RU2681018C1

RU2681018C1 - Monolithic building

Info

Publication number: RU2681018C1
Application number: RU2018117724A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Юрьевич Анисимов
Original assignee: Дмитрий Юрьевич Анисимов
Priority date: 2018-05-14
Filing date: 2018-05-14
Publication date: 2019-03-01

Abstract

FIELD: construction.SUBSTANCE: monolithic building includes the foundation, walls and roof, formed by the outer and inner layers of reinforced concrete, a layer of slab solid insulation, core ties and cavities. Layer of slab solid insulation is placed between the outer and inner layers of reinforced concrete close to them with belts in the places of application and concentration of loads and openings. Rod ties are connected to the steel reinforcement of the outer and inner layers of reinforced concrete and are passed through a layer of plate solid insulation at the places of application and concentration of loads and openings. Cavities completely isolate the outer and inner layers of reinforced concrete from each other in any other place of the cross section of the wall. Outer layer of reinforced concrete may contain a water-repellent additive. It is possible to use plate foam glass as plate solid insulation. Core connections can be made of composite or steel reinforcement. Cavities can be filled with air, or with backfill insulation, or with foam insulation.EFFECT: proposed a construction method of a monolithic building.8 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при сооружении зданий жилого, социально-бытового и промышленного назначения. А именно, изобретение относится к особой конструкции стен, фундамента и кровли, возведению монолитной трехслойной железобетонной конструкции с теплоизолирующим слоем внутри, и предназначено для строительства каркасных и бескаркасных зданий и сооружений из монолитного железобетона с улучшенными характеристиками.The invention relates to the construction and can be used in the construction of buildings for residential, social and industrial purposes. Namely, the invention relates to a special construction of walls, foundations and roofs, the construction of a monolithic three-layer reinforced concrete structure with a heat-insulating layer inside, and is intended for the construction of frame and frameless buildings and structures from monolithic reinforced concrete with improved characteristics.

Из уровня техники известна трехслойная железобетонная модель (патент РФ на изобретение №2398078, МПК Е04С 2/06, опубликован 27.08.2010), содержащая теплоизоляционный слой, наружный и внутренний железобетонные слои. Железобетонные слои связаны между собой жесткими связями, проходящими через теплоизоляционный слой.A three-layer reinforced concrete model is known from the prior art (RF patent for invention No. 2398078, IPC Е04С 2/06, published August 27, 2010), containing a heat-insulating layer, outer and inner reinforced concrete layers. Reinforced concrete layers are interconnected by rigid bonds passing through a heat-insulating layer.

Недостатком известного изобретения является невозможность применения вспененных и засыпных утеплителей, а также невозможность использования воздуха в качестве теплоизолятора в панели.A disadvantage of the known invention is the inability to use foamed and filling heaters, as well as the inability to use air as a heat insulator in the panel.

Из уровня техники известно монолитное здание (патент РФ на полезную модель №147338, МПК Е04В 1/04, опубликован 10.11.2014). Известное монолитное здание включает в себя стены и фундамент, образованные наружным и внутренним слоями железобетона, слоем утеплителя и стержневыми связями. Слой утеплителя размещен между слоями железобетона вплотную к ним и используется в качестве несъемной опалубки при формировании внутренних поверхностей стен. Стержневые связи пропущены сквозь слой утеплителя и изготовлены из композитных материалов - углепластиковой, базальтопластиковой и стеклопластиковой арматуры.A monolithic building is known from the prior art (RF patent for utility model No. 147338, IPC Е04В 1/04, published November 10, 2014). The well-known monolithic building includes walls and a foundation formed by the outer and inner layers of reinforced concrete, a layer of insulation and rod ties. The insulation layer is placed between the reinforced concrete layers close to them and is used as a fixed formwork in the formation of the inner surfaces of the walls. Rod connections are passed through a layer of insulation and made of composite materials - carbon fiber, basalt plastic and fiberglass reinforcement.

