КОНСТРУКТИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ В КАРКАСНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ
STRUCTURAL ELEMENT IN FRAME STRUCTURES

[01] Настоящее изобретение относится к удлиненному элементу для использования в качестве конструктивного или несущего элемента в металлических конструкциях, в частности в конструкциях для жилищного строительства или строительства многофункциональных зданий.
[02] Известно возведение многофункциональных зданий, таких как офисные здания и жилые дома, на основе металлического каркаса или остова, который служит в качестве опорной конструкции. Каркас обеспечивается облицовкой как снаружи, так и внутри, например сэндвич-панелями снаружи и гипсокартонными листами внутри. Возможные варианты металлического каркаса описаны в следующих публикациях, в том числе в патентах: FR 2882073, US 2007/193143, US 2008/047225 и WO 2004/051014.
[03] Обычно здания представляют собой уникальные конструкции, возводимые в соответствии с проектом. В действительности происходит его существенная адаптация. При возведении металлического каркаса это выражается в обрезании различных элементов каркаса по размеру и выполнении соединительных отверстий в требуемом месте элементов каркаса, которые должны совпадать с соединительными отверстиями, сделанными в элементах каркаса, для присоединения к нему. В каркасе также используются элементы с различающимися поперечными сечениями. В стыках, где различные элементы сходятся друг с другом и соединяются вместе, используются специальные соединительные детали, как показано, например, в патенте США 2007/193143.
[04] Все это ясно показывает, что в строительстве таких каркасов или опорных конструкций используется огромное количество различных деталей, которые, соответственно, требуют хорошей логистики, чтобы на строительной площадке не обнаружилось, что некоторые детали имеют неправильный размер или что соединительные отверстия не совпадают. Это неизбежно приводит к большим задержкам.
[05] Патент США 7823347 описывает конструктивный элемент, образованный из трубчатого основного элемента, на котором обеспечены радиально выступающие продольные фланцы. Фланцы обеспечиваются регулярной группой отверстий, к которым могут присоединяться другие элементы с помощью дополнительных деталей. Элемент согласно патенту США 7823347 может служить в качестве опорного элемента в каркасе конструкции, но не как опора для крепления облицовочных панелей. Если необходимо присоединить облицовочную панель, необходимо соответственно обеспечить дополнительные профили, присоединяемые к опорному элементу. Это делает конструкцию тяжелее и требует большего количества материала и профилей различной формы.
[06] Патент CH 428149 описывает профиль с крестообразным поперечным сечением, используемый в металлических каркасных конструкциях. Такой профиль позволяет идентичным профилям крепиться перпендикулярно друг другу. Для этого на поперечном торце профиля обеспечена выемка, чтобы обеспечить совпадение формы с боковой кромкой другого профиля, к которому присоединен первый профиль. После этого сквозь оба профиля сверлятся соответствующие отверстия, после чего профили крепятся друг к другу с помощью скоб. Кроме того, в этом случае выполнение углубления в поперечном торце является трудоемким.
[07] Другой проблемой в таких опорных конструкциях является тот факт, что соединительные элементы, состоящие в основном из потайных заклепок, скоб или винтов, выступают из поверхности, на которую монтируется облицовка стен. Это, естественно, затрудняет надлежащий монтаж облицовочных панелей.
[08] Настоящее изобретение направлено на преодоление проблем предшествующего уровня техники. В частности, настоящее изобретение направлено на значительное упрощение логистики несущих каркасных конструкций.
[09] Задачами настоящего изобретения также являются упрощение каркасных конструкций, ограничение числа различных используемых элементов и обеспечение упрощенных соединений элементов каркаса. Короче говоря, задача изобретения заключается в создании экономически более эффективных каркасных конструкций.
[10] Кроме того, задача изобретения состоит в обеспечении опорных элементов и соответствующих соединительных деталей для несущих каркасных конструкций, которые обеспечивают быстрый и надежный монтаж облицовочных панелей.
[11] В соответствии с аспектом изобретения, обеспечен конструктивный элемент для использования в несущих каркасных конструкциях, как это изложено в прилагаемой формуле изобретения. Конструктивный элемент, который является удлиненным и предпочтительно выполнен из тонкостенного материала, предпочтительно имеет внутреннюю полость, проходящую вдоль продольной оси (то есть, является трубчатым). Данная полость и внешняя форма конструктивного элемента, если рассматривать поперечное сечение, имеют, по существу, одинаковую форму. Иными словами, внутренняя и внешняя формы отделены лишь тонкой стенкой конструктивного элемента.
