САМОНЕСУЩИЙ КОНСТРУКЦИОННЫЙ ЭЛЕМЕНТ, ИЗГОТОВЛЕННЫЙ ИЗ ВСПЕНЕННОГО ПЛАСТИКА, В ЧАСТНОСТИ, ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛОВ ЗДАНИЙ, И КОНСТРУКЦИЯ ПОЛА, СОДЕРЖАЩАЯ ТАКОЙ ЭЛЕМЕНТ
SELF-SUPPORTED CONSTRUCTIONAL ELEMENT MADE OF FOAMED PLASTIC, FOR MANUFACTURING OF FLOORS IN BUILDINGS IN PARTICULAR AND FLOOR DESIGN CONTAINING SUCH ELEMENT

Область техники, к которой относится изобретение
В широком смысле настоящее изобретение относится к самонесущему строительному элементу, изготовленному из вспененного пластика и, в особенности, предназначенному для изготовления любых перекрытий зданий.
Более конкретно, настоящее изобретение относится к самонесущему строительному элементу, содержащему:
a) продолговатое тело, изготовленное из вспененного пластика, по существу, имеющее форму параллелепипеда с соответствующими нижней и верхней противолежащими сторонами;
b) по меньшей мере, один армирующий профиль, проходящий через указанное тело между указанными сторонами.
В нижеследующем описании и прилагаемых пунктах формулы термин "самонесущий строительный элемент" использован для обозначения строительного элемента, имеющего такие механические характеристики, которые позволяют ему выдерживать без пластической деформации нагрузки, возникающие при его транспортировке и монтаже.
Уровень техники
Как известно, в области строительной промышленности, вообще говоря, давно широко распространено использование строительных элементов, изготовленных из вспененного пластика, предпочтительно пенополистирола, в форме плит или профилей подходящей формы и размера, выполняющих функцию тепло- и звукоизоляции.
Также известно, для того, чтобы придать таким самонесущим строительным элементам надлежащие самонесущие характеристики, необходимо включить в массу вспененного пластика один или более армирующих профилей подходящей формы.
Так, например, Европейский патент ЕР 0459924 описывает самонесущий строительный элемент, изготовленный из вспененного пластика, в частности элемент перекрытия, содержащий центральное тело по существу в форме параллелепипеда, внутрь которого во время операций формования интегрируется армирующий профиль, состоящий из l-образного тонкого листа (тонкого двутавра).
Хотя, с одной стороны, строительные элементы такого типа имеют небольшой вес, сравнительную легкость монтажа и низкую стоимость, их распространение в области строительства и широта их применения до сих пор сдерживаются плохой огнестойкостью, которую они проявляют в случае пожара.
Фактически, в случае пожара вспененный пластик (пенопласт) быстро сморщивается и образует бесформенную массу уменьшенного объема с последующим отделением вставленного в нее армирующего профиля (профилей) и, возможно, таких облицовочных и отделочных элементов, как один или более слоев гипсовых или гипсокартонных панелей, присоединенных к нижней стороне продолговатого тела, изготовленного из вспененного пластика, или к армирующему профилю.
Раскрытие изобретения
Таким образом, технической задачей настоящего изобретения является создание самонесущего строительного элемента, изготовленного из вспененного пластика, который позволил бы преодолеть отмеченные выше недостатки, свойственные известным из уровня техники решениям.
В соответствии с изобретением эта задача решается строительным элементом вышеуказанного типа, отличающимся тем, что продолговатое тело, изготовленное из вспененного пластика, имеет, по меньшей мере, один канал, открытый с верхней стороны для приема бетонной отливки, причем, по меньшей мере, один армирующий профиль проходит, по меньшей мере, частично в указанный, по меньшей мере, один канал.
Предпочтительно, чтобы строительный элемент согласно изобретению одновременно имел достаточные самонесущие характеристики, которые придаются ему армирующим профилем, проходящим в массу вспененного пластика, и достаточные характеристики огнестойкости в случае пожара, благодаря наличию вышеуказанного, по меньшей мере, одного канала, открытого с верхней стороны, что позволяет заанкеровать армирующий профиль и, возможно, прикрепленные к нему облицовочные элементы к бетонному слою, например, к плите перекрытия, устроенного над строительным элементом.
