CZ59592A3 - Modulové budovy - Google Patents

Abstract

Modulová budova (10) sestává z vertikálně na sebe a hori- f zontálně vedle sebe postavených prefabrikovaných prostorových modulů. Každý prostorový modul obsahuje nosné rohové pilíře (38), jejichž spodní konce jsou spojeny s pod- i lahovými nosníky (40) a horní konce jsou spojeny se stropními nosníky (42). Stropní a podlahové nosníky (40, 42) jsou navzájem spojeny ještě svislými ocelovými profily (44) tvořícími kostru stěny, na kterou se upevňují vnější krytiny a prosklené výplně. Zařízení pro výrobu prostorových modulů se skládá ze dvou oddělených stojanů, v nichž jsou otočně uloženy upínací prvky pro přidržování jednotlivých částí prostorových modulů a jejich polohování při sváření. Pro spojování prostorových modulů jsou určeny víceramenné spojky skládající se z hlavního tělesa (210) ve tvaru krychle a ramen (214) s upínacími prvky (220) připevněných k stěnám hlavního tělesa (210) stahovacími šrouby (224).

Description

Modulární stavby, moduly a spojovací kusy používané při ta kových stavbách.

Dosavadní stav techniky

Budovy Jsou tradičně stavěny ”in sítu” /na místě/ z relativně malých stavebních komponent. Nevýhody, které z toho vyplývají, Jsou velmi dobře známy a zahrnují nízkou rychlost konstrukce, a problémy vyvolávané špatným počasím. Je také velmi dobře známo používání přenosných prefabrikovaných staveb, ala tyto Jsou omezeny, co se týká velikosti a nehodí se dobře ke spojování dohromady tak, aby se dosáhlo relativně rozsáhlého přizpůsobeni Jednotek nebo se vytvořila Jednoduchá stavba dobrého estetického vzhledu.

Budovy tradiční konstrukce rovněž představují problémy, když Je vyžadována následující oprava, např. po jejich poškození bouřkou nebo ohněm. Pokud Je stavba v podstatě vnitřně spojená, odstranění poškozených částí může vážně oslabit Jiná části, které původně poškozeny nebyly.

Podstata vynálezu.

Předmětem předloženého vynálezu, který se týká modulárních staveb, modulů a spojovacích kusů při požití v takových stavbách, Je překonat nebo zmírnit výše uvedené problémy. Podle toho, vynález umožňuje stavbu, kterou tvoří množstv-í krabicově utvářených modulů, postavených vedle sebe horizontálně nebo na sebe vertikálně; každý modul se skládá z nosné konstrukce obvodové stěny a styčných stran uspořádaných do pravého úhlu, horního nosníku obvodové stány a styčných stran uspořádaných do pravého úhlu a pilířů, které spojují rohy nosné konstrukce a horního nosníku; pilíře vertikálně na sebe postavených modulů mají spojení, která nesou zatížení a pilíře přízemních modulů Jsou opřeny o základy, čímž Je zatížení stavby neseno pilíři.

Stavba může být provedena s vnějšími sloupky, které nenesou zatížení, uspořádaných v takovém rozestupu, aby byla zakryta spojení mezi moduly. Alternativně může být použito k tomuto účelu ne nosného obvodového pláště, který spojení zakrývá.

Moduly mohou být před instalaci prefabrikovány s chodbami a stropy, a některé moduly s vnějším obvodovým pláštěm a skleněnými výplněmi. Mohou být rovněž prefabrikovány moduly, Jako schodiště, protipožární vestibuly, toalety, kuchyně a podobně.

Z Jiného hlediska umožňuje vynález stavbu modulu obsahujícího nosnou konstrukci obvodové stěny a styčných stran uspořádaných do pravého úhlu, horní nosník obvodové stěny a styčné strany uspořádaných do pravého úhlu a pilíře, které spojují základní nosné konstrukce a stropní nosníky; pilíře Jsou uzpůsobeny tak, aby nesly váhu modulu a uzpůsobeny tomu, aby nesly zátěž druhých modulů stavěných na sebe vertikálně.

