СИСТЕМА ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО НАСТИЛА
SYSTEM OF COMPOSITE COVERING

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к композитным панелям.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Известны конструкции, содержащие металлические панели или листы, которые выполнены с возможностью вступления в композитное взаимодействие с бетонными плитами. Такие конструкции, обычно называемые "композитными панелями", часто используют при сооружении полов. Композитные панели эффективнее некомпозитных, поскольку в них используют прочность как стальных, так и бетонных компонентов. Таким образом, с применением композитных панелей сооружение полов становится экономически более выгодным, при этом полы получаются более легкими по весу. Композитные панели широко используются в строительстве, поэтому очень важно, чтобы производство их высокопрочных компонентов было выгодным с экономической точки зрения. Кроме того, весьма важное значение имеют функциональность и износостойкость композитных панелей.
[0003] Для того чтобы композитная панель нормально функционировала и была долговечной, должно быть достигнуто наилучшее взаимодействие между такими ее компонентами, как бетон и металлические панели или листы. Чем меньше расслоение между контактными поверхностями металлического листа и бетона, тем прочнее и надежнее композитная панель. Соответственно, качество композитной панели определяется "композитным взаимодействием" между металлической панелью и бетоном.
[0004] Для усиления композитного взаимодействия между металлическими панелями и бетоном используют различные средства. Например, используют металлические листы с выпуклым рисунком, а также варьируют размерами и жесткостью панельного профиля. Кроме того, для усиления композитного взаимодействия полки панельных компонентов скрепляют привариваемой стальной проволокой. Однако зачастую усиление композитного взаимодействия, обеспеченное этими средствами, сводится к нулю из-за того, что строительные конструкции такого типа теряют необходимую гибкость применения. Кроме того, композитное взаимодействие между панелью и бетоном в этих конструкциях остается неидеальным и подлежит дальнейшему совершенствованию.
[0005] Соответственно задачей настоящего изобретения является создание композитной панели, обеспечивающей улучшенное композитное взаимодействие между металлическими панельными компонентами и бетоном, а также улучшенную гибкость применения строительных конструкций в целом.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] Ниже в упрощенном виде представлена сущность настоящего изобретения, помогающая понять его основные аспекты. Подробное описание ключевых аспектов настоящего изобретения будет представлено позже.
[0007] Настоящее изобретение относится к композитной панели, содержащей панельный компонент и бетонный компонент. Согласно настоящему изобретению панельный компонент содержит панельные секции, каждая из которых имеет продольно проходящее ребро, отстоящие друг от друга боковые стенки которого соединены с верхней стенкой. Противоположные края боковых стенок могут быть оснащены боковыми краями или закраинами, содержащими загнутые вверх полки, вдоль которых расположено отверстие или расположены отверстия, причем их размеры выбраны таким образом, чтобы было достигнуто композитное взаимодействие между панельными секциями и бетоном. Использованный здесь термин "композитное взаимодействие" относится к взаимодействию между панелью и бетоном. Система содержит первую панельную секцию, как описано выше, смежную со второй панельной секцией, причем боковые края первой и второй панельных секций примыкают друг к другу. Эти панельные секции в комбинации с бетоном обеспечивают возможность формирования композитной панели.
[0008] Отличительной особенностью настоящего изобретения является использование композитной панели, которая содержит панельные секции, имеющие боковые края с загнутыми вверх примыкающими друг к другу полками, причем полки имеют отверстие или отверстия, размеры которых заданы с возможностью обеспечения композитного взаимодействия между панелью и бетоном, залитым по месту. В частности, панельные полки могут содержать отверстия разных типов, такие как вырезы или перфорационные отверстия. Эти отверстия совместно с боковыми краями способствуют усилению композитного взаимодействия между панелью и бетоном. Когда в панельные секции добавляют бетонный компонент, отверстия могут способствовать образованию как вертикального, так и горизонтального, по отношению к ориентации панели, сцепления с бетоном. Улучшенная совместимость между панелью и бетоном расширяет возможности применения строительных конструкций, использующих композитные панели. Благодаря использованию композитной панели, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, становится возможно перекрытие композитной панелью более длинных и широких пролетов. Кроме того, прочность, обеспеченная композитной панелью согласно настоящему изобретению, обеспечивает возможность устранения некоторых компонентов строительных конструкций, таких как колонны или балки, и/или расположения их на большем расстоянии друг от друга. Такие расширенные возможности позволяют создавать новые художественно-конструкторские решения. Кроме того, с использованием композитной панели уменьшается количество необходимых строительных компонентов, что позволяет снизить затраты и сократить время строительства.