В первом предпочтительном варианте осуществления изобретения продолговатое тело строительного элемента, изготовленное из вспененного пластика, содержит множество каналов, отстоящих друг от друга и выровненных относительно друг друга по одной линии на указанном, по меньшей мере, одном армирующем профиле в направлении, по существу параллельном продольной оси указанного тела.
Таким образом, предпочтительно иметь достаточное количество точек анкеровки армирующего профиля к бетонной отливке, достигая при этом оптимального тепло- и звукоизолирующего эффекта.
В альтернативном предпочтительном варианте осуществления вышеупомянутый, по меньшей мере, один канал проходит в продольном направлении в продолговатом теле, изготовленном из вспененного пластика, по существу параллельно его продольной оси на вышеупомянутом, по меньшей мере, одном армирующем профиле.
Во втором предпочтительном варианте осуществления изобретения вышеупомянутый, по меньшей мере, один канал проходит в продолговатом теле, изготовленном из вспененного пластика, в поперечном направлении между его противолежащими сторонами.
В рамках этого предпочтительного варианта осуществления строительный элемент изобретения может дополнительно содержать, по меньшей мере, одну металлическую арматурную конструкцию отливки, помещенную в вышеупомянутый, по меньшей мере, один поперечный канал.
Благодаря такому сочетанию свойств можно увеличить характеристики несущей способности конструкции перекрытия, которое может быть изготовлено с устроенными таким образом строительными элементами, уменьшая при этом число опорных балок.
Как вариант, можно уменьшить общую толщину конструкции перекрытия, которое может быть изготовлено с устроенным таким образом строительным элементом при сохранении тех же характеристик несущей способности.
Такой строительный элемент, помимо этого, приобретает преимущественные свойства широты использования, которые позволяют его эксплуатацию в самых разнообразных вариантах применения, например в комбинации с вышеупомянутым множеством каналов, выровненных относительно друг друга по одной линии в продольном направлении продолговатого тела, изготовленного из вспененного пластика, или же в комбинации с одним каналом, проходящим в продольном направлении в самом продолговатом теле.
Если в армирующем профиле имеются отверстия, то арматурная металлическая конструкция отливки, заключенная в вышеупомянутом, по меньшей мере, одном поперечном канале, способна, кроме того, выполнять дополнительную функцию удержания армирующего профиля и связанного с ним строительного элемента во время монтажа конструкции перекрытия и операций по бетонированию бетонной отливки.
Предпочтительно, чтобы вышеупомянутый, по меньшей мере, один армирующий профиль имел противоположные свободные концы, выступающие от противоположных по продольному направлению сторон продолговатого тела, изготовленного из вспененного пластика.
Таким образом, можно положить строительный элемент на такие несущие конструкции возводимого здания, как несущие балки или несущие стены.
В особо предпочтительном варианте осуществления изобретения вышеупомянутый, по меньшей мере, один армирующий профиль имеет, по меньшей мере, один нижний участок, проходящий по существу параллельно нижней стороне продолговатого тела, изготовленного из вспененного пластика.
Предпочтительно этот нижний участок образует средства поддержки для анкерования подходящего облицовочного элемента нижней стороны продолговатого тела, изготовленного из вспененного материала, к армирующему профилю, а следовательно, к бетонной отливке.
В этом варианте осуществления вышеупомянутые облицовочные элементы могут быть предпочтительно прикреплены к нижнему участку армирующего профиля любым обычным хорошо известным способом, например с помощью шурупов подходящей длины.
Предпочтительно, вышеупомянутый, по меньшей мере, один армирующий профиль изготовлен из металла и предпочтительно имеет форму буквы L (уголок), С, Z, перевернутой буквы Т (тавр) или буквы I (двутавр).
Предпочтительно эти формы позволяют получить армирующий профиль, имеющий надлежащее сочетание малого веса, уменьшенной толщины, достаточных характеристик механической прочности, а также форму, обеспечивающую конструктивный элемент (вышеупомянутый участок, проходящий по существу параллельно нижней стороне продолговатого тела), к которому можно прикрепить подходящий облицовочные элемент из вспененного пластика.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения армирующий профиль проходит в продольном направлении в продолговатом теле строительного элемента по существу по всей его длине.
