Конструкция и способ строительства такой конструкции - RU2693376C1
Код документа: RU2693376C1
Чертежи
Описание
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к конструкции и способу строительства такой конструкции. Настоящая заявка основана и испрашивает приоритет по заявке на патент Японии № 2016-232415, поданной в Японии 30 ноября 2016 года.
Уровень техники
[0002] В последнее время все более распространенной становится конструкция (далее может называться «конструкцией два на четыре» или «сооружением 2×4»), возводимая с использованием способа деревянного каркасно-стенового строительства (далее может называться «способом строительства два на четыре» или «способом строительства 2×4»), которая имеет характеристики, позволяющие сокращать сроки строительства конструкции по сравнению с традиционным деревянным домом. Однако это «сооружение 2×4» имеет недостаток, заключающийся в сложности фиксации панелей в точных положениях в случае возведения стен путем соединения панелей. Это связано с тем, что в сооружении такой конструкции панели крепятся гвоздями вокруг периферийного края перекрытия, имеющего плоскую форму, следовательно, имеется вероятность смещения положения во всех направлениях. В дополнение панели, закрепляемые друг за другом смежно панелям, предварительно закрепленным на перекрытии, должны точно соединяться в одной плоскости. Если смежные панели не лежат в одной плоскости, невозможно выполнить финишную отделку из-за неровностей на поверхности материала с внутренней стороны.
[0003] Рабочим необходимо поддерживать панели как с внутренней стороны, так и с наружной стороны панелей и регулировать положение крепления для точного соединения смежных панелей в одной плоскости. Рабочие с внутренней стороны могут безопасным образом поддерживать панели на перекрытии. Однако рабочие с наружной стороны должны поддерживать панели на строительных лесах. При возведении стены второго этажа работа выполняется на высоких строительных лесах, в связи с этим поддержание тяжелых панелей становится очень опасным. В частности, при наклоне панелей наружу рабочие должны поддерживать наклоненные панели на строительных лесах, выполняя работу в опасных условиях. Кроме того, вес панели, который все больше увеличивается для повышения эффективности строительства, может составлять более 100 кг, и поддержание такой панели на высоких строительных лесах является крайне опасным.
[0004] «Сооружения 2×4», решающие эти проблемы, или другими словами, технология, обеспечивающая безопасность работ за счет эффективной и простой фиксации панелей в точных положениях, раскрыта в Патентном документе 1. В частности, панели размещаются с внутренней стороны и имеют зацепляющий выступ на боковой кромке. Зацепляющий выступ фиксируется с внутренней стороны смежной боковой панели. Таким образом, можно закреплять панели в фиксированном положении, предотвращая падение панелей, путем соединения зацепляющего выступа со смежной панелью, как описано выше.
[0005] С другой стороны, в отношении конструкции бревенчатого дома, отличной от «сооружения 2×4», в Патентном документе 2 раскрыта технология предотвращения повреждений и искривлений путем равномерной сушки поперечных элементов и предотвращения попадания внутрь дождевой воды путем отвода дождевой воды. В частности, (a) в соединении просверлено установочное углубление для установки в поперечном направлении слева и справа, просверлены верхнее углубление и нижнее углубление для установки в поперечном направлении сверху и снизу, и внутри образован сердечник, на четырех углах, на которых соединяются установочное углубление и тело, образованы соединительные поверхности в плоскостях под углом 45 градусов относительно продольного направления бревна, и в сердечнике на верхней поверхности вдоль продольного направления бревна образована скругленная выступающая поверхность полуцилиндрической формы, а на нижней поверхности вдоль перпендикулярного направления образована скругленная углубленная поверхность, соответствующая скругленной выступающей поверхности, а также на обеих боковых поверхностях просверлены вертикальные канавки для направления дождевой воды вниз, (b) в теле на верхней поверхности параллельно обеспечены по меньшей мере два или более рядов выступающих элементов, и внешние стороны выступающих элементов служат в качестве соединительных поверхностей, на которых перекрываются верхнее и нижнее бревна, между выступающими элементами образована полость тела, в которой при перекрытии бревен образуется небольшой зазор, а также на нижней поверхности просверлен углубленный паз для установки на выступающие элементы, (c) в основании образовано отверстие для слива воды, наклоненное наружу.
[0006] Патентный документ 1: JP H5-85904 Y
Патентный документ 2: JP H7-13917 Y
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0007] Однако в Патентном документе 1, в котором описано, что вес панели, возрастающий для повышения эффективности строительства, может составлять более 100 кг, и что поддержание этой панели на высоких строительных лесах строительной площадки «сооружения 2×4» является крайне опасным, сделан вывод, что работа по установке панели весом более 100 кг множеством рабочих по существу является неизбежной. С другой стороны, на строительной площадке «сооружения 2×4» имеется необходимость обеспечения возможности установки с помощью одной относительно легкой стойки и исключения необходимости работ по установке большой и тяжелой панели множеством рабочих.
[0008] В дополнение в Патентном документе 2 конструкция бревенчатого дома, имеющего соединение для соединения выступающих элементов, образованных на одном бревне, и углубленного паза или установочного углубления, образованного на другом бревне, может обеспечивать эффект предотвращения повреждений и искривлений путем равномерной сушки поперечных элементов и предотвращения попадания внутрь дождевой воды путем отвода дождевой воды.
[0009] Однако даже в случае обеспечения соединения для соединения выступающих элементов и углубленного паза или установочного углубления, как описано в Патентном документе 2, не предусмотрены меры, позволяющие исключить работы по установке панелей весом более 100 кг множеством рабочих на строительной площадке «сооружения 2×4».
[0010] Настоящее изобретение было разработано с учетом этих проблем, и задача настоящего изобретения заключается в обеспечении конструкции, позволяющей возведение каркаса несколькими рабочими в короткие сроки за счет независимого устойчивого удержания стоек, которые являются относительно легкими и могут поддерживаться одним рабочим, в произвольном положении в горизонтальном направлении верхних обвязочных элементов или нижних обвязочных элементов, и исключения необходимости работ по установке больших и тяжелых панелей множеством рабочих на строительной площадке. Кроме того, задача настоящего изобретения заключается в обеспечении конструкции, повышающей производительность путем упрощения и исключения процесса соединения за счет внутренне присущего устойчивого положения стоек относительно горизонтальных элементов.
[0011] Настоящее изобретение разработано для решения этих задач, и изобретение, описанное в пункте 1 формулы изобретения, представляет собой деревянную конструкцию (100), имеющую конструктивные элементы для сборки путем установки горизонтальных элементов (10) и вертикальных элементов (20), в которой на соединительных частях конструктивных элементов образованы альтернативные соединения для плотной установки вертикальных элементов (20) на горизонтальные элементы (10) в произвольном положении в горизонтальном направлении горизонтальных элементов (10) для обеспечения устойчивого удержания вертикальных элементов (20), горизонтальные элементы образуют верхние обвязочные элементы (19) и нижние обвязочные элементы (17, 18), и углубленный паз (11) или выступающий шпунт (12), образованный по всей длине (K) в продольном направлении каждого из горизонтальных элементов, образует одно из альтернативных соединений, вертикальные элементы (20) образуют стоечные элементы (29) или каркасные стены (50), и каждый из стоечных элементов (29) выполнен с выступом (22) или углублением (21) на обоих концах (26, 27), которое может быть плотно установлено в углубленный паз (11) или на выступающий шпунт (12), горизонтальные элементы (10) образуют каждый из верхних обвязочных элементов (19) и нижних обвязочных элементов (17, 18) за счет послойного соединения трех распиленных досок (1-3, 4-6), имеющих две или более различных ширины (U, V, W, Z) доски, в направлении толщины досок, и углубленный паз (11) или выступающий шпунт (12), образованный по всей длине (K) в продольном направлении каждого из горизонтальных элементов, образует одно из альтернативных соединений за счет перепада (D), обеспеченного между шириной (W, Z) распиленных досок (1, 3, 4, 6) наружных слоев, заключающих между собой средний слой со стороны наружных слоев в трех послойно соединенных слоях, и шириной (U, V) средней распиленной доски (2, 5), заключенной между ними в качестве среднего слоя, и дополнительно содержащую опорные балки (43) карнизного свеса или верхние балки (41), предназначенные для устранения перепада (D) по меньшей мере с одной стороны выступающего шпунта (12, 42) путем покрытия выступающего шпунта (12, 42).
