ОБЛЕГЧЕННАЯ ФИБРОБЕТОННАЯ АРМИРОВАННАЯ СКАМЕЙКА S-ОБРАЗНОЙ ФОРМЫ, ИЗГОТОВЛЕННАЯ НА 3D-ПРИНТЕРЕ

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована при изготовлении строительных изделий в виде малых архитектурных форм для благоустройства городских пространств – парков, скверов, улиц и т.д.
Известна скамейка, содержащая планку для сиденья и ножки, содержащая расположенные под сиденьем и шарнирно связанные с ножками опоры, смонтированные с возможностью поворота на 90° и съемные планки, закрепляемые на опорах посредством фиксаторов [1]. Недостаток известной конструкции состоит в трудоемкости ее изготовления и наличии большого числа составных элементов.
Известна скамейка, включающая сиденье из продольных элементов, установленных на жесткой раме, закрепленной на боковых опорах, при этом рама выполнена из перфорированных поперечин и продольно установленных труб, снабженных на торцах цилиндрическими резьбовыми вставками, с замковыми крепежными элементами, а боковые опоры выполнены со сквозными установочными отверстиями [2]. Недостаток известной конструкции состоит в повышенном расходе материалов вследствие наличия большого числа составных элементов, трудоемкости ее изготовления вследствие наличия сварных и болтовых соединений составных элементов конструкции, пониженной трещиностойкости, ударной вязкости боковых опор и несущей способности скамейки из бетона вследствие отсутствия армирования, в невысокой архитектурной выразительности скамейки вследствие отсутствия криволинейных форм изделия.
Ближайшим аналогом к заявленной полезной модели является скамейка, включающая сиденье из продольных элементов, установленных на жесткой раме, отличается тем, что жесткая рама выполнена в виде объемного двухслойного элемента, включающего опоры и пространственный наклонный ригель со сквозными установочными отверстиями для крепления продольных элементов сиденья, при этом жесткая рама выполнена на 3D-принтере единым монолитным фибробетонным элементом S-образной формы, наружный слой жесткой рамы выполнен в виде замкнутого контура, пространство, образованное замкнутым контуром наружного слоя армировано сеткой и заполнено тяжелым бетоном, продольные элементы сиденья выполнены из древесно-полимерного композита, соединение продольных элементов сиденья и жесткой рамы осуществляется оцинкованными винтами с гладкой головкой и квадратным подголовником и гайкой [3]. Недостаток известной конструкции состоит в ее высокой массе вследствие заполнения пространства, образованного замкнутым контуром наружного слоя, тяжелым бетоном, наличии видимого крепежа, выступающего на лицевой поверхности продольных элементов сиденья, применении древесно-полимерного композита с высоким коэффициентом линейного теплового расширения, ограниченности форм и размеров продольных элементов сиденья ввиду ограниченной номенклатуры производимых изделий из древесно-полимерных композитов, высокой себестоимости изделия вследствие применения дорогостоящего древесно-полимерного композита.
Задачей полезной модели является создание облегченной конструкции скамейки со скрытым крепежом, не выступающим на лицевой поверхности продольных элементов сиденья, снижение  коэффициента линейного теплового расширения продольных элементов сиденья, расширение номенклатуры возможных форм и размеров продольных элементов сиденья.
Поставленная задача достигается тем, что скамейка, включающая сиденье из продольных элементов, установленных на жесткой раме, в виде объемного двухслойного элемента, включающего опоры и пространственный ригель, выполненного на 3D-принтере единым монолитным элементом S-образной формы, со сквозными установочными отверстиями для крепления продольных элементов сиденья, с наружным слоем жесткой рамы, выполненного в виде замкнутого контура из фибробетона, пространством, образованным замкнутым контуром наружного слоя, армированным сеткой и заполненным бетоном, соединение продольных элементов сиденья и жесткой рамы, осуществляемое оцинкованными винтами и гайкой, отличается тем, что продольные элементы сиденья выполнены из древесины с защитно-декоративным покрытием и содержат сквозные отверстия и цилиндрические углубления под головку винта, при этом сквозные отверстия и цилиндрические углубления расположены по одной оси, диаметр цилиндрических углублений под головку болта превышает диметр сквозного отверстия, для заполнения пространства, образованного замкнутым контуром наружного слоя, используют пенобетон, соединение продольных элементов сиденья и жесткой рамы осуществляется винтами с шестигранной головкой с заглушкой, лицевые поверхности пенобетона покрыты защитно-декоративной каменной крошкой.
