Усовершенствованная конструкционная балка, строительная система, использующая указанную усовершенствованную балку, и способ конструирования
Настоящее изобретение относится к области строительства, в частности к балке, к строительной системе, использующей указанную балку, и способу ее конструирования. Технический результат изобретения заключается в возможности совмещения деревянной балки с железобетонными каркасными конструкциями. Балка содержит первый и второй концы и включает один или несколько крепежных элементов по меньшей мере на одном из указанных концов, установленных в продольном направлении в указанную конструкционную балку. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 13 ил.
Данное изобретение относится к усовершенствованной конструкционной балке, структурной системе, использующей указанную усовершенствованную балку, и способу конструирования.
Точнее, изобретение относится к конструкционной балке для выполнения деревянных полов, совмещенных с железобетонными традиционными каркасами или с каменными конструкциями, оснащенными по периметру железобетонными бортами. Это решение позволяет быстро и просто соединять деревянные балки пола с балками/бортами железобетонного каркаса, позволяя заменить традиционные глиноцементные полы деревянными полами.
Далее описание будет посвящено деревянным балкам, используемым для выполнения полов, но ясно, что они не должны рассматриваться как ограниченные этим конкретным применением.
Как известно, на сегодняшний день способы, используемые для выполнения полов, главным образом включают использование глиноцементных полов.
Эти строительные элементы совмещаются со структурами каркаса в железобетоне и потому наиболее часто используются в зданиях.
Среди наиболее часто используемых систем можно упомянуть полы с предварительно напряженными балками и подвесными конструкциями, листовые полы наподобие сборных предварительно напряженных плит и сборные полы.
Хотя деревянные полы широко использовались в прошлом, в строительстве последних лет они распространены меньше, поскольку их тяжело совмещать с наиболее популярными на сегодняшний день строительными технологиями, которые включают использование каркасных структур и железобетонных бортов.
В последнее время распространение деревянных полов происходит главным образом в контексте строительных систем, которые требуют, чтобы вся конструкция была выполнена из дерева (деревянные каркасные конструкции, деревянные несущие панельные конструкции перекрестного типа) или для ремонта полов в существующих зданиях.
Основные конструкционные проблемы совмещения с железобетонным каркасом главным образом включают соединение главной несущей конструкции, как правило, выполненной из железобетона, и деревянных балок, которое является очень дорогостоящим и трудновыполнимым для рабочей силы без данной специализации.
Кроме того, сочетание деревянных полов и бетонных конструкций подразумевает, в целом, совместное пребывание на площадке нескольких видов рабочей силы. Фактически, столяры и монтажники стальных конструкций, которые изготавливают бетонную конструкцию, как правило, не способны выполнять деревянные полы, поскольку предназначенные для деревянных элементов режущие инструменты высокой точности, соединительные скобы и т.д., как правило, доверяют мастерам высокого класса и столярам. Это подразумевает более высокие затраты на конструирование и увеличение продолжительности выполнения работ.
С точки зрения конструкции, широко используемые технологии выполнения деревянных полов, установленных в бетонные конструкции, не допускают идеального совмещения двух вышеуказанных материалов, и, таким образом, часто требуются более сложные технические схемы или выполнение железобетонных балок увеличенных размеров для размещения в них торцов или концов деревянных балок; или даже возникают проблемы, связанные с конструкцией сочленений между двумя материалами, выполненных металлическим скрапом, скобами или подобными элементами, что чревато продолжительными периодами выполнения работ на площадке и малой гибкостью системы.
На сегодняшний день используется технология наложения внахлестку деревянных балок на железобетонные балки. Эта система задает избыточную высоту железобетонной балки - балочной древесины - настила, таким образом, зачастую давая в результате неприемлемые размеры или такие размеры, которые трудно совместить с архитектурной системой.
Очевидно, что вышеупомянутые процедуры являются дорогостоящими с экономической точки зрения и представляют много технических сложностей.
Поэтому целью данного изобретения является предложить балку, в частности деревянную балку, и систему ее конструкции, которую можно совмещать с железобетонными каркасными конструкциями.
Исходя из этого, конкретной целью данного изобретения является конструкционная балка для конструирования строительных систем или конструкций, содержащая первый и второй конец, причем указанная конструкционная балка отличается тем, что она включает один или несколько крепежных элементов по меньшей мере на одном из указанных концов, установленные в продольном направлении в указанную конструкционную балку.