Další aspekt vynálezu spočívá v zařízení pro použití při výrobě stavebních modulů a podobných staveb, které se skládá z dvojíce oddělených nosných konstrukcí, každá z nich Je seřízena k otáčení okolo horizontální osy a každá Je provedena s prostředky pro upínání dvojice pilířů paralelně ke každé druhé dvojici ve vertikální rovině, čímž mohou být horizontální nosníky navařeny mezi pilíře, které Jsou nesené rámovými konstrukcemi, které machou být otáčeny tak, aby bylo dosaženo požadované pracovní výšky.

Další aspekt vynálezu spočívá ve spojovacím kusu pro použití pří utváření konstrukčního, spojení alespoň mezi dvěma trubkovými prvky. Spojka se skládá ze střední části hlavního tělesa, která Je obecně dutá a má otevřený vstup, poskytující přístup do jejího vnitřku a dvou ramen prodloužených z hlavní části tělesa, pro záběr s příslušnými trubkovými prvky. Každé rameno má pevnou část zajištěnou na Jednom kanci k části hlavního tělesa a od něho oddělený konec. Pevná část ramena má příčný průřez dimenzovaný tak, aby dosedal těsně na trubkový prvek. Volný konec ramena má klínovou plochu a alespoň dva upínací prvky umístěné vně volného konce, a každý upínací prvek má úhlovou plochu dosedající na klínovou plochu volného konce a prostředky se závity, které se opírají o upínací prvky a prodloužení do hlavní části tělesa pro

- 3 pro ovládaní přes otevřenou plochu částí hlavního tělesa, aby se dostaly upínací prvky axiálně a vně do záběru s vnitřní plochou trubkových prvků.

Přehled obrázků na výkresech

Provedení vynálezu bude dále objasněno na příkladu se zřete lem k obrázkům, kde znázorňuje obr.l nárys konečné stavby budovy, konstruované podle vyná lezu obr.2 nárys přední části stavby z obr. 1 obr.3 částečný půdorys horního podlaží budovy na linii 3-3 z obr. 2 obri4 vertikální řez budovy na linii 4-4 z obr. 3 obr.5 půdorys Jednoho modulu používaného při konstruování budovy obr.5 zvětšená průřezová plocha, ukazující detaily vnějšího rohu budovy obr.7 částečný bokorys spojovacích prostředků při konstruk ci budovy obr.S bokorys zařízení pro použití ve výrobě stavebních modulů obr.9 konečný pohled nezařízení z obr. 6 obr.10 částečný bokorys spojovacího kusu pro použití podle předloženého vynálezu obr.11 bokorys modifikovaného tvaru spojky z obr. 10 obr.12 bokorys spojky dvojitého sloupku pro použití v předloženém vynálezu obr.13 perspektivní zobrazení spojky z obr. 12

- 4 Příklady provedení vynálezu

Pokud Jde o obr. 1 až 4, budova 10 ná vnější konvenční vzhled, se stenáni 12, které Jsou tvořeny obvodovým panely 14, skleněnýni vyplněni 15. a sloupky 16. Budova ná střechu se spaden 20. Nosná konstrukce budovy 10 Je tvořena množstvím konůrkových modulů, postavených vedle sebe horizontálně a uložených na sebe vertikálně. Horní podlaží budovy znázorněné na obr. 3 zahrnuje např. schodiště a protipožární předsíňový nadul 22, toaletu a nodul kuchyně 24 a volnou půdorysnou plochu kanceláře, sestavenou z nodulů 26-36.

Jak ukazuje obr. 5, obsahuje každý nodul rohové pilíře 36, jejichž spodní krffce Jsou vzájemně spojeny s podlažním nosníky 4Q a horní konce obdobně se stropnínl nosníky 42 /na obr. 5 nejsou znázorněny/. Prvky 38, 40 a 42 Jsou pravoúhlé profily 120 mm x 120 mm. Nosníky 40, 42 Jsou navzájem spojeny pomocí ver tikálních ocelových profilů 44 100 x 50 mm na 600 mm,umístěných v určených polohách, aby tvořily £ást vnější stěny. Podobné vertikální prvky menších průřezových rozměrů, mohou být provedeny Jako základ pro vnitřní příčné stěny. Všechno předcházející Je svařeno do tvaru pevné, kleci podobné konstrukce, přiměřeně se všemi rozměry 5594 mm x 2794 mm x 3355 mm výšky.