[0012] Изобретение, описанное в пункте 2 формулы изобретения, представляет собой конструкцию (100) согласно пункту 1 формулы изобретения, в которой горизонтальные элементы (10) образуют каждый из верхних обвязочных элементов (19) и нижних обвязочных элементов (17, 18) путем послойного соединения трех распиленных досок (1-3, 4-6), имеющих две или более различных ширины (U, V, W, Z) доски, в направлении толщины досок, углубленный паз (11) или выступающий шпунт (12), образованный по всей длине (K) в продольном направлении каждого из горизонтальных элементов, образует одно из альтернативных соединений за счет перепада (D), обеспеченного между шириной (W, Z) распиленных досок (1, 3, 4, 6) наружных слоев, заключающих между собой средний слой со стороны наружных слоев в трех послойно соединенных слоях, и шириной (U, V) средней распиленной доски (2, 5), заключенной между ними в качестве среднего слоя, вертикальные элементы (20) образуют каждый из стоечных элементов (29) или каркасных стен (50) путем послойного соединения трех распиленных досок (23-25) в направлении ширины досок, и каждый из стоечных элементов (29) выполнен с выступом (22) или углублением (21) на обоих концах (26, 27), которое может быть плотно установлено в углубленный паз (11) или на выступающий шпунт (12), за счет смещения средней распиленной доски (24) в продольном направлении на расстояние перепада (D) относительно распиленных досок (23, 25) наружных слоев, заключающих между собой средний слой со стороны наружных слоев в трех послойно соединенных слоях, причем все послойно соединяемые распиленные доски (23-25) имеют одинаковую длину (L).
[0013] В дополнение изобретение, описанное в пункте 3 формулы изобретения, представляет собой конструкцию (100) согласно пункту 1 или 2 формулы изобретения, в которой каждый из нижних обвязочных элементов (17, 18) обеспечен направленным вверх выступающим шпунтом (12), каждый из стоечных элементов (29) удерживается за счет нижнего конца (26), обеспеченного направленным вниз углублением (21), и верхнего конца (27), обеспеченного направленным вверх выступом (22), каждый из стоечных элементов (29) может устойчиво удерживаться за счет установки углубления (21) стоечных элементов (29) на выступающий шпунт (12) нижних обвязочных элементов (17, 18), и углубленный паз (11) каждого из верхних обвязочных элементов (19) может быть выполнен с возможностью плотной установки углубленного паза (11) верхних обвязочных элементов (19) на выступ (22) устойчиво удерживаемых стоечных элементов (29) в направлении сверху вниз.
[0014] В дополнение изобретение, описанное в пункте 4 формулы изобретения, представляет собой конструкцию (100) согласно пункту 2 или 3 формулы изобретения, в которой в трех распиленных досках (1-3, 4-6), имеющих две или более различных ширины (U, V, W, Z) доски, элемент 206, имеющий толщину 38 мм и ширину 140 мм, элемент 208, имеющий такую же толщину и ширину 184 мм, или элемент 210, имеющий такую же толщину и ширину 235 мм, используется в качестве дощатого элемента, имеющего большую ширину (V, W) доски, и элемент 204, имеющий толщину 38 мм и ширину 89 мм, или элемент 205, имеющий такую же толщину и ширину 114 мм, используется в качестве дощатого элемента, имеющего малую ширину (U, Z) доски.
[0015] В дополнение изобретение, описанное в пункте 5 формулы изобретения, представляет собой конструкцию (100) согласно любому из пунктов 2-4 формулы изобретения, в которой вместо трех распиленных досок (1-3, 4-6) используется элемент, имеющий такую же форму, как три распиленные доски, из цельной древесины, клееной древесины или бруса из клееного шпона.
[0016] В дополнение изобретение, описанное в пункте 6 формулы изобретения, представляет собой деревянную конструкцию (100), имеющую конструктивные элементы для сборки путем установки горизонтальных элементов (10) и вертикальных элементов (20), содержащую боковые балки (40) с выступающим шпунтом, образованным на одной доске путем соединения поверхностей боковой балки (13), образующей горизонтальные элементы (10), и задней боковой балки (16), ширина доски которой больше, чем у боковой балки (13) на перепад (D), на задней стороне боковой балки (13), причем за счет перепада (D) в продольном направлении образуется выступающий вверх шпунт (42); и стоечные элементы (29) для верхнего этажа, образующие вертикальные элементы (20), на нижнем конце (26) которых образовано углубление (21), выполненное с возможностью плотной установки на выступающий вверх шпунт (42) в произвольном положении в продольном направлении выступающего вверх шпунта (42) для обеспечения устойчивого удержания вертикальных элементов (20), и дополнительно содержащую опорные балки (43) карнизного свеса или верхние балки (41), предназначенные для устранения перепада (D) по меньшей мере с одной стороны выступающего шпунта (12, 42) путем покрытия выступающего шпунта (12, 42).
[0017] В дополнение изобретение, описанное в пункте 7 формулы изобретения, представляет собой конструкцию (100) согласно пункту 2 или 6 формулы изобретения, в которой перепад (D) образован путем смещения элементов, имеющих одинаковый размер.
[0019] В дополнение изобретение, описанное в пункте 9 формулы изобретения, представляет собой способ строительства для сборки деревянной конструкции (100), имеющей конструктивные элементы, в котором вертикальные элементы (20), образующие стоечные элементы (29) или каркасные стены (50), устанавливают на горизонтальные элементы (10), образующие нижние обвязочные элементы (17, 18) и верхние обвязочные элементы (19), на строительной площадке, содержащий этап (S10) образования альтернативных соединений, на котором на соединительных частях конструктивных элементов предварительно образуют альтернативные соединения; и этап (S20) сборки, на котором выполняют сборку конструктивных элементов, обеспеченных альтернативными соединениями, причем на соединительных частях конструктивных элементов предварительно обеспечивают альтернативные соединения для плотной установки вертикальных элементов (20) на горизонтальные элементы (10) в произвольном положении в горизонтальном направлении горизонтальных элементов (10) для обеспечения устойчивого удержания вертикальных элементов (20), и в котором этап (S10) образования альтернативных соединений содержит этап (S11) образования выступающего шпунта нижних обвязочных элементов и углубленного паза верхних обвязочных элементов, на котором три распиленные доски (1-3, 4-6), имеющие две или более различных ширины (U, V, W, Z), послойно соединяют в направлении толщины досок для образования одного из альтернативных соединений по всей длине (K) в продольном направлении каждого из верхних обвязочных элементов (19) и нижних обвязочных элементов (17, 18) для получения углубленного паза (11) или выступающего шпунта (12), образованного в продольном направлении, за счет перепада (D), обеспеченного между шириной (W, Z) распиленных досок (1, 3, 4, 6) наружных слоев, заключающих между собой средний слой со стороны наружных слоев в трех послойно соединенных слоях, и шириной (U, V) средней распиленной доски (2, 5), заключенной между ними в качестве среднего слоя, и в котором используют опорные балки (43) карнизного свеса или верхние балки (41), предназначенные для устранения перепада (D) по меньшей мере с одной стороны выступающего шпунта (12, 42) путем покрытия выступающего шпунта (12, 42).
[0020] В дополнение изобретение, описанное в пункте 10 формулы изобретения, представляет собой способ строительства согласно пункту 9 формулы изобретения, в котором этап (S10) образования альтернативных соединений содержит: этап (S11) образования выступающего шпунта нижних обвязочных элементов и углубленного паза верхних обвязочных элементов, на котором три распиленные доски (1-3, 4-6), имеющие две или более различных ширины (U, V, W, Z), послойно соединяют в направлении толщины досок для образования одного из альтернативных соединений по всей длине (K) в продольном направлении каждого из верхних обвязочных элементов (19) и нижних обвязочных элементов (17, 18) для получения углубленного паза (11) или выступающего шпунта (12), образованного в продольном направлении, за счет перепада (D), обеспеченного между шириной (W, Z) распиленных досок (1, 3, 4, 6) наружных слоев, заключающих между собой средний слой со стороны наружных слоев в трех послойно соединенных слоях, и шириной (U, V) средней распиленной доски (2, 5), заключенной между ними в качестве среднего слоя; и этап (S12) образования углубления и выступа на концах стоечных элементов, на котором три распиленные доски (23-25), имеющие одинаковую длину (L), послойно соединяют в направлении толщины досок для образования альтернативных соединений на обоих концах (26, 27) каждого из стоечных элементов (29) для получения углубления (21) или выступа (22), выполненного с возможностью плотной установки на выступающий шпунт (12) или в углубленный паз (11), за счет смещения средней распиленной доски (24) в продольном направлении на перепад (D) относительно распиленных досок (23, 25) наружных слоев, заключающих между собой средний слой со стороны наружных слоев в трех послойно соединенных слоях, и в котором этап (S20) сборки содержит: этап (S21) размещения нижних обвязочных элементов, на котором размещают нижние обвязочные элементы (17, 18); этап (S22) обеспечения устойчивого удержания стоечных элементов, на котором обеспечивают устойчивое удержание стоечных элементов (29) путем установки углубления (21), образованного на нижнем конце (26) каждого из стоечных элементов (29), на выступающий вверх шпунт (12) нижних обвязочных элементов (17, 18); и этап (S23) установки верхних обвязочных элементов, на котором устанавливают верхние обвязочные элементы (19) с направленным вниз углубленным пазом (11), покрывая сверху выступ (22), образованный на верхнем конце (27) каждого из устойчиво удерживаемых стоечных элементов (29).