В рамках предпочтительных вариантов осуществления вышеупомянутого армирующего профиля последний имеет центральный участок и, по меньшей мере, одну полку, проходящую от нижнего конца центрального участка армирующего профиля.
В этом предпочтительном варианте осуществления нижний участок армирующего профиля, проходящий по существу параллельно нижней стороне продолговатого тела, изготовленного из вспененного пластика, образован, таким образом, вышеупомянутой нижней полкой.
Участки армирующих профилей заранее установленной длины могут быть получены при использовании обычных хорошо известных операций гибки и резки, начиная с металлического листа, имеющего высоту в диапазоне между приблизительно 100 мм и приблизительно 300 мм, еще более предпочтительно в диапазоне между приблизительно 120 мм и приблизительно 250 мм и толщину в диапазоне между приблизительно 0,4 мм и приблизительно 1,2 мм, еще более предпочтительно в диапазоне между приблизительно 0,5 мм и приблизительно 0,8 мм.
В настоящем описании и последующих пунктах формулы, за исключением явно обозначенных случаев, все числа, выражающие величины, количества, проценты и так далее, нужно понимать, как изменяемые в каждом отдельном случае термином "приблизительно". 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.
Предпочтительно, чтобы центральный участок армирующего профиля имел после гибки высоту в диапазоне между приблизительно 60 мм и приблизительно 285 мм, при этом нижняя полка профиля имеет длину в диапазоне между приблизительно 15 мм и приблизительно 40 мм, еще более предпочтительно в диапазоне между приблизительно 30 мм и приблизительно 37 мм.
Предпочтительно, чтобы нижняя полка армирующего профиля имела первый прямолинейный участок, по существу перпендикулярный центральному участку профиля, и концевой участок, образующий с первым участком профиля угол (α) в диапазоне между приблизительно 80° и приблизительно 90°, а еще более предпочтительно, равный приблизительно 90°.
Испытания, проведенные заявителем, показали, что такая конфигурация полки способствует возрастанию характеристик сопротивления изгибающим нагрузкам, действующим в поперечном направлении, например таким нагрузкам, которые создаются в процессе заливки бетонной отливки или во время операций по установке строительного элемента.
В рамках этого предпочтительного варианта осуществления первый прямолинейный участок указанной полки, по существу перпендикулярной центральному участку армирующего профиля, имеет длину предпочтительно в диапазоне между приблизительно 12 мм и приблизительно 18 мм, тогда как остальной концевой ее участок согнут таким образом, что он образует с первым участком угол, равный приблизительно 90°, т.е. согнут так, что он по существу параллелен центральному участку армирующего профиля.
В предпочтительном варианте осуществления нижний участок вышеупомянутого, по меньшей мере, одного армирующего профиля проходит заподлицо с нижней стороной продолговатого тела, изготовленного из вспененного пластика.
В этом случае конструктивный элемент, который позволяет закрепить облицовочный элемент, легко заметен сразу же после монтажа конструкции перекрытия, содержащего строительные элементы по изобретению, что создает преимущество при выполнении операций по крепежу указанного облицовочного элемента.
В альтернативном предпочтительном варианте осуществления нижний участок вышеупомянутого, по меньшей мере, одного армирующего профиля полностью заделан в массу вспененного пластика и расположен на предварительно заданном расстоянии от нижней стороны продолговатого тела, изготовленного из вспененного пластика.
В этом случае строительный элемент по изобретению приобретает улучшенные характеристики эксплуатационной адаптируемости, поскольку он может быть использован сам по себе или вместе с отделочным и облицовочным элементом, образованным слоем гипса, нанесенным набрызгиванием непосредственно на нижнюю поверхность вспененного пластика продолговатого тела, а также вместе с более сложными облицовочными элементами, прикрепленными к нижнему участку армирующего профиля, с использованием крепежных элементов подходящей длины, например таких, как шурупы.
