Структурная сетчатая панель

Структурная сетчатая панель относится к области строительства, а именно, предпочтительно, к несущим или самонесущим панелям, в том числе для изготовления перекрытий и ограждающих конструкций в виде строительных панелей.
Известна решетчатая деревянная строительная панель, представляющая собой, по крайней мере, один ряд одинаково ориентированных по длинной стороне и расположенных на расстоянии друг от друга планок из дерева, которые соединены между собой за счет дополнительных элементов из дерева для образования плоской конструкции, между каждыми двумя смежно расположенными планками расположен по крайней мере один дополнительный элемент из дерева, выполненный с двумя противоположно расположенными плоскими и параллельными друг другу поверхностями, к каждой из которых приклеена по одной стороне одна из двух указанных смежно расположенных планок, при этом стенки указанных планок по каждой другой смежной стороне расположены в общей плоскости (RU147337U1, 10.11.2014).
)
Известна деревянная строительная панель, представляющая собой, по крайней мере, две плоские решетчатые конструкции, каждая из которых выполнена из одинаково ориентированных по длинной стороне и расположенных на расстоянии друг от друга планок из дерева, и в которой между каждыми двумя смежно расположенными планками расположен, по крайней мере, один дополнительный элемент из дерева, выполненный с двумя противоположно расположенными плоскими и параллельными друг другу поверхностями, к каждой из которых приклеена по одной стороне одна из двух указанных смежно расположенных планок, при этом одна плоская конструкция размещена над другой и скреплена с ней клеевым способом через мембрану в виде полотна, причем указанная мембрана в виде полотна выполнена из влагонепроницаемой и воздухонепроницаемой бумаги, или тонколистовой фибры, или пергамента, или композитов с содержанием целлюлозы, или полотна для гидро- или пароизоляции. Влагонепроницаемая и воздухонепроницаемая бумага представляет собой парафинированную бумагу или бумагу двухслойную водонепроницаемую упаковочную, состоящую из двух слоев бумаги оберточной, склеенных битумом. К поверхностям наружных стенок плоских конструкций приклеены армирующие листовые слои в виде сетки, или полотна, и/или плитного материала, или шпона, или древесины или пленки. Направление планок в одной плоской конструкции выполнено несовпадающим с направлением планок в смежно расположенной плоской конструкции (RU2596236C1, Е 04С 2/10, 10.09.2016). Техническое решение, описанное в RU2596236C1, не в полной мере может рационально сопротивляться сосредоточенным, распределенным или изгибным нагрузкам, направленным в плоскости и из плоскости панели, что существенно снижает его надежность и прочность Известен способ изготовления покрытия пола из фанерных реек, укладываемых рядами и установленных на ребро на лаги рамной конструкции, скрепленных клеегвоздевым способом (RU2111322С1, E04F 15/04, 20.05.1998.
Наиболее близким аналогом к заявленному техническому является техническое решение, описанное в RU178646U1, B27D 1/06, 16.04.2018. В данном патенте описана решетчатая конструкция, внутренний слой которой формируется путем перпендикулярного соединения установленных на ребро реек от форматной обрезки фанеры в смежные пазы, при этом соединение реек от форматной обрезки фанеры происходит путем совмещения смежных пазов методом вдавливания. Пазы предварительно вырезаются в рейках от форматной обрезки фанеры на глубину, равной половине высоты рейки, ширина паза равна толщине рейки. Пазы формируются по всей длине реек от форматной обрезки фанеры с одинаковым шагом, равным размеру ячейки решетчатой конструкции. Фанерная панель формируется путем последовательной укладки сухого продольного листа лущеного шпона; поперечного листа лущеного шпона с нанесенным с обеих сторон клеем; решетчатой конструкции внутреннего слоя из реек от форматной обрезки фанеры; поперечного листа лущеного шпона с нанесенным с обеих сторон клеем; сухого продольного листа лущеного шпона. За счет укладки во внутреннем слое реек на ребро в виде решетчатой конструкции повышается прочность фанерной панели при изгибе как в продольном, так и в поперечном направлении. Данные факторы обеспечивают удешевление выпускаемой продукции, возвратное использование отходов фанерного производства, повышение прочности фанерной панели при изгибе. Фанерная панель, включает наружные слои из листов форматного лущеного шпона и внутренний слой, выполненный из решетчатой конструкции, полученной путем соединения реек от форматной обрезки фанеры, с интервалами между ними, образующими внутренние полости, отличающаяся тем, что рейки во внутреннем слое установлены на ребро и соединены между собой в решетчатую конструкцию путем установки в смежные пазы.
