КОМПОЗИЦИОННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
COMPOSITE STRUCTURAL MEMBER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF

Область техники, к которой относится изобретение
В широком смысле настоящее изобретение относится к композитному строительному элементу, который предпочтительно, но не исключительно, применяется в изготовлении конструкций межэтажных перекрытий зданий или вертикальных или горизонтальных стеновых конструкций для жилых блоков, складов и зданий в целом, а также в изготовлении наружных стенок или перегородок кузовов для грузовых автомобилей или подобных ограждающих конструкций.
В последующем описании и прилагаемой формуле изобретения термин "композитный строительный элемент" используется для обозначения элемента, содержащего продолговатое тело из пенопласта, например вспененного пенополистирола, и, по меньшей мере, один армирующий профиль, по меньшей мере, частично включенный в продолговатое тело.
В последующем описании и прилагаемой формуле изобретения термин "перекрытие" использован для обозначения как горизонтальной конструкции, обеспечивающей опору для пола каждого этажа здания (включая пол непосредственно над землей), так и горизонтальной или наклонной закрывающей конструкции, предназначенной для закрытия сверху последнего этажа здания.
Уровень техники
В области производства строительных элементов для изготовления стен, перекрытий или ограждающих конструкций, вообще, и в области строительства, в частности, широко распространено использование строительных элементов, изготовленных из пенопласта, предпочтительно вспененного пенополистирола, в форме плит или профилей подходящей формы и размера, выполняющих функцию тепло- и звукоизолирующего материала.
В рамках нескольких видов применения в строительной промышленности с целью придания таким строительным элементам соответствующих самонесущих характеристик широкое распространение получило включение в массу пенопласта одного или более армирующих профилей соответствующей формы.
В последующем описании и прилагаемой формуле изобретения термин "самонесущий" использован для обозначения способности строительного элемента выдерживать все нагрузки, возникающие при его транспортировке и/или монтаже, без пластической деформации.
Так, например, Европейский патент ЕР 0459924 раскрывает самонесущий строительный элемент, изготовленный из пенопласта, в частности элемент перекрытия, содержащий центральное тело по существу в форме параллелепипеда, внутрь которого во время операций формования вводится армирующий профиль из I-образного тонкого листа.
Хотя строительные элементы вышеуказанного типа имеют такие характеристики, как малый вес, сравнительная легкость монтажа и низкая стоимость, заявитель пришел к выводу, что механические характеристики, которыми они обладают, не всегда удовлетворяют различным требованиям, которые возникают на практике.
В действительности, строительные элементы известного типа не способны обеспечить никакие другие механические характеристики, кроме как просто способность быть "самонесущими", несмотря на наличие одного или более армирующих элементов, изготовленных, в основном, из металла и включенных в пенопласт.
Раскрытие изобретения
Целью настоящего изобретения является, таким образом, создание композитного строительного элемента, который, с одной стороны, наделен улучшенными самонесущими характеристиками, то есть увеличенной способностью выдерживать нагрузки, возникающие при его монтаже, а с другой стороны, наделен улучшенными несущими характеристиками облицовочных элементов, которые присоединяются снаружи к строительному элементу.
В соответствии с первым аспектом изобретение предлагает композитный строительный элемент, содержащий:
a) по меньшей мере, одно продолговатое тело, выполненное из пенопласта, имеющее противоположные поверхности;
b) по меньшей мере, один армирующий профиль, проходящий в продольном направлении, по меньшей мере, в одном продолговатом теле и имеющий первый боковой участок, выступающий от первой поверхности продолговатого тела;
причем первый боковой участок имеет поверхность, проходящую, по существу, параллельно первой поверхности, по меньшей мере, одного продолговатого тела, выполненного из пенопласта, на заданном расстоянии от указанной поверхности.
Заявитель пришел к заключению, в частности, что желаемые улучшенные несущие характеристики и механическая прочность композитного строительного элемента вышеуказанного типа могут быть достигнуты путем частичного включения в продолговатое тело, изготовленное из вспененного пластика, армирующего профиля (профилей), проходящего в продольном направлении так, чтобы имелся первый боковой участок, выступающий от одной из противоположных сторон продолговатого тела.
Таким образом, армирующий профиль (профили) преимущественно выполняет (выполняют) благодаря выступающему боковому участку функцию обеспечения поверхности, к которой можно прикладывать механические нагрузки, большие чем нагрузки, которые могут быть выдержаны продолговатым телом, изготовленным из пенопласта.
Таким образом, композитные строительные элементы согласно изобретению способны самостоятельно выдерживать любые статические нагрузки, приложенные к выступающему боковому участку армирующих профилей.
В то же время пенопласт продолговатого тела преимущественно выполняет функцию придания жесткости и надежного удержания в требуемом положении армирующего профиля (профилей), предотвращая любую его (их) деформацию как следствие передаваемых на него (них) нагрузок.
Кроме того, заявитель пришел к заключению, что в то же самое время можно добиться улучшенной несущей способности облицовочных элементов, которые находятся снаружи композитного строительного элемента, посредством обеспечения в выступающем боковом участке армирующего профиля (профилей) вышеупомянутой поверхности, предпочтительно являющейся по существу плоской и проходящей, по существу, параллельно, по меньшей мере, одной поверхности продолговатого тела из пенопласта на заданном расстоянии от нее.
Таким образом, предложен строительный элемент, предпочтительно снабженный элементом, обладающим механической прочностью (поверхность армирующего профиля (профилей)), проходящим на предварительно заданном расстоянии от продолговатого тела, изготовленного из пенопласта и способным поддерживать различные наружные покрывающие/облицовочные элементы, такие как, например, арматурные металлические конструкции, жесткие панели, которые выполняют декоративную или конструктивную функцию, или же один или более слоев облицовочного материала посредством вставленной удерживающей обрешетки.
В особо предпочтительном варианте осуществления изобретения первый боковой участок армирующего профиля (профилей), выступающий от первой поверхности продолговатого тела, изготовленного из пенопласта, имеет по существу плоскую поверхность, чтобы получить большую несущую способность в отношении действующих на него нагрузок и иметь поверхность подходящей ширины для крепления наружного облицовочного элемента.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения вышеупомянутый, по меньшей мере, один армирующий профиль снабжен вторым боковым участком, имеющим поверхность, проходящую по существу параллельно второй поверхности продолговатого тела, изготовленного из пенопласта.
Этот второй боковой участок армирующего профиля (профилей) предпочтительно может быть либо включен в пенопласт, либо может выступать из него таким образом, что вышеупомянутая поверхность проходит по существу параллельно второй поверхности продолговатого тела, изготовленного из вспененного пластика, на предварительно заданном расстоянии от нее.
Таким образом, строительный элемент способен нести второй наружный облицовочный элемент - идентичный или отличающийся от того, который используется для первой поверхности продолговатого тела, изготовленного из пенопласта - на второй поверхности указанного продолговатого тела или на предварительно заданном расстоянии от нее, так чтобы с легкостью удовлетворять различным требованиям поверхностной отделки.
В этом случае второй боковой участок армирующего профиля (профилей), выступающий от второй поверхности продолговатого тела, изготовленного из пенопласта, также снабжен предпочтительно по существу плоской поверхностью, так чтобы получить большую несущую способность в отношении действующих на него нагрузок и иметь поверхность подходящей ширины для крепления наружного облицовочного элемента.
В зависимости от выбранного облицовочного элемента, имеющего или не имеющего конструктивные особенности, строительный элемент по изобретению также может приобретать дополнительно улучшенные несущие характеристики.
Армирующий профиль предпочтительно выполнен из материала, имеющего подходящие конструктивные характеристики и совместимого с пенопластом, например, из холоднокатаной и предпочтительно оцинкованной стали, жестких пластиков, таких как ПВХ, полиэстерных полимеров, поликарбоната, сополимеров акрилонитрила, бутадиена и стирола (ABS) и им подобных.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения армирующий профиль проходит в поперечном направлении в центральном теле строительного элемента по существу по всей его толщине.
Армирующий профиль предпочтительно проходит продольно в центральном теле строительного элемента по существу по всей его длине.
По очевидным причинам простоты конструкции и в целях ограничения стоимости производства армирующий профиль предпочтительно имеет L-, С-, Z- или I-образную форму, например, путем размещения двух С-образных элементов рядом, с совмещением соответственных центральных участков.
Дополнительные предпочтительные признаки композитного строительного элемента отражены в зависимых пунктах 4-31 формулы изобретения, содержание которых включено в описание посредством ссылки.
В соответствии со вторым аспектом изобретение предлагает способ изготовления композитного строительного элемента вышеуказанного типа, охарактеризованный в пункте 32 прилагаемой формулы изобретения.
Преимущественно такой способ осуществляется с помощью режущего, профилирующего и формовочного оборудования, известного как таковое в технике.
Дополнительные предпочтительные признаки способа отражены в зависимых пунктах 33-40 формулы изобретения, содержание которых включено в описание посредством ссылки.