В любом случае согласно изобретению указанная конструкционная балка может включать указанные крепежные элементы с каждого конца.
Однако согласно изобретению указанные крепежные элементы могут быть прикреплены к указанной конструкционной балке слоем эпоксидной смолы.
Кроме того, согласно изобретению указанные крепежные элементы могут включать стержни.
Предпочтительно согласно изобретению указанные стержни могут быть изогнутыми, так чтобы иметь L-образную форму.
В любом случае согласно изобретению указанные конструкционные элементы могут включать резьбовые стержни, снабженные соответствующей стопорной гайкой.
Однако согласно изобретению указанная балка может содержать выемку на одном или на обоих концах.
Далее согласно изобретению указанная конструкционная балка может включать соединения, закрепленные на наружной поверхности.
Предпочтительно согласно изобретению указанная конструкционная балка может быть выполнена из дерева и/или ламинированных или цельных деревянных брусьев.
Дальнейшей целью данного изобретения является строительная система, включающая железобетонный каркас, множество конструкционных балок, как определено выше, расположенных так, чтобы по меньшей мере один конец примыкал к части указанного железобетонного каркаса, так чтобы указанные крепежные элементы находились внутри железобетона.
В любом случае согласно изобретению указанный железобетонный каркас может содержать балку, включающую опору и бетон, и указанные конструкционные балки могут содержать по меньшей мере один конец, примыкающий к указанной опоре, так чтобы указанные крепежные элементы находились в пределах объема указанной опоры.
Однако согласно изобретению указанная строительная система может включать настил, расположенный над конструкционными балками, электросварную сетку, расположенную на указанном настиле, и плиту, расположенную на указанной электросварной сетке.
Также целью данного изобретения является способ конструирования строительной системы, включающий следующий шаги: обеспечение множества конструкционных балок, как определено в любом пункте выше; обеспечение опалубки или кладки, причем указанная опалубка или указанная кладка содержит боковые отверстия, причем указанные боковые отверстия имеют такую форму и размер, чтобы допускать установку концов указанных конструкционных балок, обеспеченных указанными крепежными элементами; помещение опоры в указанную опалубку; расположение указанных конструкционных балок так, чтобы указанные концы, обеспеченные указанными одним или более крепежными элементами, находились в соответственном боковом отверстии, так чтобы указанный конец примыкал к указанной опоре или к указанному железобетонному каркасу, так чтобы указанные крепежные элементы находились в пределах объема указанного каркаса; заливание бетона в указанную опалубку, так чтобы бетон заполнял объем указанной опалубки, так чтобы указанная опора указанной опорной балки или указанный железобетонный каркас и указанные крепежные элементы указанных конструкционных балок были погружены в бетон, и указанный бетон также заполнял пустоты каждой из указанных конструкционных балок; и удаление указанной опалубки или указанной кладки.
В любом случае согласно изобретению указанный способ может включать следующий дополнительный шаг после указанного шага обеспечения конструкционных балок: помещение над указанными конструкционными балками закрывающего средства, такого как настил, и/или черепица, и/или глиняная черепица, и/или бетонные плиты, и/или любой другой изогнутый или плоский элемент.
Однако согласно изобретению указанный способ может включать следующий дополнительный шаг после указанного шага размещения указанных конструкционных балок: размещение электросварной сетки указанного настила и помещение плиты на указанную электросварную сетку.
Теперь данное изобретение будет описано в иллюстративных, но не ограничивающих целях согласно своим предпочтительным вариантам осуществления, в особенности со ссылкой на фигуры прилагаемых графических материалов, где:
фигура 1а показывает вид в перспективе первого варианта осуществления конструкционной балки согласно данному изобретению;
фигура 1b показывает вид в перспективе второго варианта осуществления конструкционной балки согласно данному изобретению;
фигура 2 показывает вид сбоку в разрезе конструкционной балки согласно фигуре 1а;
фигура 3 показывает первый этап конструирования строительной системы для выполнения пола с плитой;
фигура 4 показывает второй этап конструирования строительной системы по фигуре 3;
фигура 5 показывает завершенную строительную систему по фигуре 3;
фигура 6 показывает строительную систему для выполнения пола без плиты;
фигура 7 показывает вид сбоку конструкционной балки по фигуре 1, состыкованной с железобетонной опорной балкой;
фигура 8 показывает дополнительный вариант осуществления конструкционной балки согласно данному изобретению;
фигура 9 показывает возможную обработку конструкционной балки согласно данному изобретению посредством пилы;
фигуры 10а и 10b показывают первую модификацию конструкционной балки согласно данному изобретению;
фигуры 11а и 11b показывают вторую модификацию конструкционной балки согласно данному изобретению;
фигуры 12а и 12b показывают третью модификацию конструкционной балки согласно данному изобретению; и
фигуры 13а и 13b показывают четвертую модификацию конструкционной балки согласно данному изобретению.