[0009] Другой особенностью настоящего изобретения является использование панельного компонента, имеющего боковые края с загнутыми вверх полками. Благодаря этому обеспечена возможность дополнительного усиления вертикального сцепления между панельными секциями и бетоном. Кроме того, указанные полки могут действовать в качестве стоек и тем самым увеличивать допустимую нагрузку композитной панели. Таким образом, в частности, ограничена вертикальная составляющая разности напряжений между панелью и бетоном под нагрузкой.
[0010] Другие отличительные характеристики и преимущества настоящего изобретения будут понятны специалистам после тщательного изучения ими подробного описания представленных ниже предпочтительных вариантов реализации настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0011] На Фиг.1А показан вид сверху панельных секций, содержащих бетонный компонент, согласно первому варианту реализации настоящего изобретения.
[0012] На Фиг.1В показан вид сверху панельных секций в комбинации с бетонным компонентом согласно первому варианту реализации.
[0013] На Фиг.2 показан вид с торца панельной секции согласно первому варианту реализации.
[0014] На Фиг.3А показан вид в перспективе смежных панельных секций согласно первому варианту реализации.
[0015] На Фиг.3В показан вид с торца смежных панельных секций, показанных на фиг.3А, согласно первому варианту реализации.
[0016] На Фиг.4А показан вид сверху панельных секций, содержащих бетонный компонент, согласно еще одному варианту реализации.
[0017] На Фиг.4В показан вид сверху панельных секций, содержащих бетонный компонент, согласно еще одному варианту реализации.
[0018] На Фиг.5 показан вид сверху смежных панельных секций согласно первому варианту реализации.
[0019] На Фиг.6А показано поперечное сечение смежных панельных секций по линии 6А-6А на фиг.5 согласно первому варианту реализации.
[0020] На Фиг.6В показано поперечное сечение смежных панельных секций по линии 6В-6В на фиг.5 согласно первому варианту реализации.
[0021] На Фиг.7А показан вид в перспективе смежных панельных секций согласно еще одному варианту реализации.
[0022] На Фиг.7В показан вид с торца смежных панельных секций, показанных на фиг.4А, согласно еще одному варианту реализации.
[0023] На Фиг.8А показан вид в перспективе смежных панельных секций согласно еще одному варианту реализации.
[0024] На Фиг.8В показан вид с торца смежных панельных секций, показанных на фиг.5А, согласно еще одному варианту реализации.
[0025] На Фиг.9 показан вид в перспективе смежных панельных секций согласно еще одному варианту реализации.
[0026] На Фиг.10 показан вид в перспективесмежных панельных секций согласно еще одному варианту реализации.
[0027] На Фиг.11 показан вид в перспективесмежных панельных секций согласно еще одному варианту реализации.
[0028] На Фиг.12 показан вид с торца смежных панельных секций согласно еще одному варианту реализации.
[0029] На Фиг.13 показан вид в перспективе смежных панельных секций согласно еще одному варианту реализации.
[0030] На Фиг.14 показан вид в перспективе смежных панельных секций согласно еще одному варианту реализации.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ
[0031] Как показано на фиг.1А-1В, настоящее изобретение относится к композитной панели 10, содержащей панельный компонент 12 и бетонный компонент 14. Компонент 12 может содержать первую панельную секцию 16 и вторую панельную секцию 18, которые сопряжены вдоль своих продольных осей. В зависимости от требуемой ширины композитной панели и размеров панельных секций могут быть применены дополнительные панельные секции. Применяемые панели могут быть изготовлены из металла, например из стали. Толщина стали зависит от конкретного назначения композитной панели. В общем смысле секция 16 и секция 18 содержат продольно проходящие выступающие ребра 50, как показано на фиг.2. Ребра 50 изображены лишь в дополнение к подробному описанию панельных секций; форма ребер 50 может варьироваться в зависимости от структурных особенностей и/или эстетических предпочтений. Согласно настоящему изобретению композитная панель 10 может быть выполнена различными способами, один из которых включает заливку бетона на месте после выравнивания, соединение секций 16, 18 и их прикрепление к такой конструкции в качестве несущего элемента.