В соответствии с третьим аспектом изобретение предлагает конструкцию перекрытия для зданий, содержащую, по меньшей мере, один композитный строительный элемент описанного типа, более предпочтительно, множество указанных строительных элементов, расположенных рядом друг с другом.
В соответствии с четвертым аспектом изобретение предлагает конструкцию стены для зданий, содержащую, по меньшей мере, один композитный строительный элемент описанного типа, более предпочтительно, множество указанных строительных элементов, расположенных рядом друг с другом.
Краткое описание чертежей
Дополнительные свойства и преимущества изобретения станут видны из описания некоторых предпочтительных вариантов осуществления композитного строительного элемента, перекрытия и конструкции стены в соответствии с изобретением, приведенного ниже в качестве не ограничивающего примера со ссылкой на приложенные чертежи.
На чертежах:
- Фиг.1 показывает перспективный вид первого варианта осуществления композитного строительного элемента в соответствии с изобретением;
- Фиг.2 показывает перспективный вид в увеличенном масштабе некоторых деталей второго варианта осуществления композитного строительного элемента;
- Фиг.3 показывает перспективный вид в увеличенном масштабе альтернативного предпочтительного варианта осуществления армирующего профиля, проходящего в композитном строительном элементе;
- Фиг.4 показывает перспективный вид в увеличенном масштабе дополнительного предпочтительного варианта осуществления армирующего профиля, проходящего в композитном строительном элементе;
- Фиг.5 показывает перспективный вид в частичном разрезе части конструкции перекрытия, которую можно получить с помощью установки бок о бок множества композитных строительных элементов по изобретению;
- Фиг.6 показывает перспективный вид в увеличенном масштабе и частичном разрезе альтернативного предпочтительного варианта осуществления конструкции перекрытия, которую можно получить с помощью установки бок о бок множества композитных строительных элементов по изобретению;
- Фиг.7 показывает перспективный вид в увеличенном масштабе некоторых деталей конструкции перекрытия, изображенной на фиг.6;
- Фиг.8-10 показывают перспективные виды некоторых деталей альтернативного предпочтительного варианта композитного строительного элемента по изобретению;
- Фиг.11 показывает перспективный вид в увеличенном масштабе альтернативного предпочтительного варианта осуществления армирующего профиля, проходящего в композитном строительном элементе;
- Фиг.12-13 показывают перспективные виды части конструкции стены, которую можно получить с помощью установки бок о бок множества композитных строительных элементов по изобретению.
Осуществление изобретения
На фиг.1-13 композитный строительный элемент из пенопласта, например вспененного пенополистирола, в соответствии с первым предпочтительным вариантом настоящего изобретения в целом обозначен цифрой 1.
Строительный элемент из проиллюстрированного примера может быть успешно применен для изготовления несущих стен и перегородок или для изготовления перекрытий зданий.
Альтернативно строительный элемент 1 может быть также успешно применен и для изготовления кузовов для грузовых автомобилей или подобных конструкций.
Композитный строительный элемент 1 содержит продолговатое тело 2, изготовленное из пенопласта, предпочтительно имеющее, по существу, форму параллелепипеда, снабженное двумя противоположными поверхностями, предпочтительно по существу плоскими, обозначенными соответственно 2а и 2b.
Хотя в проиллюстрированном примере поверхности 2а и 2b по существу плоские, следует понимать, что их форма для целей изобретения несущественна;
на самом деле, их форма может иметь любую геометрическую конфигурацию, полезную с точки зрения цели изобретения.
Продолговатое тело 2 предпочтительно имеет следующие размеры, определяемые на этапе проектирования: толщину в диапазоне между примерно 40 мм и примерно 120 мм и более предпочтительно в диапазоне между примерно 60 мм и примерно 80 мм, ширину в диапазоне между примерно 500 мм и примерно 1200 мм и более предпочтительно в диапазоне между примерно 600 мм и примерно 1000 мм и длину, большую чем примерно 500 мм, причем максимальная длина определяется проектными спецификациями со значениями, которые по существу выбираются по желанию.
В качестве не ограничивающего примера длина продолговатого тела 2 может быть равной примерно 13000 мм.
В рамках настоящего описания и формулы изобретения, за исключением явно обозначенных случаев, все числа, выражающие величины, количества, проценты и так далее, следует понимать как изменяемые во всех случаях термином "примерно". Также все диапазоны включают любую комбинацию описанных максимальных и минимальных значений и включают в себя любые промежуточные диапазоны, которые могут быть, а могут и не быть специально здесь перечислены.
В известной степени тело 2 также имеет боковые противоположные стороны 3, 4, снабженные пазом 5 и соответственно ребром 6, предпочтительно имеющими сопрягаемую форму и проходящими продольно вдоль всей длины строительного элемента 1.
Таким способом множество расположенных бок о бок строительных элементов 1 могут быть надежно соединены друг с другом посредством соединения, по существу подобного стыковому.
Композитный строительный элемент 1, кроме того, содержит, по меньшей мере, один армирующий профиль, предпочтительно, по меньшей мере, два армирующих профиля 7, 8, предпочтительно друг другу идентичных, проходящих в продольном направлении в продолговатом теле 2 и параллельных друг другу.
В предпочтительном проиллюстрированном варианте осуществления армирующие профили 7, 8 проходят продольно в продолговатом теле 2 композитного строительного элемента 1 по существу по всей его длине.
Армирующие профили 7, 8 предпочтительно проходят продольно в продолговатом теле 2, изготовленном из пенопласта, на противоположных частях продольной центральной плоскости указанного тела в направлении, по существу параллельном указанной центральной плоскости.
Еще более предпочтительно, когда армирующие профили 7, 8 расположены в продолговатом теле 2 симметрично по отношению к его продольной центральной плоскости.
Благодаря такому расположению армирующих профилей 7, 8 можно получить сбалансированные и симметричные характеристики армирования продолговатого тела на противоположных сторонах его продольной центральной плоскости.
Армирующие профили 7, 8 предпочтительно выполнены из материала, имеющего подходящие конструктивные характеристики, из такого как, например, холоднокатаная и предпочтительно оцинкованная сталь, отформованная надлежащим способом.
В предпочтительном варианте осуществления армирующие профили 7, 8, по меньшей мере, частично покрыты, и, что более предпочтительно, полностью покрыты огнестойкой пленкой, образованной, например, краской, выбранной из группы вспучивающихся при нагревании красок и огнестойких красок.
В этом случае композитный строительный элемент 1 способен достигать надлежащих характеристик огнестойкости в случае пожара благодаря наличию вышеуказанной пленки.
В качестве примера армирующие профили 7, 8 могут быть получены из листа, имеющего ширину в диапазоне между примерно 100 мм и примерно 300 мм, еще более предпочтительно в диапазоне между примерно 120 мм и примерно 250 мм и толщину предпочтительно в диапазоне между примерно 0,4 мм и примерно 1,2 мм, и еще более предпочтительно в диапазоне между примерно 0,5 мм и примерно 0,8 мм.
Армирующие профили 7, 8 имеют центральное тело 7а, 8а с первым боковым участком 7b, 8b, выступающим от поверхности 2а продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта, и со вторым боковым участком 7с, 8с, по существу заключенным в продолговатом теле 2.
Первые боковые участки 7b, 8b армирующих профилей 7, 8 имеют соответствующие поверхности 9, 10, предпочтительно по существу плоские, проходящие по существу параллельно поверхности 2а продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта, на заранее заданным расстоянии от нее.
Преимущественно поверхности 9, 10 создают поверхность для опоры облицовочного элемента, например жесткой панели из гипсокартона, дерева, жесткого пластика или другого подходящего материала, обозначенного номером 11 на фиг.1, или для опоры по существу сетчатой металлической конструкции, предназначенной для армирования бетонной отливки, как это более подробно проиллюстрировано далее.
Жесткая панель 11 может крепиться к сторонам 9, 10 известными способами, например, посредством известных шурупов (не показаны).
В предпочтительном варианте осуществления изобретения жесткая панель 11 может включать, по меньшей мере, один соответствующий огнезащитный материал, предпочтительно в виде порошка, гранул или волокон, предназначенный для придания улучшенной огнестойкости самой панели, и, следовательно, включающему ее композитному строительному элементу 1.
Такой огнезащитный материал выбирается, предпочтительно, из минеральных волокон, таких как стекловолокно, минеральная вата, инертных материалов, таких как перлит, стеклянные шарики, керамзитовые гранулы или других материалов, подходящих для этой цели и известных специалистам в данной области техники.
В альтернативном предпочтительном варианте жесткая панель 11 может быть покрыта, по меньшей мере, частично огнестойкой пленкой, образованной, например, краской, выбранной из группы красок, содержащей вспучивающиеся при нагревании краски и огнестойкие краски.
Расстояние между верхними поверхностями 9, 10 первых боковых участков 7b, 8b армирующих профилей 7, 8 и поверхностью 2а продолговатого тела, изготовленного из пенопласта, предпочтительно находится в диапазоне между примерно 10 мм и примерно 60 мм, и более предпочтительно в диапазоне между примерно 20 и примерно 40 мм.