Недостатком известной полезной модели является обязательное применение плитного утеплителя, связанное с тем, что строительство по данному решению предполагает использование утеплителя для формования бетона. Невозможно применение вспененных и засыпных утеплителей. Невозможно использование воздуха в качестве теплоизолятора в стене.A disadvantage of the known utility model is the mandatory use of slab insulation, due to the fact that the construction of this solution involves the use of insulation for molding concrete. It is impossible to use foamed and filling heaters. It is not possible to use air as a heat insulator in the wall.

Из уровня техники известна сборная панель для здания (патент US 4669240 А, МПК Е04В 1/04, опубликован 02.06.1987), включающая наружный (внешний) и внутренний железобетонные слои со стальной арматурой, ряд стальных стержневых связей, расположенных в поперечном направлении и размещенных между слоями железобетона, а также теплоизолирующий слой. Теплоизолирующий слой соединяется с внутренней стороной наружного слоя железобетона, занимая часть пространства между железобетонными слоями, а оставшаяся часть пространства образует воздушную полость. В качестве теплоизолирующего слоя используют стекловолокно. Стальные стержневые связи проходят сквозь теплоизолирующий слой и сквозь воздушную полость.A prefabricated panel for a building is known from the prior art (patent US 4669240 A, IPC Е04В 1/04, published 02.06.1987), including external (external) and internal reinforced concrete layers with steel reinforcement, a number of steel bar ties located in the transverse direction and placed between the layers of reinforced concrete, as well as the insulating layer. The heat-insulating layer is connected to the inner side of the outer layer of reinforced concrete, occupying part of the space between the reinforced concrete layers, and the remaining part of the space forms an air cavity. Glass fiber is used as the heat insulating layer. Steel rod ties pass through the insulating layer and through the air cavity.

Недостатком известного изобретения является высокая себестоимость используемых материалов за счет необходимости включения теплоизолирующего слоя на всю высоту здания.A disadvantage of the known invention is the high cost of the materials used due to the need to include a heat-insulating layer over the entire height of the building.

Из уровня техники известно стыковое соединение наружной стены с каркасом здания (патент РФ на изобретение №2155257, МПК Е04В 1/38, опубликован 27.08.2000), включающее соединяемые элементы каркаса и стены, монтажные связи и крепежные детали. Несущий контурный пояс выполнен в виде железобетонного бруса, а монтажные связи выполнены в виде поперечных железобетонных перемычек за одно с этим поясом. Между слоями железобетона расположен слой утеплителя с воздушной полостью. Слои железобетона между собой объединены гибкими связями. В зазоре по всей длине, кроме дискретных монтажных связей и крепежных деталей, размещен термовкладыш, снабженный вертикальными дренирующими каналами, соединяющими воздушные полости между перекрытиями.In the prior art, a butt joint of an external wall with a building frame is known (RF patent for the invention No. 2155257, IPC EV04 1/38, published on 08.27.2000), including the connected elements of the frame and walls, mounting connections and fasteners. The supporting contour belt is made in the form of a reinforced concrete beam, and the mounting ties are made in the form of transverse reinforced concrete lintels for one with this belt. Between the layers of reinforced concrete is a layer of insulation with an air cavity. Layers of reinforced concrete are interconnected by flexible bonds. In the gap along the entire length, in addition to discrete mounting ties and fasteners, there is a thermal liner equipped with vertical drainage channels connecting the air cavities between the ceilings.

Недостатком известного изобретения является высокая себестоимость используемых материалов за счет необходимости включения теплоизолирующего слоя совместно с термовкладышем на всю высоту стыкового соединения.A disadvantage of the known invention is the high cost of the materials used due to the need to include a heat-insulating layer together with a thermal liner to the entire height of the butt joint.