[0032] В первом варианте реализации секция 16 содержит первую верхнюю поверхность 20, соединенную с первой боковой стенкой 22 и первым боковым краем 24, который находится в плоскости, приблизительно параллельной плоскости поверхности 20, и который оснащен первой загнутой вверх полкой 26, имеющей первое отверстие 28. Секция 18, примерно идентичная секции 16, содержит вторую верхнюю поверхность 30, соединенную со второй боковой стенкой 32 и вторым боковым краем 34, который находится в плоскости, приблизительно параллельной плоскости поверхности 30, и который оснащен второй загнутой вверх полкой 36, имеющей второе отверстие 38 и примыкающей к полке 26. Бетонный компонент содержит слой 40 бетона, уложенный на секции 16, 18 и окружающий указанные секции и их полки 26, 36.
[0033] Как указано выше, отличительной особенностью настоящего изобретения является применение панельных секций, боковые края которых оснащены полками, имеющими отверстие или отверстия. Эти отверстия выполнены с возможностью взаимодействия с боковыми краями для достижения улучшенного композитного взаимодействия между секциями 16, 18 и бетоном. В первом варианте реализации, например, при добавлении компонента 14 бетона в секции 16, 18 отверстия 28, 38 могут сформировать как вертикальное, так и горизонтальное сцепление с бетоном 40 относительно ориентации панелей. В частности, полки выполнены с возможностью равномерного и почти непрерывного распределения взаимодействия нагрузок, что способствует минимизации риска такого общего для многих композитных панелей явления, как проскальзывание концов. Кроме того, когда полки залиты бетоном 40 и тем самым усилена жесткость панели в месте взаимодействия, эта характеристика обеспечивает сопротивляемость панели этому напряжению почти до предела допустимой нагрузки.
[0034] Улучшенная совместимость панели и бетона расширяет возможности применения строительных конструкций, использующих композитную панель 10. Благодаря использованию композитной панели 10, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, становится возможно перекрытие композитной панелью более длинных и широких пролетов. Кроме того, прочность, обеспеченная предлагаемой композитной панелью 10, обеспечивает возможность устранения некоторых компонентов строительных конструкций, таких как колонны или балки, и/или расположения их на большем расстоянии друг от друга. Такие расширенные возможности позволяют создавать новые художественно-конструкторские решения. Кроме того, с использованием композитной панели уменьшается количество необходимых строительных компонентов, что позволяет снизить затраты и сократить время строительства.
[0035] Другой особенностью настоящего изобретения является использование панельного компонента, имеющего боковые края с загнутыми вверх полками. Благодаря этому обеспечена возможность дополнительного усиления вертикального сцепления между панельными секциями и бетоном. Кроме того, указанные полки могут действовать в качестве стоек и тем самым увеличивать допустимую нагрузку композитной панели 10. Благодаря этому, например, может быть ограничена вертикальная составляющая разности напряжений между панелью и бетоном под нагрузкой.
[0036] Формы и размеры полок 26, 36, а также отверстий, расположенных вдоль этих полок, могут варьироваться. В первом варианте реализации, показанном на фиг.3А-3В, полки 26, 36 могут быть примерно перпендикулярными первому и второму боковым краям 24, 34 секций 16, 18. Как, видно из последующих чертежей, полки 26, 36 могут иметь в целом Г-образную форму, причем первый и второй базовые элементы 29, 39 соединены с первой и второй выступающими кромками 27, 37 соответственно и могут проходить продольно вдоль секций 16, 18. Плоскость первой и второй кромок 27, 37 приблизительно параллельна плоскости первого и второго боковых краев 24, 34. Кроме того, угол А между первой полкой 26 и первым боковым краем 24 примерно равен 90°, а угол В между второй полкой 36 и вторым боковым краем примерно равен 90°. Размеры полки 36 могут быть достаточными для того, чтобы она могла быть наложена на полку 26 так, чтобы эти полки примыкали друг к другу. При формировании композитной панели секции 16, 18 выравнивают таким образом, чтобы полки 26, 36 примыкали друг к другу или оказались вставленными друг в друга.