[0021] В дополнение изобретение, описанное в пункте 11 формулы изобретения, представляет собой способ строительства согласно пункту 10 формулы изобретения, в котором вместо трех распиленных досок (1-3, 4-6) используют элемент, имеющий такую же форму, как три распиленные доски, из цельной древесины, клееной древесины или бруса из клееного шпона.
[0022] В дополнение изобретение, описанное в пункте 12 формулы изобретения, представляет собой способ строительства согласно пункту 10 или 11 формулы изобретения, в котором перепад (D) образуют путем смещения элементов, имеющих одинаковый размер.
[0024] Согласно настоящему изобретению может быть обеспечена конструкция, позволяющая возводить каркас несколькими рабочими в короткие сроки за счет независимого устойчивого удержания стоек, которые являются относительно легкими и могут поддерживаться одним рабочим, в произвольном положении в горизонтальном направлении верхних обвязочных элементов или нижних обвязочных элементов, и исключения необходимости работ по установке больших и тяжелых панелей множеством рабочих на строительной площадке. Кроме того, может быть обеспечена конструкция, повышающая производительность путем упрощения и исключения процесса соединения за счет внутренне присущего устойчивого положения стоек относительно горизонтальных элементов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0025] Фиг. 1A-C представляют собой виды в перспективе для описания конструктивных элементов (далее называемых «конструктивными элементами») конструкции (далее называемой «конструкцией»), относящейся к одному варианту выполнения настоящего изобретения, Фиг. 1A иллюстрирует нижний конец стоечного элемента, Фиг. 1B иллюстрирует нижние обвязочные элементы, и Фиг. 1C иллюстрирует состояние, в котором стоечные элементы установлены и устойчиво удерживаются на нижнем обвязочном элементе.
Фиг. 2A-E представляют собой виды в перспективе для описания конструктивных элементов, Фиг. 2A иллюстрирует верхний обвязочный элемент, Фиг. 2B иллюстрирует верхний конец стоечного элемента, Фиг. 2C иллюстрирует состояние, в котором верхние обвязочные элементы установлены на стоечных элементах, Фиг. 2D иллюстрирует балочный элемент, обеспеченный перепадом за счет смещения элементов, имеющих одинаковый размер, и Фиг. 2E иллюстрирует состояние, в котором балочный элемент используется в качестве верхнего обвязочного элемента (верхней балки).
Фиг. 3A-C представляют собой виды в перспективе для описания альтернативных соединений, образованных на стоечном элементе конструкции, Фиг. 3A иллюстрирует весь стоечный элемент, Фиг. 3B иллюстрирует верхний конец, и Фиг. 3C иллюстрирует нижний конец.
Фиг. 4A-C представляют собой виды в перспективе для описания горизонтального элемента, обеспеченного альтернативным соединением (соединениями) в конструкции, Фиг. 4A иллюстрирует верхний обвязочный элемент, Фиг. 4B иллюстрирует нижний обвязочный элемент, и Фиг. 4C иллюстрирует балочный элемент, обеспеченный перепадом за счет смещения элементов, имеющих одинаковый размер.
Фиг. 5A-D представляют собой виды для конкретной схематической иллюстрации основных частей конструкции, Фиг. 5A представляет собой вид спереди в частичном разрезе от обвязки фундамента до обвязки крыши второго этажа вблизи одной стеновой поверхности конструкции, Фиг. 5B представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий обвязку крыши второго этажа, Фиг. 5C представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий периферию балки перекрытия, Фиг. 5D представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий состояние, в котором стоечные элементы первого этажа соединены с обвязкой фундамента.
Фиг. 6A-C представляют собой виды в перспективе для описания альтернативных соединений конструктивных элементов, Фиг. 6A иллюстрирует стоечный элемент, Фиг. 6B иллюстрирует нижний обвязочный элемент, обеспеченный выступающим шпунтом, и Фиг. 6C иллюстрирует состояние, в котором стоечные элементы установлены и устойчиво удерживаются на нижнем обвязочном элементе.
Фиг. 7A-B представляют собой виды в перспективе для описания альтернативных соединений конструктивных элементов, Фиг. 7A иллюстрирует верхний обвязочный элемент, обеспеченный углубленным пазом, и Фиг. 7B иллюстрирует состояние, в котором к состоянию, показанному на Фиг. 6C, добавлен верхний обвязочный элемент.
Фиг. 8 представляет собой вид в перспективе для описания состояния, в котором к состоянию, показанному на Фиг. 7B, добавлена боковая балка.
Фиг. 9 представляет собой вид в перспективе для описания состояния, в котором к состоянию, показанному на Фиг. 8, добавлены балки перекрытия и планка.
Фиг. 10A-B представляют собой виды в перспективе, иллюстрирующие состояние, полученное после состояния, показанного на Фиг. 9, Фиг. 10A иллюстрирует состояние, в котором уложена фанера перекрытия, и Фиг. 10B иллюстрирует состояние, в котором уложен нижний обвязочный элемент второго этажа.
Фиг. 11A-C представляют собой виды в перспективе для описания временного прогресса в достижении состояния, показанного на Фиг. 10B, более простым образом, Фиг. 11A иллюстрирует боковую балку с выступающим шпунтом, имеющим функцию соединения боковой балки и нижней обвязки, Фиг. 11B и Фиг. 11C иллюстрируют состояние, в котором стоечные элементы установлены на боковой балке за счет выступающего шпунта, и Фиг. 11B иллюстрирует состояние, подобное показанному на Фиг. 10B, а Фиг. 11C иллюстрирует состояние, показанное на Фиг. 11B, если смотреть с противоположного направления.
Фиг. 12A-B представляют собой виды в перспективе, иллюстрирующие обеспечение функции, аналогичной конфигурации, проиллюстрированной на Фиг. 10B, даже с использованием упрощенной конфигурации, проиллюстрированной на Фиг. 11, Фиг. 12A иллюстрирует состояние, в котором уложена фанера перекрытия второго этажа, и установлены стоечные элементы второго этажа, и Фиг. 12B иллюстрирует состояние, показанное на Фиг. 12A, если смотреть с противоположного направления.
Фиг. 13 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий состояние, полученное после состояния, показанного на Фиг. 12, и иллюстрирующий состояние, в котором стоечные элементы, верхняя балка и опорная балка карнизного свеса установлены на нижнем обвязочном элементе второго этажа.
Фиг. 14 представляет собой блок-схему для описания основных этапов способа строительства (далее называемого «способом строительства»), относящегося к одному варианту выполнения настоящего изобретения.
Фиг. 15 представляет собой изображение в прямоугольной системе координат, схематически объединяющее и дополняющее основные части конструкции, проиллюстрированной на Фиг. 5.
Фиг. 16A-G представляют собой контурные чертежи обвязочных элементов, используемых в основных частях, проиллюстрированных позициями (A)-(G) на Фиг. 15, Фиг. 16A иллюстрирует прогон (верхнюю балку), Фиг. 16B иллюстрирует стойку крыши, Фиг. 16C иллюстрирует опорную балку карнизного свеса, Фиг. 16D иллюстрирует боковую балку, Фиг. 16E иллюстрирует верхнюю балку, Фиг. 16F иллюстрирует каркас, и Фиг. 16G иллюстрирует укладываемую балку.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0026] Способ деревянного каркасного строительства (далее называемый «традиционным способом строительства») является традиционным способом строительства в Японии и представляет собой способ строительства для сборки путем обеспечения соединений предварительно раскроенных стоечных и балочных элементов и усиления с помощью металлических крепежей. Способ деревянного каркасно-панельного строительства (далее называемый «способом строительства IDS»), основанный на этом способе строительства, также относится к категории в общем традиционных способов строительства. С другой стороны, способ строительства 2×4 является традиционным способом строительства в Северной Америке и имеет преимущество, заключающееся в том, что он не требует сложной технологии изготовления, поскольку стандартизированные панели соединяются с помощью металлических крепежей или гвоздей. В дополнение деревянный каркас собирается с использованием конструктивных элементов.