В предпочтительном варианте осуществления продолговатое тело, изготовленное из вспененного пластика, имеет, по меньшей мере, одно продольное гнездо подходящей формы для размещения (предпочтительно с подгонкой сопряжения) вышеупомянутого, по меньшей мере, одного армирующего профиля.
Предпочтительно, чтобы такое продольное гнездо было сформировано в продолговатом теле, изготовленном из вспененного пластика, в процессе тех операций изготовления последнего, которые обычно обеспечивают формовку продолговатого тела хорошо известными методами. Как вариант, продольное гнездо может быть сформировано в продолговатом теле, изготовленном из вспененного пластика, после его изготовления с использованием подходящего режущего устройства, например резака с режущим органом в виде нагретой проволоки.
Таким образом, в рамках этого предпочтительного варианта осуществления армирующий профиль может быть отдельно изготовлен и вставлен скользящим образом либо защелкнут в соответствующем продольном гнезде, сформированном в продолговатом теле, изготовленном из вспененного пластика.
Предпочтительно, чтобы вышеупомянутый, по меньшей мере, один армирующий профиль, имел на верхней стороне продольную выступающую часть, которая преимущественно позволяет увеличить характеристики сопротивления сочетанию изгибающих и сжимающих напряжений армирующего профиля.
Если предусмотрено вышеупомянутое продольное гнездо для размещения армирующего профиля, то и продольная выступающая часть выполнена с возможностью взаимодействия в упоре с соответствующим продольным выступом, сформированным в гнезде.
Таким способом продольная выступающая часть облегчает защелкивающее зацепление армирующего профиля в его посадочном гнезде.
Преимуществом такого выполнения является то, что указанная продольная выступающая часть во время операций по транспортировке и/или монтажу строительного элемента способна за счет упорного взаимодействия с продольным выступом, сформированным в посадочном гнезде армирующего профиля, эффективно удерживать армирующий профиль на месте.
Предпочтительно, чтобы вышеупомянутая продольная выступающая часть была по существу образована отогнутым (фальцевым) участком указанного, по меньшей мере, одного армирующего профиля. Такой фальцевый участок может быть образован краем армирующего профиля, отогнутого в обратную сторону от одного до трех раз.
Таким способом, а также благодаря характеристикам упругости материала армирующего профиля (предпочтительно изготавливаемого из металла), можно получить нечто вроде "эффекта пружины", который дополнительно улучшает действие защелкивающего зацепления армирующего профиля в его посадочном гнезде.
В рамках этого предпочтительного варианта осуществления вышеупомянутый, по меньшей мере, один армирующий профиль может быть дополнительно связан посредством его приклеивания к продолговатому телу, изготовленному из вспененного пластика.
В этом случае предпочтительно наносить подходящий клей, например полиуретановый клей, в выбранных точках или в виде слоя, по меньшей мере, на один участок армирующего профиля, намеченный для создания контакта с продолговатым телом, изготовленным из вспененного пластика, например в его центральной части.
В альтернативном предпочтительном варианте осуществления вышеупомянутый, по меньшей мере, один армирующий профиль интегрирован во вспененный пластик продолговатого тела.
В этом случае предпочтительно осуществить такую заделку на этапе формовки самого продолговатого тела, например, в соответствии со стадиями процесса, описанными в Европейском патенте ЕР 0 732 733 заявителя.
В предпочтительном варианте осуществления строительный элемент содержит пару армирующих профилей, проходящих в продольном направлении в продолговатом теле с противоположных сторон от продольной центральной плоскости указанного тела.
Благодаря такому размещению армирующих профилей можно получить одинаковые характеристики армирования продолговатого тела с противоположных сторон от вышеупомянутой центральной плоскости. Предпочтительно, чтобы армирующие профили были расположены в продолговатом теле симметрично по отношению к указанной плоскости, чтобы получить сбалансированное и симметричное армирующее действие.
В этом предпочтительном варианте осуществления армирующие профили вышеупомянутой пары предпочтительно разместить на предварительно заданном расстоянии друг от друга.