Армирующие профили 7 и 8, следовательно, выполняют следующие полезные функции:
- они придают композитному строительному элементу 1 соответствующие несущие характеристики;
- они поддерживают элемент облицовки продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта, на предварительно заданном расстоянии от его поверхности 2а, создавая промежуток, который может быть либо оставлен по существу пустым, либо заполнен наполнителем, включающим, по выбору, по меньшей мере, один огнезащитный материал, предназначенный для придания улучшенной огнестойкости указанному материалу. В первом случае композитный строительный элемент 1 проявляет улучшенные звукоизолирующие характеристики (благодаря наличию воздуха в промежутке) и преимущественно позволяет разместить гидравлические трубы или каналы электрических кабелей, тогда как во втором случае композитный строительный элемент 1 может проявлять улучшенные характеристики в отношении теплоизоляции, отделки, механической прочности или огнестойкости в зависимости от материала, помещенного между облицовочным элементом и поверхностью 2а продолговатого тела 2;
- они придают композитному строительному элементу 1 улучшенные характеристики огнестойкости, если частично или полностью покрыты огнестойкой пленкой, образованной, например, краской, выбранной из группы красок, содержащей вспучивающиеся краски и огнестойкие краски.
Первый боковой участок 7b, 8b армирующих профилей 7, 8 является, предпочтительно, по существу крючкообразным и имеет в этом предпочтительном варианте осуществления изобретения по существу С-образный концевой участок.
В этом случае вышеупомянутый концевой участок представляет собой по существу коробчатую конструкцию, задняя сторона которой образует вышеупомянутые верхние грани 9, 10, предназначенные в этом случае для того, чтобы удерживать жесткую панель 11.
Центральный участок 7а, 8а армирующих профилей 7, 8 предпочтительно имеет высоту в диапазоне между примерно 60 мм и примерно 320 мм.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения, проиллюстрированном на фиг.1, второй боковой участок 7с, 8с армирующих профилей 7, 8 образован, в качестве примера, ребром, выступающим в виде консоли из центрального участка 7а, 8а армирующих профилей.
Ребра 7с, 8с армирующих профилей 7, 8 выполняют функцию обеспечения подходящей опорной поверхности, к которой может быть прикреплен соответствующий дополнительный облицовочный элемент поверхности 2b композитного строительного элемента 1, такой как, например, вторая жесткая панель из гипсокартона, дерева, жесткого пластика или другого подходящего материала, обозначенная позицией 12 на фиг.1, или, в качестве альтернативы, натянутая обрешетка для удержания, по меньшей мере, одного облицовочного слоя (на этой фиг. не показана).
Жесткая панель 12 может быть прикреплена к ребрам 7с, 8с известными способами, например, посредством известных шурупов (не показаны).
В этом случае строительный элемент имеет предпочтительные несущие характеристики, т.е. он способен самостоятельно выдерживать любые статические нагрузки, приложенные к нему.
В этом случае возможно также придание композитному строительному элементу 1 улучшенных характеристик огнестойкости посредством применения жесткой панели 12, включающей, по меньшей мере, один огнезащитный материал, предназначенный для придания улучшенной огнестойкости самой панели или путем покрытия, по меньшей мере, частично, жесткой панели 12 огнестойкой пленкой, образованной, например, краской, выбранной из группы красок, содержащей вспучивающиеся краски и огнестойкие краски.
Если облицовочный элемент поверхности 2b композитного строительного элемента 1 представляет собой облицовочный слой, удерживаемый натянутой обрешеткой, то такие характеристики могут быть достигнуты посредством включения в материал, используемый для создания слоя (например, штукатурный раствор или цемент), по меньшей мере, одного подходящего огнезащитного материала, например, одного из вышеперечисленных материалов, предназначенных для придания улучшенных огнестойких качеств.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.1, ребра 7с, 8с армирующих профилей 7, 8 имеют начальный участок, проходящий заподлицо и по существу параллельно поверхности 2b продолговатого тела 2, и конечный участок, образующий с вышеупомянутым начальным участком угол в диапазоне между 40° и 120°, более предпочтительно, примерно равный 90°.
Начальный участок ребер 7с, 8с армирующих профилей 7, 8 предпочтительно имеет поверхность 13, 14, предпочтительно по существу плоскую.
Кроме того, такой начальный участок ребер 7с, 8с армирующих профилей 7, 8 имеет длину предпочтительно в диапазоне между примерно 15 мм и примерно 40 мм, более предпочтительно в диапазоне между примерно 20 мм и примерно 30 мм.
Такой начальный участок преимущественно выполняет функцию обеспечения соответствующей опорной поверхности, к которой может быть прикреплен облицовочный элемент, например, вышеупомянутая жесткая панель 12 или обрешетка для удерживания, по меньшей мере, одного облицовочного слоя, например штукатурки, тогда как конечный участок увеличивает армирующий эффект, который под действием изгибающих нагрузок создают армирующие профили 7, 8.
Более того, испытания, проведенные заявителем, показали, что такая конфигурация ребер 7с, 8с способствует дополнительному приданию жесткости армирующим профилям 7, 8, тем самым дополнительно увеличивая самонесущие характеристики и характеристики сопротивления сжатию композитного строительного элемента 1.
В этом предпочтительном варианте осуществления изобретения как по существу плоские поверхности 9, 10 первого бокового участка 7b, 8b, так и по существу плоские поверхности 13, 14 ребер вторых боковых участков 7с, 8с армирующих профилей 7, 8 по существу перпендикулярны центральному участку 7а, 8а последних.
Кроме того, в этом предпочтительном варианте осуществления изобретения армирующие профили 7, 8 вышеупомянутой пары предпочтительно отстоят друг от друга на предварительно заданном расстоянии, так чтобы надлежащим образом распределить армирующие профили 7, 8 в продолговатом теле 2, достигая таким путем нескольких полезных технических эффектов: возможности однородного распределения создаваемого ими армирующего действия; возможности однородного распределения нагрузок, приложенных к армирующим профилям 7, 8, и, наконец, возможности расположения известным и воспроизводимым образом ребер 7 с, 8 с армирующих профилей 7, 8 так, чтобы знать их положение даже тогда, когда такие ребра полностью заключены в массу пенопласта и, как таковые, снаружи не видны.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения, проиллюстрированном на фиг.1, армирующие профили 7, 8 расположены в продолговатом теле 2 на предварительно заданном расстоянии друг от друга; расстояние d между средней линией ребер 7с, 8с, измеренное вдоль направления, по существу перпендикулярного продольной оси продолговатого тела 2, предпочтительно равно примерно 300 мм.
Возможности и технические эффекты, которые могут быть достигнуты композитным строительным элементом 1, понятны непосредственно из предшествующего описания.
Во-первых, композитный строительный элемент 1 имеет улучшенные несущие характеристики благодаря наличию первых выступающих боковых участков 7b, 8b армирующих профилей 7, 8, причем оба имеют поверхности 9, 10, предпочтительно по существу плоские, на которые можно прикладывать большие механические нагрузки, чем те, которые может выдерживать продолговатое тело 2, изготовленное из пенопласта.
Во-вторых, пенопласт продолговатого тела 2 выполняет полезную функцию придания жесткости и надежного удержания в положении армирующих профилей 7, 8, не допуская их деформирования вследствие приложенных к ним нагрузок.
В-третьих, композитный строительный элемент 1 позволяет с легкостью удерживать наружные облицовочные элементы благодаря как по существу плоским поверхностям 9, 10, проходящим по существу параллельно поверхности 2а продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта, на предварительно заданном от нее расстоянии, так и ребрам 7с, 8с, проходящим заподлицо со стороной 2b продолговатого тела, изготовленного из пенопласта.
В-четвертых, композитный строительный элемент 1 позволяет достигать улучшенных характеристик по огнестойкости благодаря частичному или полному покрытию армирующих профилей 7, 8 огнестойкой пленкой, образованной, например, краской, выбранной из группы красок, содержащей вспучивающиеся краски и огнестойкие краски, и/или благодаря использованию облицовочного элемента, включающего, по меньшей мере, один огнезащитный материал, предназначенный для придания улучшенной огнестойкости, или же облицовочного элемента, по меньшей мере, частично покрытого огнестойкой пленкой.
Фиг.2-13 схематично иллюстрируют дополнительные варианты осуществления композитного строительного элемента 1 в соответствии с настоящим изобретением. Эти дополнительные варианты осуществления по существу достигают как технических эффектов и преимуществ предпочтительного варианта осуществления, проиллюстрированного выше, так и тех дополнительных технических эффектов и преимуществ, которые описаны далее.
В нижеследующем описании компоненты строительного элемента 1, структурно или функционально эквивалентные компонентам, проиллюстрированным со ссылкой на предыдущий вариант осуществления, будут обозначены теми же ссылочными номерами и далее описываться не будут.
В соответствии с вариантом осуществления, проиллюстрированным на фиг.2, армирующие профили 7, 8 содержат соответственные вторые боковые участки 7с, 8с, по существу в форме ребер, имеющие по существу плоскую поверхность 13, 14.