Недостатками наиболее близкого аналога, являются, в том числе ортогональное расположение, формирующих решетку элементов, что может привести к слишком большой нагрузке на отдельные элементы и их необратимых деформаций особенной при локальных боковых сжимающих нагрузках. Кроме того, мало развита или отсутствует как в заявленном решении компенсация и распределение нагрузки по множеству элементов решетки, особенно от локальных нагрузок, что существенно снижает возможность обратимых деформаций и может привести к разрушению конструкции. Кроме того, отсутствует смещение элементов рядов относительно друг друга по высоте (верхние или нижние грани элементов находятся в одной плоскости). Упомянутое отсутствие смещений в меньшей степени обеспечивает пространственную работу решетки и компенсаторные усилия сопротивления решетки в пределах обратимых деформаций их элементов, также снижает ее сопротивление нагрузкам, особенно усилиям сдвига и кручения. Кроме того, такое выполнение требует значительной материалоемкости и толщины элементов решетки и создает риск разрушения или необратимых деформаций в узлах решетки (пазовых соединений) за счет отсутствия разгружающих компенсаторных нагрузок вследствие ортогональных соединений в узлах решетки. Вследствие такого выполнения в данной решетке используются продольные элементы (бруски), толщина которых сопоставима с их шириной (высотой), что приводит к избыточному расходу материала, за счет необходимости увеличения толщины этих элементов. Также прочность элементов существенно снижается за счет пропилов (пазов) до срединной линии каждого элемента, что, как минимум, вполовину снижает прочностные характеристики каждого элемента особенно на сжатие.
Технической задачей технического решения является снижение веса панели и лучшая ее способность сопротивляться различным видам нагрузок в разных плоскостях, в том числе усилиям сжатия, растяжения, сдвига и особенно кручения, обеспечивая компенсирующие обратимые деформации рядов продолговатых элементов, соединенных между собой и расположенных в смежных рядах под углами друг к другу, образующих пространственную объемную решетчатую конструкцию.
Техническим результатом данной полезной модели является снижение ее веса без существенного снижения прочности, что достигается за счет расположения продольных элементов под углом друг к другу в разных уровнях, за счет того, что в работу включается большее количество элементов в пределах обратимых деформаций, также прочностные и эксплуатационные характеристики увеличиваются за счет пространственной жесткости, вследствие чего достигается оптимальная материалоемкость при сложном напряженно-деформированном состоянии конструкции.
Кроме того, достигается увеличение высоты (толщины) панели, что позволяет наполнить ее внутренний объем тепло- или звукоизолирующими материалами (вставками из волокнистых или пористых материалов). Кроме того, панель (решетчатая конструкция) расширяет арсенал имеющихся технических средств.
Технический результат достигается за счет того, что структурная сетчатая панель, характеризующаяся тем, она включает ряды протяженных продолговатых элементов, выполненных из древесного материала, при этом продолговатые элементы смежных рядов смещены относительно друг друга по толщине H (высоте) панели, расположены под углами друг к другу, соединены между собой в местах их пересечений с образованием объемной решетчатой конструкции с ячейками, причем ширинаh каждого из продолговатых элементов по толщине H панели превосходит толщину t этого продолговатого элемента. Продолговатые элементы могут быть выполнены плоскими или уплощенными и расположены, преимущественно, параллельно друг к другу в каждом ряду.
Продолговатые элементы могут быть выполнены в виде планок или ламелей.
Продолговатые элементы могут быть выполнены в виде брусков.
Предпочтительно, что бруски выполнены уплощенными и их толщина меньше их ширины.
Предпочтительно, что продолговатые элементы выполнены в виде полос, нарезанных из плит, выполненных из древесных материалов.
Продолговатые элементы могут быть изготовлены из ДСП, ДВП или ОСП
Предпочтительно, что продолговатые элементы изготовлены, преимущественно, из фанеры.
Продолговатые элементы могут быть изготовлены из гибких тонкостенных листов фанеры.
Продолговатые элементы преимущественно, изготовлены из жестких толстостенных листов фанеры.