[0027] Пиломатериалы для способа строительства 2×4 определены в документе JAS (Японский сельскохозяйственный стандарт), и используется древесина заданных размеров, указанных ниже. Другими словами, используются размеры 1×4 (19×89 для высушенной древесины), 1×6, 2×2, 2×3, 2×4 (элемент 204), 2×5 (элемент 205), 2×6 (элемент 206), 2×8, 2×10 (элемент 210), 2×12, 4×4 (элемент 404) и 4×6 (элемент 406) с разной формой поперечного сечения. В дополнение названия являются производными от размера в дюймах, однако фактические размеры меньше, чем указанные размеры в дюймах.
[0028] Далее будет приведено описание вариантов выполнения настоящего изобретения со ссылкой на чертежи. Фиг. 1A-C представляют собой виды в перспективе для описания конструктивных элементов (далее называемых «конструктивными элементами») конструкции (далее называемой «конструкцией»), относящейся к одному варианту выполнения настоящего изобретения, Фиг. 1A иллюстрирует нижний конец стоечного элемента, Фиг. 1B иллюстрирует нижние обвязочные элементы, а Фиг. 1C иллюстрирует состояние, в котором стоечные элементы установлены и устойчиво удерживаются на нижнем обвязочном элементе. Конструкция (100) представляет собой деревянную конструкцию, содержащую конструктивные элементы для сборки путем установки горизонтальных элементов 10 и вертикальных элементов 20.
[0029] Фиг. 2A-E представляют собой виды в перспективе для описания конструктивных элементов, Фиг. 2A иллюстрирует верхний обвязочный элемент, Фиг. 2B иллюстрирует верхний конец стоечного элемента, Фиг. 2C иллюстрирует состояние, в котором верхние обвязочные элементы установлены на стоечных элементах, Фиг. 2D иллюстрирует балочный элемент, обеспеченный перепадом за счет смещения элементов, имеющих одинаковый размер, и Фиг. 2E иллюстрирует состояние, в котором балочный элемент используется в качестве верхнего обвязочного элемента (верхней балки). Как проиллюстрировано на Фиг. 1 и Фиг. 2, конструкция 100 содержит конструктивные элементы, по меньшей мере содержащие нижние обвязочные элементы 18, стоечные элементы 29 и верхние обвязочные элементы 19. В дополнение конструкция 100 не ограничивается сооружением 2×4, возведенным в соответствии со способом строительства 2×4, но для нее часто используют вышеуказанные пиломатериалы для способа строительства 2×4. Балочный элемент, проиллюстрированный на Фиг. 2D, подходит не только в качестве верхней балки (верхнего обвязочного элемента) 19, показанной на Фиг. 2E, но и в качестве конькового прогона (верхней балки), показанного на Фиг. 15, или верхних балок (верхних обвязочных элементов), показанных на Фиг. 15 (E) или Фиг. 16E, и, как проиллюстрировано на Фиг. 4C, он может состоять, например, только из элементов 208. Следует понимать, что он не ограничивается элементом 208.
[0030] Альтернативные соединения образуют путем модификации и стандартизации соединений, предварительно образуемых на соединительных частях конструктивных элементов, состоящих из горизонтальных элементов 10 и вертикальных элементов 20. Горизонтальные элементы 10 главным образом образуют верхние обвязочные элементы 19 и нижние обвязочные элементы 18, и в качестве альтернативного соединения по всей длине в продольном направлении каждого из горизонтальных элементов 10 образован углубленный паз 11 или выступающий шпунт 12. Вертикальные элементы 20 образуют стоечные элементы 29 путем образования альтернативных соединений на обоих концах, форма которых позволяет плотную установку в углубленный паз 11 или на выступающий шпунт 12.
[0031] Фиг. 3A-C представляют собой виды в перспективе для описания альтернативных соединений, образованных на стоечном элементе конструкции, Фиг. 3A иллюстрирует весь стоечный элемент, Фиг. 3B иллюстрирует верхний конец, а Фиг. 3C иллюстрирует нижний конец. Как проиллюстрировано на Фиг. 3A-C, в вертикальном элементе 20 все послойно соединяемые распиленные доски имеют одинаковую длину L. Вертикальный элемент 20 образует стоечный элемент 29 или каркасную стену 50 (Фиг. 5A) путем послойного соединения трех распиленных досок 23-25 в направлении толщины досок. В дополнение каркасная стена 50 будет описана позже. В дополнение вместо трех распиленных досок 23-25 может быть использован элемент, имеющий такую же форму, как три распиленные доски, из цельной древесины, клееной древесины или бруса из клееного шпона. Далее то же самое относится к трем распиленным доскам.
[0032] Как отмечено выше, стоечный элемент 29 образован путем послойного соединения трех распиленных досок 23-25, имеющих одинаковую длину L. На нижнем конце 26 стоечного элемента 29 образовано углубление 21. В дополнение на верхнем конце 27 стоечного элемента 29 образован выступ 22. Углубление 21 и выступ 22 образованы путем смещения средней распиленной доски 24 в продольном направлении на перепад D относительно распиленных досок 23, 25 наружных слоев, заключающих между собой средний слой со стороны наружных слоев в трех послойно соединенных слоях.
[0033] Стоечный элемент 29 сохраняет состояние, в котором средняя распиленная доска 24, имеющая длину L, смещена в продольном направлении на перепад относительно распиленных досок 23, 25 наружных слоев, имеющих длину L, и прикреплена гвоздями за одно целое (не проиллюстрировано). Эта операция не требует использования клея, в связи с чем она может легко выполняться на строительной площадке неквалифицированными рабочими, а не на предприятии. В результате в стоечном элементе 29 на верхнем конце 27 образован выступ 22, проиллюстрированный на Фиг. 3B, а на нижнем конце 26 образовано углубление 21, проиллюстрированное на Фиг. 3C. Выступ 22 и углубление 21 образуют альтернативные соединения, чередующиеся на верхнем конце 27 и нижнем конце 26 стоечного элемента 29, т.е. основного вертикального элемента 20.
[0034] Фиг. 4A-C представляют собой виды в перспективе для описания горизонтального элемента, обеспеченного альтернативным соединением (соединениями) в конструкции, Фиг. 4A иллюстрирует верхний обвязочный элемент, Фиг. 4B иллюстрирует нижний обвязочный элемент, и Фиг. 4C иллюстрирует балочный элемент, обеспеченный перепадом за счет смещения элементов, имеющих одинаковый размер. Как проиллюстрировано на Фиг. 4A-C, верхний обвязочный элемент 19 и нижний обвязочный элемент 17, 18, которые являются основными горизонтальными элементами, образованы путем послойного соединения трех распиленных досок 1-3, 4-6, имеющих две или более различных ширины U, V, W, Z доски, в направлении толщины досок. На каждом из верхнего обвязочного элемента 19 и нижнего обвязочного элемента 17, 18 (Фиг. 5A), обеспечено альтернативное соединение в виде углубленного паза 11 или выступающего шпунта 12, образованного по всей длине K в продольном направлении.
[0035] Углубленный паз 11 или выступающий шпунт 12 образован за счет перепада D, обеспеченного между шириной W, Z распиленных досок 1, 3, 4, 6 наружных слоев, заключающих между собой средний слой со стороны наружных слоев в трех послойно соединенных слоях, и шириной U, V средней распиленной доски 2, 5, заключенной между ними в качестве среднего слоя. Это альтернативное соединение стандартизирует и упрощает условия обеспечения соединения, а также альтернативное соединение выполнено с возможностью обеспечения плотной установки вертикального элемента 20 в произвольном положении в горизонтальном направлении горизонтального элемента 10 для обеспечения устойчивого удержания вертикального элемента 20. В дополнение операция соединения трех слоев в одно целое выполняется при сохранении состояния, в котором средняя распиленная доска 2, 5 и распиленные доски 1, 3, 4, 6 наружных слоев смещены в направлении толщины досок на перепад D, путем скрепления гвоздями (не проиллюстрировано).
[0036] Как проиллюстрировано на Фиг. 4A, верхний обвязочный элемент 19 образован путем послойного соединения трех распиленных досок 1-3 в направлении толщины досок и скрепления их за одно целое гвоздями (не проиллюстрировано). Между шириной W распиленных досок 1, 3 наружных слоев и шириной U средней распиленной доски 2 обеспечен перепад D. За счет этого перепада D образуется углубленный паз 11. Верхний обвязочный элемент 19 с направленным вниз углубленным пазом 11 устанавливается сверху на выступ 22 стоечного элемента 29.