[12] Конструктивный элемент имеет несколько видимых элементов, проходящих вдоль продольной оси. Видимые элементы образованы так, что элемент обладает множественной осевой симметрией относительно продольной оси, причем каждый осесимметричный вид содержит опорную поверхность, обеспеченную в качестве точки опоры и крепления облицовки стены, и содержит две соединительные поверхности, обеспеченные для крепления элемента к другим конструктивным элементам. Опорная поверхность располагается между двумя соединительными поверхностями и параллельна им. В соответствии с изобретением, соединительные поверхности утоплены относительно опорной поверхности на такое расстояние, что когда элемент крепится обычным крепежным средством через соединительную поверхность, крепежное средство не выступает из опорной поверхности.
[13] В соответствии с предпочтительным аспектом изобретения, соединительные поверхности обеспечены регулярной группой отверстий. Отверстия данной группы обеспечены в качестве проходов для крепежных средств.
[14] Обеспечиваются видимые опорные поверхности и соединительные поверхности, причем последние утоплены относительно опорных поверхностей, что в сочетании с множественной осевой симметрией в результате дает элемент, который может с большой гибкостью применяться в качестве опорного элемента в каркасных конструкциях. Группа отверстий в соединительных поверхностях обеспечивает очень быструю сборку различных подобных элементов, при этом они соединяются друг c другом через углубленные соединительные поверхности. Таким образом, выступающие опорные поверхности полностью свободны от выступающих препятствий, таких как головки винтов, чтобы облицовка стен могла предпочтительно полностью опираться на опорные поверхности.
[15] Тот факт, что элемент имеет соответствующую форму как снаружи, так и изнутри означает, что когда снаружи элемент имеет форму, например, Греческого креста, внутренняя полость также должна иметь форму Греческого креста. Другими словами, внутренняя полость должна иметь форму, которая может восприниматься как внешняя форма элемента. Более конкретно, внешняя форма и форма внутренней полости разделены расстоянием, которое в направлении, перпендикулярном к контуру, равно (везде) толщине стенки тонкостенного материала. Данная толщина стенки является предпочтительно постоянной по контуру конструктивного элемента. Следует отметить, что тот факт, что снаружи и изнутри элемент демонстрирует соответствующую форму профиля, не означает, что внутренняя и внешняя формы должны быть подобными или совпадающими.
[16] Более конкретно, делается ссылка на тот факт, что внутренняя полость включает в себя поверхности, которые соответствуют внешним опорным поверхностям и соединительным поверхностям. Другими словами, опорные поверхности и соединительные поверхности должны иметь определенную ширину, чтобы с учетом толщины стенки оставалось пространство для установки крепежных устройств (например, винтов, потайных заклепок) через опорные поверхности и соединительные поверхности (для крепления, например, облицовки стен к опорным поверхностям).
[17] Как станет очевидно в дальнейшем, каркасные конструкции могут быть получены данным способом на основе только одного типа элемента так, что конструкция становится более простой, вследствие чего снижаются затраты и уменьшаются габариты.
[18] В соответствии со вторым аспектом изобретения, обеспечен узел согласно прилагаемой формуле изобретения. Узел включает в себя, по меньшей мере, два таких конструктивных элемента, которые соединяются друг с другом с помощью соединительной детали и средства крепления.
[19] В соответствии с третьим аспектом изобретения, обеспечена каркасная конструкция согласно прилагаемой формуле изобретения. Каркасная конструкция содержит такой узел.
[20] Варианты осуществления с дополнительными преимуществами изложены в зависимых пунктах формулы изобретения.
[21] Аспекты изобретения описаны ниже со ссылкой на следующие чертежи.
[22] На фиг. 1 показан вид конструктивного элемента в перспективе, в соответствии с изобретением.
[23] На фиг. 2 показан вид в перспективе узла, в соответствии с изобретением, из двух идентичных элементов, соединенных под прямыми углами друг другу.
[24] На фиг. 3 показан вид в перспективе узла в соответствии с изобретением, из двух идентичных элементов, соединенных параллельно друг другу.
[25] На фиг. 4 показано поперечное сечение узла на фиг. 3, в которой идентичный элемент присоединен под прямыми углами к каждому из двух элементов с разных сторон. Также показано положение облицовочной панели на элементах, в соответствии с изобретением.
[26] На фиг. 5 показан вид в перспективе узла соединения под прямым углом двух идентичных, горизонтально расположенных элементов. На узлах также установлена облицовочная панель.