Продолговатые элементы могут быть изготовлены из дерева.
Структурная сетчатая панель может включать включает два ряда продолговатых элементов, причем продолговатые элементы в каждом ряду расположены параллельно, причем продолговатые элементы в смежных рядах, предпочтительно, расположены под острым углом друг к другу.
Острый угол составляет 0,5-89,5°, а предпочтительно, 20-60°.
Структурная сетчатая панель, предпочтительно, включает три ряда продолговатых элементов, причем продолговатые элементы в каждом ряду расположены параллельно, причем продолговатые элементы смежных рядов, предпочтительно, расположены под острым углом друг к другу.
,
Продолговатые элементы каждого ряда соединены с продолговатыми элементами смежного ряда в местах их пересечений, причем продолговатые элементы верхнего и среднего рядов расположены под углом друг к другу, образуют решетку с ячейками, при этом нижний ряд соединен со средним рядом таким образом, что пересекает ячейкиобразованной верхним и средним рядом решетки.
Структурная сетчатая панель может дополнительно иметь внешний, предпочтительно, прямоугольный в плане замкнутый контур, преимущественно, с плоскими стенками внутри которых по высоте контура размещены и закреплены ряды продолговатых элементов, образующих совместно с контуром связную объемную решетчатую конструкцию.
Замкнутый контур с внешней стороны может иметь средства соединения со смежными панелями, например, выступы, уступы, пазы.
Концы продолговатых элементов закреплены на стенках контура или соединены с ними.
Продолговатые элементы смежных рядов, предпочтительно, жестко соединены между собой в местах их пересечений.
Структурная сетчатая панель, предпочтительно, содержит три ряда продолговатых брусков, расположенных по высоте контура, который предпочтительно равен толщине H панели.
Внешний замкнутый контур может представлять собой прямоугольный короб, стенки которого имеют высоту.
Предпочтительно, что концы продолговатых элементов, предпочтительно, жестко соединены со стенками замкнутого контура.
Предпочтительно, что стенки контура соединены между собой и образуют обвязку или короб.
Предпочтительно, что продолговатые элементы выполнены из клееных композитных материалов, содержащих древесные волокна или частицы.
Структурная сетчатая панель может дополнительно включать верхнюю и нижнюю обшивки, соединенные с продолговатыми элементами и внешним контуром, которые могут быть выполнены из гибких листов.
Обшивки могут быть выполнены из жестких листов.
Внутри ячеек, образованных пересекающимися рядами продолговатых элементов, могут быть размещены теплоизоляционные или звукоизоляционные вставки.
Продолговатые элементы смежных рядов, предпочтительно, соединены между собой посредством прорезей или пазов, выполненных в местах пересечений продолговатых элементов.
Предпочтительно, что глубина каждой прорези или паза не превышает 0.25 h ширины продолговатого элемента.
Продолговатые элементы смежных рядов могут быть соединены между собой посредством брусков, либо саморезов, либо металлических деталей, либо хомутов.
На Фиг.1 показана для примера принципиальная схема строительной панели с тремя рядами продолговатых элементов с прорезями, каждый из которых выполнен в виде планок (ламелей) вставленных друг в друга, при этом продолговатые элементы (их концевые части) также вставлены в обрамляющий контур, в котором также выполнены прорези для их вхождения и фиксации планок (изометрический вид)
На Фиг.2 показан вид в плане на Фиг.1.
На Фиг.3 показана панель с утеплителем и обшивками (верхним и нижним листом).
На Фиг.4-5 - показан процесс скрепления смежных рядов продолговатых элементов в виде брусков с пазами для скрепления между элементами рядов путем их плотного вхождения дуг в друга и образования ими пространственной решетки (планки лили ламели, имеющие значительно меньшую, чем бруски, толщину, скрепляются аналогичным образом).
Структурная сетчатая панель (решетчатая каркасная конструкция), включает ряды протяженных продолговатых элементов 1, выполненных из древесного материала. При этом продолговатые элементы 1 смежных рядов смещены относительно друг друга по толщине H панели, расположены под углами к друг другу и соединены между собой в местах 2 их пересечений с образованием объемной решетчатой конструкции с ячейками 3. Причем ширина h (высота) каждого из продолговатых элементов 1, ориентированных шириной по толщине H (высоте) панели превосходит его толщину t.