На различных фигурах подобные части будут обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
Касательно фигур 1а, 1b и 2, можно видеть конструкционную балку 1 согласно данному изобретению, предпочтительно выполненную из дерева, включающую один или несколько крепежных элементов 12, предпочтительно выполненных из стали, закрепленных по меньшей мере на одном конце 11' указанной конструкционной балки 1. Указанные крепежные элементы 12 установлены в продольном направлении внутрь указанной конструкционной балки 1 и прикреплены к ней посредством слоя 13 эпоксидной смолы. Указанные крепежные элементы 12 предпочтительно представляют собой стержни 12, согнутые так, чтобы иметь L-образную форму (см. фигуру 1а), или резьбовые прутки 12ʺ (см. фигуру 1b) с соответствующей гайкой 12ʺ', встроенной в бетон.
Указанная конструкционная балка 1 содержит на указанном по меньшей мере одном конце 11' выемку 14, которая определяет поверхность 14', через которую устанавливают крепежные элементы 12.
Применение и установка описанной выше указанной конструкционной балки 1 следующие.
Фигуры 3, 4 и 5 показывают строительную систему S, в частности пола с плитой, выполненную с использованием конструкционной балки 1 согласно изобретению. В частности, изготовление конструкции для выполнения указанного пола S включает конструирование железобетонного каркаса Т, с которым совмещена указанная конструкционная балка 1.
В частности, для выполнения указанного пола S вначале подготавливают опалубку 22, которая содержит боковые отверстия 23, имеющие такую форму и размер, чтобы допускать установку конца 11' каждой из указанных конструкционных балок 1, обеспеченного указанными крепежными элементами 12.
Продольная опора 21 для выполнения опорной балки 2 в железобетоне (показана выполненной на фигуре 5), поддерживаемая столбом 6 конструкции (см. также фигуру 5), помещена в указанную опалубку 22.
В данном случае конструкционные балки 1 расположены параллельно друг другу на двух сторонах указанной опорной балки 2, причем каждая содержит концы Необеспеченные крепежными элементами 12, которые, в этом случае, представляют собой стержни 12', примыкающие к указанной опоре 21, так что указанные крепежные элементы 12 расположены в пределах объема, определенного указанной опорой 21.
Затем бетон 24 заливают в указанную опалубку 22, которая оказывает укрепляющее воздействие благодаря указанной опоре 21 (см. фигуру 5).
Указанная опорная балка 2 и указанный столб 6 определяют железобетонный каркас Т. Указанная опорная балка 2 приспособлена поддерживать строительную конструкцию для выполнения пола S. Разумеется, железобетонный каркас Т может быть выполнен посредством столбов 6, опорных балок 2 и/или бортов.
Для выполнения пола S с плитой над указанными конструкционными балками 1 помещают настил 3 или другие поддерживающие конструкции, возможно обеспеченные водонепроницаемой просвечивающейся тканью в соприкосновении с настилом 3 или любым другим плоским или изогнутым элементом, таким как обожженная черепица, глиняная черепица, обожженные своды, пластиковые элементы, сборные бетонные плиты и тому подобное. Затем на указанный настил 3 помещают электросварную сетку 4 и плиту 5. Таким путем, как и в случае традиционных глиноцементных полов, конструкционные балки 1, пол и плита 5 заливают вместе.
Таким образом, бетон заполняет объем опалубки 22, так что и опора 21 указанной опорной балки 2, и крепежные элементы 12 указанных конструкционных балок 1 оказываются встроенными в бетон. Более того, бетон также заполняет выемку 14 каждой из указанных конструкционных балок 1, вводя, таким образом, конструкционную балку 1, как указано, выполненную из дерева, в состав балки 2 железобетонного каркаса.