[0037] В зависимости от назначения композитной панели 10, каждая панельная секция может содержать полку, расположенную вдоль одного ее бокового края или вдоль обоих ее боковых краев. В случае, если панельная секция применена в качестве центральной секции, а с обеих ее сторон расположены смежные панельные секции, она может содержать полку, проходящую вдоль обоих ее боковых краев, как показано на фиг.2. Кроме того, если полки имеют форму согласно первому варианту реализации, то панельная секция имеет гнездовую полку 51, расположенную вдоль одного ее бокового края, и накладную полку 53, расположенную вдоль ее противоположного бокового края.
[0038] Полки 26, 36 Г-образной формы могут содержать отверстие. Как показано на чертеже, каждая из полок содержит отверстия 28, 38. Отверстиями, в частности, могут служить вырезы, имеющие примерно прямоугольную форму и расположенные вдоль кромок 27, 37 полок. Если и первая, и вторая полки 26, 36 содержат отверстия, то указанные отверстия 28, 38 могут иметь примерно одинаковые размеры и могут быть расположены приблизительно в одном и том же месте, в результате чего при совмещении полки 26 и полки 36 отверстия 28, 38 совпадают. Использованный здесь термин "совпадающие отверстия" относится к отверстиям, имеющим примерно одинаковые форму и размеры и расположенным примерно в одних и тех же местах вдоль примыкающих друг к другу первой и второй полок. В другом варианте реализации может быть использовано одно отверстие, расположенное вдоль одной из кромок 27, 37 полок или обоих этих кромок, а также вдоль одного из базовых элементов 29, 39 или обоих этих элементов, или может быть использован ряд отверстий, расположенных вдоль одной из полок 26, 36 или вдоль обеих этих полок, а также одного из базовых элементов 29, 39 или обоих этих элементов.
[0039] Настоящим изобретением предусмотрены варианты реализации. Эти варианты показаны на фиг.4А-14. В первом варианте реализации, показанном в комбинации с бетонным компонентом на фиг.4А-4В, и подробно показанном на фиг.5А-6В, полки 26, 36 могут быть примерно перпендикулярны первому и второму боковым краям 24, 34 секций 16, 18. Как видно из последующих чертежей, полки 26, 36 могут в общем иметь форму буквы Г, в которой первый и второй базовые элементы 29', 39' соответственно соединены с первой и второй выступающими кромками 27', 37' и могут проходить продольно вдоль секций 16, 18. В частности, полка 26 может содержать первый и второй вырезы 28', а полка 36 может содержать третий и четвертый вырезы 38" соответственно. Между вырезами 28', 38' полки 26, 36 содержат первый сгиб 21 и второй сгиб 23 соответственно, выполненные вдоль продольных краев. Как показано на чертеже, второй сгиб 23 наложен на первый сгиб 21, так что указанные сгибы оказываются вставленными друг в друга. Плоскость первой и второй кромок 27', 37' приблизительно параллельна плоскости первого и второго боковых краев 24, 34. Кроме того, угол А между полкой 26 и первым боковым краем 24 примерно равен 90°, а угол В между полкой 36 и вторым боковым краем примерно равен 90°. Размеры полки 36 может быть достаточными для того, чтобы она могла быть наложена на полку 26 так, чтобы эти полки примыкали друг к другу. При формировании композитной панели секции 16, 18 выравнивают таким образом, чтобы полки 26, 36 примыкали друг к другу или оказались вставленными друг в друга.
[0040] Еще в одном варианте реализации, показанном на фиг.7А-7В, полки 26, 36 отличаются по форме от полок первого варианта реализации тем, что полки 26, 36 расположены под разными углами по отношению к боковым краям 24, 34. В частности, угол А между полкой 26 и краем 24 примерно больше 90°, а угол В между полкой 36 и краем 34 примерно меньше 90°. Кроме того, поскольку углы расположения полок различны, плоскости первой и второй кромок 27, 37 уже не являются параллельными плоскости первого и второго боковых краев 24, 34, а составляют некоторый угол с плоскостью первого и второго боковых краев 24, 34. В другом варианте реализации вдоль одной или обоих из первой и второй кромок 27, 37 полок, а также вдоль одного из элементов 29, 39 или обоих этих элементов расположено отверстие или вдоль одной из полок 26, 36 или обоих этих полок, а также вдоль одного из элементов 29, 39 или обоих этих элементов расположены отверстия.