[27] На фиг. 6 показан вид в перспективе двух горизонтально расположенных идентичных элементов, в соответствии с изобретением, соединенных друг с другом под непрямым углом с помощью соединительной детали из трех частей.
[28] На фиг. 7 показан вид в перспективе одиночной балки в сборе с двумя параллельными идентичными элементами, соединенными с помощью соединительных пластин.
[29] На фиг. 8 показан вид в перспективе собранной составной балки, образованной путем сочленения одиночных балок в сборе.
[30] На фиг. 9 показан покомпонентный вид поперечного сечения составной балки в сборе на фиг. 8.
[31] На фиг. 10 показан вид в перспективе каркаса конструкции в соответствии с изобретением.
[32] На фиг. 1 показан конструктивный элемент 10, который воплощает в себе аспекты изобретения. Элемент 10 представляет собой удлиненный элемент, длина которого вдоль продольной оси 9 значительно больше, чем размеры в плоскости, расположенной под прямыми углами к продольной оси 9.
[33] Элемент 10 предпочтительно имеет множественную осевую симметрию относительно продольной оси 9. Элемент в соответствии с изобретением может обладать осевой симметрией второго или даже третьего порядка. На фиг. 1 показан элемент 10, предпочтительно обладающий осевой симметрией четвертого порядка относительно продольной оси 10. Это означает, что одинаковая форма (в поперечном сечении) сохраняется во время каждого поворота на угол 90° относительно продольной оси 9. Преимущество этого станет понятно далее.
[34] Множественная осевая симметрия предоставляет несколько сторон (видимых элементов) элемента 10 в направлениях 101-104, проходящих под прямыми углами к продольной оси 9, которые сохраняются во время соответствующего поворота. Стороны в направлениях 101-104 последовательно проходят вдоль продольной оси 9. В дальнейшем на каждую сторону делается ссылка в зависимости от направлений 101-104 отображения, которые определяют сторону.
[35] Каждая из (осесимметричных) сторон (видимых элементов) 101-104 образована первой поверхностью 11 и вторыми поверхностями 12, 12', утопленными относительно поверхности 11. Иными словами, первая поверхность 11 выступает относительно вторых поверхностей 12, 12'. Как первая поверхность 11, так и вторые поверхности 12, 12' предпочтительно выступают вдоль продольной оси 9 и предпочтительно параллельны ей. Первая поверхность 11 и вторые поверхности 12, 12' являются предпочтительно параллельными.
[36] Такой элемент 10 применяется в основном строительстве, в частности в качестве стойки или балки в каркасных конструкциях зданий, возводимых в соответствии с вышеупомянутым способом.
[37] Первая поверхность 11 с одной стороны и вторые поверхности 12, 12' с другой в данном случае обеспечены для выполнения различающихся функций. Первая поверхность 11 может предпочтительно использоваться в качестве опорной поверхности и поверхности для крепления облицовки стен. Поверхность 11 упоминается в дальнейшем, как опорная поверхность. Вторые поверхности 12, 12' предпочтительно используются как соединительные поверхности, имеющие пространство для установки средств крепления, таких как винты и потайные заклепки, для присоединения элемента 10 к другим, предпочтительно идентичным элементам 10, образующим каркасную конструкцию. Вторые поверхности 12 12' упоминаются в дальнейшем, как соединительные поверхности.
[38] За счет расположения соединительных поверхностей 12, 12', утопленных относительно опорной поверхности 11, достигается образование пространства, в котором любые соединительные детали и средства крепления могут располагаться, не выступая из опорной поверхности. Это позволяет собирать каркасную конструкцию без необходимости учета любой облицовки стен или других изделий, которые необходимо устанавливать на каркасную конструкцию. Опорные поверхности 11 в каркасе всегда будут свободны от выступающих элементов, которые затрудняют крепление облицовки стен.
[39] Благодаря множественной осевой симметрии также следует, что каждый из осесимметричных сторон 101-104 имеет указанные свойства, вследствие чего упрощается транспортировка и использование элемента.
[40] Элемент 10, показанный на фиг. 1, представляет собой конкретный случай, в котором стороны поверхностей 101-104 как бы "введены" друг в друга. Например, стенка 14, которая соединяет опорную поверхность 11 с соединительной поверхностью 12' и находится к ней под прямыми углами, фактически образует одну из соединительных поверхностей на стороне 103, также включающей в себя опорную поверхность 15. Элемент 10, по сути, имеет поперечное сечение в виде Греческого креста с лучами, перпендикулярными друг другу, при этом поперечные концы лучей образуют опорные поверхности (например, опорную поверхность 11), а боковые поверхности (14, 16) лучей образуют соединительные поверхности.