[0037] Как проиллюстрировано на Фиг. 4B, нижний обвязочный элемент 17, 18 образован путем послойного соединения трех распиленных досок 4-6 в направлении толщины досок и скрепления их за одно целое гвоздями (не проиллюстрировано). Между шириной Z распиленных досок 4, 6 наружных слоев и шириной V средней распиленной доски 5 обеспечен перепад D. За счет этого перепада D образуется выступающий шпунт 12. Нижний обвязочный элемент 18 укладывается так, чтобы выступающий шпунт 12 был направлен вверх. На выступающий шпунт 12 сверху устанавливается углубление 21 стоечного элемента 29. Выступ 22 или углубление 21 выполнено с возможностью плотной установки в произвольном положении в горизонтальном направлении углубленного паза 11 или выступающего шпунта 12 горизонтального элемента 10 для обеспечения устойчивого удержания вертикального элемента 20. Как проиллюстрировано на Фиг. 4C, вместо трех распиленных досок 4-6 в качестве верхнего обвязочного элемента (верхней балки) 19 может быть использован балочный элемент, образующий перепад D за счет послойного соединения и смещения элементов 208, имеющих одинаковый размер, в направлении толщины досок и скрепления их за одно целое гвоздями (не проиллюстрировано).
[0038] Как отмечено выше, вертикальный элемент 20, образующий стоечный элемент 29, проиллюстрированный на Фиг. 3A, удерживается за счет его верхнего конца 27 (Фиг. 3B), обеспеченного направленным вверх выступом 22, и нижнего конца 26 (Фиг. 3C), обеспеченного направленным вниз углублением 21. В дополнение стоечный элемент 29 может устойчиво удерживаться за счет плотной установки углубления 21 (Фиг. 1A) стоечного элемента 29 на выступающий шпунт 12 (Фиг. 1B) нижнего обвязочного элемента 18. Горизонтальный элемент 10, образующий верхний обвязочный элемент 19, проиллюстрированный на Фиг. 4A, обеспечен направленным вниз углубленным пазом 11. Верхний обвязочный элемент 19 может устойчиво удерживаться за счет плотной установки углубленного паза 11 верхнего обвязочного элемента 19 на выступы 22 стоечных элементов 29. В результате каркас может быть собран несколькими рабочими, так как он обладает устойчивостью только за счет установки.
[0039] Как проиллюстрировано на Фиг. 4, в конструкции 100 в качестве распиленных досок 1, 3 наружных слоев и средней распиленной доски 5 предпочтительно используется элемент 206 (2×6), имеющий толщину 38 мм и ширину 140 мм, а в качестве средней распиленной доски 2 и распиленных досок 4, 6 наружных слоев предпочтительно используется элемент 204 (2×4), имеющий толщину 38 мм и ширину 89 мм. Другими словами, в горизонтальном элементе 10 в качестве дощатого элемента, имеющего большую ширину V, W доски, предпочтительно используется элемент 206, имеющий толщину 38 мм и ширину 140 мм, а в качестве дощатого элемента, имеющего малую ширину U, Z доски, предпочтительно используется элемент 204, имеющий толщину 38 мм и ширину 89 мм, в комбинации распиленных досок 1, 3, 4, 6 наружных слоев и средней распиленной доски 2, 5. Далее будет приведено более конкретное описание конструкции 100 и способа строительства такой конструкции.
[0040] Способ строительства представляет собой способ строительства для сборки конструктивных элементов, содержащих горизонтальные элементы 10, состоящие из по меньшей мере нижних обвязочных элементов 18 и верхних обвязочных элементов 19, и вертикальные элементы 20, состоящие из стоечных элементов 29, на строительной площадке. В способе строительства предварительно обеспечивают альтернативные соединения, модифицированные для стандартизации соединений, образуемых на соединительных частях конструктивных элементов. В способе строительства альтернативные соединения имеют форму, обеспечивающую устойчивое удержание горизонтальных элементов 10 и вертикальных элементов 20 при плотной установке. В дополнение углубление 21 и выступ 22 стоечного элемента 29, выступающий шпунт 12 нижнего обвязочного элемента 17, 18 и углубленный паз 11 верхнего обвязочного элемента 19 могут быть образованы аналогичным образом путем обработки цельной древесины, клееной древесины или бруса из клееного шпона нарезанием пазов или т.п., и может быть достигнут аналогичный эффект.
[0041] Фиг. 5A-D представляют собой виды для конкретной схематической иллюстрации основных частей конструкции, Фиг. 5A представляет собой вид спереди в частичном разрезе от обвязки фундамента до обвязки крыши второго этажа вблизи одной стеновой поверхности конструкции, Фиг. 5B представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий обвязку крыши второго этажа, Фиг. 5C представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий периферию балки перекрытия, Фиг. 5D представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий состояние, в котором стоечные элементы первого этажа соединены с обвязкой фундамента. Как проиллюстрировано на Фиг. 5, в отношении обвязки 61 фундамента нижнего обвязочного элемента 18, верхнего обвязочного элемента 19, боковой балки 13, балки 14 перекрытия, нижнего обвязочного элемента 17 второго этажа, стоечного элемента 29 и обвязки 71 крыши, деревянный каркас конструкции 100 может быть возведен только с использованием конструктивных элементов, соответствующих пиломатериалам для способа деревянного каркасно-стенового строительства, определенным в стандартных спецификациях, например, элемента 204, элемента 206, элемента 210 и элемента 404, когда каркасная стена 50 не используется.
[0042] В дополнение в отношении стеновой поверхности, проиллюстрированной на Фиг. 5A, показана процедура образования стеновой поверхности путем установки наружной стеновой фанеры 51, 52 после обеспечения устойчивого удержания стоечных элементов 29 на нижних обвязочных элементах 17, 18 путем плотной установки стоечных элементов 29 на нижние обвязочные элементы 17, 18 с помощью альтернативных соединений, но эта процедура не является ограничивающей. Например, согласно способу строительства 2×4, если предпочтительно использование каркасных стен 50, предварительно собранных на предприятии в форме панели, такие каркасные стены могут использоваться, как проиллюстрировано на Фиг. 5A. Кроме того, в каркасной стене 50 могут быть обеспечены альтернативные соединения в соответствии с настоящим изобретением.
[0043] На Фиг. 5C слой P представляет собой верхний обвязочный элемент 19 первого этажа, слой Q представляет собой боковую балку 13 и балку 14 перекрытия, а слой R представляет собой нижний обвязочный элемент 17 второго этажа. Как проиллюстрировано на Фиг. 5C, пограничная часть от потолка первого этажа до перекрытия второго этажа представляет собой конструкцию, проиллюстрированную тремя слоями P, Q, R, и имеется возможность упрощения. В связи с этим такое упрощение описано ниже с использованием Фиг. 10-13.
[0044] Фиг. 6A-C представляют собой виды в перспективе для описания альтернативных соединений конструктивных элементов, Фиг. 6A иллюстрирует стоечный элемент, Фиг. 6B иллюстрирует нижний обвязочный элемент, обеспеченный выступающим шпунтом, и Фиг. 6C иллюстрирует состояние, в котором стоечные элементы установлены и устойчиво удерживаются на нижнем обвязочном элементе. Альтернативные соединения конструктивных элементов предназначены для упрощения подготовки и сборки за счет чередования соединений, обеспеченных на соединительных частях конструктивных элементов в традиционном способе строительства, а также для обеспечения свободы выбора установочного положения относительно горизонтального направления. В дополнение Фиг. 6-13 иллюстрируют модель, подготовленную для проведения эксперимента и ее объяснение, и ее форма отличается от реального сооружения.
[0045] Другими словами, углубление 21, образованное на нижнем конце 26 стоечного элемента 29, проиллюстрированного на Фиг. 6A, может быть установлено на выступающий шпунт 12 нижнего обвязочного элемента 18, проиллюстрированного на Фиг. 6B. Кроме того, при тех же условиях оно может быть установлено в произвольном положении в продольном направлении выступающего шпунта 12 нижнего обвязочного элемента 18, как проиллюстрировано на Фиг. 6C. Другими словами, может быть выполнена подгонка в соответствии с оконной рамой или дверью за счет соответствующего смещения положения конструктивных стоек вместо увеличения (не проиллюстрировано) количества стоек. В результате может быть обеспечена большая свобода проектирования, а количество материалов и человеко-часов может быть уменьшено, а также может быть уменьшена сложность работы.
[0046] Другими словами, конструкция 100 может быть построена с более высокой производительностью путем упрощения и исключения процесса соединения за счет внутренне присущего устойчивого положения стоек 29 относительно горизонтальных элементов 10. В дополнение каркас может быть возведен несколькими рабочими в короткие сроки только за счет устойчивого удержания стоек, которые являются относительно легкими и могут поддерживаться одним рабочим, в произвольном положении в горизонтальном направлении верхних обвязочных элементов 19 или нижних обвязочных элементов 17, 18 и исключения необходимости работ по установке больших и тяжелых панелей множеством рабочих на строительной площадке.