Из уровня техники известна наружная многослойная монолитная стена многоэтажного здания (патент РФ на полезную модель №41475, МПК Е04В 2/84, Е04С 2/26, опубликована 27.10.2004), содержащая монолитные наружный и внутренний железобетонные слои с арматурой, теплоизоляционный слой с воздушными полостями, расположенные между железобетонными слоями, и гибкие связи. Гибкие связи прикреплены к арматуре наружного и внутреннего железобетонных слоев и пропущены через воздушные полости.The external multilayer monolithic wall of a multi-storey building is known from the prior art (RF patent for utility model No. 41475, IPC EV04/84, EC04/26, published October 27, 2004) containing monolithic outer and inner reinforced concrete layers with reinforcement, a heat-insulating layer with air cavities located between reinforced concrete layers, and flexible connections. Flexible connections are attached to the reinforcement of the outer and inner reinforced concrete layers and passed through air cavities.

Недостатком известного изобретения является снижение прочностных характеристик здания за счет отсутствия гибких связей в теплоизоляционном слое, поскольку по высоте теплоизоляционного слоя наружный и внутренний железобетонные слои не соединяются друг с другом.A disadvantage of the known invention is the reduction of the strength characteristics of the building due to the lack of flexible connections in the insulating layer, because the height of the insulating layer of the outer and inner reinforced concrete layers are not connected to each other.

Техническим результатом изобретения является повышение энергоэффективности, теплотехнических характеристик здания, исключение промерзания, снижение капиталовложений, снижение трудоемкости и себестоимости строительных работ, повышение долговечности здания, его прочностных и огнестойких характеристик, отсутствие отходов.The technical result of the invention is to increase the energy efficiency, thermal characteristics of the building, the exclusion of freezing, the reduction of capital investment, the reduction of the labor input and the cost of construction work, the increase of the durability of the building, its strength and fire resistance, and the absence of waste.

Сущность изобретения заключается в том, что монолитное здание включает фундамент, стены и кровлю, образованные наружным и внутренним слоями железобетона, слоем плитного твердого утеплителя, размещенным между наружным и внутренним слоями железобетона вплотную к ним поясами в местах приложения и сосредоточения нагрузок и проемах, стержневыми связями, соединенными со стальной арматурой наружного и внутреннего слоев железобетона и пропущенными сквозь слой плитного твердого утеплителя в местах приложения и сосредоточения нагрузок и проемах, и полостями, полностью изолирующими наружный и внутренний слои железобетона друг от друга в любом другом месте сечения стены. При этом наружный слой железобетона может содержать гидрофобизирующую добавку. В качестве плитного твердого утеплителя можно использовать плитное пеностекло. Стержневые связи могут быть выполнены из композитной или стальной арматуры. Полости могут быть заполнены воздухом или засыпным утеплителем или вспененным утеплителем.The essence of the invention lies in the fact that the monolithic building includes a foundation, walls and roof formed by the outer and inner layers of reinforced concrete, a layer of slab solid insulation, placed between the outer and inner layers of reinforced concrete with belts close to them at the places of application and concentration of loads and openings, rod connections connected to steel reinforcement of the outer and inner layers of reinforced concrete and passed through a layer of slab solid insulation in places of application and concentration of loads and max, and cavities that completely isolate the outer and inner layers of reinforced concrete from each other at any other place in the wall section. In this case, the outer layer of reinforced concrete may contain a hydrophobizing additive. As a stove solid insulation, you can use slab foam glass. Rod ties can be made of composite or steel reinforcement. The cavities can be filled with air or filling heater or foam insulation.

Изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами.The invention is illustrated by the following graphic materials.

На фиг. 1 показано вертикальное сечение здания, где 1 - грунт, 2 - геотекстиль, 3 - щебень из пеностекла, 4 - дренажная труба, 5 - рулонная гидроизоляция, 6 - стержневые связи, 7 - плитный твердый утеплитель, 8 - стальная арматура, 9 - наружный слой жлезобетона, 10 - внутренний слой железобетона, 11 - гидроизоляция кровли, 12 - полость с воздухом или вспененным утеплителем или засыпным утеплителем.In FIG. 1 shows a vertical section of a building, where 1 is soil, 2 is geotextile, 3 is foam glass rubble, 4 is a drainage pipe, 5 is roll waterproofing, 6 is rod connection, 7 is slab solid insulation, 8 is steel reinforcement, 9 is external reinforced concrete layer, 10 - inner reinforced concrete layer, 11 - roof waterproofing, 12 - cavity with air or foamed insulation or filling heater.