На фиг. 1 приведен общий вид скамейки; на фиг. 2 – разрез 1-1; на фиг. 3 – узел 1; на фиг. 4 – вид скамейки сверху.
Скамейка изготавливается следующим образом.
Наружный слой 1 жесткой рамы, включающей опоры 2 и пространственный ригель 3, изготавливается в виде замкнутого контура единым монолитным фибробетонным элементом S-образной формы методом послойного экструдирования (3D-печати) на строительном 3D-принтере (например, «АМТ» S-6044 компании ООО «СПЕЦАВИА») в соответствии с трехмерной цифровой моделью в положении перпендикулярном ее проектному положению. Пространство 4, образованное замкнутым контуром наружного слоя 1, армируется сеткой 5 и заполняется пенобетоном.
После отверждения наружного слоя 1 и пространства 4, образованного замкнутым контуром наружного слоя 1, в теле пространственного ригеля 3 для крепления продольных элементов сиденья 6 выполняются сквозные установочные отверстия 7. Продольные элементы сиденья 6 из древесины с защитно-декоративным покрытием со сквозными отверстиями 8 и цилиндрическими углублениями 9 под головку винта 10, расположенные по одной оси, устанавливаются на пространственном ригеле 3 при помощи оцинкованных винтов с шестигранной головкой и гайкой 10 с заглушкой 11. Диаметр цилиндрических углублений 9 под головку винта 10 превышает диметр сквозного отверстия 8. Лицевые поверхности 12 пенобетона покрываются защитно-декоративной каменной крошкой.
Применение пенобетона при заполнении пространства 4, образованного замкнутым контуром наружного слоя 1, позволит снизить массу конструкции.
Применение оцинкованных винтов с шестигранной головкой и гайкой 10 с заглушкой 11 при соединении пространственного ригеля 3 с продольными элементами сиденья 6 в конструкции скамейки позволит обеспечить невидимость крепежа на лицевой поверхности продольных элементов сиденья 6.
Выполнение продольных элементов сиденья 6 из древесины с защитно-декоративным покрытием позволит снизить коэффициент линейного теплового расширения продольных элементов сиденья и расширить номенклатуру возможных форм и размеров продольных элементов сиденья.
Покрытие лицевой поверхности пенобетона 12 защитно-декоративной каменной крошкой позволит повысить его атмосферостойкость.
Технический результат полезной модели заключается в снижении массы конструкции скамейки, обеспечении невидимости крепежа, не выступающего на лицевой поверхности продольных элементов сиденья, снижении  коэффициента линейного теплового расширения продольных элементов сиденья, расширении номенклатуры возможных форм и размеров продольных элементов сиденья.
Таким образом, предложенное решение позволяет получить на строительном 3D-принтере облегченную конструкцию скамейки со скрытым крепежом низкой себестоимости.
Источники информации:
1. А.С. СССР 353712, А47С 11/0, Скамейка, Злотников К.Г., Ясногородский Е.И., заяв. 21.01.1970, опубл. 09.10.1972, бюл. №30.
2. А.С. 48 725, А47С 11/00, Скамейка, Вопилов Е.А., патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Гранком», заяв. 15.06.2005, опубл. 10.11.2005, бюл. №31.
3. Патент, RU 2 199 829, A47C 11/00, Фибробетонная армированная скамейка S-образной формы, изготовленная на 3D-принтере, Мухаметрахимов Р.Х., Лукманова Л.В., патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский государственный архитектурно-строительный университет», заяв. 11.03.2020, опубл. 22.09.2020, бюл. №27.