Podstatnou charakteristikou vynálezu Je, že všechny stavební zatížení Jsou neseny pilíři 38. Pilíře 38 v horním podlaží Jsou montovány a zajištěny k těm, které Jsou bezprostředně pod. nimi, Jak bude popsáno dále. Tato přízemní podlaží Jsou podepřená betonovými patkami základů 46 /obr.4/.

Předpokládá se, že budova 10 Je konstruována na urovnaném staveništi a patkové základy Jsou vybudovány v požadované souřadnicové síti /Jako mřížka/. Různé moduly Jsou pak umístěny Jeřábem do určených poloh a spojeny navzájem dohromady. Moduly nohou být dokončeny zcela nabo částečné v továrně, před tím než Jsou odvezeny na staveniště.

Dbr. 6 ukazuje zvětšený detail rohového spojení s typickými krytinovými a plnicími materiály. Vnější stěna každého modulu se skládá z vnější vrstvy krytiny 46 např. 6 mm Resoplanu, vrstvy

- 5 stavebnino papíru Corovinu 50, 100 mm izolace z minerální vlny 52 a dvou tlo^tek sádrové lepenky 54 na krycích lištách z měkkého dřeva 56. Roh je uzavřen sloupkem 18 částečně válcového tvaru, který Je z tenkého nerezového plechu 6Q s nastříkanou Izolační vrstvou 62 o tloušťce 30 mm. Silikonový těsnicí materiál 64 Je stříkaný do spár maži krytinou a sldfiky 13. Jak nejlépe ukazuje obr. 3, sloupky 16 zakrývají vertikální spoje mezi na tupo připojenými moduly a Jsou tedy provedeny Jako prázdné sloupky v mezi spojích dlouhých stran modulu. Provedení sloupků v rovnoměrném rozestupu dovoluje maximální flexibilitu půdorysného uspořádání modulu a dobrý vnější vzhled.. Sloupky 18 rovněž umožňují vhodný prostředek k zakrytí dešťových okapů označených číslem 58 na obr. 4. Válcové sloupky 66 /obr.3/ Jsou provedeny ve stavbě tak, aby zakrývaly rohové pilíře 38, které Jsou vystaveny dešťovým srážkám. Mohou být provedeny Jako prázdné, stejně Jako sloupky 68, pro rovnoměrný vzhled stavby.

Vynálezem Je uskutečněno, že tyto sloupky mohou mít Jakýkoliv vhodný příčný průřez a nepotřebují žádné částečné válcové čás ti. Dále můža být měněn obvodový plášt a těsnicí materiál a mohou být navrženy tak, aby celkem vzato negovaly potřebu sloupků.

Způsob vzájemného spojování modulů Je znázorněn na obr.7. Základová deska 70 s otvory Je přišroubována k základové podložce /není znázorněna/. Dvě krátké délky trubky a pod. 72 Jsou přiváženy k horní ploše základové desky 70, k umístění rohových pili řů 38 přilehlých přízemních modulů. Alternativně může být deska odlitek, který má vhodné výstupky pro umístění rohových pilířů 38 Napínací tyč se závitem 74 pro každý pilíř Je připevněna k základové desce a prochází pilířem. Spojovací deska 75 s trubkami 73, umístěnými nahoře a dole Je určena přes pilíře 38 a napínací tyče 74 a smontování těsně utaženými maticemi Jak je označeno č.80. Potom mohou být připojeny dále napínací lišty 82, první podlaží se spustí do správné polohy a postup se opakuje. Tímto způsobem mohou být moduly přesné umístěny ve všech osách a smontovány dohromady tak, že vešksré zatížení stavby Jsou přenášeny rohovými pilíři na základy.

Základová deska 70 může být přizpůsobena k uložení jednoho piiíre 3ď, Jako v případě rohu stavby nebo dvou sousedních pilířů

Jako v případě vnější stěny budovy nebo čtyř přilehlých pilířů Ja ko v případě v rohu čtyř vzájemná spojených modulů. Podobně spojovací deska 76 může být přizpůsobena na Jedné nebo každé straně k uložení Jednoho dv.ou nebo čtyř pilířů.

System konstrukce, který byl popsán, má výhodu, že Jednotlivé moduly mohou být vyjmuty a nahrazeny, za účelem efektivních oprav nebo přestavění, aniž by se podstatně ovlivnila bezpečnost nebo stabilita Jiných částí budovy.

