Строительный элемент с использованием волокнистого материала и строительная конструкция (варианты)

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА И СТРОИТЕЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ (ВАРИАНТЫ)(71) Заявители Крупский Владимир Павлович Ховратович Андрей Иосифович(72) Авторы Крупский Владимир Павлович Ховратович Андрей Иосифович(73) Патентообладатели Крупский Владимир Павлович Ховратович Андрей Иосифович(57) 1. Строительный элемент, состоящий из спрессованного и сформованного блока из волокнистого материала и пары формообразующих элементов, расположенных на противоположных поверхностях блока, отличающийся тем, что формообразующие элементы представляют собой каркасные рамки с внешним периметром, равным периметру внешней поверхности блока из волокнистого материала, при этом каркасные рамки одного строительного элемента соединены между собой по крайней мере одной поперечной связью, образуя каркас, и стянуты с блоком из волокнистого материала в единую конструкцию посредством крепежа. 2. Строительный элемент по п. 1, отличающийся тем, что по крайней мере одна из каркасных рамок дополнительно содержит по крайней мере одну усиливающую косынку. 3. Строительный элемент по п. 1, отличающийся тем, что по крайней мере на одну из поверхностей блока из волокнистого материала внутри каркасной рамки нанесен штукатурный раствор. 4. Строительный элемент по п. 3, отличающийся тем, что по крайней мере на одной внутренней грани каркасной рамки выполнен паз или выполнен гребень или выбрана четверть со стороны прилегания к блоку из волокнистого материала. 91382013.04.30 5. Строительный элемент по п. 1, отличающийся тем, что внешние грани каркасных рамок выполнены с возможностью стыкового соединения. 6. Строительный элемент по п. 5, отличающийся тем, что на внешних гранях каркасных рамок выполнены пазы. 7. Строительный элемент по п. 5, отличающийся тем, что на внешних гранях каркасных рамок выполнены гребни. 8. Строительный элемент по п. 5, отличающийся тем, что на двух внешних гранях каждой из каркасных рамок выполнены гребни, а на двух других внешних гранях выполнены пазы. 9. Строительный элемент по п. 5, отличающийся тем, что на внешних гранях каркасных рамок выбрана четверть. 10. Строительная конструкция, состоящая из строительных элементов, отличающаяся тем, что составлена из строительных элементов по п. 6, причем строительные элементы уложены друг на друга внешними гранями каркасных рамок встык и соединены между собой посредством силовых реек, утопленных в пазы каркасных рамок, при этом рейки представляют собой профилированные элементы, располагаются без промежутков и образуют общую связь между соседними блоками. 11. Строительная конструкция, состоящая из строительных элементов, отличающаяся тем, что составлена из строительных элементов по пп. 6 и 7, причем строительные элементы уложены друг на друга в шахматном порядке внешними гранями каркасных рамок встык и соединены между собой посредством соединения в паз и гребень. 12. Строительная конструкция, состоящая из строительных элементов, отличающаяся тем, что составлена из строительных элементов по п. 8, причем строительные элементы уложены друг на друга внешними гранями каркасных рамок встык и соединены между собой посредством соединения в паз и гребень. 13. Строительная конструкция, состоящая из строительных элементов, отличающаяся тем, что составлена из строительных элементов по п. 9, причем строительные элементы уложены друг на друга внешними гранями каркасных рамок встык и соединены между собой посредством соединения в четверть.(56) 1. /2009/106793 1. 2. Патент 5749199. Полезная модель относится к элементам строительных конструкций и строительным конструкциям, в частности к строительным системам, использующим прессованные блоки из волокнистого материала в соединении с каркасом для формирования строительных конструкций зданий и сооружений. Известны строительные панели 1, состоящие из деревянного каркаса, множества спрессованных блоков из волокнистого материала, уложенных в каркасе, и натяжных и стабилизирующих элементов. Строительные панели содержат средства, позволяющие соединять панели друг с другом, и представляют собой крупногабаритные модули для возведения зданий. Недостатками данных строительных панелей являются их большие габариты и вес,что влечет за собой большую трудоемкость при перевозке и погрузочно-разгрузочных работах и необходимость использовать грузоподъемную технику. Формат таких строительных панелей накладывает существенные ограничения на архитектуру и конструкцию сооружений. Прототипом предлагаемого технического решения является строительный элемент и строительная конструкция 2, в которой строительный элемент состоит из соломенного 2 91382013.04.30 блока и пары формообразующих элементов, расположенных на противоположных горизонтальных гранях соломенного блока, при этом формообразующие элементы могут соединять соседние соломенные блоки. Строительные