[0041] На фиг.8А-8В показан еще один вариант реализации. Как показано на чертежах, согласно этому варианту реализации полки 26, 36 отличаются от полок варианта реализации, показанного на фиг.7А-7В тем, что отверстия 28, 38 являются не вырезами вдоль кромок 27, 37 полок, а отверстиями в кромках 27, 37 полок, которые могут иметь округлую форму. Кроме того, угол А между полкой 26 и первым боковым краем 24 примерно больше 90°, а угол В между полкой 36 и вторым боковым краем примерно меньше 90°. В другом варианте реализации вдоль одной из кромок 27, 37 полок или обоих этих кромок, а также вдоль одного из базовых элементов 29, 39 или обоих этих элементов расположено отверстие, или вдоль одной из полок 26, 36 или обоих этих полок, а также вдоль одного из базовых элементов 29, 39 или обоих этих элементов расположены отверстия.
[0042] На фиг.9 показан еще один вариант реализации. Как показано на чертеже, полки 26, 36 отличаются от полок варианта реализации, показанного на фиг.8А-8В, тем, что отверстия 28, 38 могут иметь прямоугольную форму. В другом варианте реализации вдоль одной или обоих из первой и второй кромок 27, 37 полок, а также вдоль одного из элементов 29, 39 или обоих этих элементов расположено отверстие, или вдоль одной из полок 26, 36 или обоих этих полок, а также вдоль одного из элементов 29, 39 или обоих этих элементов расположены отверстия.
[0043] На фиг.10 показан еще один вариант реализации, который отличается от вышеописанного варианта реализации тем, что полки 26, 36 не содержат первой и второй кромок 27, 37 вдоль своих соответствующих верхних краев. Соответственно, в этом случае полка 34 не наложена на полку 24, а каждая полка в общем загнута вверх под углом примерно 90°, как показано на фиг.12. Кроме того, отверстия 28, 38 могут быть расположены вдоль элементов, которые упомянуты выше как базовые элементы 29, 39. В частности, отверстия могут иметь прямоугольную форму. В другом варианте реализации вдоль одного из элементов 29, 39 или обоих этих элементов расположено одно отверстие, или вдоль одного из элементов 29, 39 или обоих этих элементов расположены отверстия.
[0044] На фиг.11 и 13 показаны варианты реализации, аналогичные варианту реализации, показанному на фиг.10. В частности, полки 26, 36, показанные на фиг.11, аналогичны полкам, описанным выше и показанным на фиг.10, за исключением отверстий 28, 38, которые являются вырезами, расположенными вдоль соответствующих верхних продольных краев полок 26, 36. Кроме того, согласно этому варианту реализации расположение отверстий 28 в полке 26 не обязательно совпадает с расположением отверстий 38 в полке 36. Как показано на фиг.11, отверстие 38 закрыто полкой 26. На фиг.13 показаны полки 26, 36, аналогичные описанным выше и показанным на фиг.10, за исключением того, что отверстия 28, 38 имеют округлую форму.
[0045] Выше описаны и показаны конкретные формы и позиции отверстий 28, 38, однако указанные отверстия могут иметь любую геометрическую форму и могут быть расположены в любом месте вдоль полок 26, 36. Кроме того, частота расположения отверстий вдоль полок также может быть различной. Например, полки 26, 36 могут быть перфорированы узором 70 в горошек, как показано на фиг.11. Кроме того, панельная секция, показанная на фиг.2, может содержать полки согласно любому из вышеописанных альтернативных вариантов реализации и не обязательно должна содержать гнездовую и накладную полки.
[0046] Для специалиста в области композитных панелей очевидно, что любой из вышеописанных предпочтительных вариантов реализации может подлежать различным модификациям без отступления от концепции и сущности настоящего изобретения.