[0047] Фиг. 7A-B представляют собой виды в перспективе для описания альтернативных соединений конструктивных элементов, Фиг. 7A иллюстрирует верхний обвязочный элемент, обеспеченный углубленным пазом, а Фиг. 7B иллюстрирует состояние, в котором к состоянию, показанному на Фиг. 6C, добавлен верхний обвязочный элемент. Выступы 22, образованные на верхнем конце 27 стоечных элементов 29 в состоянии, показанном на Фиг. 6C, могут быть скреплены с углубленным пазом 11, образованным в верхнем обвязочном элементе 19, проиллюстрированном на Фиг. 7A, путем плотной установки выступов 22 в произвольном положении в горизонтальном направлении углубленного паза 11. В результате может быть выполнена подгонка, например, в соответствии с существующей дверью или стандартизированной застекленной дверью, размер которой не может быть изменен, путем соответствующего смещения положения конструктивных стоек вместо увеличения количества стоек.
[0048] Фиг. 8 представляет собой вид в перспективе для описания состояния, в котором к состоянию, показанному на Фиг. 7B, добавлена боковая балка. Боковая балка 13, проиллюстрированная на Фиг. 8, соответствует боковой балке 13, проиллюстрированной на Фиг. 5.
[0049] Фиг. 9 представляет собой вид в перспективе для описания состояния, в котором к состоянию, показанному на Фиг. 8, добавлены балки 14 перекрытия и планка 15. Балки 14 перекрытия, проиллюстрированные на Фиг. 9, соответствуют балке 14 перекрытия, проиллюстрированной на Фиг. 5. Планка 15 служит в качестве планки, при этом она остается вертикальной, регулируя расстояние между множеством балок 14 перекрытия, разнесенных друг от друга. В дополнение за счет такой планки 15 может быть получен эффект увеличения прочности конструкции.
[0050] Фиг. 10A-B представляют собой виды в перспективе, иллюстрирующие состояние, полученное после состояния, показанного на Фиг. 9, Фиг. 10A иллюстрирует состояние, в котором уложена фанера 32 перекрытия, и фанера 32 перекрытия, проиллюстрированная на Фиг. 10A, соответствует фанере (конструкционной фанере) 32 перекрытия второго этажа, проиллюстрированной на Фиг. 5. Фиг. 10B иллюстрирует состояние, в котором уложен нижний обвязочный элемент 17 второго этажа. Нижний обвязочный элемент 17, проиллюстрированный на Фиг. 10B, соответствует нижнему обвязочному элементу 17 второго этажа, проиллюстрированному на Фиг. 5.
[0051] Фиг. 11A-C представляют собой виды в перспективе для описания временного прогресса в достижении состояния, показанного на Фиг. 10B, более простым образом, Фиг. 11A иллюстрирует боковую балку с выступающим шпунтом, имеющим функцию соединения боковой балки и нижней обвязки, Фиг. 11B и Фиг. 11C иллюстрируют состояние, в котором стоечные элементы установлены на боковой балке за счет выступающего шпунта, Фиг. 11B иллюстрирует состояние, подобное показанному на Фиг. 10B, а Фиг. 11C иллюстрирует состояние, показанное на Фиг. 11B, если смотреть с противоположного направления. Боковая балка 40 с выступающим шпунтом, проиллюстрированная на Фиг. 11A, образована как одна доска за счет соединения с поверхностью задней боковой балки 16, ширина доски которой равна боковой балке 13, и смещения на перепад D на задней стороне боковой балки 13 с помощью гвоздей. За счет этого перепада D в продольном направлении образуется выступающий вверх шпунт 42 в качестве альтернативного соединения. Это альтернативное соединение также легко может быть образовано неквалифицированным рабочим на строительной площадке, а не на лесопильном предприятии для способа деревянного каркасно-стенового строительства.
[0052] Фиг. 11 иллюстрирует, что состояние, в котором выступающий вверх шпунт 12 образован путем размещения нижнего обвязочного элемента 17 второго этажа, как показано на Фиг. 10B, может быть достигнуто более простым образом. В дополнение на этом этапе может быть уложена фанера 32 перекрытия.
[0053] Фиг. 12A-B представляют собой виды в перспективе, иллюстрирующие обеспечение функции, аналогичной конфигурации, проиллюстрированной на Фиг. 10B, даже с использованием упрощенной конфигурации, проиллюстрированной на Фиг. 11, Фиг. 12A иллюстрирует состояние, в котором уложена фанера перекрытия второго этажа, и установлены стоечные элементы второго этажа, а Фиг. 12B иллюстрирует состояние, показанное на Фиг. 12A, если смотреть с противоположного направления. Фиг. 12 иллюстрирует состояние, в котором образовано альтернативное соединение, имеющее форму поперечного сечения, аналогичную выступающему шпунту 12, показанному на Фиг. 10B, за счет дополнения выступающего шпунта 42 путем укладки фанеры 32 перекрытия второго этажа, относительно состояния, проиллюстрированного на Фиг. 11B и 11C.
[0054] Фиг. 13 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий состояние, полученное после состояния, показанного на Фиг. 12, и иллюстрирующий состояние, в котором стоечные элементы, верхняя балка и опорная балка карнизного свеса установлены на нижнем обвязочном элементе второго этажа. За счет покрытия и перекрытия соответствующих направленных вверх выступов 22, образованных в стоечных элементах 29 второго этажа, опорной балкой 43 карнизного свеса устраняется перепад с одной стороны выступов 22, и увеличивается плоская область поверхности над выступами 22. Как проиллюстрировано на Фиг. 15 (C), при укладке стропил на эту плоскую область будет обеспечена устойчивость. Как проиллюстрировано на Фиг. 13, стоечные элементы 29 второго этажа могут быть плотно установлены в произвольном положении в продольном направлении выступающего шпунта 42, образованного на боковой балке 40 с выступающим шпунтом, в аналогичных условиях. Эффект этой особенности описан выше. Что касается состояния, проиллюстрированного на Фиг. 13, процесс выполнения обвязки крыши, проиллюстрированной в верхней части Фиг. 5A и Фиг. 5B, продвинулся вперед, и каркас завершен. В дополнение в качестве горизонтальных элементов 10 обвязки 71 крыши также применен элемент 2×4.
[0055] Деревянная конструкция 100, проиллюстрированная на Фиг. 13, может иметь верхний этаж на уровне второго этажа или выше с использованием конструктивных элементов, собранных путем установки горизонтальных элементов 10 и вертикальных элементов 20. Она содержит боковые балки 40 с выступающим шпунтом в качестве горизонтальных элементов 10, используемых для соединения первого этажа и второго этажа, и содержит стоечные элементы 29 в качестве вертикальных элементов 20 второго этажа. То же самое может быть применено при соединении второго этажа и третьего этажа, в случае если сооружение имеет три этажа. В дополнение боковая балка 40 с выступающим шпунтом может быть образована аналогичным образом путем резки и обработки цельной древесины, и может быть достигнут аналогичный эффект.
[0056] Кроме того, в стоечных элементах 29, показанных на Фиг. 13, углубление 21, образованное на нижнем конце 26 стоечного элемента 29, может быть плотно установлено в произвольном положении в продольном направлении выступающего вверх шпунта 42 боковой балки 40 с выступающим шпунтом для обеспечения устойчивого удержания стоечного элемента, и его конструкция подобна стоечному элементу 29, показанному на Фиг. 3. Как указано выше, в соединительных частях конструктивных элементов конструкции 100 образованы альтернативные соединения для стандартизации и упрощения условий обеспечения соединений, предварительно обеспечиваемых перед сборкой. Как указано выше, каркас легко может быть возведен несколькими рабочими, поскольку конструктивные элементы могут устойчиво удерживаться только за счет использования альтернативных соединений при сборке каркаса.
[0057] Как описано выше, в соответствии с конструкцией, относящейся к настоящему изобретению, каркас может быть возведен несколькими рабочими в короткие сроки за счет независимого устойчивого удержания стоек, которые являются относительно легкими и могут поддерживаться одним рабочим, в произвольном положении в горизонтальном направлении верхних обвязочных элементов или нижних обвязочных элементов, и исключения необходимости работ по установке больших и тяжелых панелей множеством рабочих на строительной площадке.