Moduly použité v předloženém vynálezu mohou být konvenčně vyráběny s použitím zařízení znázorněném na obr. 6 a 9.

Oddělené nosné rámy 100 upevněné na čepových sloupech 102, které nesou sestavené celky 104, z nichž Jeden může být otáčen motorem/není znázorněn/ přes záběr 106. Každou montáž 104 umožňují dvě pevná ramena 108 a dvě pohyblivá ramena 110, která mohou být upnuta do správné polohy.

Při použití čtyř rohových pilířů 38 mohou být tyto sevřeny do dvou montážních celků 104 a drží ve vhodném směru, což dovoluje navařit horní a spodní nosníky 42 a 40 na desku. Vyráběný kus může být otočen tak, že každý svar Je prováděn ve vhodně výšce ke svářeči. Beranidla 112 Jsou provedena pra zajištění montážních celků do stanovené polohy, potřebné k provedení práce. Jakmile Je hlavní skelet proveden, mohou být ostatní články navařeny v poloze s modulem v zařízení. Dvojice paralelních tyčí 114, které Jsou vertikálně pohyblivé pomocí zdviháků 116 Je provedena pod pracovní polohou. Tyto mohou být hydraulicky zdvihnuty kočkou Jeřábu nebo podobným zařízením. Tyto zdv-íháky jsou zvláště užitečné, Jestliže Je požadováno, přivařit ocelové plechy ke skeletu. Plechy mohou být sevřeny do správné polohy pomocí zdviháků 116 a Je uskutečněno navaření.

Během konstrukce, otevřené konce horizontálních a vertikálních nosných částí, jsou vyrovnány, aby přiléhaly k podobným částem a mohly být těsně svařeny. Konce nosných částí, které jsou otevřené, Jsou zevnitř nastříkány antikorozní směsí.

Podlaží může bý dosženo rozmanitostí Jednoduchých způsobů.

- 7 Například, Jako v případe stěn, panelů, mohou být zcela úplně zkonstruovány a pak našroubovány nebo Jiným způsobem namontovány, Jako kompaktní Jednotky, k nosné konstrukci. Zvláštní horizontální nosné rámy mohou být také přívařeny k podlažní stěně nosné konstrukce, aby se zvětšila pevnost podlaží. Rovněž panely nemusí být provedeny pouze z oceli, ale Jakéhokoliv vhodného materiálu včetně tvrdého či měkkého dřeva a složek. Podlahové panely mohou být pak pokryty betonovým povlakem anebo mohou být dlážděné nebo pokryté kobercem atd. Kde Je požadován beton pro potah nebo zajištění zvukové a teplotní izolace., Je zapotřebí betonový potah o tloušťce: přibližně 0,5 až 0,75 inch /1,27-1,95 cm/,umožv nující významně snížit hmotnost a náklady.

Zařízení na obr. 8 a 9 Je také použitelné ve výrobě dalších částí s vnější kostrou svařených nosníků a sloupů, takových Jako dopravní přepravníky podle požadavků ISO.

Obr. 10 znázorňuje víceramennou spojku pro použití v předloženém vynálezu. Spojka má část hlavního tělesa 210, obecně ve tva ru duté krychle, s pěti rovinnými plochami a otevřenou plochou 212. Ramena v příslušném počtu 214 /v tomto provedení 4/ vystupují ortogonálně z části tělesa 210.

Každé rameno má čtyřhranný úsek trubky 216, navařený nebo Ji ným způsobem zajištěný k částí tělesa 210 v Jeho vnitřním konci a na vnějším konci má konickou plochu 218. Rameno má dále pár upí nacích prvků 220, které mají úhlové vnitřní plochy 222, dosedající na kónickou plochu 218. Stahovací šroub 224, prodlužuje přes rameno 214, Jeho horní dosedací plochu na vsunutou podložku 225. Matice 228 Je zabrána stahovacím šroubem 224, aby zabírala proti vnitřní pleše části tělesa 210.

Upínací prvky, mohou být vhodně drženy na montážním celku pomocí pružného drátu nebo Jiného pružného pásku /není znázorněn/ zapuštěné v obvodovém žlábku 230.