[41] На фиг. 1 показано, что опорная поверхность 11 предпочтительно располагается между соединительными поверхностями 12 и 12'.
[42] Элемент 10 предпочтительно имеет постоянное поперечное сечение. Это означает, что элемент 10 может рассматриваться как профиль. Соединительные поверхности 12, 12', 14 также предпочтительно проходят непрерывно вдоль продольной оси 9. Опорные поверхности 11, 15 также предпочтительно проходят непрерывно вдоль продольной оси 9. Преимуществом такого "образования профиля" элементов, в соответствии с изобретением является то, что они могут изготавливаться стандартной длины, с обрезкой до нужной длины на площадке или в цеху подготовки. Не обязательно, но, возможно, предпочтительно иметь плоские опорные поверхности. Они также могут быть ребристыми или рифлеными.
[43] Элемент 10 предпочтительно выполнен из тонкостенного материала 18. Это обеспечивает снижение веса, а также делает возможной сборку с потайными заклепками или винтами. На фиг. 1 показан элемент 10 в виде трубчатого элемента (то есть, с внутренней полостью 17, идущей вдоль продольной оси 9, и окруженного постоянным поперечным сечением). Полость 17 окружена тонкостенным материалом 18, который также определяет внешнюю форму элемента 10. Более конкретно, опорные поверхности 11 и соединительные поверхности 12, 12' образованы стенкой 18.
[44] Опорная поверхность 11 предпочтительно служит не только в качестве опорной поверхности для облицовочных панелей, но также обеспечивает крепление данных панелей к элементу 10. С этой целью опорная поверхность 11 проходит между двумя соединительными стенками 14, 16, которые присоединяют опорную поверхность 11 к соединительным поверхностям 12, 12'. Соединительные стенки 14, 16 располагаются на расстоянии друг от друга, чтобы по всей опорной поверхности образовалось пространство 11 для крепежных винтов.
[45] Следует отметить, что соединительные стенки 14, 16 разнесены, чтобы опорная поверхность 11 приобрела определенную ширину. Этим обеспечивается то, что внешний профиль (поперечное сечение) элемента 10 и профиль внутренней полости 17 почти совпадают. В конкретном примере на фиг. 1 они имеют профиль Греческого креста. Различие между двумя Греческими крестами создается стенкой 18 элемента 10.
[46] Предпочтительным материалом преимущественно является сталь, что делает возможным изготовление элемента 10 с помощью холодной деформации, такой как холодная прокатка. Могут также использоваться другие металлы или материалы, отличные от металла.
[47] Для упрощения крепления с другими элементами каркасной конструкции соединительные поверхности 12, 12' предпочтительно обеспечены регулярной группой отверстий, например рядовой группой отверстий 13. Данные отверстия 13 образуют проходы для средств крепления, с помощью которых элемент 10 может крепиться к другим элементам, как объясняется далее.
[48] Проход 13 может быть как сквозным отверстием (например, проходом для стержня или потайной заклепки), так и отверстием, которое само выполняет механическое сцепление со средствами крепления, например обеспечено резьбой.
[49] Проходы 13 предпочтительно проходят через стенку элемента 10.
[50] На фиг. 2-6 показаны примеры того, насколько просто и выгодно может быть использование элементов 10 в каркасных конструкциях, в соответствии с изобретением. На фиг. 2 показано соединение под прямыми углами двух идентичных элементов 10 и 20, в соответствии с изобретением. Элемент 20 расположен под прямыми углами к элементу 10 и присоединен к нему двумя C-образными соединительными деталями 28, только одна из которых показана на фиг. 2. Вторая соединительная деталь 28 фактически расположена на задней стороне (по отношению к виду на фиг. 2). Соединительная деталь 28 представляет собой предпочтительно образованную (вырезанную) из листового металла плоскую деталь, с двумя лучами 281 и 282, соединенными друг с другом с помощью промежуточной части 283. Размер проема между двумя лучами 283 (длина промежуточной части 283) соответствует ширине выступающей опорной поверхности 21. Ширина промежуточной части 283 предпочтительно соответствует ширине соединительной поверхности 12. Ширина двух лучей предпочтительно соответствует ширине соединительных поверхностей 22, 22'. Предпочтительно ширина лучей 281, 282 и ширина промежуточной части 283 являются одинаковыми.
