СБОРНО-РАЗБОРНАЯ КОНСТРУКЦИЯ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ВТОРОГО ЯРУСА В ПОМЕЩЕНИЯХ С ВЫСОКИМИ ПОТОЛКАМИ

Полезная модель относится к оборудованию для выставок, демонстрационных залов, офисов, магазинов, складов и предназначена для использования в качестве несущего второго яруса для размещения изделий, организации офисных помещений, переговорных комнат. Конструкция содержит набор горизонтальных и вертикальных силовых элементов, а также набор косых перемычек между вертикальными элементами, что в совокупности формирует ее основной каркас. Использование дополнительных горизонтальных элементов жесткости (например, откосов), выходящих за рамки основного каркаса, позволяет существенно укрепить настил несущего яруса и увеличить размер полезной площади.
Известно изобретение (патент №2014796) «Сборно-разборная конструкция». Конструкция в указанном изобретении состоит из унифицированных сборочных единиц, позволяющих преобразовывать ее объемы и формы в зависимости от характера экспозиции и параметров выставочного павильона. В конструкции используются стержневые элементы с прямолинейными продольными отверстиями преимущественно круглой формы в поперечном сечении, образующих стойки и стяжки, и средства для соединения стержневых элементов в пространственную конструкцию.
Однако у такой конструкции имеются существенные недостатки. Во-первых, эта конструкция ограничена в использовании, т.е. она предназначена исключительно для выставочных экспозиций. Во-вторых, конструкция не позволяет рационально использовать пространство в помещениях с высокими потолками, т.е. не позволяет создавать двухэтажные экспозиции. В-третьих, такая конструкция не позволяет выдерживать сильные нагрузки, т.е. не предназначена для складирования тяжелых и крупногабаритных изделий. Кроме того, имеются и другие недостатки, связанные с узкой спецификой использования изобретения.
Также известна конструкция по материалам сайта  (создан 17.05.2014 года), предназначенная для создания второго яруса. Поставленная задача в конструкции была выполнена за счет использования вертикальных стоек и горизонтальных силовых элементов, представляющие собой балки (в том числе «рельсообразные»), скрепляемые между собой болтовыми соединениями. Таким образом достигается возможность создания несущего перекрытия и рационального использования объема помещений с высокими потолками. Однако у этой конструкции имеются недостатки:
2
- недостаточная жесткость конструкции, что определяет невысокую допустимую нагрузку на перекрытие (200-350 кг/м);
- конфигурация платформы второго яруса жестко определена формой, размерами и посадочными местами для болтовых соединений, что обусловлено силовой схемой двухэтажной платформы, и зависит от мест установки вертикальных (опорных) стоек;
- жестко определены места установки вертикальных (опорных) стоек.
- нерациональное использование объема первого этажа из-за зависимости определенных мест установки опорных стоек.
В итоге общая композиция конструкции накладывает существенные ограничения при ее формировании. Кроме того, существуют и другие недостатки, например:
- относительно большой вес как отдельно взятых элементов, так и конструкции в целом.
- длительное время монтажа.
Целью полезной модели является разработка сборно-разборной конструкции (или отдельных элементов) для формирования разнообразных платформ в помещениях при более рациональном использовании зоны первого яруса.
Указанная цель достигается за счет использования дополнительных горизонтальных элементов жесткости, выполненных в виде балок-перемычек или ферменных конструкций. Элементы жесткости установлены в горизонтальной плоскости второго яруса перпендикулярно горизонтальным элементам каркаса конструкции последовательно на прямой линии, при этом, дополнительный элемент жесткости, выходящий за пределы каркаса, закреплен на горизонтальном элементе с внешней стороны каркаса, причем верхняя балка элемента жесткости соединена с верхней частью горизонтального элемента каркаса, а нижняя балка элемента жесткости, соответственно, с нижней частью горизонтального элемента, внутри каркаса установлен элемент жесткости, соединяющий соответствующий горизонтальный элемент и вертикальный элемент.
На фигуре 1 изображена конструкция в сборе (показан вид сверху и в разрезе), и указаны основные элементы конструкции.
1 - опорный вертикальный элемент (стойка опорная);
2 - промежуточный вертикальный элемент;
3 - горизонтальный элемент каркаса;
4 - дополнительный элемент жесткости, выходящий за пределы каркаса;
5 - внутренний элемент жесткости;
6 - верхняя балка элемента жесткости;
7 - нижняя балка элемента жесткости.
8 - верхняя балка элемента жесткости, выходящего за пределы каркаса.
На фигуре 2 изображена конструкция в сборе в изометрии, где показаны соединения дополнительных элементов жесткости с горизонтальными элементами конструкции (в соответствии с Фигурой 1).
Дополнительные элементы жесткости функционируют следующим образом.
С помощью горизонтальных и вертикальных (опорных и промежуточных) элементов собирается силовой металлический каркас (на фигуре 1 представлен пример прямоугольного типа силового каркаса).
Как указано выше по тексту, оба дополнительных элемента жесткости установлены на уровне второго яруса в горизонтальной плоскости силового каркаса, служащим основанием для укладки настила. (Для создания рабочей поверхности на втором ярусе возможно применение различного типа настилов: древесно-стружечные плиты, фанера, металлические листы, заливка бетоном по профнастилу.)
Через настил второго яруса нагрузка, возникающая за пределами силового каркаса, воспринимается горизонтальным выносным (выходящим за пределы каркаса) элементом жесткости. Вследствие нагрузки возникает крутящий момент в месте соединения выносного элемента жесткости с горизонтальным элементом каркаса конструкции. Для компенсации крутящего момента и предотвращения его воздействия на горизонтальный элемент каркаса конструкции внутри каркаса установлен второй (внутренний) элемент жесткости, который образует жесткие связи с указанным горизонтальным элементом и вертикальным элементом внутри каркаса. Второй элемент жесткости установлен на одной линии с выносным элементом жесткости. Сила, действующая на горизонтальный элемент каркаса, передается на второй (внутренний) элемент жесткости, а через него на вертикальный элемент. Вертикальный элемент может быть выполнен как опорный элемент конструкции или как промежуточный вертикальный элемент (на фигуре 1 приведен пример конструкции с промежуточным вертикальным элементом).
Оба дополнительных элемента жесткости могут быть выполнены как в виде фермы, собранной из отдельных элементов - уголков, перемычек и др., которые жестко закреплены между собой определенным образом, или в виде отдельных балок (верхних и нижних). Элементы жесткости имеют отверстия для соединения с вертикальными элементами (промежуточными или опорными) и горизонтальными элементами силового каркаса.
Преимущества полезной модели заключаются в следующем:
применение дополнительных элементов жесткости по приведенной схеме позволяет, не снижая требования к жесткости силового каркаса, формировать конфигурацию второго яруса конструкции независимо от точек опор вертикальных элементов. При этом снижаются требования к жесткости горизонтальных элементов, а вместе с ними уменьшаются их габариты и масса, что удешевляет стоимость конструкции и затраты на ее перевозку, монтаж и демонтаж.
На базе приведенного в данной заявке на полезную модель технического решения создана модель сборно-разборной конструкции, проведены ее испытания. Результаты испытаний показали явные преимущества в сравнении с ближайшим аналогом по критериям технических характеристик, а также по производственным и экономическим показателям.