Научно-производственная компания ООО «ПФК Оптима-Эксперт»

Инновационная технология строительства сооружений с несущим корпусом из листовых материалов

доступное строительство

Уменьшение стоимости логистики
Энергоэффективность сооружений
Сведение к нулю ошибок при строительстве
Строительство без спецтехники и специнструментов
Интуитивная и точная сборка любым вменяемым человеком
Сокращение сроков возведения конструкций/ крыш/ зданий

Технология

Технология производства и строительства сооружений с несущим корпусом из листовых материалов это:

Создание сборной пространственной конструкции из конструктивно связанных между собой деталей.
Прочность конструкции обеспечивается пространственным расположением, связанным между собой деталей.

Факторы,
обеспечивающие несущую способность деталей

Устойчивость конструкции с несущим корпусом, обеспечивается пространственным расположением, связанным между собой деталей (элементов).
Создание нужного количества взаимосвязей (связей) для обеспечения требуемой жесткости сооружения с несущим корпусом.

По подобному принципу строятся корпуса судов, фюзеляжи самолетов, кузова автомобилей, где листовые детали через различные виды соединений создают пространственные фигуры требуемого назначения и жесткости.

Описание

Разборное соединение деталей через шип, паз:

Соединение может быть как закрытым (1), так и открытым (2).
Фиксация деталей происходит удобным способом, обеспечивая надежность соединения.
Вариант фиксации плоским штифтом открытого соединения (3).

Листовая деталь «А», примыкающая и соединяющаяся кромкой с плоской частью детали «Б», является ребром жесткости детали «Б».

Листовая деталь «Б» является несущей деталью. Несущая деталь обеспечивает связь между другими ребрами, создавая между ними взаимосвязь.

Несущая деталь перекрывает разрывы деталей ребра жесткости объединяя их.
Ребра жесткости объединяют несущие детали и задают форму сооружения.
Объединённые, через ребра жесткости, несущие детали, создают несущий корпус строения.

Чередование между собой ребер жесткости и несущих деталей, позволяет создавать из ограниченных по длине деталей, неограниченные по размерам конструкции.

Варианты соединения листовых деталей:

1. Угловой переход несущей плоскости

2. Угловое соединение деталей

3. Радиусный переход несущей плоскости

4. Объединение внутренней и наружной несущей обшивки

5. Создание несущей плоскости накладным способом

6. Создание несущей плоскости встык (1 плоскость)

7. Создание несущей плоскости встык (2 плоскости)

Детали создаются с высокой точностью стыковки с помощью станка ЧПУ

Вес и размер детали не превышает размер исходного листового материала

Применение технологии

Несущие конструкции

Технология позволяет создавать отдельные конструктивные детали и элементы для использования в строительстве:

Тавр

Двутавр

Балка

Организация дополнительных связей в конструкции/ конструктивных деталях, позволяет увеличить жесткость там, где это требуется.

Балка

Ребро жёсткости — элемент для придания конструкции большей прочности при нагрузке без изменения толщины и, соответственно, экономии материала.

Сложные пространственные конструкции

Крыши

Мансардные этажи, надстройки

Крыши Мансардные этажи, надстройки

Элементы городской среды (малые архитектурные формы)

Навесы разной сложности

Детские городки/площадки/мебель

Межэтажные перекрытия | Опалубка для бетонных работ | Технические постройки | Лестницы | Вспомогательные конструкции и другие.

Технология применима во многих конструкциях.

Капсульные строения

Капсульные строения

Капсульное сооружение с несущим корпусом основано на формировании замкнутого связанного контура обшивки являющейся несущей конструкцией сооружения, воспринимающей все вертикальные и горизонтальные нагрузки.

Каркасные строения

В привычном каркасном сооружении каркас является основной несущей конструкцией здания, каркас воспринимает все вертикальные и горизонтальные нагрузки, действующие на сооружение и передает их на фундамент.

Сооружение может иметь одну, две и более несущих обшивок и различных связей из листовых материалов, добавляющих жесткость конструкции в требуемом месте.