В этом случае ребра 7с, 8с полностью включены в продолговатое тело 2, изготовленное из пенопласта, и расположены на предварительно заданном расстоянии от поверхности 2b продолговатого тела 2.
Ребра 7с, 8с расположены предпочтительно на расстоянии d предпочтительно в диапазоне между примерно 5 мм и примерно 15 мм от поверхности 2b продолговатого тела 2.
Таким способом, имеется возможность закрепить соответствующие облицовочные элементы поверхности 2b продолговатого тела 2 композитного строительного элемента 1, например вышеупомянутую панель 12, изготовленную из гипсокартона, - к ребрам 7с, 8с армирующих профилей 7, 8 путем использования крепежных элементов (не показаны) ограниченной длины.
Поскольку ребра 7с, 8с армирующих профилей 7, 8 снаружи не видны, то в этом случае для того, чтобы закрепить облицовочные элементы, необходимо заранее знать положение этих ребер внутри массы пенопласта по отношению к некоему опорному элементу, например, по отношению к сторонам 3, 4 или по отношению к продольной центральной плоскости продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта.
Далее со ссылкой на фиг.3 и 4 будут проиллюстрированы некоторые дополнительные предпочтительные варианты осуществления армирующих профилей 7, 8.
В соответствии с вариантом осуществления, проиллюстрированным на фиг.3, армирующие профили 7, 8 композитных строительных элементов 1 (из которых на фиг.3 для простоты показан только армирующий профиль 7) имеют соответственные первые участки 7b, 8b, по существу аналогичные участкам варианта осуществления, проиллюстрированного со ссылкой на фиг.1 и 2.
В этом случае армирующие профили 7, 8 композитных строительных элементов 1 имеют множество отверстий 15, предпочтительно круглой формы, выполненных на его центральном участке 7а, 8а между вышеупомянутыми первыми и вторыми боковыми участками 7b, 8b и 7с, 8с.
Отверстия 15 выполняют двойную полезную функцию: облегчение армирующих профилей 7, 8 и обеспечение возможности еще более тесной его интеграции в массу пенопласта.
В действительности, благодаря наличию таких отверстий 15 масса пенопласта способна проникать в армирующие профили 7, 8 во время процесса формовки, объединяться в одно целое и надежно удерживать на месте армирующие профили 7, 8 внутри продолговатого тела 2 композитного строительного элемента 1.
Такая тесная интеграция армирующих профилей 7, 8 в массу пенопласта, помимо этого, предотвращает любую деформацию или изгиб в направлении, поперечном армирующим профилям 7, 8, даже несмотря на то, что профили по существу образованы довольно тонким металлическим листом.
Отверстия 15 имеют общую площадь, предпочтительно составляющую от примерно 5% до примерно 50% общей площади каждого армирующего профиля 7, 8, где выражение "общая площадь каждого армирующего профиля" используется для указания площади полной поверхности профиля, включая площадь его противоположных боковых участков 7b, 7с и 8b, 8с (т.е. площади полной боковой поверхности до образования таких участков и отверстий 15).
Отверстия 15, выполненные в центральном участке 7а, 8а армирующих профилей 7, 8, еще более предпочтительно имеют суммарную площадь в диапазоне между примерно 20% и примерно 30% общей площади армирующего профиля.
Отверстия 15 имеют диаметр предпочтительно в диапазоне между примерно 15 мм и примерно 100 мм, более предпочтительно в диапазоне между примерно 40 мм и примерно 70 мм.
В предпочтительном варианте осуществления отверстия 15 расположены в центральном участке 7а, 8а армирующих профилей 7, 8 вдоль центральной плоскости самих профилей с постоянным шагом.
Шаг отверстий 15 предпочтительно находится в диапазоне между примерно 50 мм и примерно 100 мм, и еще более предпочтительно равен примерно 75 мм.
В соответствии с вариантом осуществления, проиллюстрированным на фиг.4, армирующие профили 7, 8 композитных строительных элементов 1 (из которых на фиг.4 для простоты показан только армирующий профиль 7) снабжены отверстиями 15, полностью аналогичными отверстиям армирующих профилей фиг.3, и первым по существу крючкообразный боковым участком 7b, 8b, имеющим форму, по существу подобную перевернутой букве U.
Благодаря этой особенности первый боковой участок 7b, 8b армирующих профилей 7, 8 - предпочтительно по существу образованный довольно тонким листом - по существу действует как пружина всякий раз, когда он входит в сцепление с облицовочными элементами, имеющими соответствующие пазы и соединяемыми с этим первым боковым участком 7b, 8b посредством защелкивания.
Такой первый боковой участок армирующих профилей 7, 8 в этом случае предпочтительно имеет боковые участки, обозначенные 16 и 17, которые являются по существу клиновидными для того, чтобы увеличить эффект пружины, который достигается этой по существу крючкообразной конфигурацией.
Далее со ссылкой на фиг.5 будет описана конструкция перекрытия 18, которая может быть изготовлена посредством множества композитных строительных элементов 1 в соответствии с данным изобретением, при этом для примера каждый из них включает пару армирующих профилей 7, 8 в соответствии вариантом осуществления по фиг.4.
В соответствии с этим вариантом осуществления конструкция перекрытия 18 в особенности подходит для сооружения так называемых "широкопролетных" перекрытий.
Конструкция перекрытия 18 содержит множество расположенных бок о бок композитных строительных элементов 1, множество элементов 19 перекрытия, изготовленных из пенопласта и опирающихся на композитные строительные элементы 1, и по существу сетчатую металлическую конструкцию 20 для армирования бетонной отливки, схематично обозначенной на фиг.5 номером 21 и расположенной между элементами 19 перекрытия.
В последующем описании и прилагаемой формуле изобретения выражение "по существу сетчатая металлическая конструкция" использовано для обозначения арматурной металлической конструкции, содержащей множество продольных армирующих элементов и множество поперечных армирующих элементов отливки, пересекающихся друг с другом так, чтобы сформировать сетку, проходящую по существу на всем протяжении изготавливаемой конструкции перекрытия.
Последняя в данной области техники определяется как конструкция перекрытия, снабженная "пересекающимися арматурными стержнями", и позволяет изготавливать перекрытия, имеющие длину большую, чем та, которая может быть получена в конструкциях перекрытия, имеющих ту же толщину, но не снабженных по существу сетчатыми арматурными металлическими конструкциями.
Композитные строительные элементы 1 преимущественно лежат на своих противоположных концах на соответствующих опорных конструкциях здания (не показаны), таких как, например, балки и/или несущие стены.
Таким образом, композитные строительные элементы 1 образуют в этом случае столько же опорных элементов, предназначенных для создания основания для конструкции перекрытия 18, предназначенной для опоры элементов 19 перекрытия и арматурной металлической конструкции 20 и приспособленной для приема бетонной отливки 21.
В этом варианте осуществления армирующие профили 7, 8 композитных строительных элементов 1 выполняют следующие полезные функции:
- они придают композитному строительному элементу 1 надлежащие самонесущие характеристики;
- они поддерживают элементы 19 перекрытия и надежно удерживают их на месте;
- они поддерживают арматурную металлическую конструкцию 20 отливки на предварительно заданном расстоянии от верхней поверхности 2а продолговатого тела 2 композитных строительных элементов 1;
- они придают композитным строительным элементам 1 улучшенные характеристики огнестойкости всякий раз, когда они частично или полностью покрываются огнестойкой пленкой, образованной, например, краской, выбранной из группы красок, содержащей вспучивающиеся краски и огнестойкие краски.
Поскольку арматурная металлическая конструкция 20 отливки поддерживается на предварительно заданном расстоянии от верхней поверхности 2а продолговатого тела 2 композитных строительных элементов 1, то простым и эффективным образом обеспечивается то, что бетонная отливка 21 может легко заполнять пространства ниже арматурной металлической конструкции 20, как того требуют действующие в настоящее время строительные нормы.
Кроме того, первые боковые участки 7b, 8b армирующих профилей 7, 8 предпочтительно по существу образованных довольно тонким металлическим листом, и после их зацепления с элементами 19 перекрытия по существу действуют преимущественно как пружины.
В предпочтительном варианте осуществления конструкции перекрытия 18, проиллюстрированной на фиг.5, арматурная металлическая конструкция 20 может быть надежно связана с армирующими профилями 7, 8 посредством множества скоб 38, имеющих центральное тело 38а, выполненное по существу в форме перевернутой буквы U, и имеющих противоположные свободные концы 38b, 38с, выступающие в виде консолей от центрального тела 38а и выполненные с возможностью сцепления с боковыми участками 7b, 8b армирующих профилей 7, 8.
Скобы 38 выполнены предпочтительно из проволоки из надлежащего конструкционного материала, например металла, так, чтобы создать соединительные приспособления пружинного типа благодаря упругости материала.