Všechny matice 228 Jsou přístupné přes otevřenou plochu 212 části tělesa 210.

Při použití, se vkládá raněno 214 do čtyřhranného trubkového členu /není znázorněn/, aby byl spojen tak, aby trubka 216 dosedala na vnitřní plochu trubkového členu a jeho konec dosedal na část telesa 210. ^atice 228 Je pak utažena k přitažení stahovacího šroubu 224. k tomu, aby tlačila upínací části 220 zvenčí do třecího záběru se stěnou trubkového členu.

Spojení múze být rozebráno obrácením tohoto postupu.

Obr. 11 znázorňuje provedení, které je podobné provedení na obr. 10, ale upínací části na každém ramenu Jsou ve tvaru čtyř kvadrantů 220 A s poněkud větší rozlohou a Jsou zde pouze tři ramena 214.

V další modifikaci, která není znázorněna, může mít dvojice spojek jejich střední části tělesa zajištěny dohromady, strana ke straně /slde-to-sida/, aby spojovaly přilehlé sousední nosné konstrukce trubkových členů

Obr. 12 a 13 znázorňují spojku použitelnou pro spojování dvojic vertikálních pilířů, v podobném případě., který znázorňuje, obr. 7. Spojka zahrnuje deskový člen 310, který nese horní a spod ní výstupky 312. Každý výstupek 312 Je obecně ve tvoru komolého kužele a má částečně kuželovou plochu 314 a rovnou boční plochu 316. která při použití, tlačí proti vnitřní stěně čtyřharnné trubky sloupku. Výstupky 312 Jsou vyrovnané v párech, mají otvory 318 pro protažení stahovacích šroubů. Částečně kuželový tvar výstupků usnadňuje umístění sloupků a umožňuje vyšší pevnost než Jednoduché příruby 72 obr. 7. V modifikaci /není znázorněna/ Jednotlivých dvojic sloupků mohou být spojeny pomocí podobné spojky, která se skládá z desky a Jednotlivých hdřiích a spodních výstupků. Provedení znázorněná na obr. 10-13 poskytují spojovací systém který Je při použití rychlý a Jednoduchý, a který zaručuje, dob-., rou mechanickou pevnost a spolehlivost.

Claims (1)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   5*95*- 92

   Ntodijoi/abudovy, •Budovo, která se skládá z velkého počtu krabicových modulů postavených horizontálně vedle sebe nebo vertikálně na sobě, vyznačující se tím, že každý modul se skládá z nosné konstrukce obvodové stěny a styčných stran uspořádaných do pravého úhlu, horního nosníku obvodové stěny a styčných stran uspořádaných do pravého úhlu a pilířů, které spojují rohy nosné konstrukce a horního nosníku, přičemž pilíře modulů postavených vertikálně na sobě, Jsou spojeny v místě, kde nesou zatížení a pilíře přízemních modulů se opírají o základy, čímž Je zatížení budovy neseno pilíři.

   Modulová budova*^ z*

   Stavbo podle bodu 1, vyznačující se tím,, že pilíře Jsou otevřené se shora i ze spoda, a stavba obsahuje protažené napínací, články, které procházejí pilíři a tlačí směrem dolů na rohy modulů. tdocLtdouá budovy

   Stavba podle bodu 1 nebo 2, vyznačující

   ΛΛ3Γ90 V á231YNa/ OHd dvgn tím, že napínací části se opírají o ustavovací desky, které mají výstupky k umístění pilířů sousedních modulů.] ^z ** θ Modulová budovo* , J

   Stovha podle, kteréhokoliv z bodů vynálezu, vyznačující se t í m, že má nenosné sloupky uspoř ádarléywo f, 0 zestupech tak, aby byly zakryty vertikální spoje mezi moduly. Moťíuíofftt’

   Stavba podle, kteréhokoliv z bodů vynálezu, vyznačující se tím, že vertikální spojení mezi moduly Jsou maskovány překrytím.

   Modulová budov·* •Stavba podle, kteréhokoliv z bodů vynálezu, vyznačující se tím, že moduly Jsou před instalací prefabrikovány s chodbami, stropy a některé moduly s vnější krytinou a prosklenými výplněmi.

   6.