[51] Соединительная деталь 28 соответственно образована так, что ее можно располагать поверх трех соединительных поверхностей 12, 22 и 22'. Выполняя это, можно соединить элементы 10 и 20 друг с другом, соединяя две соединительные поверхности одного элемента и соединительную поверхность другого элемента с помощью одной промежуточной детали 28. Такой же результат достигается со второй идентичной С-образной соединительной деталью 28 на задней части элементов 10, 20.
[52] Крепление соединительной детали 28 к соединительным поверхностям 12, 22 и 22' двух элементов 10, 20 предпочтительно выполняется с помощью потайных заклепок. Они могут нести значительную сдвиговую нагрузку. Когда соединительные поверхности 12, 22, 22' обеспечены регулярной группой отверстий с соответствующим стандартным шагом, соединительная деталь 28 может также обеспечиваться соответствующей группой отверстий 284. Шаг отверстий 13 предпочтительно совпадает с наименьшим шагом, общепринятым в соответствующей области применения, например составляет 25 мм. Диаметры отверстий 13 могут также зависеть от области применения. В случае использования металлических элементов 10, 20 отверстия 13 могут выполняться путем штамповки при изготовлении элемента 10.
[53] Крепление двух элементов 10, 20 под прямыми углами друг другу с помощью соединительной детали 28 уже создает очень прочное соединение, поскольку нагрузка передается почти исключительно путем сдвига, при условии, что элемент 10 расположен вертикально, а элемент 20, соответственно, горизонтально.
[54] Если для восприятия предполагаемой нагрузки соединительных деталей 28 недостаточно, может дополнительно обеспечиваться усиливающая соединительная деталь 29. Соединительная деталь 29 предпочтительно изготавливается из листового металла путем резки и гнутья, так что она приобретает U-образное поперечное сечение с двумя параллельными поверхностями 291, 292, образующими лучи V-образного поперечного сечения. Расстояние между двумя поверхностями 291, 292 предпочтительно соответствует ширине опорной поверхности 11, 21. Каждая из параллельных поверхностей 291, 292 на обоих концах содержит выступающее ребро 293, 294, обеспеченное, чтобы опираться на соединительную поверхность 12 или 22', соответственно. Ребра 293, 294 могут обеспечиваться отверстиями 295 для крепления к элементу 10, 20. В качестве альтернативы, усиливающая соединительная деталь 29 может быть образована из двух отдельных частей, а именно поверхностей 291 и 292, прикрепленных к передней и задней стороне размещения (элементы 10, 20), соответственно.
[55] Из фиг. 2 ясно видно, что после соединения с помощью соединительной детали 28 и/или 29 опорные поверхности 11 и 21 остаются полностью свободными и, кроме того, располагаются в одной плоскости. Опорные поверхности 11 и 21, соответственно, образуют точку для опирания и крепления возможной облицовки стены, например, гипсокартонных листов и сэндвич-панелей (например, в качестве наружной облицовки).
[56] Расстояние между опорными поверхностями 11 и 21 и соединительными поверхностями, соответственно, 12, 12' и 22, 22' предпочтительно составляет, по меньшей мере, сумму толщины соединительной детали 28 или 29 и выступающей головки используемого элемента крепления, например головки потайной заклепки или винта. Предпочтительно данное расстояние составляет, по меньшей мере, 15 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 20 мм, предпочтительно около 25 мм или возможно больше, что позволяет заклепочным клещам внедрить головку потайной заклепки в маркер потайной заклепки в отверстиях 13.
[57] Вышеуказанное расстояние также образует ширину соединительных поверхностей 12, 12', 22, 22'. Данная ширина предпочтительно составляет, по меньшей мере, 5 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 10 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 15 мм. При ширине меньшей, чем 15 мм, в проходах 13 для крепления из-за небольших размеров предпочтительно используются винты.
[58] Элемент 10 предпочтительно такие наружные размеры, что наименьший квадрат, в который вписано поперечное сечение, имеет сторону, по меньшей мере, 20 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 40 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 50 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 70 мм. Данная сторона предпочтительно имеет размер не более 200 мм.
[59] Из конструкции элемента 10 следует, что опорные поверхности 11, 15 предпочтительно имеют ширину, по меньшей мере, 20 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 30 мм.
[60] Толщин стенки элемента 10 составляет предпочтительно, по меньшей мере, 0,5 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 0,6 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 1 мм. Данная толщина стенки предпочтительно имеет размер не более 3 мм.