Благодаря возникающей прочной связи армирующих профилей 7, 8 с арматурной металлической конструкцией 20 композитный строительный элемент 1 позволяет достигать улучшенных характеристик огнестойкости, поскольку облицовочные элементы, в данном случае жесткие панели 12, связанные с поверхностью 2b продолговатого тела 2, надежно удерживаются арматурной металлической конструкцией 20, заделанной в бетонную отливку 21, посредством армирующих профилей 7, 8.
Следовательно, в случае пожара жесткие панели 12 не отделяются от композитного строительного элемента 1 даже при полном разрушении продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта.
Кроме того, характеристики огнестойкости конструкции перекрытия 18 предпочтительно могут быть дополнительно улучшены, если жесткие панели 12 включают в себя, по меньшей мере, один огнезащитный материал, предназначенный для придания улучшенной огнестойкости, или же если они покрыты, по меньшей мере, частично огнезащитной пленкой.
Элементы 19 перекрытия, изготовленные из пенопласта и опирающиеся на композитные строительные элементы 1, предпочтительно расположены на заранее заданном расстоянии друг от друга вдоль конструкции перекрытия 18 - как в продольном, так и в поперечном направлении - так, чтобы создать множество поперечных каналов 22 и множество продольных каналов 23, выполненных с возможностью приема бетонной отливки 21.
В этом предпочтительном варианте осуществления элементы 19 перекрытия расположены по обеим сторонам композитного строительного элемента 1.
Благодаря такому расположению имеется возможность увеличить характеристики механической прочности конструкции перекрытия 18, поскольку напряжения, передаваемые на конструкцию от бетонной отливки 21, не затрагивают выступающие участки продолговатых тел 2, изготовленных из пенопласта (участок пенопласта, проходящий между армирующими профилями 7, 8 и сторонами 3, 4 продолговатых тел 2).
В проиллюстрированном примере каждый элемент 19 перекрытия содержит центральное тело 19а, имеющее по существу форму параллелепипеда, в котором в продольном направлении выполнено множество параллельных пустот 24.
Элементы 19 перекрытия, изготовленные из пенопласта, преимущественно могут быть выполнены с любой желаемой высотой, так чтобы регулировать желаемую толщину конструкции перекрытия 18 и, следовательно, максимальную длину конечного перекрытия.
Элементы 19 перекрытия предпочтительно имеют толщину в диапазоне между примерно 160 мм и примерно 500 мм, и еще более предпочтительно, в диапазоне между примерно 180 мм и примерно 300 мм.
Элементы 19 перекрытия предпочтительно имеют следующие дополнительные размеры, определенные на стадии проектирования: ширину в диапазоне между примерно 450 мм и примерно 500 мм и длину более чем примерно 300 мм, максимальная длина определяется по проектным спецификациям со значениями, по существу, выбираемыми по желанию.
В качестве не ограничивающего примера длина элементов 19 перекрытия может быть в диапазоне между 300 мм и 13000 мм.
Элементы 19 перекрытия предпочтительно расположены на композитных строительных элементах 1 так, чтобы образовывать сетку поперечных каналов 22 и продольных каналов 23, по существу перпендикулярных друг другу.
Специалист в данной области техники может определить ширину каналов 22 и 23 на основании проектных спецификаций. Только в качестве примера такая длина может лежать в диапазоне между примерно 100 и примерно 200 мм.
В этом предпочтительном варианте осуществления конструкции перекрытия 18 композитные строительные элементы 1 образуют, таким образом, столько вспомогательных балок, на которые опираются элементы 19 перекрытия, сколько необходимо для формирования так называемой "панельной" конструкции перекрытия.
В рамках этого предпочтительного варианта осуществления элементы 19 перекрытия предпочтительно имеют низкую сторону, по меньшей мере, с одним, а предпочтительно с парой продольных пазов 25, приспособленных для размещения первых боковых участков 7b, 8b армирующих профилей 7, 8 с тем, чтобы иметь прочное соединение между элементами 19 перекрытия и композитными строительными элементами 1 конструкции перекрытия 18.
Продольные пазы 25 предпочтительно выполнены так, чтобы иметь форму, по существу сопрягаемую с формой первых боковых участков 7b, 8b армирующих профилей 7, 8, выступающих из композитных строительных элементов 1, чтобы увеличить прочность соединения между армирующими профилями 7, 8 и элементами 19 перекрытия.
Таким образом, например, в предпочтительном варианте осуществления изобретения, проиллюстрированном на фиг.5, продольные пазы 25 имеют по существу форму "ласточкина хвоста" с противоположными боковыми стенками, выполненными в виде клина таким образом, чтобы надежно удерживать в пазах 25 с помощью по существу защелкивающихся соединений первые боковые участки 7b, 8b армирующих профилей 7, 8 имеющих, в свою очередь, выполненные в виде клина боковые участки 16, 17, как это проиллюстрировано на фиг.4.
В соответствии с изобретением и вышеприведенным описанием арматурная металлическая конструкция 20 бетонной отливки 21 удерживается первыми боковыми участками 7b, 8b армирующих профилей 7, 8 на предварительно заданном расстоянии от верхней поверхности 2а продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта.
В рамках этого предпочтительного варианта осуществления изобретения арматурная металлическая конструкция 20 отливки содержит множество поперечных арматурных элементов отливки 21, в целом обозначенных номером 26, и множество продольных арматурных элементов отливки, в целом обозначенных номером 27, размещенных соответственно в вышеупомянутых поперечных и продольных каналах 22, 23.
Таким образом, существует возможность выполнять, в рамках вышеупомянутой "панельной" конструкции перекрытия, зоны армированного бетона, расположенные только там, где это необходимо, исходя из проектных параметров, добиваясь снижения веса и затрат на изготовление конечного перекрытия.
Поперечные арматурные элементы 28 отливки лежат предпочтительно на первых боковых участках 7b, 8b армирующих профилей 7, 8 и, в частности, по существу на плоских поверхностях 9, 10 первых боковых участков 7b, 8b и надежно связаны с армирующими профилями 7, 8 обычным способом, например при помощи вышеописанных скоб 38.
В этом предпочтительном варианте осуществления изобретения продольные арматурные элементы 27 отливки 21 лежат на поперечных арматурных элементах 26 и надежно связаны с ними обычным способом, например, при помощи скруток 39 обычного типа, образованных из железной проволоки, которая обычно используется в этой области техники.
Благодаря вышеупомянутой опорной структуре поперечных и продольных арматурных элементов 26, 27 отливки 21, предусмотренной композитными строительными элементами 1, имеется возможность расположить ее нижний участок - участок, подвергающийся растягивающим напряжениям - рядом с нижним участком конструкции перекрытия 18 с увеличением характеристик сопротивления внешним нагрузкам на конечное перекрытие.
Конкретная форма и конструкция поперечных и продольных арматурных элементов 26, 27 арматурной металлической конструкции 20 для целей изобретения не является существенной при условии, что они обеспечивают необходимое количество металла в соответствии с проектными спецификациями. Так, например, поперечные и продольные арматурные элементы 26, 27 арматурной металлической конструкции 20 могут быть образованы множеством железных стержней, установленных на надлежащем расстоянии друг от друга, или же они могут быть образованы по существу в форме рамных конструкций, известных специалистам в данной области техники.
Возможности и технические эффекты, которых могут быть достигнуты благодаря конструкции перекрытия 18 данного изобретения, становятся ясны непосредственно из предшествующего описания.
Благодаря конструктивным характеристикам композитных строительных элементов 1, и, в частности, их самонесущим характеристикам и способности удерживать арматурную металлическую конструкцию 20, имеется возможность, во-первых, минимизировать трудозатраты, необходимые для изготовления конечного перекрытия на площадке.
В самом деле, операции, необходимые для изготовления конечного перекрытия, по существу содержат стадии по укладке множества композитных строительных элементов 1 на несущие конструкции возводимого здания, по размещению на них элементов 19 перекрытия и арматурной металлической конструкции 20, а затем заливки бетона на собранную таким образом конструкцию перекрытия 18.
После сборки конструкции перекрытия 18 функция удержания бетонной отливки 21 обеспечивается поперечными и продольными каналами 22, 23, созданными между элементами 19 перекрытия и композитными строительными элементами 1.
Операционные стадии преимущественно могут выполняться без применения временных опор для перекрытий 18 длиной до примерно 2 метров или с использованием их в ограниченном количестве для больших длин.
Кроме того, вышеупомянутые стадии укладки композитных строительных элементов 1 преимущественно могут быть осуществлены с минимальными трудозатратами благодаря компактности, легкости и удобству в обращении самих элементов.
Наконец, конструкция перекрытия 18 в соответствии с изобретением достигает улучшенных характеристик по огнестойкости в случае пожара благодаря одной или более из нижеследующих особенностей:
- тому факту, что облицовочные элементы, связанные с поверхностью 2b продолговатого тела 2, образованные в этом случае жесткими панелями 12, надежно удерживаются арматурной металлической конструкцией 20, заделанной в бетонную отливку 21 посредством армирующих профилей 7, 8;
- тому факту, что армирующие профили 7, 8 могут быть покрыты, по меньшей мере, частично огнестойкой пленкой;
- тому факту, что отделочные элементы, связанные с поверхностью 2b продолговатого тела 2, могут включать, по меньшей мере, один огнезащитный материал, предназначенный для придания улучшенной огнестойкости, или же тому факту, что облицовочные элементы, могут быть, по меньшей мере, частично покрыты огнестойкой пленкой.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления конструкции перекрытия 18, проиллюстрированным на фиг.6 и 7, продолговатое тело 2 композитных строительных элементов 1 имеет множество пустот 40, по существу параллельных друг другу и проходящих в продольном направлении в центральном участке продолговатого тела 2 между армирующими профилями 7, 8.
