Модульный складной каркас здания

При финансовой поддержке российского Фонда содействия инновациям в рамках программы «У. М. Н.И.К». была выполнена разработка конструктивной системы, использующей новый способ изготовления строительной продукции, существенно отличающийся от традиционных. Главной идеей проекта является перенос бОльшей части монтажных работ (до 95 % финансовых затрат на монтажные работы) в условия производства для повышения производительности труда и качества продукции. Поставленная задача достигается за счет применения специальной схемы подвижного соединения элементов здания (перекрытий, стен, элементов кровли и ветровых связей) между собой. Секции, состоящие из шарнирно соединенных между собой элементов, перечисленных выше, в максимально комплектном виде доставляются на стройплощадку в компактном (рис. 1) положении и приводятся в проектное положение с помощью лебедки или автомобильного пневмоколесного крана (рис. 2).

Рис. 1. Секция с лестницей в компактном положении, перевозимая на бортовой платформе.

Рис. 2. Секция в проектном положении, закрепленная на фундаменте (разрез).

Монтаж каркаса на местности выполняется в следующей последовательности: каркасная секция устанавливается на фундамент, фиксируется с помощью анкерных болтов к фундаменту, затем с помощью расположенной снаружи секции лебедки/полиспаста или с помощью автомобильного пневмоколесного крана приводится в проектное положение основной объем секции, ограниченный стенами и перекрытиями, (стены становятся перпендикулярны перекрытиям), с помощью жесткой фиксации перекрытий относительно стен посредством соединения ламелей стен и перекрытий (с применением фрикционных соединений), обеспечивается устойчивость секции. Затем посредством лебедки или крана приводятся в проектное положение элементы стропильной системы. Косоуры лестниц выполняют функцию ветровых связей и обеспечивают геометрическую неизменяемость здания при восприятии эксплуатационных нагрузок. Фиксация косоуров лестницы в проектном положении обеспечивает геометрическую неизменяемость здания. Геометрическая неизменяемость рядовых секций, не имеющих в своем объеме лестниц, достигается за счет жесткого соединения с секцией, в объеме которой расположена лестницы.

Рис. 3. Каркас рядовой секции, каркас секции с лестницей.

Аналогично монтируются остальные секции, после приведения в проектное положение производится соединение их торцов между собой, в результате образуется полезный объем внутри здания, ограниченный поверхностями стен, нижнего перекрытия и кровли, разделенный по высоте перекрытиями на 1–5 этажей в зависимости от конфигурации.

Секции могут быть расположены как в ряд, так и перпендикулярно друг другу (рис. 4), соседние секции могут иметь как одинаковую высотную отметку уровня пола первого этажа, так и разные. В одном ряду могут быть секции различных размеров и этажности.

Рис. 4. Схема увеличения объема здания. На рисунке приведены секции разной этажности.

Затем (при необходимости) производится монтаж торцевых стен, выполняющих ограждающую функцию. Торцевые стены здания могут быть выполнены целиком из светопрозрачных конструкций. Материал торцевых стен выбирается исходя из назначения здания и может быть любым. Этажность каркаса делает его пригодным для возведения зданий для постоянного пребывания и проживания людей, в том числе одно-и многоквартирных жилых зданий. Материал ограждающих конструкций, фиксируемый в пространстве пазух каркаса и на его поверхностях (продольных стен здания, перекрытий, кровли) может быть любым в зависимости от назначения здания.

Монтаж покрытий и утеплителя может быть выполнен как в условиях производства, так и на стройплощадке, как для всех ограждающих конструкций, так и для отдельных из них.

Вышеописанные особенности системы позволяют снизить рыночную стоимость данной продукции до 8–9тыс. руб. за квадратный метр полезной площади в базовой комплектации (каркас из массива древесины антисептированной строганой влажностью не более 18 %, с отдельными клееными элементами, утепление и звукоизоляция минеральной ватой толщиной 150 мм, внутренняя отделка стен и потолка — 2 слоя гипсокартонного листа суммарной толщиной 25мм, настил пола — из пазогребневой доски толщиной 36мм, наружняя отделка — стекломагнезиальный лист).

Экономия достигается за счет того, что изготовление домокомплекта ведется поэлементно, благодаря чему можно создать и эффективно использовать производственную оснастку (стапели и иные приспособления) для высокопроизводительного и точного изготовления элементов в удобных и безопасных условиях для персонала, осуществляющего сборку. Конструкция креплений обеспечивает достаточно точное и надежное позиционирование элементов в ходе приведения секции в проектное положение, чтобы не требовались дополнительные меры по соединению элементов друг с другом. Таким образом, на строительной площадке выполняется минимум операций, а также упрощается контроль геометрического положения здания при его возведении.

Вышеописанное техническое решение запатентовано, патент на изобретение № RU2 632 831 C1.