[61] Из конструкции на фиг. 2 также видно, что в результате осевой симметрии четвертого порядка элементов 10, 20, и в результате использования соединительных деталей 28, 29 четыре элемента 20 могут предпочтительно присоединяться к элементу 10 на одинаковой высоте под прямыми углами, а именно под углами 90°. Например, дополнительные элементы могут присоединяться к элементу 10 под прямыми углами, чтобы он располагался под прямыми углами к элементу 20, путем присоединения к соединительным поверхностям 14 и 16, которые при этом образуют соединительную стенку между опорной поверхностью 11 и соединительными поверхностями 12' и 12, соответственно.
[62] Множество соединений на одинаковой высоте, в соответствии с изобретением, возможны без использования дополнительных вспомогательных профилей, как принято в известном уровне техники (см., например, фиг. 6 патент США 2008/047225). Каркасные конструкции на основе элементов в соответствии с изобретением, соответственно, являются более компактными, чем в уровне техники. При строительстве это выражается в большей используемой внутренней поверхности, при тех же внешних размерах.
[63] На фиг. 3 показано соединение двух идентичных элементов 10, 30, параллельных друг другу. Ясно видно, что размещение двух элементов 10 и 30 параллельно друг другу приводит к расположению всех соединительных поверхностей 12, 12', 32 и 32' элементов 10 и 30, принадлежащих соответствующим сторонам, в одной плоскости (то есть, копланарно). Опорные поверхности 11 и 31, принадлежащие соответствующим сторонам, также являются копланарными. Преимущество заключается в том, что такое соединение между двумя элементами 10, 30 может быть выполнено простым соединением соединительных поверхностей 12 и 32', лежащих рядом друг с другом, с помощью соединительных пластин 39. Соединительные пластины 39 достаточно простые по форме, по существу, квадратные или прямоугольные и обеспечены отверстиями 391, совпадающими с отверстиями 13 элементов 10 и 30. Такие же соединительные пластины 39 могут устанавливаться на обратной стороне, в соответствии с видом на фиг. 3.
[64] С помощью соединения двух элементов, в соответствии с изобретением, расположенных параллельно друг другу, можно получить опорную стойку или ригель большей прочности, путем использования исключительно элемента одного типа. Данный тип решения также допускает различия по высоте пола перекрываемого пролета, как показано на фиг. 4. Узел 10-30 устанавливается горизонтально. Элемент 40' присоединяется под прямыми углами к самому верхнему элементу 10 с левой стороны. Элемент 40 крепится под прямыми углами к самому нижнему элементу 30 с правой стороны. Перепад высот между ригелями, следовательно, может легко заполняться, только используя элементы одинакового типа и не используя дополнительные профили специальной формы.
[65] На фиг. 4 в качестве иллюстрации показана потайная заклепка 48, присоединяющая соединительную деталь 39 к элементу 30. Для ясности размеры потайной заклепки по отношению к элементам и соединительным деталям преувеличены. Хотя на фиг. 4 показана только одна потайная заклепка, на практике потайные заклепки обеспечиваются в каждом отверстии 13, которые перекрывают соединительные детали 39.
[66] На фиг. 4 также показано расположение облицовочной панели 49 на опорных поверхностях 31, 41 элементов 30, 40, соответственно. Поскольку опорные поверхности имеют выступ и определенную ширину, панель 49 может просто крепиться к элементам 30, 40, например, с помощью винтов. Следует отметить, что потайные заклепки 48 преимущественно не препятствуют облицовочной панели 49.
[67] Крепление двух элементов под прямыми углами в одной и той же горизонтальной плоскости (как для элементов 30 и 40 с одной стороны, так и для 10 и 40' с другой) может выполняться с помощью тех же соединительных деталей 28, которые показаны на фиг. 2 для вертикального расположения. Горизонтальное расположение такого T-соединения показано на фиг. 5. Элементы 10 и 50, смонтированные под прямыми углами, соединены двумя соединительными деталями 28 и 28', расположенными на горизонтальных соединительных поверхностях. Соединительная деталь 28 поддерживается и присоединена к соединительным поверхностям 12 и 52, 52' элемента 10, соответственно элемента 50. То же самое применимо к соединительной детали 28' вдоль низа. Горизонтальное соединение на фиг. 5 может нести меньшую нагрузку, по сравнению с вертикальным расположением, но данная разница является минимальной, поскольку стык нагружен также крутящим моментом, который обеспечивает, что лежащая сверху соединительная деталь 28 нагружена при растяжении.