   -107. -StovoÍrí modul fiedlo vynálezu, vyznačující se tím, že se skládá z nosné konstrukce obvodové stěny a styčných stran uspořádaných do pravého úhlu, horního nosníku obvodové stěny a styčných stran, uspořádaných do pravého úhlu a pilířů, které spojují rohy nosné konstrukce a horního nosníku, přičemž pilíře Jsou uzpůsobeny tomu, že nesou hmotnost modulu a uzpůsobeny k podpírání zatížení ze superponovaných pilířů druhého modulu, umístěného vertikálně nahoře.

   &. fliawphní modul podle bodu 7, vyznačující se tím, že pilíře a konstrukce Jsou z pravoúhlých ocelových trubek a Jsou svařeny dohromady, aby se vytvořil modul. Ρηοί/βκβ»/

   9. Stavební modul podle bodu 7, vyznačující se tím, že pilíře Jsou nahoře i dole otevřené pro průchod používaných napínacích prvků.

   pnílvn

   10» Zařízení pro poučlt-i ve výrob# stavebních modulů a podobných konstrukcí, vyznačující se tím, že se skládá z dvojice oddálených rámů, každý z nich Je montován pro otáčení okolo horizontální osy, a každý rám Je vybaven prostředky pro upnutí dvojice pilířů paralelně k druhým, které Jsou ve vertikální rovině, čímž mohou být navařeny horizontální nosníky mezi pilíře, které Jsou neseny rámy, které mohou být otáčeny, aby se dosáhlo požadované pracovní výšky.

   11. Zařízení podle bodu 10, vyznačující se tím, žerná rovněž prostředky, které ovládají otáčení, alespoň Jedné z konstrukcí.

   12. SpBjoveel kus. pro -peu-ž-l-tí při konstruování knngtnikčního. spojení mezi alespoň dvěma trubkovými členy, vyznačující se t í m, že se skládá ze středové části hlavního tělesa, která Je obecně dutá a má otevřený vstup pro snadný přístup do jejího vnitřku a alespoň ze dvou ramen, vystupujících z části hlavního tělesa pro záběr s příslušnými trubkovými členy, přičemž rameno se skládá z pevné části, která je zajištěna na jednom konci k části tělesa a odděleného volného konce, přičemž pevná část má příčný průřez dimenzovaný k smontování těsně k trubkovému členu^a klínové plo11 chy tvarované na volném konci ramena, a alespoň dvou upínacích prvků, umístěných vně tohoto volného konca, kde každý upínací prvek má úhlovou plochu dosedající na klínovou plochu volného konce, a šroubů dosedajících na upínací části,a prodloužení do části hlavního tělesa, za účelem ovládání přes otevřenou plochu, aby ss upínací, části dostaly axiálně a vně do záběru a vnitřní plochou trubkového členu.

   I< tilu. Spojovací· Ituo podle bodu 12, vyznačující se tím, že část hlavního tělesa Je obecně ve tvaru krychle a ramena z ní vystupují ortogonálně.

   14. Spojka podle bodu 12 nebo 13, vyznačující se tím, že na volném konci má tvar kuželové plochy a upínací členy mají okolo kuželové plachy dva, tři nebo čtyři equiangulární závity.

   15. Spojka podle- Jednoho z bodů 12 až 14, vyznačující se t i m, že každý prostředek se závity se skládá ze stahovacího šroubu, který se nahoře opírá o upínací člen přes zasunutou podložku a matice, která tlačí proti vnitřní ploše části.hlavního tělesa.

   16. Spojka pro použití spřažení dvou trubkových sloupků konec, ke konci /end-to-end/, vyznačující se tím, že se skládá z desky, vyrovnaných výstupků, které vystupují z protilehlých ploch desky a vrtaných otvorů pro průchod výstupků deskou, přičemž každý z výstupků má vnější plochu s úkosem ven z desky.

   17. Spojka podle bodu 16, vyznačující se tím, žě má dva páry vyrovnaných výstupků pro spárování strana na stranu /side-by-slde/ horních sloupků ke strana na stranu spodních sloupků.

   16. Spojka podle bodu 16 nebo 17, vyznačující se tím, že každý výstupek Je obecné ve tvaru komolého kužele s rovnými plochami pro spojení vnitřku čtyřhranného trubkového sloupku.