Предпочтительно, что продолговатые элементы 1 выполнены из древесно-стружечных или древесно-волокнистых клееных композитных материалов, преимущественно, изотропных материалов, либо материалов прочностные значения которых примерно одинаковы в разных направлениях, в том числе для обеспечения лучшего восприятия различных нагрузок и возможности более точного расчета конструкции с целью снижения материалоемкости. Что также увеличивает прочность, устойчивость и неизменность геометрических размеров панели с учетом малых допустимых погрешностей смещений.
Продолговатые элементы 1 могут быть изготовлены из дерева, но вследствие анизотропии данного материала, точный расчет параметров продолговатых элементов 1 проблематичен, и их толщина t должна быть больше, чем композитных материалов.
Предпочтительно, что продолговатые элементы 1 выполнены плоскими или уплощенными. Предпочтительно, что ширина h каждого продолговатого элемента 1 больше толщины t этого продолговатого элемента 1, как минимум в 5 раз для экономии материала без существенной потери прочности.
.
Предпочтительно, что продолговатые элементы 1 расположены параллельно или, преимущественно, параллельно друг другу в каждом ряду (Фиг.1) и их ширина h в каждом ряду выбрана одинаковой для всех продолговатых элементов 1 каждого отдельно взятого ряда в панели (решетчатой конструкции)
Таким образом, продолговатые элементы 1 каждого ряда «поставлены на ребро» по толщине H панели и соединены между собой по рядам.
Таким образом, каждый продолговатый элемент 1 в ряду, предпочтительно, представляет собой плоский или уплощенный элемент с верхним и нижним ребрами - планку, либо ламель, либо уплощенный брусок, толщина которого в несколько раз меньше его ширины h (высоты). При этом боковые плоские грани (плоскости) каждого продолговатого элемента 1 ориентированы по толщине H (высоте) панели, то есть продолговатые элементы 1 в рядах поставлены «на ребро», а ряды соединены между собой.
Продолговатые элементы 1 изготовлены, преимущественно, из листа фанеры, путем его нарезки или распила на полосы или бруски (в зависимости от толщины листа).
Продолговатые элементы 1 могут быть изготовлены из гибких, предпочтительно, тонкостенных листов фанеры. В данном случае панель может выполнять самонесущую или ограждающую функции, особенно в случае двух рядов продолговатых элементов 1.
При большем количестве рядов продолговатых элементов 1, панель может выполнять и несущие функции даже при изготовлении продолговатых элементов 1 из тонкостенных листов фанеры или других клееных композитных материалов.
Однако, предпочтительно, что продолговатые элементы 1 выполнены в виде планок или ламелей из толстостенной фанеры, выполненной из жестких или полужестких композитных древосодержащих (древесных) клееных листов, либо брусков. В отличие от тонкостенной (гибкой) фанеры несущая способность таких элементов, другие прочностные характеристики и их устойчивость будет существенно выше. В этом случае лист из древесного материала, из которого нарезаются продолговатые элементы 1, с точки зрения строительной механики и сопротивления материалов представляет собой негибкую «толстостенную пластину» и продолговатые элементы имеют достаточную жесткость для восприятия изгибающих нагрузок без их значительных деформаций (прогибов).
Продолговатые элементы 1 могут быть в виде брусков, предпочтительно, уплощенных, ориентированных их большим размером - шириной hпо толщине H панели (вертикально).
Однако, предпочтительно, что продолговатые элементы 1 - бруски, планки, ламели и т.д. выполнены уплощенными, имеют плоские боковые грани, выполнены нарезкой из листов или плит, а и их толщина t значительно (не менее чем в 5 раз) меньше их ширины h (высоты).
В случае если, продолговатые элементы 1 изготовлены из плит или листов, то упомянутые плиты или листы, предпочтительно, выполнены из древесных или деревосодержащих материалов, таких как ДСП, ОСП, ДВП или других композитных материалов, включающих волокна и/или частицы и/или тонкие слои дерева, склеенные между собой или находящиеся в отвержденной клеевой основе. Использование упомянутых композитных материалов предпочтительно, поскольку они обладают большей изотропией и более дешевы, по сравнению с натуральным деревом.
Однако, как было упомянуто ранее, использование натурального дерева для изготовления продолговатых элементов 1 не исключается в контексте описываемого технического решения.