[0058] В традиционном способе деревянного каркасно-панельного строительства (IDS) необходимо, чтобы стоечные элементы 29 устойчиво удерживались только за счет каркаса. В связи с этим на соединительных частях конструктивных элементов были обеспечены соединения, и за счет совмещения этих соединений обеспечивалось состояние плотной установки, а также поддерживалось состояние устойчивого удержания. В соответствии с традиционным способом строительства IDS в конструкции 100 установка стеновых поверхностей 51, 52 (Фиг. 5A) осуществляется после предварительной сборки каркаса.
[0059] Далее будет приведено более подробное описание способа строительства с использованием Фиг. 14. Фиг. 14 представляет собой блок-схему для описания основных этапов способа строительства. Как проиллюстрировано на Фиг. 14, способ строительства содержит этап (S10) образования альтернативных соединений и этап (S20) сборки. На этапе (S10) образования альтернативных соединений на соединительных частях конструктивных элементов предварительно образуют альтернативные соединения. В дополнение на этапе (S20) сборки выполняют сборку конструктивных элементов, обеспеченных альтернативными соединениями.
[0060] Способ строительства представляет собой способ строительства для строительства деревянной конструкции 100 путем сборки конструктивных элементов на строительной площадке для установки горизонтальных элементов 10 на вертикальные элементы 20. Горизонтальные элементы 10 состоят из нижнего обвязочного элемента 17, 18, верхнего обвязочного элемента 19, боковой балки 13, балки 14 перекрытия, фанеры 31, 32 перекрытия (конструкционной фанеры) и боковой балки 40 с выступающим шпунтом. Вертикальные элементы 20 состоят из стоечного элемента 29 и наружной стеновой фанеры 51, 52 (конструкционной фанеры) или каркасной стены 50.
[0061] Перед сборкой на соединительных частях конструктивных элементов предварительно обеспечивают альтернативные соединения. Эти альтернативные соединения образуют путем модификации и стандартизации соединений, предварительно образуемых на соединительных частях конструктивных элементов. Другими словами, альтернативные соединения стандартизируют и упрощают условия обеспечения соединений, а также альтернативные соединения обеспечивают плотную установку вертикальных элементов 20 в произвольном положении в горизонтальном направлении горизонтальных элементов 10 для обеспечения устойчивого удержания вертикальных элементов 20. Однако альтернативные соединения могут быть образованы неквалифицированным рабочим на строительной площадке, а не на лесопильном предприятии для способа деревянного каркасно-стенового строительства.
[0062] На этапе (S10) образования альтернативных соединений три распиленные доски 1-3, 4-6, имеющие две или более различных ширины U, V, W, Z доски, послойно соединяют в направлении толщины досок для образования альтернативного соединения по всей длине K в продольном направлении верхнего обвязочного элемента 19 или нижнего обвязочного элемента 17, 18. Этап (S10) образования альтернативных соединений дополнительно содержит этап (S11) образования выступающего шпунта нижних обвязочных элементов и углубленного паза верхних обвязочных элементов и этап (S12) образования углубления и выступа на концах стоечных элементов.
[0063] На этапе (S11) образования выступающего шпунта нижних обвязочных элементов и углубленного паза верхних обвязочных элементов образуют углубленный паз 11 или выступающий шпунт 12, продолжающийся в продольном направлении, за счет перепада D, обеспеченного между шириной W, Z распиленных досок 1, 3, 4, 6 наружных слоев, заключающих между собой средний слой со стороны наружных слоев в трех послойно соединенных слоях, и шириной U, V средней распиленной доски 2, 5, заключенной между наружными слоями в качестве среднего слоя. Углубленный паз 11 или выступающий шпунт 12 образуют в качестве альтернативного соединения по всей длине K в продольном направлении горизонтального элемента 10.
[0064] На этапе (S12) образования углубления и выступа на концах стоечных элементов образуют альтернативные соединения на обоих концах 26, 27 стоечного элемента 29. В связи с этим три распиленные доски 23-25, имеющие одинаковую длину L, послойно соединяют в направлении толщины досок для получения образованного за одно целое элемента. Выступ 22 и углубление 21 образуют в качестве альтернативных соединений путем смещения средней распиленной доски 24 в продольном направлении на перепад D относительно распиленных досок 23, 25 наружных слоев, заключающих между собой средний слой со стороны наружных слоев в трех послойно соединенных слоях. Выступ 22, образованный на верхнем конце 27 стоечного элемента 29, может быть плотно установлен в углубленный паз 11. Углубление 21, образованное на нижнем конце 26 стоечного элемента 29, может быть плотно установлено на выступающий шпунт 12 для обеспечения устойчивого удержания стоечного элемента 29.
[0065] Этап (S20) сборки дополнительно содержит этап (S21) размещения нижних обвязочных элементов, этап (S22) обеспечения устойчивого удержания стоечных элементов и этап (S23) установки верхних обвязочных элементов. На этапе (S21) размещения нижних обвязочных элементов размещают нижние обвязочные элементы 18 на фанере 31 перекрытия, уложенной на обвязку 61 фундамента, на первом этаже. На втором этаже нижние обвязочные элементы 17 размещают на фанере 32 перекрытия, уложенной на боковую балку 13 и балку 14 перекрытия. На этапе (S22) обеспечения устойчивого удержания стоечных элементов углубление 21, образованное на нижнем конце 26 каждого стоечного элемента 29, устанавливают на альтернативное соединение в виде выступающего вверх шпунта 12 нижних обвязочных элементов 17, 18 для обеспечения устойчивого удержания стоечных элементов 29. На этапе (S23) установки верхних обвязочных элементов верхние обвязочные элементы 19 с альтернативными соединениями в виде направленного вниз углубленного паза 11 устанавливают на выступ 22, образованный на верхнем конце 27 каждого из устойчиво удерживаемых стоечных элементов 29, покрывая сверху выступы 22.
[0066] Как описано выше, в соответствии со способом строительства, относящимся к настоящему изобретению, углубление 21, образованное на нижнем конце 26 каждого из стоечных элементов 29, может быть плотно установлено на выступающий шпунт 12 нижних обвязочных элементов 17, 18 для обеспечения устойчивого удержания стоечных элементов 29. Кроме того, выступ 22, образованный на верхнем конце 27 каждого из стоечных элементов 29, может быть плотно установлен в углубленный паз 11 верхних обвязочных элементов 19. В связи с этим каркас может быть собран несколькими рабочими, так как каркас может быть устойчиво зафиксирован только за счет использования альтернативных соединений. Другими словами, может быть достигнут эффект, позволяющий возводить каркас несколькими рабочими в короткие сроки за счет независимого устойчивого удержания стоек, которые являются относительно легкими и могут поддерживаться одним рабочим, в произвольном положении в горизонтальном направлении верхних обвязочных элементов или нижних обвязочных элементов. В результате может быть достигнут эффект, заключающийся в отсутствии необходимости выполнения работ по установке больших и тяжелых панелей множеством рабочих на строительной площадке.
[0067] Далее будет приведено описание обвязочных элементов с актуальными размерами для облегчения их применения во множестве регионов по всему миру с использованием Фиг. 15 и 16. Фиг. 15 представляет собой изображение в прямоугольной системе координат, схематически объединяющее и дополняющее основные части конструкции, проиллюстрированной на Фиг. 5. Фиг. 16A-G представляют собой контурные чертежи обвязочных элементов, используемых в основных частях, проиллюстрированных позициями (A)-(G) на Фиг. 15, Фиг. 16A иллюстрирует прогон (также называемый верхней балкой, но отличающейся от показанной Фиг. 16E), Фиг. 16B иллюстрирует стойку крыши, Фиг. 16C иллюстрирует опорную балку карнизного свеса, Фиг. 16D иллюстрирует боковую балку, Фиг. 16E иллюстрирует верхнюю балку, Фиг. 16F иллюстрирует каркас (вертикальный элемент, стойку), и Фиг. 16G иллюстрирует укладываемую балку.
[0068] Для каждого элемента 2×4, проиллюстрированного на Фиг. 16, соответственно определен размер поперечного сечения элемента 204 элемента 205, элемента 206, элемента 208 и элемента 210. Частично совпадающие описания не исключены, но элемент 204 имеет толщину 38 мм и ширину 89 мм (C, F, G на Фиг. 15 и 16 соответственно), элемент 205 имеет толщину 38 мм и ширину 114 мм (A, B на Фиг. 15 и 16 соответственно), элемент 206 имеет толщину 38 мм и ширину 140 мм (C, G на Фиг. 15 и 16 соответственно), элемент 208 имеет толщину 38 мм и ширину 184 мм (A, E на Фиг. 15 и 16 соответственно), элемент 210 имеет толщину 38 мм и ширину 235 мм (D на Фиг. 15 и 16 соответственно), и непроиллюстрированный элемент 212 имеет толщину 38 мм и ширину 286 мм.