На фиг. 2 показано поперечное сечение фрагмента стены без каркаса, где 6 - стержневые связи, 7 - плитный твердый утеплитель, 8 - стальная арматура, 9 - наружный слой железобетона, 10 - внутренний слой железобетона.In FIG. 2 shows a cross section of a fragment of a wall without a frame, where 6 are rod ties, 7 is solid plate insulation, 8 is steel reinforcement, 9 is the outer layer of reinforced concrete, 10 is the inner layer of reinforced concrete.

Стена, фундамент и кровля монолитного здания образованы наружным 9 и внутренним 10 слоями железобетона, слоем плитного твердого утеплителя 7, стержневыми связями 6 и полостями 12.The wall, foundation and roof of the monolithic building are formed by the outer 9 and inner 10 layers of reinforced concrete, a layer of slab solid insulation 7, rod ties 6 and cavities 12.

Наружный 9 и внутренний 10 слои железобетона содержат стальную арматуру 8.The outer 9 and inner 10 layers of reinforced concrete contain steel reinforcement 8.

Наружный 9 слой железобетона может содержать гидрофобизирующую добавку.The outer 9 layer of reinforced concrete may contain a hydrophobizing additive.

Наружный 9 слой железобетона может быть выполнен толщиной 0,1 м. Внутренний 10 слой железобетона может быть выполнен толщиной 0,1 м. Однако толщина железобетонных стен также может быть больше или меньше, поскольку толщина наружного 9 и внутреннего 10 слоев железобетона и сечение стальной арматуры 8 являются расчетными величинами: толщина слоя железобетона, подходящая для маленьких и легких домов, будет недостаточна для больших и тяжелых зданий. В свою очередь, толщина слоя железобетона, подходящая для больших и тяжелых зданий, приведет к перерасходу материала для маленьких и легких зданий.The outer 9 layer of reinforced concrete can be made with a thickness of 0.1 m. The inner 10 layer of reinforced concrete can be made with a thickness of 0.1 m. However, the thickness of the reinforced concrete walls can also be more or less, since the thickness of the outer 9 and inner 10 layers of reinforced concrete and the cross section of steel reinforcement 8 are calculated values: the thickness of the reinforced concrete layer, suitable for small and light houses, will be insufficient for large and heavy buildings. In turn, the thickness of the reinforced concrete layer, suitable for large and heavy buildings, will lead to cost overruns for small and light buildings.

Слой плитного твердого утеплителя 7 размещен между наружным 9 и внутренним 10 слоями железобетона вплотную к ним поясами в местах приложения и сосредоточения нагрузок - основании, примыканиях к конструкции перекрытия и кровли, и проемах - дверных и оконных. В качестве плитного твердого утеплителя 7 можно использовать плитное пеностекло.A layer of slab solid insulation 7 is placed between the outer 9 and inner 10 layers of reinforced concrete close to them with belts at the places of application and concentration of loads - the base, adjacent to the ceiling and roof structure, and the openings - door and window. As a plate solid insulation 7, you can use plate foam glass.

Стержневые связи 6 соединены со стальной арматурой 8 наружного 9 и внутреннего 10 слоев железобетона и пропущены сквозь слой плитного твердого утеплителя 7 в местах приложения и сосредоточения нагрузок и проемах. Стержневые связи 6 могут быть выполнены из композитной арматуры, применение композитной арматуры улучшает теплотехнические характеристики и обеспечивает долгую надежную связь нагруженных поясов внутри стены. В качестве композитной арматуры можно использовать, в частности, углепластиковую, базальтопластиковую и стеклопластиковую арматуру. Также возможно выполнение стержневых связей 6 из стальной арматуры, однако это приведет к потерям энергии при эксплуатации и снижению долговечности конструкций.The rod connections 6 are connected to the steel reinforcement 8 of the outer 9 and inner 10 layers of reinforced concrete and passed through a layer of plate solid insulation 7 at the places of application and concentration of loads and openings. The rod connection 6 can be made of composite reinforcement, the use of composite reinforcement improves thermal performance and provides long reliable connection of loaded belts inside the wall. As composite reinforcement, it is possible to use, in particular, carbon fiber reinforced plastic, basalt plastic and fiberglass reinforcement. It is also possible to perform rod connections 6 of steel reinforcement, however, this will lead to energy losses during operation and to reduce the durability of structures.