элементы укладываются в строительной конструкции друг на друга рядами перевязью, при этом формообразующие элементы формируют пояса строительной фермы. Строительная ферма также содержит ряд вертикальных стягивающих стержней. Недостатками данного решения являются ограничения в конструкции дома по этажности, форме и размерам крыши, ограничения в конструкции стропильной системы и в силовой схеме передачи нагрузок на стены. Задачей настоящей полезной модели является создание универсального строительного элемента, отвечающего требованиям экологичности, экономичности и энергоэффективности получаемых из него строений, обладающих одновременно конструктивной прочностью и большим тепловым сопротивлением, не подвергающихся усадке, простой в монтаже строительной конструкции и технологичный в производстве, не требующем значительных ресурсозатрат. Поставленные задачи позволяет решить строительный элемент, состоящий из спрессованного и сформованного блока из волокнистого материала и пары формообразующих элементов, расположенных на противоположных поверхностях указанного блока, которые представляют собой каркасные рамки с внешним периметром, равным периметру внешней поверхности указанного блока. Каркасные рамки одного строительного элемента соединены между собой по крайней мере одной поперечной связью, образуя каркас, и стянуты с блоком из волокнистого материала в единую конструкцию посредством крепежа. В предпочтительном варианте исполнения полезной модели по крайней мере одна из каркасных рамок строительного элемента дополнительно содержит по крайней мере одну усиливающую косынку. В другом варианте по крайней мере на одну из поверхностей спрессованного и сформованного блока из волокнистого материала внутри каркасных рамок нанесен штукатурный раствор, при этом на внутренней грани по крайней мере одного из элементов каркасной рамки выполнен паз либо выполнен гребень либо выбрана четверть со стороны прилегания к блоку. Внешние грани каркасных рамок строительного элемента предлагаемого технического решения выполнены с возможностью стыкового соединения. В одном из вариантов исполнения на внешних гранях каркасных рамок выполнены пазы. В другом варианте исполнения строительного элемента на внешних гранях каркасных рамок выполнены гребни. В еще одном варианте на двух внешних гранях каждой из каркасных рамок выполнены гребни, а на других двух внешних гранях - пазы. В одном из вариантов на внешних гранях каркасных рамок выбрана четверть. Полезная модель также относится к строительной конструкции, которая состоит из строительных элементов с пазами, выполненными на внешних гранях каркасных рамок. Строительные элементы уложены друг на друга внешними гранями каркасных рамок встык и соединены между собой посредством силовых реек, утопленных в пазы. Силовые рейки представляют собой профилированные элементы и расположены без промежутков,образуя общую связь между соседними блоками. Полезная модель также относится к строительной конструкции, состоящей из строительных элементов, на внешних гранях каркасных рамок которых выполнены гребни и из строительных элементов с пазами на внешних гранях каркасных рамок. Строительные элементы уложены друг на друга в шахматном порядке внешними гранями каркасных рамок встык и соединены между собой посредством соединения в паз и гребень. Полезная модель также относится к строительной конструкции, состоящей из строительных элементов, на двух внешних гранях каркасных рамок которых выполнены пазы, а 3 91382013.04.30 на двух других внешних гранях выполнены гребни. Строительные элементы уложены друг на друга внешними гранями каркасных рамок встык и соединены между собой посредством соединения в паз и гребень. Полезная модель также относится к строительной конструкции, состоящей из строительных элементов, на внешних гранях каркасных рамок которых выбрана четверть. Строительные элементы уложены друг на друга внешними гранями каркасных рамок встык и соединены между собой посредством соединения в четверть. Более подробно предпочтительные варианты исполнения данного технического решения представлены на фигурах. Фиг. 1 - вид спереди строительного элемента с пазами по наружным граням каркасной рамки. Фиг. 2 - вид сбоку строительного элемента с пазами по наружным граням каркасной рамки. Фиг. 3 - вид сверху строительного элемента с пазами по наружным граням каркасной рамки. Фиг. 4 - вид спереди строительного элемента с пазами и гребнями по наружным граням каркасной рамки. Фиг. 5 - вид сбоку строительного элемента с пазами и гребнями по наружным граням каркасной рамки. Фиг. 6 - вид сверху строительного элемента с пазами и гребнями по наружным граням каркасной рамки. Фиг. 7 - разрез каркасной рамки с выбранной в ее грани четвертью. Фиг. 8 - фрагмент фронтального вида строительной конструкции из 2-х рядов строительных элементов с пазами по наружным граням каркасной рамки. Фиг. 9 - разрез А-А по фрагменту фронтального вида строительной конструкции