[0069] В дополнение для каждого элемента каркаса, проиллюстрированного на Фиг. 15 и 16, имеются усовершенствованные аспекты с описанными ниже признаками. Углубленный паз 11 прогона (верхней балки, верхнего обвязочного элемента, горизонтального элемента), показанного на Фиг. 16A, имеет глубину 70 мм, а высота выступа 22 стойки крыши (стойки, вертикального элемента), показанной на Фиг. 16B, устанавливаемого в этот углубленный паз 11, составляет 66 мм, и даже когда выступ 22 полностью вставлен в углубленный паз 11, образуется избыточное пространство, составляющее 4 мм. Это избыточное пространство, составляющее 4 мм, позволяет выполнять небольшую доработку путем срезания только распиленных досок 23, 25 наружных слоев соответственно, при сгибании прогона (верхней балки) и возникновении смещения.
[0070] В дополнение, из-за сгибания прогона (верхней балки) возникает не только смещение, но и существует вероятность того, что высота выступа 22, которая должна составлять 66 мм, может составлять до 69 мм, поскольку положение выравнивания трех распиленных досок отклоняется до 3 мм. Кроме того, в этом случае углубленный паз 11 имеет глубину около 70 мм с избыточным пространством, так что увеличенный выступ 22 может быть полностью вставлен в него. В результате может быть достигнут эффект, позволяющий плавно вставлять выступ 22, не срезая выступ 22, что очень важно для сохранения конструкции, даже если он является слишком большим, а также эффект, позволяющий предотвращать возникновение дефекта в виде смещения до завершения сооружения.
[0071] То же самое относится к соединительным частям укладываемой балки, показанной на Фиг. 16G, и каркаса (вертикального элемента, стойки) 20, показанного на Фиг. 16F. Другими словами, высота выступающего шпунта 12 укладываемой балки, показанной на Фиг. 16G, составляет 51 мм, а глубина углубления 21 каркаса (вертикального элемента, стойки) 20, показанного на Фиг. 16F, устанавливаемого на выступающий шпунт 12, составляет 58 мм, таким образом даже после приема всего выступающего шпунта 12 укладываемой балки, образуется избыточное пространство, составляющее 7 мм. Это избыточное пространство, составляющее 7 мм, позволяет выполнять небольшую доработку путем срезания только распиленных досок 23, 25 наружных слоев соответственно, при сгибании укладываемой балки и возникновении смещения.
[0072] В дополнение, может возникать не только сгибание и смещение укладываемой балки, но также имеется вероятность отклонения положения выравнивания трех распиленных досок до около 6 мм, и уменьшения глубины углубленного паза 21, которая должна составлять 58 мм, до около 52 мм. Целевая глубина углубленного паза 21 может составлять около 58 мм с избыточным пространством, так что в этом случае также может быть принят весь выступающий шпунт, имеющий высоту 51 мм. В результате может быть достигнут эффект, позволяющий плавно вставлять выступающий шпунт 12 без выполнения регулировки путем срезания выступающего шпунта 12, что очень важно для сохранения конструкции, даже при возникновении изгиба или смещения, а также эффект, позволяющий предотвращать возникновение дефекта в виде смещения до завершения сооружения.
[0073] Далее будет приведено описание эффекта покрытия верхней балки 41, показанной на Фиг. 16E, опорной балкой 43 карнизного свеса, показанной на Фиг. 16C. Верхний обвязочный элемент 19, показанный на Фиг. 2, имеет форму балки с плоской верхней поверхностью, и при укладке стропил на такой горизонтальный элемент 10 будет обеспечиваться устойчивость. Однако при укладке стропил на верхнюю балку, показанную на Фиг. 16E, верхняя сторона которой образована в виде выступающего шпунта, так как вес стропил и крыши толкает и изгибает выступающий шпунт в направлении конькового прогона, возникает напряжение, и отсутствует устойчивость.
[0074] Предпочтительно регулировать составляющие силы нагрузки так, чтобы они действовали только в направлении вниз, путем снижения этого напряжения при толкании и изгибе. В настоящем документе за счет покрытия верхней стороны верхней балки 41, показанной на Фиг. 16E, обеспеченной выступающим шпунтом, опорной балкой 43 карнизного свеса, показанной на Фиг. 16C, вес стропил и крыши будет действовать на выступающий шпунт через опорную балку карнизного свеса. За счет покрытия выступающего шпунта опорной балкой карнизного свеса будет обеспечена форма, близкая к форме балки с плоской верхней поверхностью, как у верхнего обвязочного элемента 19, проиллюстрированного на Фиг. 2.
[0075] Что касается веса стропил и крыши, действующего на верхнюю сторону верхней балки, образованной в форме балки с плоской верхней поверхностью, составляющие силы нагрузки будет регулироваться так, чтобы действовать только в направлении вниз. В результате напряжение, толкающее и изгибающее выступающий шпунт верхней балки в направлении конькового прогона, будет значительно уменьшено, следовательно, конструкция, поддерживающая стропила и крышу, будет более устойчивой. Другими словами, при покрытии верхней балки 41, показанной на Фиг. 16E, опорной балкой 43 карнизного свеса, показанной на Фиг. 16C, может быть достигнут эффект, заключающийся в том, что конструкция, поддерживающая стропила и крышу, будет более устойчивой.
[0076] В дополнение, будет описана функция боковой балки 13 второго этажа, проиллюстрированной на Фиг. 5, 8, 9 и 11-13. Для сравнения боковая балка, проиллюстрированная позицией (D) на Фиг. 15 и Фиг. 16D, имеет эффект, заключающийся в том, что она может быть надежно закреплена гвоздями только за счет покрытия верхней балки 41, показанной на Фиг. 16E, имеющей выступающий шпунт.
[0077] Как раскрыто со ссылкой на Фиг. 15 и 16, за счет использования множества различных типов элементов 2×4 можно упростить законное применение конструкции и способа строительства в соответствии с настоящим изобретением во множестве регионов по всему миру с разным законодательством.
[0078] Конструкция и способ строительства в соответствии с настоящим изобретением может применяться в отношении сооружений 2×4 и других сооружений и а отношении способа строительства.
Список ссылочных позиций на чертежах
[0079] 1, 3, 4, 6, 23, 25 Распиленные доски наружных слоев
2, 5, 24 Средняя распиленная доска
10 Горизонтальный элемент
11 Углубленный паз
12, 42 Выступающий шпунт
13 Боковая балка
14 Балка перекрытия
15 Планка
16 Задняя боковая балка
17 Нижний обвязочный элемент (второго этажа)
18 Нижний обвязочный элемент
19 Верхний обвязочный элемент
20 Вертикальный элемент
21 Углубление (вертикального элемента 20)
22 Выступ (вертикального элемента 20)
26 Нижний конец (стоечного элемента 29)
27 Верхний конец (стоечного элемента 29)
29 Стоечный элемент
31, 32 Фанера перекрытия (конструкционная фанера)
40 Боковая балка с выступающим шпунтом
41 Верхняя балка
43 Опорная балка карнизного свеса
50 Каркасная стена
51, 52 Наружная стеновая фанера (конструкционная фанера)
61 Обвязка фундамента
71 Обвязка крыши
100 Конструкция
D Перепад
K Общая длина (в продольном направлении)
L Длина (распиленных досок, образующих вертикальный элемент 20)
P, Q, R Конструкция, проиллюстрированная тремя слоями
S10 Этап образования альтернативных соединений
S11 Этап образования выступающего шпунта нижних обвязочных элементов и углубленного паза верхних обвязочных элементов
S12 Этап образования углубления и выступа на концах стоечных элементов
S20 Этап сборки
S21 Этап размещения нижних обвязочных элементов
S22 Этап обеспечения устойчивого удержания стоечных элементов
S23 Этап установки верхних обвязочных элементов
U, V Ширина средней доски
W, Z Ширина досок наружных слоев
Реферат
Изобретение относится к области строительства, в частности к деревянной каркасной конструкции и способу ее монтажа. Технический результат заключается в обеспечении устойчивости конструкции при монтаже. Деревянная конструкция состоит из верхних и нижних обвязочных элементов, образованных из послойно соединенных трех досок, имеющих две или более различные ширины, и в качестве альтернативных соединений образуют паз или выступающий шип. Стоечные элементы образованы путем послойного соединения трех досок, имеющих одинаковую длину, и на обоих концах образуют выступ или углубление, которое может быть плотно установлено в углубленный паз или на выступающий шпунт, за счет смещения средней доски в продольном направлении на расстояние перепада относительно досок наружных слоев. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 16 ил.