Полости 12 полностью изолируют наружный 9 и внутренний 10 слои железобетона друг от друга в любом месте сечения стены, фундамента и кровли, кроме мест приложения и сосредоточения нагрузок (основания, примыкания к конструкции перекрытия и кровли), и проемов (дверных и оконных). При этом полости 12 могут быть заполнены воздухом или засыпным утеплителем или вспененным утеплителем. В качестве засыпного утеплителя можно использовать, в частности, пеностекло в гранулах. В качестве вспененного утеплителя можно использовать, в частности, пеноизол. В зависимости от заполнения полостей 12 изменяются теплотехнические характеристики. Полости 12 могут быть выполнены толщиной 0,3 м (расстояние между наружным 9 и внутренним 10 слоями железобетона).Cavities 12 completely isolate the outer 9 and inner 10 layers of reinforced concrete from each other in any place of the wall, foundation and roof sections, except for places of application and concentration of loads (base, adjacent to the ceiling and roof structure), and openings (door and window). In this case, the cavity 12 can be filled with air or filling heater or foamed insulation. As backfill insulation, you can use, in particular, foam glass in granules. As foamed insulation, you can use, in particular, penoizol. Depending on the filling of the cavities 12, the thermal characteristics change. The cavity 12 can be made 0.3 m thick (the distance between the outer 9 and inner 10 layers of reinforced concrete).

Один из возможных вариантов выполнения конструкции фундамента - это ленточная конструкция фундамента, а именно, монолитный железобетонный ленточный фундамент, мелко заглубленный в грунт 1 (изображен на фиг. 1). В траншею под ленту в геотекстиль 2 засыпается щебень 3 из пеностекла (засыпка). Внизу траншеи дренажная труба 4 с отводом в сливной колодец. Сверху щебня 3 из пеностекла рулонная гидроизоляция 5. Основание ленты может быть расширено. Через слой плитного твердого утеплителя 7 расположены две железобетонные ленты под наружную 9 и внутреннюю 10 стены, связанные стержневыми связями 6 - в частности, композитной арматурой. При этом железобетонные конструкции могут не заглубляться в грунт 1. Утеплитель с дренажной системой исключают промерзание и вспучивание основания и изолируют от влияния низких температур внутреннюю часть ленты.One of the possible options for the construction of the foundation is a strip construction of the foundation, namely, a monolithic reinforced concrete strip foundation, finely buried in the ground 1 (shown in Fig. 1). Crushed stone 3 from foam glass (backfill) is poured into the trench under the tape in geotextile 2. At the bottom of the trench, a drainage pipe 4 with a branch in the drain well. On top of crushed stone 3 from foam glass roll waterproofing 5. The base of the tape can be expanded. Two reinforced concrete tapes under the outer 9 and inner 10 walls are connected through a layer of plate solid insulation 7, connected by rod ties 6, in particular, by composite reinforcement. In this case, reinforced concrete structures may not be buried in the ground 1. A heater with a drainage system excludes freezing and swelling of the base and isolate the inner part of the tape from the influence of low temperatures.

Другой возможный вариант выполнения конструкции фундамента - это фундаментная плита, связывающая между собой внутренние ленты. Лента наружной стены крепится к фундаментной плите аналогично вышеописанной конструкции - через плитный твердый утеплитель (в частности, плитное пеностекло) стержневыми связями (в частности, композитной арматурой). Щебень (подсыпка) под плиту из того же материала, что и под лентой. Такой вариант выполнения конструкции фундамента обеспечивает увеличение несущей способности основания.Another possible embodiment of the construction of the foundation is a foundation plate, interconnecting inner tapes. The external wall tape is attached to the foundation plate in the same way as the above-described design - through solid slab insulation (in particular, foam glass) with rod ties (in particular, composite reinforcement). Crushed stone (bedding) under the slab of the same material as under the tape. This embodiment of the foundation design provides an increase in the bearing capacity of the base.