Пустоты 40 преимущественно способствуют облегчению продолговатого тела 2, упрощая обращение с ним в процессе монтажа.
Продолговатое тело 2, изготовленное из пенопласта, имеет, кроме того, множество продольных ребер 41, 42, изготовленных из вспененного пластика, по существу параллельных друг другу и выступающих в виде консолей от верхней поверхности 2а продолговатого тела 2 на противоположных сторонах его продольной центральной плоскости.
В этом предпочтительном варианте осуществления изобретения продолговатое тело 2, изготовленное из пенопласта, также снабжено парой выступающих частей 43, 44, проходящих в боковом и продольном направлении на противоположных сторонах продольных ребер 41, 42 в направлении противоположных поверхностей 3 и 4 продолговатого тела 3, в котором образованы паз 5 и соответственно ребро 6.
Продольные ребра 41, 42 предпочтительно проходят как единое целое по существу перпендикулярно верхней поверхности 2а продолговатого тела 3 и предпочтительно выполняются на стадии формовки продолговатого тела 2.
В этом предпочтительном варианте осуществления изобретения армирующие профили 7, 8 композитных строительных элементов 1 имеют по существу Z-образную форму и каждый из них содержит соответственные первые боковые участки 7b, 8b по существу в виде ребер, связанных с продольными ребрами 41, 42, изготовленными из пенопласта и выступающими в виде консолей от верхней поверхности 2а продолговатого тела 2.
В этом предпочтительном варианте осуществления изобретения вторые боковые участки 7с, 8с армирующих профилей 7, 8 образованы соответственными ребрами, отходящими в перпендикулярном направлении от концов центрального участка 7а, 8а напротив концов ребер 7b, 8b и на противоположной стороне центрального участка 7а, 8а.
Кроме того, верхняя сторона 9, 10 первых ребер 7b, 8b армирующих профилей 7, 8 предпочтительно проходит, по меньшей мере, частично по существу заподлицо с верхней стороной 41а, 42а продольных ребер 41, 42 продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта.
Таким способом узел, образованный продольными ребрами 41, 42 и первыми ребрами 7b, 8b, образует жесткую конструкцию, предназначенную для надежной опоры арматурной металлической конструкции 20.
Подобно тому, что было описано выше по отношению к предыдущему варианту осуществления конструкции перекрытия 18, в элементах 19 перекрытия предусматриваются продольные пазы 25, имеющие форму, по существу сопрягаемую с формой продольных ребер 41, 42, включающих первые ребра 7b, 8b армирующих профилей 7, 8, и способные входить в зацепление с по существу защелкивающим соединением на этих ребрах.
В этом предпочтительном варианте осуществления изобретения ребра 7b, 8b и 7с, 8с содержат первый участок, по существу прямолинейный и по существу перпендикулярный центральному участку 7а, 8а армирующих профилей 7, 8, и второй участок, или концевой участок, имеющий наклон и образующий с первым участком угол предварительно заданной величины.
Первый участок ребер 7b, 8b и 7с, 8с предпочтительно имеет ширину, равную примерно 40 мм, тогда как концевой участок имеет ширину, равную примерно 5 мм и образует относительно первого участка угол, равный примерно 90° в случае вторых ребер 7с, 8с, и равный примерно 45° в случае первых ребер 7b, 8b.
В дополнительном варианте осуществления изобретения концевой участок первых ребер 7b, 8b может быть радиально закруглен к первому участку посредством по существу криволинейной соединительной зоны.
Армирующие профили 7, 8 предпочтительно расположены зеркальным образом на противоположных частях продольной центральной плоскости продолговатого тела 2 так, чтобы придавать композитному строительному элементу 1 в целом оптимальные характеристики нагрузочного сопротивления.
Благодаря такому расположению, армирующие профили 7, 8 имеют вторые ребра 7с, 8с, проходящие на противоположных частях продольной центральной плоскости продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта, так, чтобы образовывать конфигурацию, которая преимущественно улучшает характеристики сопротивления изгибающим нагрузкам композитного строительного элемента 1, в частности, тем нагрузкам, которые прилагаются к выступам 43, 44 продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта, расположенным между армирующим профилями 7, 8 и противоположными сторонами 3, 4 вышеупомянутого тела.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения, проиллюстрированном на фиг.6 и 7, первые ребра 7b, 8b и вторые ребра 7с, 8с армирующих профилей 7, 8 имеют соответственные продольные ребра 45, 46 предназначенные для придания жесткости их конструкции, а в случае вторых ребер 7с, 8с предназначенные для того, чтобы образовать выемку для введения туда концов крепежных приспособлений, например винтов, с целью закрепления жесткого облицовочного элемента, например панели 12, изготовленной из гипсокартонного листа, к армирующим профилям 7, 8.
Кроме того, подобно проиллюстрированным выше вариантам осуществления изобретения, армирующие профили 7, 8 имеют множество отверстий 15 предпочтительно круглой формы, образованных на центральном участке 7а, 8а, находящемся между первыми ребрами 7b, 8b и вторыми ребрами 7с, 8с.
В этом случае отверстия 15 также выполняют двойную полезную функцию: облегчение армирующих профилей 7, 8 и обеспечение возможности еще более тесной их интеграции в массу пенопласта.
Кроме того, в этом предпочтительном варианте осуществления скобы 38 на своих нижних концах 38b, 38с зацепляют нижний участок продольных ребер 41, 42, образующий канавку, которая зацепляется, как крючком, вышеупомянутыми концами скоб 38.
В отличие от того, что было проиллюстрировано на фиг.5, элементы 19 перекрытия располагаются так, что каждый продольный ряд элементов 19 перекрытия поддерживается одним и тем же композитным строительным элементом 1.
В этом случае, следовательно, преимущественно можно предварительно собирать на производстве множество элементов 19 перекрытия, выровненных в продольном направлении по одному и тому же композитному строительному элементу 1 с дополнительным упрощением операций укладки конструкции перекрытия 18, выполняемых на площадке.
В дополнительном варианте осуществления изобретения (не показан) композитный строительный элемент 1 может иметь продольные ребра, отходящие в виде консолей от обеих поверхностей 2а, 2b продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта. В этом случае вторые боковые участки 7с, 8с армирующих профилей 7, 8 будут принимать конфигурацию, аналогичную таковой у первых боковых участков 7b, 8b, проиллюстрированных со ссылкой на фиг.6 и 7.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, проиллюстрированным на фиг.8, армирующие профили 7, 8 строительного элемента 1 имеют по существу Z-образную форму, и каждый из них содержит множество отверстий 15, расположенных с постоянным шагом на их центральном участке 7а, 8а, как это описано выше.
В этом предпочтительном варианте осуществления изобретения второй боковой участок 7с армирующего профиля 7 выступает из поверхности 2b продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта, и имеет поверхность 13, предпочтительно по существу плоскую и проходящую по существу параллельно поверхности 2b на предварительно заданном расстоянии от нее.
Расстояние между поверхностью 13 второго бокового участка 7с армирующего профиля 7 и поверхностью 2b продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта, предпочтительно находится в диапазоне между примерно 10 мм и примерно 60 мм, и, еще более предпочтительно, в диапазоне между примерно 20 мм и примерно 40 мм.
С другой стороны, первый боковой участок 7b армирующего профиля 7 по существу включен в пенопласт, так что поверхность 9 проходит заподлицо с поверхностью 2а продолговатого тела 2, изготовленного из вспененного пластика.
И наоборот, первый боковой участок 8b армирующего профиля 8 выступает из поверхности 2а продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта, и имеет поверхность 10, предпочтительно по существу плоскую и проходящую по существу параллельно поверхности 2а на предварительно заданном расстоянии от нее, предпочтительно на расстоянии, близком к расстоянию, указанному выше для поверхности 13 бокового участка 7с.
С другой стороны, второй боковой участок 8с армирующего профиля 8 по существу включен в пенопласт, так что поверхность 14 проходит заподлицо с поверхностью 2b продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта.
В этом предпочтительном варианте осуществления изобретения первый и второй боковые участки 7b, 8b и 7с, 8с армирующих профилей 7, 8 образованы, например, соответственными ребрами, проходящими перпендикулярно от концов центрального участка 7а, 8а армирующих профилей 7, 8 на их противоположных сторонах.
Подобно вариантам осуществления изобретения, проиллюстрированным выше, ребра 7b, 8b и 7с, 8с в этом случае также содержат первый участок, прямолинейный и по существу перпендикулярный центральному участку 7а, 8а армирующих профилей 7, 8, и второй концевой участок, имеющий наклон и образующий с первым участком угол предварительно заданной величины. Этот угол предпочтительно равен примерно 90°.
