бетонных строительных блоков для особо тяжелых условий со специальными признаками для размещения анкерных брусков, при этом каждый блок имеет по меньшей мере одну малую полость, при этом каждый блок имеет верхнюю и нижнюю плоскость и полость, при этом плоскости каждого блока, по существу, параллельны друг другу;
b) множество анкерных пластин с множеством резьбовых отверстий и множеством относительно больших не резьбовых отверстий, при этом первая пластина установлена в соприкосновении с первой плоскостью, имеющей полость, строительного блока, а вторая пластина установлена в соприкосновении с верхней плоскостью, имеющей полость, строительного блока, в которой первая пластина и вторая пластина установлены, по существу, параллельно друг другу, и отверстия выровнены так, что не резьбовое отверстие верхней пластины выровнено с резьбовыми отверстиями нижней пластины;
c) множество крепежных элементов, действующих как напрягаемые элементы со средством для жесткого и разъемного соединения каждого из анкерных пластин во-первых, к пластине, расположенной сверху, если таковая имеется и, во-вторых, к пластине, расположенной ниже, при этом строительный блок расположен между соединенными пластинами;
d) простой инструмент для соединения крепежных элементов с пластинами; и
e) комплект принадлежностей для возведения каменной конструкции с такой же и превосходящей функциональностью, что и стандартные каменные конструкции, возведенные с использованием раствора,
с помощью которого система и комбинация компонентов позволяет легко возводить высокопрочные конструкции из множества бетонных строительных блоков, расположенных в разных структурных конфигурациях, например, рядами и колоннами, расположенными в соприкосновении друг с другом, причем в структуре используется способ унифицированного последующего напряжения арматуры, который дает увеличенную структурную прочность по сравнению со структурой, в которой используются блоки, соединенные раствором; которая выполнена из уже созданных и коммерчески доступных материалов; которая не имеет зазоров между строительными блоками; и которая формирует структуру, которую можно собирать и разбирать для повторного использования ее компонентов с помощью простого инструмента неквалифицированными рабочими.

17. Высокопрочный строительный блок системы по п.16, который выполнен в виде барьера, при этом барьер может использоваться для ограничения движения транспортных средств, противостоять террористическим актам и защищать личный состав.

18. Высокопрочный строительный блок системы по п.16, который выполнен в виде горизонтального настила, при этом настил может использоваться для создания особо прочной взрывозащищенной поверхности для мостов, проходов и полов зданий.

19. Высокопрочный строительный блок системы по п.16, который выполнен в виде горизонтального настила, собранного и установленного на транспортном средстве, при этом настил может использоваться для создания особо прочной, взрывозащищенной поверхности для транспортного средства для защиты перевозимого груза, включая транспортируемый личный состав.

20. Строительная система для строительства каменных конструкций с унифицированной арматурой для последующего напряжения, содержащая:
a) множество бетонных строительных блоков со специальными элементами для размещения анкерных брусков, при этом каждый блок имеет по меньшей мере одну овальную полость со ступенчатой полкой и каналом в ней, при этом каждый блок имеет верхнюю и нижнюю плоскость и полость, при этом плоскости каждого блока, по существу, параллельны друг другу;
b) множество из одной или более овальной шайбы, при этом каждая шайба содержит не резьбовое отверстие, при этом шайба укладывается в соприкосновении с нижней поверхностью ступенчатой полости каждого строительного блока;
c) множество крепежных элементов, действующих как напрягаемые элементы, помещенные в отверстие шайбы для создания сборки и затем помещенные в канал полости с шайбой, расположенной между напрягаемым элементом и выступающей полкой; и
d) простой инструмент для соединения напрягаемых элементов друг с другом,
с помощью которого система и комбинация компонентов позволяет легко возводить высокопрочные конструкции из множества бетонных строительных блоков, расположенных в разных структурных конфигурациях, например, рядами и колоннами, расположенными в соприкосновении друг с другом, и напрягаемые элементы могут свободно вращаться на шайбе, расположенной на полке, при этом комбинация полок для шайбы напрягаемого элемента образует структуру овальных полостей в бетонных строительных блоках для применения способа унифицированного последующего напряжения, который обеспечивает большую структурную прочность по сравнению со структурой, в которой применены строительные блоки и раствор; в которой отсутствуют зазоры между строительными блоками, и которая позволяет создать структуру, которую можно собирать и разбирать для повторного использования ее компонентов простым инструментом с использованием неквалифицированных рабочих.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении зданий различного назначения из кирпича и других каменных материалов. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к системам строительных элементов. .

Изобретение относится к строительству, преимущественно к конструкциям зданий, сооружений. .

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для композитной кладки стен, особенно армированной. .

Стена // 1596032
Изобретение относится к сборно-монолитному строительству и позволяет повысить эксплуатационные качества и технологичность возведения стен разной толщины с использованием блоков одного типоразмера.

Изобретение относится к конструкциям каменной кладки с предварительным напряжением, имеющим натяжение арматуры на бетон

Изобретение относится к строительству стен зданий и сооружений жилого, социально-бытового и промышленного назначения

Изобретение относится к области строительства, а более конкретно к техническим средствам для возведения стен из строительных элементов (кирпичей, блоков) объектов гражданского и промышленного назначения
Наверх