СИСТЕМНАЯ РЕШЕТКА ДЛЯ ОСНОВАНИЙ ПЛОСКОСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Полезная модель относится к области строительной индустрии и может быть наиболее эффективно использована при устройстве оснований плоскостных сооружений, включающих широкий ряд объектов, например, таких как футбольные поля и спортивные манежи, покрытия для проведения массовых мероприятий, рулежные дорожки аэродромов, круглогодичные и сезонные катки и т.д.
Объектом усовершенствования является системная решетка, которая представляет собой высокотехнологичный, конструктивный элемент, состоящий из набора отдельных сот. Решетка изготавливается с помощью литья под давлением из высокопрочного моно-полимера, имеющего сквозное армирование стекловолокном. Этот материал не подвержен гниению и разложению и он устойчив к агрессивным средам и успешно используется в щелочных и закисленных почвах. Материал системной решетки является гарантом стабильности ее физико-механических показателей. Кроме того, сотовая конструкция системной решетки является одной из самых прочных из известных в природе открытых геометрических форм. Ее использование, что подтверждает практический опыт, позволяет качественно перераспределять нагрузки в системе оснований плоскостных сооружений различного технологического назначения.
Наиболее простым примером использования системной решетки является конструкция основания плоскостного, спортивного сооружения с искусственным травяным газоном. Основание включает сочетание мелкофракционного щебня, системной решетки и геотекстиля. Применение такой конструкции позволяет перераспределять силы от вертикальной нагрузки в горизонтальном направлении и обеспечивать ровность основания на весь период эксплуатации.
Известна конструкция системной решетки для оснований плоскостных сооружений, принятая за прототип [WO 2008/045447], которая состоит из совокупности сот, объединенных между собой и образующих решетчатую панель (пластину) прямоугольной формы с плоской поверхностью и сквозными отверстиями. Для соединения системных решеток между собой они снабжены бортами, несущими крепежные легко разъемные замки, расположенные по всем четырем сторонам пластины. Соединение осуществляется по принципу основной и ответной части (папа-мама), которые располагаются на противоположных друг от друга сторонах, при этом система соединения по продольной части отличается от системы соединения по поперечной части решетки. Особенностью системной решетки-прототипа является то, что она выполняется в виде набора элементарных решеток двух типов. Строение сот обоих типов решеток одинаково, а разница состоит в том, что первый тип несет крепежные замки, предназначенными для соединения с решетками себе подобными, в то время как второй тип имеет крепежные элементы для соединения и образования системной решетки, выполненной из совокупности элементарных решеток первого типа. Например, системная решетка может быть образована из шестнадцати элементарных решеток, образуя квадрат, в число которых входят двенадцать решеток первого типа и четыре решетки второго типа, расположенные по углам квадрата (фиг. 4 прототипа). Следует отметить, что решетки второго типа могут содержать либо только основную, либо только ответную части соединения, либо их сочетание. Таким образом, для изготовления решеток второго типа необходимо иметь, как минимум, три литейные формы.
Каждый отдельный сот представляет собой пространственную конструкцию, имеющую плоскую часть, совокупность которых образует плоскую поверхность панели, с противоположной стороны снабженную опорными элементами в виде стержней, имеющих одинаковую высот с бортами. Форма плоской части сота представляет собой квадрат, образованный четырьмя стержнями, по углам которого расположены опорные элементы, при этом последние являются общими для смежных сотов. Таким образом, системная решетка независимо от того, является ли она элементарной или сборной, содержит большое число опор, упорядоченно расположенных по площади решетки.
Описанная системная решетка обладает рядом недостатков, среди которых можно выделить следующие:
- сложность и значительная материалоемкость конструкции, как собственно сота, так и самой системной решетки, образованной набором элементарных решеток двух типов, один из которых выполняется в трех вариантах из-за разницы в устройстве крепежных замков;
- низкая жесткость сборной системной решетки в продольном направлении из-за того, что связь между элементарными системными решетками практически представляет собой шарнирное соединение;
- ограниченные функциональные возможности из-за отсутствия в сборной системной решетке и ее составляющих каналов для прокладки трубопроводов для охлаждения или нагрева поверхности плоскостного сооружения;
- сложность формы пространственных сотов, что сказывается соответствующим образом и на конструкции литейных форм.
Среди перечисленных выше недостатков, как на основные, следует указать на сложность конструкции и высокая материалоемкость системной решетки и ограниченность ее функциональных возможностей.
Таким образом, задачей полезной модели является упрощение конструкции системной решетки, уменьшение материалоемкости и расширение ее функциональных возможностей.