Этот дополнительный вариант осуществления композитных строительных элементов 1 преимущественно позволяет как иметь улучшенные характеристики сопротивления изгибающим нагрузкам, так и удерживать наружные облицовочные элементы (например, жесткие панели, изготовленные из гипсокартона и/или обрешетки, удерживающие слои штукатурки (не показаны)) на противоположных частях продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта, находящиеся на предварительно заданном расстоянии от обеих поверхностей 2а, 2b указанного тела.
Кроме того, этот дополнительный вариант осуществления композитных строительных элементов 1 позволяет достигать улучшенных характеристик по огнестойкости в случае пожара путем либо покрытия, по меньшей мере, частично армирующих профилей 7, 8 огнезащитной пленкой, либо размещения соответствующего наполнителя, включающего, по меньшей мере, один огнезащитный материал, предназначенный для придания улучшенной огнестойкости, в промежутке, образованном между жестким облицовочным элементом (там, где он есть) и поверхностью (поверхностями) 2а, 2b продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, проиллюстрированным на фиг.9, армирующие профили 7, 8 строительного элемента 1 имеют по существу Z-образную форму, совершенно аналогичную той форме, которая проиллюстрирована на фиг.8.
Однако в этом предпочтительном варианте осуществления изобретения армирующие профили 7, 8 имеют противоположные первый и второй боковые участки 7b, 8b и 7с, 8с, отходящие от соответствующих противоположных поверхностей 2а, 2b продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта.
По существу плоские поверхности 9, 10, 13 и 14 проходят, таким образом, по существу параллельно поверхностям 2а и 2b на предварительно заданном расстоянии от них, предпочтительно на расстоянии, аналогичном тому, которое описано выше со ссылкой на фиг.8 (10-60 мм).
Этот дополнительный вариант осуществления композитного строительного элемента 1, таким образом, преимущественно позволяет как получить улучшенные характеристики сопротивления изгибающим нагрузкам, так и удерживать наружные облицовочные элементы (например, панели, изготовленные из гипсокартона и/или обрешетки, удерживающие слои штукатурки (не показаны)) на противоположных частях продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта, находящиеся на предварительно заданном расстоянии от обеих поверхностей 2а, 2b указанного тела.
Этот дополнительный вариант осуществления композитных строительных элементов 1 позволяет также достигать улучшенных характеристик по огнестойкости в случае пожара путем либо покрытия, по меньшей мере, частично армирующих профилей 7, 8 огнезащитной пленкой, либо размещения соответствующего наполнителя, включающего, по меньшей мере, один огнезащитный материал, предназначенный для придания улучшенной огнестойкости, в промежутке, образованном между жестким облицовочным элементом (там, где он есть) и поверхностью (поверхностями) 2а, 2b продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, проиллюстрированным на фиг.10, армирующие профили 7, 8 строительного элемента 1 имеют по существу Z-образную форму, совершенно аналогичную той форме, которая проиллюстрирована на фиг.8.
Однако в этом предпочтительном варианте осуществления изобретения расположение плоских поверхностей первого и второго боковых участков 7b, 8b и 7с, 8с армирующих профилей 7, 8 аналогично таковому на фиг.1, то есть только с по существу плоскими поверхностями 9, 10, отходящими от продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта, на предварительно заданном расстоянии от него.
Этот дополнительный вариант осуществления композитных строительных элементов 1 позволяет, таким образом, получить улучшенные характеристики сопротивления изгибающим нагрузкам в дополнение к тем техническим эффектам, которые уже описаны выше со ссылкой на фиг.1, 8 и 9.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, проиллюстрированном на фиг.11, армирующие профили 7, 8 композитных строительных элементов 1 (из которых для простоты на фиг.11 проиллюстрирован только армирующий профиль 7) имеют по существу С-образную форму, и каждый из них содержит соответственные первые участки 7b, 8b и соответственные вторые участки 7с, 8с в виде ребер, которые имеют поверхности 9, 10 и 13, 14, предпочтительно по существу плоские, отходящие в виде консолей от центрального участка 7а, 8а самих профилей.
В проиллюстрированном предпочтительном варианте осуществления ребра 7b, 8b и 7с, 8с проходят по существу перпендикулярно центральному участку 7а, 8а.
Далее, в качестве неограничивающей иллюстрации со ссылкой на фиг.12 и 13 будут описаны некоторые предпочтительные варианты осуществления конструкции стены 28, указанная стеновая конструкция может быть выполнена посредством множества композитных строительных элементов 1 согласно данному изобретению, каждый из них включает пару, например, по существу С-образных армирующих профилей 7, 8 в соответствии с вариантом осуществления изобретения на фиг.11.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения на фиг.12 конструкция стены 28 содержит множество расположенных бок о бок композитных строительных элементов 1, каждый из которых снабжен парой армирующих профилей 7, 8, имеющих соответственные первые боковые участки 7b, 8b, отходящие от поверхности 2а продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта, и соответственные по существу плоские поверхности 9, 10, проходящие по существу параллельно поверхности 2а на предварительно заданном расстоянии от нее. В этом случае боковые участки 7b, 8b имеют по существу форму ребер и выступают в виде консолей от центрального участка 7а, 8а самих армирующих профилей.
Армирующие профили 7, 8 имеют также соответственные вторые боковые участки 7с, 8с - также по существу в виде ребер - заключенные в массу пенопласта и имеющие соответственные поверхности 13, 14, предпочтительно по существу плоские и проходящие по существу заподлицо с поверхностью 2b продолговатого тела 2.
Подобно тому, что было описано выше со ссылкой на предпочтительный вариант осуществления по фиг.1, композитные строительные элементы 1 конструкции стены 28 удерживают множество жестких облицовочных элементов, например, шпунтованных деревянных панелей, обозначенных 29, и множество гипсокартонных панелей, обозначенных 30, на противоположных сторонах продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта.
Панели 29 и 30 крепятся самим по себе известным способом к по существу плоским панелям 9, 10 и соответственно 13, 14 армирующих профилей 7, 8, например посредством не показанных шурупов.
Благодаря конструкции композитных строительных элементов 1 промежуток 31 образуется в этом случае между панелями 29 и поверхностью 2а продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта, и заполняется в этом случае соответствующим тепло- и звукоизолирующим наполнителем М, таким как стеклянная вата, минеральная вата, или вспененным пенополиуретаном.
Композитные строительные элементы 1 этого варианта осуществления изобретения преимущественно достигают улучшенных несущих характеристик, а также тепло- и звукоизолирующих характеристик.
Наконец, конструкция стены 28 в соответствии с этим изобретением может достигать улучшенных характеристик по огнестойкости в случае пожара благодаря одному или более из нижеследующих свойств:
- тому факту, что армирующие профили 7, 8 могут быть покрыты, по меньшей мере, частично огнестойкой пленкой;
- тому факту, что жесткие облицовочные элементы, связанные с армирующими элементами 7, 8, могут включать, по меньшей мере, один огнезащитный материал, предназначенный для придания улучшенной огнестойкости, или же тому факту, что они могут быть покрыты, по меньшей мере, частично огнестойкой пленкой;
- тому факту, что заполнитель М может содержать, по меньшей мере, один огнезащитный материал, предназначенный для придания улучшенной огнестойкости.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения на фиг.13 конструкция стены 28 содержит множество расположенных бок о бок композитных строительных элементов 1, каждый из которых снабжен парой армирующих профилей 7, 8 по существу С-образной формы, имеющих соответственные первые и вторые боковые участки 7b, 8b и 7с, 8с, отходящие от поверхностей 2а и 2b продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта.
Вышеупомянутые боковые участки 7b, 8b и 7с, 8с имеют соответственные поверхности 9, 10 и 13, 14, преимущественно по существу плоские и проходящие по существу параллельно поверхности 2а, и соответственно поверхности 2b на предварительно заданном от них расстоянии, например на расстоянии, аналогичном тому, которое описано выше со ссылкой на фиг.8 (10-60 мм).
Подобно предыдущему варианту осуществления изобретения, проиллюстрированному на фиг.12, боковые участки 7b, 8b и 7с, 8с армирующих профилей 7, 8 имеют по существу форму ребер и выступают в виде консолей от центрального участка 7а, 8а самих армирующих профилей.
В этом предпочтительном варианте осуществления поверхности 9, 10 и 13, 14 противоположных боковых участков 7b, 8b и 7с, 8с армирующих профилей 7, 8 удерживают пару обрешеток 32, 33 на предварительно заданном расстоянии от поверхностей 2а, 2b продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта так, чтобы образовать два промежутка 34, 35 между обрешетками 32, 33 и вышеупомянутыми поверхностями 2а, 2b. В этом случае промежутки не заполняются никаким материалом и создают воздушные полости, которые улучшают звукоизолирующие свойства конструкции стены 28.