[68] На фиг. 5 также показано положение облицовочной панели 59 по отношению к элементам 10, 50 в сборе. Панель 59 поддерживается на опорных поверхностях 11 и 51 элементов 10, 50, соответственно.
[69] На фиг. 6 показан возможный способ соединения друг с другом двух идентичных элементов 10, 60, в соответствии с изобретением, под непрямым углом. Это происходит в соответствии с фиг. 6 с помощью соединительной детали 69, состоящей из трех частей, которая образована из первой части 691, прикрепленной к элементу 10, и двух идентичных вторых частей 692, 692', прикрепленных к элементу 60. В данном случае два элемента 10, 60 соединены не соответствующими соединительными поверхностями (например, 12' и 62'), а посредством соединительных поверхностей, смонтированных перпендикулярно друг другу (например, 14 и 62'). Альтернативные способы соединения соответствующих соединительных поверхностей, однако, также возможны.
[70] Первая часть 691 соединительной детали 69 образована U-образным профилем, который легко изготавливается из листового металла. Профиль накладывается на соединительные поверхности 14 или 16 с лучами 693, 693' и присоединяется к ней. Первая часть 691 включает в себя гнутый край 694 на одном конце. Данный край обеспечен отверстием 695, которое образует точку крепления с частью 692 и 692'. Последние вторые части 692 и 692' являются C-образными, с лучами 696 и 696' и выступающим краем 697 на их противоположной стороне, которые смонтированы с углублением относительно лучей 696. Вторые части 692 и 692' прикреплены к соединительным поверхностям противоположных сторон элемента 60. Так же, как в соединительной детали 28, лучи 696, 696' поддерживаются на соединительных поверхностях 62 или 62' элемента 60 и присоединены к ним. Расстояние между лучами 696 и 696' является достаточным, чтобы опорная поверхность 61 могла выступать между ними. Ребра 697 частей 692 и 692' сходятся вместе, чтобы загнутый край 694 первой части 691 вошел между ними. Они могут соединяться через отверстие 695 с помощью болта.
[71] Тот факт, что соединительные поверхности 14, 16 и 62, 62', используемые для соединения, являются не копланарными, а перпендикулярными, не ухудшает преимущества, в соответствии с изобретением. Это происходит потому, что в результате расположения на фиг. 6 опорные поверхности 15 и 65 элементов 10, 60, соответственно, являются копланарными и, следовательно, образуют одну верхнюю плоскость без выступающих частей, таких как головки заклепок, создающих препятствия на верхней плоскости. То же самое относится и к плоскости в нижней части конструкции (то есть, в плоскости, противоположной верхней плоскости 15, 65). При строительстве это означает, что как пол, так и потолок могут обшиваться без затруднений.
[72] Отверстия в лучах 693, 693' и 696, 696' могут предпочтительно выполняться в виде щелей 698, предоставляя возможность компенсировать ошибки при выравнивании.
[73] Вышеописанный угловой стык с соединительной деталью 69, состоящий из трех частей, может также использоваться для получения прямоугольного углового соединения (T-соединение). В данном случае край 694 загнут под прямым углом.
[74] На фиг. 7 показана укрупнительная сборка двух идентичных параллельных элементов 10, 70, в соответствии с изобретением, в балку 700 в сборе или в ригель, в котором элементы 10, 70 образуют фланцы или торцы балки. Данные два элемента соединяются с помощью соединительных пластин 79, прикрепленных к копланарным соединительным поверхностям 12 и 72. Такие же соединительные пластины 79 могут обеспечиваться на обратной стороне. Данный узел аналогичен параллельному узлу на фиг. 3, с той разницей, что два элемента располагаются на расстоянии друг от друга. Соединительные пластины 79, соответственно, также имеют больший размер, чем соединительные пластины 39. Они образуют прерывистую стенку балки 700 в сборе.
[75] Данный принцип может применяться до тех пор, пока соединительные пластины 79 не становятся слишком высокими и, следовательно, слишком слабыми при изгибе. Еще более прочные балки, однако, могут быть собраны путем соединения друг с другом двух или более балок 700 в сборе с фиг. 7 вдоль их длинных краев, чтобы стенка значительно усиливалась, и, кроме того, высота стенки может быть дополнительно увеличена без необходимости обеспечивать более толстые соединительные пластины 79.