из строительных элементов с пазами по наружным граням каркасной рамки. Фиг. 10 - вид А стыка строительных элементов с пазами по наружным граням каркасной рамки. Фиг. 11 - фрагмент фронтального вида строительной конструкции из 2-х рядов строительных элементов с пазами и гребнями по наружным граням каркасной рамки. Фиг. 12 - разрез Б-Б по фрагменту фронтального вида строительной конструкции из строительных элементов с пазами и гребнями по наружным граням каркасной рамки. Фиг. 13 - вид Б стыка строительных элементов с пазами и гребнями по наружным граням каркасной рамки. Строительный элемент 1 (фиг. 1-2) состоит из спрессованного и сформованного блока 2 и каркаса 3, состоящего из двух каркасных рамок 4 и поперечных связей 5, соединенных между собой крепежом 15. Соседние элементы каркасной рамки 4 соединены между собой диагональными усиливающими косынками 6 (фиг. 1 и 4). На внутренних гранях каркасных рамок 4 выполнены пазы 7 (фиг. 3) или гребни или выбраны четверти (на чертежах не показаны). На поверхностях блока 2 внутри каркасных рамок 4 нанесен штукатурный раствор 8(фиг. 1 и 3). На фиг. 1-3 показан строительный элемент 1, на внешних гранях каркасных рамок 4 которого выполнены пазы 9. На фиг. 4-6 строительный элемент 1, на двух внешних гранях каркасных рамок 4 которого выполнены пазы 9, а на двух других - гребни 10. На фиг. 7 показан разрез каркасной рамки 4 с выбранной на ее гранях четвертью 16. Строительная конструкция 11 (фиг. 8-10) состоит из строительных элементов 1 с пазами по внешним граням каркасных рамок 4. Строительные элементы 1 уложены друг на друга рядами, внешними гранями каркасных рамок 4 встык (фиг. 9) и соседние строитель 4 91382013.04.30 ные элементы 1 соединены между собой посредством горизонтальных и вертикальных силовых реек 12, утопленных в пазы 9 (фиг. 10). Каркасные рамки 4 соседних строительных элементов 1 зафиксированы с силовой рейкой 12 крепежными элементами 13 (фиг. 10). Строительная конструкция 14 (фиг. 11) состоит из строительных элементов 1, на двух внешних гранях каркасных рамок 4 которых выполнены пазы 9, а на двух других внешних гранях каркасных рамок 4 выполнены гребни 10. Строительные элементы 1 уложены друг на друга рядами, внешними гранями каркасных рамок 4 встык (фиг. 12), соединены между собой посредством соединения в паз и гребень и зафиксированы крепежными элементами 13 (фиг. 13). В строительной конструкции, состоящей из строительных элементов 1, на внешних гранях каркасных рамок которых выполнены гребни 10 и из строительных элементов 1 с пазами 9 на внешних гранях каркасных рамок 4, строительные элементы 1 уложены в шахматном порядке внешними гранями каркасных рамок 4 встык, соединены между собой посредством соединения в паз и гребень и зафиксированы крепежными элементами 13 (на чертежах не показана). В строительной конструкции, состоящей из строительных элементов 1, на внешних гранях каркасных рамок которых выбрана четверть 16, строительные элементы 1 уложены друг на друга рядами и соединены между собой посредством соединения в четверть (на чертежах не показана). Строительные элементы 1 изготавливают следующим образом. Из сухого (естественной влажности) волокнистого материала, например обмолоченной соломы (рожь, пшеница, овес и др. или смесь), под определенным давлением формуют блок 2 нужной формы плотностью 100-140 кг/м 3. На гранях каркасных рамок 4 (на стадии заготовки) выполняют пазы или гребни или выбирают четверть. Затем на наружной стенке пазов 9 и на наружной стенке четверти 16 каркасных рамок 4 намечают места для крепежа. Поперечные связи 5 соединяют с одной из каркасных рамок 4, затем вставляют в сформованный блок 2. С другой стороны блока 2 поперечные связи 5 соединяют со второй каркасной рамкой 4. Затем детали каркаса 3 стягивают крепежом 15. Далее на поверхности блока 2 внутри каркасной рамки 4 наносят подготовленный штукатурный раствор 8, затем сушат. Монтаж строительной конструкции 11 из строительных элементов 1 с пазами 9 в гранях каркасных рамок 4 происходит посредством укладки строительных элементов 1 друг на друга рядами, гранями каркасных рамок 4 встык и соединения строительных элементов 1 между собой посредством горизонтальных и вертикальных силовых реек 12, утопленных в пазы 9, при этом силовые рейки 12 располагают без промежутков и образуют общую связь между двумя соседними строительными элементами 1. Монтаж строительной конструкции 14 из строительных элементов 1 с двумя гранями каркасных рамок 4 с пазами 9 и двумя гранями с гребнем 10 происходит посредством укладки строительных элементов 1 друг на друга рядами, гранями каркасных рамок 4 встык и соединением грани каркасной рамки 4 одного строительного элемента 1 с пазом 9 с гранью каркасной рамки 4 другого строительного элемента 1 с гребнем 10 посредством соединения в паз и гребень. Монтаж строительной конструкции из строительных элементов 1 с каркасными рамками 4 с пазом 9 и из строительных элементов 1 с каркасными