В последующем описании и формуле изобретения выражение "обрешетка для удерживания, по меньшей мере, одного облицовочного слоя" использовано для обозначения не только обычных обрешеток, имеющих структуру сетки - либо гладкой, либо с выступающими ребрами - полученной растяжением соответствующим образом прорезанного металлического листа, но также и любых листовых элементов, способных удерживать подходящий облицовочный материал.
Каждая из обрешеток 32, 33 предпочтительно представляет собой растянутую металлическую обрешетку, сформированную по существу в виде сети с ромбовидными ячейками, имеющими отношение длины ромба к его высоте как 2:1.
Длина ромба предпочтительно изменяется в диапазоне между примерно 20 мм и примерно 60 мм, в то время как ширина ромба изменяется в диапазоне между примерно 10 мм и примерно 30 мм.
Более того, такие растянутые обрешетки предпочтительно имеют толщину в диапазоне между примерно 0,4 мм и примерно 1,0 мм и, еще более предпочтительно, в диапазоне между примерно 0,4 мм и примерно 0,8 мм.
В свою очередь, обрешетки 32, 33 удерживают, по меньшей мере, один слой 36, 37 соответствующего облицовочного материала, такого как, например, штукатурка или цемент, который может по выбору содержать, по меньшей мере, один материал, выбранный из армирующих волокон, изготовленных из соответствующего материала, и, по меньшей мере, один огнезащитный материал, предназначенный для придания материалу облицовки улучшенной огнестойкости и который может быть нанесен после монтажа конструкции стены 28.
Композитные строительные элементы 1 этого варианта осуществления изобретения преимущественно достигают улучшенных несущих характеристик, улучшенных тепло- и звукоизолирующих характеристик и улучшенных характеристик по огнестойкости благодаря надежному присоединению обрешеток 32, 33 и удерживаемого ими облицовочного материала к армирующим профилям 7, 8.
В дополнительном варианте осуществления изобретения (не показан) поверхности 9, 10 и 13, 14 противоположных боковых участков 7b, 8b и 7с, 8с армирующих профилей 7, 8 могут удерживать пару приваренных дуговой сваркой сеток, образованных металлическими арматурными стержнями бетонной отливки, выполненных снаружи композитных строительных элементов 1.
Композитный строительный элемент 1, проиллюстрированный выше в некоторых возможных вариантах его осуществления, может быть преимущественно получен посредством известных операций изготовления арматурных профилей 7, 8 и известного оборудования для прерываемой или непрерывной формовки продолговатого тела 2, изготовленного из пенопласта и содержащего в себе такие армирующие профили.
Далее со ссылкой на вышеописанные предпочтительные варианты осуществления строительного элемента 1 будет описан предпочтительный вариант осуществления способа в соответствии с данным изобретением.
На предварительной стадии, выполняемой самим по себе известным способом, заготавливается, по меньшей мере, один лист, предпочтительно пара листов, изготовленных из жесткого конструктивного материала, например, оцинкованной стали, и предназначенных для формирования армирующих профилей 7, 8.
Вышеупомянутые листы преимущественно имеют предварительно заданную толщину и ширину, например, в диапазоне между примерно 0,4 мм и 1,5 мм и соответственно между примерно 140 мм и приблизительно 340 мм.
Далее, листы содержат центральный участок и пару боковых участков, отходящих от противоположных относительно оси частей по отношению к центральному участку, эти части предназначены для образования, как это будет более понятно далее, центрального участка 7а, 8а и соответственно боковых участков 7b, 8b и 7с, 8с изготавливаемых армирующих профилей 7, 8.
На следующей стадии листы сгибаются самим по себе известным способом, например, посредством формующей машины вдоль пары продольных линий сгиба, по существу параллельных друг другу, так чтобы сформировать армирующие профили 7, 8, содержащие первые боковые участки 7b, 8b, имеющие поверхности 9, 10, предпочтительно по существу плоские и проходящие по существу перпендикулярно центральным участкам 7а, 8а изготавливаемых армирующих профилей.
Стадия гибки предпочтительно выполняется так, чтобы в то же самое время формировались и вторые боковые участки 7с, 8с, имеющие поверхности 13, 14, также предпочтительно по существу плоские и проходящие по существу перпендикулярно центральным участкам 7а, 8а изготавливаемых армирующих профилей.
В разновидности этого варианта осуществления обе поверхности 9, 10 и 13, 14 первых и вторых боковых участков 7b, 8b и 7с, 8с армирующих профилей 7, 8 проходят выше или ниже плоскости расположения листа.
Стадия гибки предпочтительно выполняется так, чтобы поверхности 9, 10 и 13, 14 первых и вторых боковых участков 7b, 8b и 7с, 8с армирующих профилей 7, 8 образовывали относительно плоскости расположения центрального участка листа угол 90°.
Кроме того, стадия гибки листа предпочтительно может быть выполнена при продолжении использования самого по себе известного оборудования, так чтобы далее изгибать, например, под углом, равным примерно 90°, поверхности 9, 10 и 13, 14 для того, чтобы получить вышеупомянутые первый участок, по существу перпендикулярный центральному участку 7а, 8а армирующих профилей 7, 8, и второй концевой участок, имеющий наклон и образующий угол предварительно заданной величины с вышеупомянутым первым участком.
В соответствии с дополнительными предпочтительными вариантами осуществления изобретения вышеупомянутая стадия гибки может выполняться путем сгиба листов вдоль, по меньшей мере, двух продольных линий сгиба, по существу параллельных друг другу, так чтобы образовать пару первых и вторых боковых участков 7b, 8b и 7с, 8с, имеющих соответственные поверхности 9, 10 и 13, 14, проходящие на противоположных относительно центральных участков 7а, 8а сторонах изготавливаемых армирующих профилей для того, чтобы получить конструкции армирующих профилей 7, 8, проиллюстрированные на фиг.8, 9 и 10.
На следующей стадии полученные таким образом армирующие профили 7, 8 размещают в формовочном гнезде соответствующего оборудования для формования пластика, самого по себе известного и не показанного.
После расположения армирующих профилей 7, 8 в формовочном гнезде выполняются стадии подачи гранул вспениваемых пластиков в указанное формовочное гнездо вспенивания, а затем склеивания пластиковых гранул в формовочном гнезде так, чтобы сформировать продолговатое тело 2 строительного элемента 1, содержащее армирующие профили 7, 8.
В первом варианте осуществления изобретения стадия формования продолговатого тела 2 выполняется таким образом, что поверхности 9, 10 первых боковых участков 7b, 8b армирующих профилей 7, 8 выступают от поверхности 2а продолговатого тела 2 и проходят по существу параллельно указанной поверхности на предварительно заданном от нее расстоянии.
В соответствии с дополнительными предпочтительными вариантами осуществления изобретения вышеупомянутая стадия формования продолговатого тела 2 выполняется таким образом, что противоположные поверхности 13, 14 боковых участков 7с, 8с армирующих профилей 7, 8 по существу включаются в массу пенопласта и, по существу, проходят параллельно и по существу заподлицо противоположной поверхности 2b продолговатого тела 2 или, в качестве альтернативы, выступают от поверхности 2b и проходят по существу параллельно указанной поверхности на предварительно заданном от нее расстоянии.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения способ, кроме того, включает стадию выполнения множества отверстий 15 в центральном участке листа или листов, из которых получают армирующие профили 7, 8.
Такие отверстия, предпочтительно, имеют круглую форму и проходят вдоль продольного направления листа, предпочтительно по обеим сторонам продольной оси самого листа.
Операция выполнения отверстий 15 может быть выполнена способом, самим по себе известным, например, штамповкой.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения способ, кроме того, включает стадию формирования огнестойкой пленки, по меньшей мере, на части листа или листов, из которых получают армирующие профили 7, 8.
Вышеупомянутая пленка предпочтительно формируется посредством следующих шагов:
a) нанесение краски, выбранной из группы красок, содержащей вспучивающиеся при нагревании краски и огнестойкие краски, по меньшей мере, на часть листа или листов, из которых получают армирующие профили 7, 8: и
b) сушка указанной краски.
Шаги а) и b) выполняются с использованием способов и оборудования, известных специалистам в данной области техники.
В дополнительном предпочтительном варианте осуществления способа также можно начинать изготовление строительного элемента 1 из предварительно просверленного листа, по выбору уже содержащего огнестойкую пленку, по меньшей мере, на части его наружной поверхности, намотанную на катушку и расположенную на входе установки гибки.
Если изготовление строительного элемента 1 выполняется непрерывно, то способ, в конечном счете предусмотренный для последней стадии, также выполняется посредством оборудования, самого по себе известного, на котором тело 2 отрезается по размеру так, чтобы получить строительный элемент, имеющий желаемую длину.
Таким способом возможно получение конструкции строительного элемента 1, проиллюстрированного на фиг.1-13.
Очевидно, что специалист в данной области техники может внести изменения или представить иные варианты изобретения, описанного выше, для удовлетворения конкретных и зависящих от обстоятельств требований, варианты и изменения, которые так или иначе попадают в объем защиты, определенной в прилагаемой формуле изобретения.