В конструкции кровли (крыши) верхняя поверхность наружного 9 слоя железобетона покрывается гидроизоляцией 11. Индивидуально решается отведение воды с кровли. При необходимости выполняется выравнивающая стяжка с уклонами к местам отведения воды с крыши.In the construction of the roof (roof), the upper surface of the outer 9 layer of reinforced concrete is covered with waterproofing 11. The drainage of water from the roof is individually decided. If necessary, a leveling screed with slopes to the places of water drainage from the roof is performed.

Конструкция представленной монолитной конструкции здания может быть использована полностью и по компонентам (фундамент, кровля, стены). На заявленной конструкции стен и фундамента может быть кровля с применением любого утеплителя. Возможно использование фундамента с другими конструкциями стен и кровли. Возможно использование описываемой конструкции стен на других типах фундамента, с кровлей другой конструкции. Возможно применение описываемой конструкции кровли (крыши) здания с другими конструкциями стен и фундамента.The design of the presented monolithic construction of the building can be used fully and in terms of components (foundation, roof, walls). On the claimed construction of walls and foundations, there can be a roof using any insulation. It is possible to use the foundation with other wall and roof structures. It is possible to use the described wall construction on other types of foundations, with a roof of a different design. It is possible to use the described construction of the roof (roof) of the building with other designs of walls and foundations.

Для организации подземных помещений можно применять конструкцию фундамента с утеплителем на едином железобетонном основании (описанного в патенте РФ на полезную модель №147338, МПК Е04В 1/04, опубликован 10.11.2014).For the organization of underground premises, you can apply the construction of the foundation with insulation on a single reinforced concrete base (described in the patent of the Russian Federation for utility model No. 147338, IPC Е04В 1/04, published 10.11.2014).

Таким образом, изобретение обеспечивает:Thus, the invention provides:

- повышение энергоэффективности - теплотехнических характеристик здания, исключение промерзания и снижение затрат при последующей эксплуатации за счет использования термовкладыша из плитного твердого утеплителя (в частности, плитного пеностекла) между наружным и внутренним слоями железобетона,- improving energy efficiency - the thermal characteristics of the building, eliminating freezing and reducing costs during subsequent operation due to the use of a thermal insert made of solid stove insulation (in particular, foam glass) between the outer and inner layers of reinforced concrete,

- снижение капиталовложений за счет оптимизации в применении материалов,- reduction in investment due to optimization in the use of materials,

- снижение трудоемкости и себестоимости строительных работ, отсутствие отходов,- reducing the complexity and cost of construction work, the absence of waste,

- повышение долговечности здания, его прочностных и огнестойких характеристик.- increase the durability of the building, its strength and flame retardant characteristics.

Claims

1. Monolithic building, including the foundation, walls and roof, formed

the outer and inner layers of reinforced concrete,

a layer of plate solid insulation, placed between the outer and inner layers of reinforced concrete close to them with belts at the places of application and concentration of loads and openings,

rod ties connected to steel reinforcement of the outer and inner layers of reinforced concrete and passed through a layer of plate solid insulation in places of application and concentration of loads and openings,

and cavities that completely isolate the outer and inner layers of reinforced concrete from each other at any other place in the wall section.

2. The building according to claim 1, characterized in that the outer layer of reinforced concrete contains a water-repellent additive.

3. The building according to p. 1, characterized in that as a slab of solid insulation use slab foam.

4. The building according to claim 1, characterized in that the rod ties are made of composite reinforcement.

5. The building according to claim 1, characterized in that the rod ties are made of steel reinforcement.

6. The building under item 1, characterized in that the cavity is filled with air.

7. The building under item 1, characterized in that the cavity is filled with filling insulation.

8. The building under item 1, characterized in that the cavity is filled with foamed insulation.