Поставленная задача решается за счет того, что в системной решетке для оснований плоскостных сооружений, выполненной в виде панели прямоугольной формы с плоской поверхностью и сквозными отверстиями, снабженной бортами, несущими крепежные замки для соединения с себе подобными, в пределах которых со стороны противоположной плоской поверхности имеются опорные элементы, концы которых лежат в одной плоскости с торцами бортов, плоская поверхность панели выполнена в виде сетки, образованной ячейками в форме шестиугольников, соприкасающихся сторонами друг с другом, каждый из которых внутри разделен тремя диагоналями, пересекающимися в центре, а опорные элементы представляют собой совокупность цилиндрических трубок, расположенных рядами, равноотстоящими друг от друга, при этом трубки рядов, за исключением одного, расположены в шахматном порядке и каждая пара трубок, через одну пару подобных, соединена сплошной пластиной равной по высоте с трубкой, кроме того, пространство между рядами образует сквозные каналы, соосно которым в бортах предусмотрены незамкнутые со стороны торцов отверстия. Кроме того, панель со стороны опорных элементов разделена на две равновеликие части посредством одного ряда трубок, которые установлены без смещения напротив друг друга и соединяющая эти трубки пластина имеет в поперечном сечении V-образную форму, а пластины, соединяющие трубки на обеих частях панели имеют встречное направление, образуя тупой угол, при этом трубки крепятся к сетке в месте пересечения диагоналей шестиугольников.
Технический результат полезной модели состоит в том, что панель выполнена в виде единого, неразборного блока с жесткой плоской поверхностью, опирающейся на цилиндрические трубки и пластины, соединяющие трубки в определенном порядке. Кроме того, панель снабжена каналами для прокладки трубопроводов различного назначения. Такая конструкция системной решетки более проста и технологична, менее материалоемка в сравнении с прототипом и обладает более широкими функциональными возможностями.
На чертежах, прилагаемых к описанию, даны следующие изображения:
- на фиг. 1 - фрагмент сетки плоской поверхности панели;
- на фиг. 2 - вид на внутреннюю поверхность панели;
- на фиг. 3 - фрагмент 3d-изображения панели;
- на фиг. 4 - 3d-изображение панели.
Системная решетка выполнена в виде панели 1 прямоугольной формы с плоской поверхностью 2, снабженной бортами 3, несущими крепежные замки, образованные по принципу соединения основной и ответной частей 4 и 5 (фиг. 3 и 4). Замки предназначены для скрепления панелей между собой. Плоская поверхность 2 панели 1 выполнена в виде сетки, образованной ячейками в форме шестиугольников 6, соприкасающихся сторонами друг с другом. Каждый шестиугольник внутри разделен тремя диагоналями 7, пересекающимися в центре (фиг. 1). В пределах пространства панели 1, ограниченного бортами 3, со стороны противоположной плоской поверхности 2 расположены опорные элементы, представляющие собой совокупность цилиндрических трубок 8 (фиг. 2), связанных с внутренней частью сетки 2 и упорядоченно расположенных в пределах упомянутого пространства. Трубки 8 располагаются рядами, равноотстоящими друг от друга, при этом трубки каждого ряда, за исключением одного, расположены в шахматном порядке и каждая пара трубок через одну пару подобных соединена сплошной пластиной 9 равной по высоте с трубкой. Следует отметить, что все опорные элементы панели, включая и борта, имеют одну и ту же высоту. Пространство между рядами трубок образует сквозные каналы 10, условно обозначенные штриховой линией, соосно которым в бортах 3 предусмотрены незамкнутые со стороны торцов этих бортов отверстия 11. Панель со стороны опорных элементов разделена на две равновеликие части 12 и 13 посредством одного ряда 14, трубки которого установлены без смещения, как остальные, а напротив друг друга. Пластины 15, соединяющие трубки этого ряда имеют в поперечном сечении V-образную форму. Пластины 9, соединяющие трубки 8 на обеих частях панели имеют встречное направление, образуя тупой угол α. Все трубки панели крепятся к сетке в месте пересечения диагоналей 7 шестиугольников 6 (фиг. 2).
Используют системную решетку предлагаемой конструкции как составной элемент основания плоскостного сооружения, в частности, спортивного манежа. Основанием сооружения является мелкофракционный щебень, который разравнивается по определенным стандартам и затем уплотняется. На щебенистое основание укладывается геотекстиль, на котором формируют (собирают) плоскую поверхность из соединяемых с помощью замков системных решеток. Опорные элементы панелей (трубки, пластины, борта) обеспечивают равномерное распределение вертикальных сил на геотекстиль и высокий уровень сцепления с ним, обеспечивающим соответствующее сопротивление перемещению в горизонтальном направлении. На сформированную из панелей плоскую поверхность сооружения укладывают ковер искусственного газона. Фактура плоской части панели и ее материал в паре с материалом газона образуют пару с высоким коэффициентом трения, компенсирующим внешние силы трения в любом направлении, возникающие при эксплуатации. В процессе укладки панелей, в предусмотренные в них каналы, могут быть помещены трубы для тепло- или хладоносителя.
Системная решетка предлагаемой конструкции успешно прошла испытания при сооружении нескольких спортивных манежей в г. Москве, показав высокие эксплуатационные качества и экономичность.