Структурная сетчатая панель (решетчатая каркасная конструкция) включает как минимум два ряда продолговатых элементов 1. Причем, продолговатые элементы 1 в каждом ряду расположены параллельно или преимущественно параллельно (с незначительным отклонением от параллельности).
При этом продолговатые элементы 1 в смежных рядах, предпочтительно, расположены под углом к продолговатым элементам 1 в смежных рядах. Угол α или β между продолговатыми элементами 1 смежных (расположенных друг за другом) рядов 1 может составлять 0,5-89,5° (на Фиг.3-4 α= β). Однако, наиболее предпочтителен острый угол α или β, который составляет 20-60°. При угле меньшем 20° соединение в местах пересечений не будет достаточно жестким, за счет чего панель может деформироваться (сложиться) в местах соединения продолговатых элементов 1 смежных рядов (в узлах объемной решетчатой конструкции - панели) под действием сжимающих нагрузок. А при угле большем, чем 60° объемная решетка не будет обеспечивать достаточное компенсаторное упругое сопротивление нагрузкам в пределах обратимых деформации продольных элементов 1 конструкции. При этом локальная нагрузка может быть избыточно приложена к одному или нескольким продольным элементам 1, как в наиболее близком аналоге, которые за счет слишком большого угла (больше 60° равным 90°) не смогут в достаточной степени передать ее на пересекающие их продольные элементы 1 другого ряда и подвергнутся необратимым деформациям. Либо, в худшем случае, продольные элементы 1 в случае угла большем 60° могут подвергнуться полному или частичному разрушению или необратимым деформациям, трещинам и т.д.
В наиболее предпочтительном исполнении панель включает три ряда продолговатых элементов 1 (Фиг.2). Причем, продолговатые элементы 1 в каждом ряду по высоте панели H расположены параллельно. При этом, продолговатые элементы 1 смежных рядов расположены под острым углом друг к другу. Причем продолговатые элементы 1 каждого ряда соединены с элементами смежного ряда в местах их пересечений. При этом продольные элементы 1 верхнего и среднего рядов расположены под острым углом друг к другу (20-60°), соединены между собой и образуют решетку с ячейками 3. При этом нижний ряд соединен со средним рядом под острым углом рядом таким образом, что пересекает ячейки 3, образованной упомянутой выше решетки. То есть, продолговатые элементы 1 нижнего ряда так же расположены под острым углом к продолговатым элементам 1 среднего ряда. Пересечение нижним рядом ячеек 3 обеспечивает дополнительную прочность и жесткость решетки (решетчатой конструкции), за счет сокращения длины свободных (незакрепленных в узлах участков решетки), что особенно важно для сжимающих нагрузок - усилий сжатия, прилагаемых, преимущественно, к боковым сторонам панели, усилий кручения и других нагрузок.
Поскольку, в предпочтительном исполнении, верхний и нижний ряды соединены (объединены между собой) средним рядом, то нагрузки между верхним и нижним рядами продолговатых элементов 1 перераспределяются между собой посредством среднего ряда. То есть нагрузки распределяются более равномерно по всем элементам конструкции, за счет чего и прочность, и надежность панели существенно повышается. Таким образом, вместе все три ряда образуют связную объемную решетчатую конструкцию, способную к распределению нагрузок и снижению усилий на отдельные продолговатые элементы 1 этой конструкции (панели, решетки).
В других же исполнениях, из различных соображений, например пропуска инженерных коммуникаций нижний ряд может и не пересекать ячейки 3.
,
Предпочтительно, что структурная сетчатая панель дополнительно имеет внешний, предпочтительно, прямоугольный в плане замкнутый контур (обвязку, короб и т.д.), преимущественно с плоскими стенками 4, ориентированными своей шириной (высотой) по толщине H панели (вертикально). Плоские стенки 4 замкнутого контура поставлены на ребро (вертикально) относительно толщины H панели и соединенными между собой в углах панели. Замкнутый контур 4 выполнен прямоугольным в плане (Фиг.2,3).
Внутри стенок по высоте контура (толщине H) размещены и закреплены ряды продолговатых элементов 1, образующих совместно с контуром обрамленную, связную, предпочтительно, жесткую, решетчатую объемную конструкцию.
Замкнутый контур (обвязка, короб и т.д.) с внешней стороны может иметь средства соединения со смежными аналогичными по устройству панелями, например, выступы, уступы, пазы, шипы, углубления, прорези и т.п. (на чертежах условно не показаны) или быть профилированным в поперечном сечении.