Фигура 7 показывает подробности сочленения конструкционной балки 1, которая содержит конец 11', и опорной балки 2. В частности, можно наблюдать указанные крепежные элементы 12, встроенные в бетон 24 балки 2. Бетон 24, в свою очередь, целиком заполняет указанную выемку 14 (не показано).
Поэтому все составляющие строительной системы S, т.е. пола, становятся объединенными в одно целое, благодаря следующему заливанию бетона в опалубку 22. Плита 5 также будет обеспечивать полу S необходимую жестокость в случае конструктивной идеи жестких поддерживающих конструкций, которую можно полностью реализовать посредством подготовки колковых соединений или соединений сборного типа, закрепленных на наружной поверхности балки, подлежащих дальнейшему встраиванию в плиту, подобно тому, как показано на фигуре 8, которая содержит конструкционную балку 1, обеспеченную соединениями 15 на наружной поверхности.
Результатом, как показано на описываемых фигурах, является каркасная конструкция, выполненная из железобетона, с деревянными конструкционными балками 1, идеально совмещенными с частями каркаса Т, выполненного из железобетона, такими как балки 2, столбы 6 или борта.
В случае конструктивной идеи нежестких поддерживающих конструкций, особенно подходящей для кровельных работ, при которой предпочтительным является снижение нагрузки пола S и помещение существенного слоя изоляции, система S позволяет помещать деревянные конструкционные балки 1 на наружной поверхности железобетонных балок 2 для закрытия поддерживающих конструкций настилом 3 и дальнейшей изоляции водонепроницаемым и кровельным слоями.
Деревянные конструкционные балки 1 можно помещать в наклонное положение получения углов ската крыши, как показано на фигуре 6.
Описанная система также является очень гибкой для работы на площадке. Фактически, деревянные конструкционные балки 1 предварительно упаковывают в цеху, выполняя выемку 14 на одном или обоих концах 11' и размещая крепежные элементы 12, закрепленные эпоксидной смолой так, чтобы их можно было модифицировать (см. фигуру 8) на площадке при помощи простых инструментов, таких как пилы 7 и тому подобное, и быстро и дешево обрабатывать.
Выемка 14 на конце 11' конструкционной балки 1 позволяет на площадке обеспечивать конструкционные балки большим допуском по размерам. Эти конструкционные балки 1, фактически, можно выполнить с использованием фиксированной длины, которая может отличаться на 10 см (например, 300 см, 310 см, 320 см, 500 см…, 510 см, 520 см, 530 см и т.д.), и приспособить на площадке к реальному размеру.
Если, например, есть гипотетический пол S с двумя непараллельными концами конструкционных балок 1 (например, с малыми балками окна от 400 см до 410 см), все указанные балки 1 могут обеспечиваться балками окна по 410 см и модифицироваться на площадке в соответствии с правильным размером (см. фигуры 10а и 10b).
Укорочение конструкционной балки 1 может максимально равняться сумме глубин двух пустот 14, выполненных на концах, с удалением в пограничных случаях обеих пустот 14 на двух концах (см. фигуры 11а и 11b).
Также возможно выполнить диагональные разрезы на концах конструкционной балки 1 для компенсации любого перекоса или наклонных скатов (см. фигуры 12а и 12b для диагонального разреза и фигуры 13а и 13b для двух сходящихся наклонных разрезов).
Данное изобретение было описано для иллюстративных, но не для ограничивающих целей, согласно своим предпочтительным вариантам осуществления, но следует понимать, что модификации и/или изменения могут вноситься специалистами в области техники без отхода от соответствующего объема, как определено в прилагаемой формуле изобретения.
1. Конструкционная балка (1) для конструирования строительных систем или конструкций (S), содержащая первый и второй конец (11') и включающая один или несколько крепежных элементов (12, 12', 12ʺ, 12ʺ') по меньшей мере на одном из указанных концов (11'), установленных в продольном направлении в указанную конструкционную балку (1),
отличающаяся тем, что она выполнена из дерева и содержит выемку (14) на одном или на обоих концах (11'), которая определяет поверхность (14'), через которую устанавливают крепежные элементы (12), при этом указанную выемку (14) заполняют бетоном, вводя, таким образом, конструкционную балку (1) в состав железобетонной балки (2) указанных строительных систем или конструкций (S).
2. Конструкционная балка (1) по п. 1, отличающаяся тем, что включает указанные крепежные элементы (12, 12', 12ʺ, 12ʺ') с каждого конца (11').