[76] Такая составная балка в сборе, образованная из присоединенных друг к другу сочлененных одиночных балок в сборе, показана на фиг. 8 и 9. Соединительная пластина 89 соединяет фланцы (образованные идентичными элементами 10, 80) на расстоянии друг от друга. В отличие от совершенно плоских соединительных пластин 79 соединительные пластины 89 включают в себя две кромки 892, которые выступают относительно центральной части 891 и проходят параллельно центральной части 891. Расстояние между средней частью 891 и кромками 892 является таким же, как расстояние между соединяющей поверхностью 12 и опорной поверхностью 11. Как центральная часть 891, так и кромки 892 обеспечены крепежными отверстиями 893.
[77] Соединительные пластины 89 прикреплены посредством кромок 892 к копланарным смонтированным опорным поверхностям 12, 82 и 12', 82' элементов 10, 80, и в соответствии с ориентацией, чтобы центральная часть 891 выступала вперед, если смотреть поперек балки. Когда несколько одиночных балок в сборе расположены рядом друг с другом, так что противоположные опорные поверхности 11 элементов 10, 20 соприкасаются друг с другом, видно, что центральные части 891 соединительных пластин 89 также предпочтительно касаются друг друга, чтобы иметь возможность соединяться друг с другом, например, с помощью потайных заклепок через отверстия 893.
[78] Соединительные пластины 39 могут также предпочтительно использоваться для присоединения опорных поверхностей 14 и 14' и, соответственно, 84 и 84' друг к другу.
[79] Следует отметить, что такие соединительные пластины 89 могут также использоваться в одиночных балках 700 в сборе для замены соединительных пластин 79. В данном случае предпочтительно ориентировать соединительные пластины так, что центральные части 891 утоплены (то есть в соответствии с обратной ориентацией к фиг. 9), чтобы противоположные соединительные пластины одиночной балки в сборе касались друг друга центральными частями.
[80] В составной балке 800 в сборе видно, что внешние опорные поверхности элементов 10, 80 вдоль верха и низа балки и вдоль левой и правой сторон остаются полностью свободными и что из поверхностей не выступают никакие соединительные части.
[81] Элементы, в соответствии с изобретением, могут обеспечиваться измерительной разметкой, чтобы легко определять длину детали. Например, на опорной поверхности может обеспечиваться маркировка с регулярным шагом (например, через каждый метр или каждые 0,5 метра). Когда соединительные поверхности имеют регулярную группу отверстий, они также могут использоваться для визуального определения длины (например, путем подсчета количества отверстий, лежащих перед последней отметкой).
[82] Из вышеизложенного видно, что элемент, в соответствии с изобретением, позволяет возводить всю каркасную конструкцию с наименьшим числом возможных различающихся профилей и предпочтительно с использованием одинакового опорного элемента. Это ведет к упрощению конструкций, которые являются компактными и более экономичными, чем известные конструкции. Логистика значительно упрощается, поскольку работы выполняются с одним опорным элементом, так что любые дефекты могут легко устраняться на месте. Благодаря четко определенной форме опорных элементов, в соответствии с изобретением, на основе соединительных деталей могут выполняться соединения, которые являются очень простыми и недорогими в изготовлении.
[83] На фиг. 10 показан пример такой каркасной конструкции. Каркасная конструкция 100 возведена из элементов 10 в сборе, в соответствии с изобретением. Данные элементы 10 используются как для вертикальных опор, так и для ригелей конструкции. Самые верхние ригели 101 собираются из четырех элементов 10 (два вдоль верхнего края, два вдоль нижнего края ригелей 101), в соответствии с соединением на фиг. 9. Кроме того, из фиг. 10 очевидно, как легко может быть выполнен монтаж облицовочных панелей 109. Вследствие осевой симметрии облицовочные панели 109 могут устанавливаться как внутри, так и снаружи конструкции, таким образом, данный каркас может быть полностью закрыт. Облицовочные панели 109 монтируются на опорные поверхности элементов 10 и крепятся к ним, не испытывая препятствий со стороны других крепежных устройств и без разрывов в уровне элементов 10. При этом обеспечивается механически прочная конструкция, на которой одновременно может быть выполнена завершающая эстетически высококачественная отделка.
[84] Использование конструктивных элементов в соответствии с изобретением также не ограничено строительной отраслью. Данные элементы могут предпочтительно применяться для использования при возведении всех типов каркасных конструкций, например при строительстве стеллажей в складских помещениях и распределительных центрах, и в конструкциях для игровых и спортивных целей.