рамками 4 с гребнями 10 происходит посредством уктадки строительных элементов 1 друг на друга рядами в шахматном порядке, гранями каркасных рамок 4 встык и соединением грани каркасной рамки 4 строительного элемента с пазом 9 с гранью каркасной рамки 4 строительного элемента с гребнем 10 посредством соединения в паз и гребень. Монтаж строительной конструкции из строительных элементов 1 с каркасными рамками 4 с четвертью 16 происходит посредством укладки строительных элементов 1 друг 91382013.04.30 на друга рядами, гранями каркасных рамок 4 встык и соединением граней каркасных рамок посредством соединения в четверть. В процессе монтажа строительной конструкции из строительных элементов 1 при помощи силовых реек 12 все грани каркасных рамок 4 каждого строительного элемента 1 стягивают с силовыми рейками 12 крепежными элементами 13 вдоль граней каркасных рамок 4. В процессе монтажа строительной конструкции из строительных элементов 1 с пазами 9 и гребнями 10 в гранях каркасных рамок 4 соединение последних в паз и гребень стягивают крепежными элементами 13 вдоль граней каркасных рамок 4, в которых выполнены пазы. В процессе монтажа строительной конструкции из строительных элементов с четвертью в гранях каркасных рамок 4 соединение последних в четверть стягивают крепежными элементами 13 вдоль граней. Каждый крепежный элемент 13 проходит сквозь силовую рейку 12, или сквозь гребень 10, или сквозь стенку четверти 16 и закрепляется во вторую стенку паза 9 или в стенку четверти 16 стыкующегося строительного элемента 1. Смонтированные таким образом строительные элементы воспринимают нагрузки как единая пространственная система с силовыми вертикальными, горизонтальными, поперечными и диагональными связями, а также внешними и внутренними работающими структурированными поверхностями. В предпочтительном варианте строительный элемент представляет собой параллелепипед с размерамимм, где- длина,- высота,- толщина элемента. Размеропределяет исполнение элементов для различных участков - углов, проемов и т.д. Размеропределяет тепловое сопротивление стены. В комплект для каждого конкретного варианта строительной конструкции или строения может входить набор строительных элементов с разным исполнением граней каркасных рамок, с разным соотношением размеров сторон и их конфигурацией, например треугольные - для фасада или угловые - для эркеров. Каркасные рамки в шредпочтительном варианте выполнены из дерева, однако каркас может содержать элементы из других материалов (пластик, металл и проч.). Деревянные элементы каркаса могут быть обработаны оттеночными пропитками, огнебиозащитным составом или выполнены из термированной древесины для увеличения соответствующей стойкости изделия. Состав штукатурных растворов для слоев на разных сторонах блока из волокнистого материала может быть различным. Пазы и гребни на внешних гранях каркасных рамок могут иметь прямоугольное или иное сечение. Строительные элементы стыкуются гранями каркаса соединением в паз и гребень, образуя лабиринтный ветровой барьер. Внутри строительных элементов стык происходит по сухим плоскостям блоков из волокнистого материала, при этом выступающие и сплетающиеся в стыке волокна также образуют лабиринтный ветровой барьер, работая на обеспечение необходимого уровня ветропроницаемости. Штукатурка на внешних поверхностях блока строительного элемента образует ровные поверхности, повышает огне- и биостойкость, служит ветрозащитным барьером, а также регулирует скорость процесса паропроницания. Конфигурации и размеры строительных элементов по предлагаемому техническому решению можно стандартизировать. Наличие стандартизованного размерного ряда различных конфигураций строительных элементов по предлагаемому техническому решению позволит при проектировании различных зданий и сооружений точно просчитывать необходимое количество и типы требуемых строительных элементов, что исключит излишки строительных материалов. Основное применение предлагаемых строительных элементов - в строительных конструкциях и зданиях различного назначения и этажности в комплексе с соответствующими архитектурными и конструкторскими решениями. 6 91382013.04.30 Строительный элемент по полезной модели позволяет возводить жесткие строительные конструкции любой сложности, конфигурации и достаточной высоты для индивидуального малоэтажного строительства, не подвергающиеся усадке. Использование строительных элементов по полезной модели в комплексе с соответствующими архитектурными и конструкторскими решениями, например в комплексе с усиленными соединительными вертикальными специально спрофилированными элементами или в качестве встроенных строительных элементов в каркасные индустриальные конструкции из железа и бетона, позволит снять любые ограничения по этажности. Строительные элементы по полезной модели могут также быть интегрированы в систему теплоизоляции бетонных полов и перекрытий. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 9