Предпочтительно, что концы продолговатых элементов 1 закреплены на стенках 4 замкнутого контура или соединены с ними для включения в восприятие нагрузок контура совместно с панелью (объемной решетчатой конструкцией), образованной пересекающимися, соединенными между собой продолговатыми элементами 1, которые расположены в разных уровнях по высоте контура, которая равна толщине панели H.
Предпочтительно, что продолговатые элементы 1 смежных рядов, преимущественно, жестко или с небольшой степенью свободы соединены между собой в местах 2 их пересечений.
Внешний замкнутый контур 1 может представлять собой прямоугольный короб, стенки 4 которого имеют высоту, равную толщине H панели.
Концы продолговатых элементов 1, преимущественно жестко, либо с небольшой степенью свободы соединены со стенками 4 контура, для чего в нем могут выполняться пазы 7 или прорези (Фиг.1). Либо они могут быть соединены со стенками 4 контура любым другим способом жестким или нежестким способом (жесткое соединение предпочтительно).
Стенки 4 контура соединены между собой и образуют обвязку или короб, или другую подобную конструкцию.
Продолговатые элементы 1, как и стенки 4 контура (короба) могут быть выполнены, преимущественно, из клееных композитных материалов, содержащих древесные волокна или частицы, либо из дерева.
Структурная сетчатая панель может дополнительно включать верхнюю и нижнюю обшивки 5, соединенные с продолговатыми элементами 1 и/или с контуром.
Предпочтительно, что обшивки 5, выполнены из жестких листов, либо полужестких. Обшивки 5 также могут быть выполнены из таких древесных материалов как ЦСП, ДСП, ОСП, ДВП или других композитных древесных материалов, но, преимущественно, выполнены из листов толстой (толстостенной) фанеры. В любом случае обшивки 5 совместно с продольными элементами 1 и стенками замкнутого контура увеличивают прочностные характеристики панели, ее устойчивость, прочностные характеристики, связность составляющих ее элементов.
При достаточной прочности решетчатой конструкции обшивки 5 могут быть выполнены из гибких листов, например, гибких листов фанеры.
Внутри ячеек 3, образованных пересекающимися рядами продолговатых элементов 1 могут быть размещены теплоизоляционные или звукоизоляционные материалы, предпочтительно, тепло- звукоизоляционные вставки 6, расположенные вплотную или враспор к смежным продолговатым элементам каждого ряда (Фиг.3). Теплоизоляционные или звукоизоляционные материалы (вставки 6) в совокупности имеют значительную толщину для обеспечения их свойств и назначения, за счет того, что решетка панели выполнена пространственной (объемной) и развита по ее толщине H панели (Фиг.3).
Смежные ряды продольных элементов 1, предпочтительно, соединены между собой посредством прорезей (Фиг.1) или пазов 7 (Фиг.4,5), выполненных в местах пересечений 2, причем продольные элементы 1 одного ряда входят в элементы смежного, соединенного с ним ряда на всю глубину каждого паза или прорези (Фиг.4,5).
Предпочтительно, что глубина каждого паза или прорези не превышает 0.25 h ширины (высоты) продольного 1 элемента, но не меньше 0,05 h его ширины (высоты). В случае, если глубина каждого паза или прорези превышает 0.25 h ширины (высоты) продолговатого элемента 1, то это существенно уменьшает его прочность.
Если глубина паза или прорези менее 0,05 h ширины, то не достигается нужная прочность соединений и связность, прочность, устойчивость и жесткость конструкции.
При этом глубина прорезей или пазов 7 в продолговатых элементах 1 смежных рядов, также, предпочтительно, выбирается по расчету. Либо, как в изготовленных опытных образцах, глубина прорезей выбрана эмпирически с учетом условия обеспечения устойчивости продолговатого элемента 1 из его плоскости и всей конструкции (устройства панели) в целом под расчетными нагрузками.
Продолговатые элементы 1 смежных рядов могут быть соединены между собой другими крепежными средствами, например, посредством вертикальных брусков в углах пересечения рядов, либо саморезов, либо металлических деталей, либо хомутов (на чертежах условно не показано).