3. Конструкционная балка (1) по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что указанные крепежные элементы (12, 12', 12ʺ, 12ʺ') прикреплены к указанной конструкционной балке (1) слоем (13) эпоксидной смолы.
4. Конструкционная балка (1) по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что указанные крепежные элементы включают стержни (12').
5. Конструкционная балка (1) по п. 4, отличающаяся тем, что указанные стержни (12') изогнуты, так чтобы иметь L-образную форму.
6. Конструкционная балка (1) по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что указанные конструкционные элементы включают резьбовые стержни (12ʺ), обеспеченные соответствующей стопорной гайкой (12ʺ').
7. Конструкционная балка (1) по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что
указанные системы или конструкции (S) имеют наружную поверхность, и тем, что
указанная балка (1) включает соединения (15), закрепленные на наружной поверхности.
8. Конструкционная балка (1) по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что она выполнена из дерева и/или ламинированных или цельных деревянных брусьев.
9. Строительная система (S), включающая
железобетонный каркас (2, 6, Т),
множество конструкционных балок (1), как определено в любом из пп. 1-8, расположенных так, чтобы по меньшей мере один конец (11') примыкал к части указанного железобетонного каркаса (2, 6, Т) и чтобы указанные крепежные элементы (12, 12', 12ʺ, 12ʺ') находились внутри железобетона.
10. Строительная система (S) по п. 9, отличающаяся тем, что указанный железобетонный каркас (2, 6, Т) обеспечивает балку (2), включающую арматурный каркас (21) и бетон (24), и
при этом указанные конструкционные балки (1) содержат по меньшей мере один конец (11'), примыкающий к указанному арматурному каркасу (21), так чтобы указанные крепежные элементы (12, 12', 12ʺ, 12ʺ') находились в пределах объема указанного арматурного каркаса (21).
11. Строительная система (S) по любому из пп. 9 или 10, отличающаяся тем, что она содержит
настил (3), расположенный над конструкционными балками (1), электросварную сетку (4), расположенную на указанном настиле (3), и
плиту (5), расположенную на указанной электросварной сетке (4).
12. Способ конструирования строительной системы (S), включающий следующие этапы:
- обеспечение множества конструкционных балок (1), как определено в любом из пп. 1-8;
- обеспечение опалубки (22) или кладки, причем указанная опалубка (22) или указанная кладка содержит боковые отверстия (23), причем указанные боковые отверстия (23) имеют такую форму и размер, чтобы допускать установку концов (11') указанных конструкционных балок (1), обеспеченных указанными крепежными элементами (12, 12', 12ʺ, 12ʺ');
- помещение арматурного каркаса (21) в указанную опалубку (22);
- размещение указанных конструкционных балок (1), так чтобы указанные концы (11'), обеспеченные указанными одним или несколькими крепежными элементами (12, 12', 12ʺ, 12ʺ'), попадали в соответствующее боковое отверстие (23), так чтобы указанный конец (11') примыкал к указанному арматурному каркасу (21) или к указанному железобетонному каркасу (2, 6, Т), так чтобы указанные крепежные элементы (12, 12', 12ʺ, 12ʺ') находились в пределах объема указанного каркаса (2, 6, Т);
- заливание бетона (24) в указанную опалубку (22), так чтобы бетон (24) заполнял объем указанной опалубки (22), чтобы указанный арматурный каркас (21) указанной опорной балки (2) или указанный железобетонный каркас (2, 6, Т) и указанные крепежные элементы (12, 12', 12ʺ, 12ʺ') указанных конструкционных балок (1) были погружены в бетон, и указанный бетон также заполнял выемки (14) каждой из указанных конструкционных балок (1); и
- удаление указанной опалубки (22) или указанной кладки.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что после указанного этапа обеспечения конструкционных балок (1) он включает следующий дополнительный этап:
- помещение над указанными конструкционными балками (1) закрывающего средства, такого как настил (3), и/или черепица, и/или глиняная черепица, и/или бетонные плиты, и/или любой другой изогнутый или плоский элемент.
14. Способ по любому из пп. 12 или 13, отличающийся тем, что после указанного этапа размещения указанных конструкционных балок (1) он включает следующий дополнительный этап:
- размещение электросварной сетки (4) указанного настила (3) и
- размещение плиты (5) на указанной электросварной сетке (4).