1. Ребро жесткости с дополнительными связями (для увеличения жесткости)

2. Объединение внутренней и наружной несущей обшивки

3. Создание несущей плоскости накладным способом

Принцип построения капсульного сооружения построен на формировании пространственного жесткого связанного контура (корпуса) обшивки из листового материала, где жесткость конструкции обеспечивается конструктивными связями при пространственном расположении листовых деталей по отношению к друг другу.

Толщина листовых деталей зависит от степени нагрузки и количества конструктивных связей. Увеличение конструктивных связей увеличивает жесткость сооружения и допускает уменьшение толщины листовой детали.

Параметры эксплуатационных качеств

Строительство конструкции любой формы.
Малые сроки проектирования.
Высокая скорость изготовления.
Обработка огне-био-защитными средствами на этапе производства.
Малый вес конструкции и ее элементов.
Легкость и быстрота сборки.

Сейсмостойкость и жесткость обусловленная несущим связанным каркасом.
Высокая теплостойкость из-за отсутствия мостов холода.
Использование любого вида утеплителя.
Реализации встроенных инженерных сетей.
Сплошной контур стен, пола, потолка, крыши, внутренний, наружный.

Высокая точность геометрии стен, что снижает трудоемкость и трудозатраты на отделочные работы.
Высокий срок службы.
Ремонтопригодность.
Сборка в труднодоступной местности.
Масштабируемость сооружений.

Капсула = замкнутый контур обшивки

Обшивка является несущей конструкцией сооружения и воспринимает все типы нагрузок.
Утепление в замкнутом контуре не имеет мостов холода.

О фанере

Сравнение характеристик фанеры и древесины.

Сравнение объема и массы при одинаковом запасе прочности
п/п	Наименование параметра	Фанера (рассчетн. толщ. = 10мм.)	Массив дерева (сосна)
1.	Прочность на изгиб, МПа	34-69 (ФК); 44-68 (ФСФ)	16
2.	Средний вес (1м3), кг	64,08 (ФК); 72,27(ФСФ)	490
3.	Плотность, кг/м3	660-675 (ФК); 690-720(ФСФ)	490
4.	Влагостойкость	ФСФ - повышенная	средняя
5.	Влажность, %	5-10	16-18
6.	Относительный расчетный запас прочности	1,78	1,65
7.	Отношение объема материалов	1	4,15
8.	Отношение массы материалов	1	3,4

Класс эмиссии Е1 - подходит для внутренних помещений, в том числе детских комнат.

Расчет прочности балок

Увеличение жесткости при сохранении базового размера конструктивного элемента/сооружения:

Габаритные размеры балок ТхШхД, мм - 150х300х6000
Материал фанера 1-5 образец, массив сосны – 6 образец
Крепление - по торцам
Нагрузка вдоль ребра балки - 500 кг/м2

Сравнительная характеристика балок
п/п	Наименование параметра	Фанера					Cосна
п/п	Наименование параметра	Образец №1	Образец №2	Образец №3	Образец №4	Образец №5	Образец №6
1.	Масса балки, кг	24,6	33,2	37,3	46,5	55,6	143
2.	Объем матариала, м3	0,03	0,04	0,05	0,06	0,08	0,3
3.	Распределенная нагрузка, кг/м2	500	500	500	500	500	500
4.	Смещение (прогиб) балки, мм	3,4	0,7	0,4	0,35	0,32	1,8
5.	Запас прочности по напряжению	5,6	3,8	6,6	7,5	8,2	1,65

Вывод

При одногабаритном размере балок из фанеры и сосны, фанера превышает по запасу прочности балки из сосны, имеет меньший прогиб, вес и объем.

Используя дополнительные связи, меняя конструктивное исполнение балок из фанеры, возможно, добиться больших значений запаса прочности. При этом увеличение объёма, веса материла не значительно.

Балка из листовых материалов имеет сборно-разборную конструкцию, что значительно упрощает транспортировку балки.