Но соединение прорезями или пазами 7 наиболее предпочтительно, так как обеспечивает наилучшее сохранение геометрических размеров устройства при транспортировке и при восприятии различных нагрузок. Соединение продолговатых элементов 1 смежных рядов посредством выполненных в них прорезей или пазов 7 обеспечивает надежное, жесткое или близкое к жесткому соединение (с небольшой степенью свободы) рядов в панели между собой. Кроме того, соединение продолговатых элементов 1 смежных рядов посредством выполненных в них прорезей или пазов 7 не требует затрат на дополнительные соединительные (крепежные) элементы.
1
2
3
Углы наклона продолговатых элементов 1 друг к другу в смежных рядах находятся, предпочтительно, в пределах 20-60°, при этом продолговатые элементы 1 каждого ряда могут иметь равную или разную ширину (высоту) - h, h h(на чертежах условно не показаны). Угол пересечения продолговатых элементов 1 разных рядов может находиться за пределами указанных значений, если панель имеет не менее двух слоев продолговатых элементов 1.
Проекция продолговатых элементов 1, на плоскость параллельную строительной панели (или обшивкам 5, в случае их наличия), имеет ячеистую структуру (Фиг.2). Образуемые ячейки 3 панели предназначены для расположения в них утеплителя или звукоизоляционного материала, предпочтительно, в виде вставок 6 (Фиг.3).
Теоретически панель в качестве замкнутого контура может иметь обвязку из любого известного материала. Однако для замкнутого контура наиболее предпочтительна древесина (доски) или древесно-стружечные материалы, такие как ЦСП, ДСП, ОСП, толстостенная фанера или другие композитные материалы, содержащие древесные компоненты и связанные клеевой основой.
Предпочтительно, что с верхней и нижней сторон панель облицована листовым материалом - обшивками 5, который может как не влиять, так и влиять на несущую способность панели, то есть учитываться в совместной работе всей панели.
Продолговатые элементы 1 изготавливают из плитного строительного материала, например, нарезкой на полосы, таких материалов, как древесно-стружечные, древесно-волокнистые плиты, композитные панели или листы, либо из другого древесного материала, путем распила их на полосы. Далее в полученных полосах формируют пазы 7 или прорези, после чего формируют решетчатую объемную конструкцию, соединяя продолговатые элементы 1 смежных рядов посредством упомянутых пазов или прорезей, в местах их пересечений, прикладывая усилие, как это показано на Фиг.4,5, и скрепляя упомянутые элементы посредством пазов или прорезей, вставляя упомянутые элементы друг в друга, предпочтительно, в натяг.
После, чего (при необходимости) формируют обрамляющий решетчатую объемную конструкцию замкнутый контур и соединяют с его стенками 4 концы продолговатых элементов 1.
Каждый продолговатый элемент 1 может представлять собой плоский элемент, полученный из плитного строительного материала, такого как древесно-стружечные, древесно-волокнистые или другие композитные панели или другого древесного материала, включающее древесные волокна или частицы и скрепляющие их клеевую основу. Наиболее предпочтительно изготовление продолговатых элементов 1 из толстостенного фанерного листа.
Далее описана работа сформированной панели (решетчатой объемной конструкции), в предпочтительном случае, когда панель состоит из трех рядов продолговатых элементов 1. При использовании панели в качестве конструкции, работающей на изгиб из плоскости панели, например, стены или, в большей степени перекрытия, один слой панели испытывает растягивающие внутренние усилия, а другой слой - усилия сжатия.
Поскольку, верхний и нижний ряды, в предпочтительном случае, соединены средним рядом, то нагрузки между верхним и нижним рядами продолговатых элементов 1 перераспределяются посредством среднего ряда, то прочность и надежность панели в этом случае существенно повышаются.
За счет того, что ширина (высота) каждого продольного элемента значительно больше его толщины t (Фиг.3), допустимо применять панели с продольными элементами 1 меньшей толщины t, особенно при работе на изгиб из плоскости панели (ее несущей объемной решетки), что существенно снижает материалоемкость и вес панели.
В случаях использования панелей в качестве стеновых элементов, каждая панель испытывает усилия сдвига и изгибные усилия в плоскости панели. В этом случае внутренние напряжения перераспределяются между продольными элементами 1 различных слоев за счет их пересечений, что также позволяет применять панели с продольными элементами 1 меньшей толщины t, снижая материалоемкость панели и вес без существенного снижения ее надежности и прочности.