Таким образом, можно распределить подходящим способом армирующие профили внутри продолговатого тела, изготовленного из вспененного пластика, достигая следующих технических результатов: возможности однородного распределения создаваемого профилями армирующего действия; возможности равномерного распределения нагрузок, приложенных к армирующим профилям (в основном веса облицовочных элементов, прикрепленных к их нижнему участку), и, наконец, возможности размещения известным и воспроизводимым способом нижнего участка армирующих профилей с тем, чтобы знать его положение, даже когда такой нижний участок полностью заделан в массу вспененного пластика и поэтому невидим снаружи.
Предпочтительно, чтобы расстояние между продольными осями нижних участков армирующих профилей, измеренное в направлении, по существу перпендикулярном продольной оси продолговатого тела, изготовленного из вспененного пластика, находилось в диапазоне между приблизительно 250 мм и приблизительно 350 мм, и еще более предпочтительно было приблизительно равно 300 мм.
В предпочтительном варианте осуществления армирующий профиль (профили) предпочтительно имеет множество отверстий, образованных на его центральном участке.
Такие отверстия выполняют ряд полезных функций, а именно:
i) облегчают армирующий профиль;
ii) создают возможность еще более плотной интеграции армирующего профиля в массу вспененного пластика, если армирующий профиль заделан в продолговатое тело, изготовленное из вспененного пластика в ходе операций его изготовления; и
iii) создают возможность, как это указано выше, пропускания армирующей металлической конструкции через армирующий профиль в случае, если у продолговатого тела, изготовленного из вспененного пластика, имеется поперечный канал для приема бетонной отливки.
Если армирующий профиль интегрирован в продолговатое тело, изготовленное из вспененного пластика, во время операций по его изготовлению, то масса вспененного пластика проникает в армирующий профиль во время формовки. объединяясь в одно целое и надежно удерживая на месте армирующий профиль внутри продолговатого тела строительного элемента.
Такая плотная интеграция армирующего профиля в массу вспененного пластика, кроме того, предотвращает любую деформацию или изгиб в направлении, поперечном армирующему профилю, даже несмотря на то, что профиль по существу образован, как указано выше, довольно тонким металлическим листом.
Предпочтительно, чтобы вышеупомянутые отверстия имели общую площадь, составляющую от приблизительно 10% до приблизительно 40% общей площади армирующего профиля, где термин "общая площадь" армирующего профиля относится к площади полной боковой поверхности армирующего профиля, включая площадь его полки (полок), т.е. к площади полной боковой поверхности до образования полок и отверстий.
Еще более предпочтительно, чтобы отверстия, выполненные на центральном участке армирующего профиля, имели суммарную площадь в диапазоне между приблизительно 20% и приблизительно 30% общей площади армирующего профиля.
Согласно изобретению форма отверстий, которая может быть получена любым общеизвестным способом, например перфорацией, несущественна; в любом случае такая форма предпочтительно является круглой по очевидным причинам конструктивной простоты.
В этом случае отверстия имеют диаметр предпочтительно в диапазоне между приблизительно 15 мм и приблизительно 150 мм.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения отверстия расположены на центральном участке армирующего профиля вдоль центральной плоскости профиля по ряду, по существу проходящему через центральную плоскость центрального участка армирующего профиля.
В альтернативном предпочтительном варианте осуществления отверстия расположены на центральном участке армирующего профиля по трем параллельным рядам: первому центральному ряду круглых отверстий, имеющих больший диаметр и расположенных с постоянным шагом вдоль центральной плоскости центрального участка армирующего профиля, и по двум боковым рядам круглых отверстий, имеющих меньший диаметр и расположенных с постоянным шагом с противоположных сторон вышеупомянутого центрального ряда.
Предпочтительно, чтобы круглые отверстия боковых рядов имели параллельные оси и были расположены между двумя следующими друг за другом отверстиями центрального ряда, что станет более понятным в нижеследующем описании.
Преимущество заключается в том, что таким способом можно распределить так называемые "пустые" участки как можно более равномерно по всему центральному участку армирующего профиля, чтобы облегчить его конструкцию, не снижая механическую прочность, а также равномерно распределить контактную поверхность между армирующим профилем и вспененным пластиком.
Предпочтительно, чтобы шаг отверстий центрального ряда был равен шагу отверстий боковых рядов и находился в диапазоне между приблизительно 100 мм и приблизительно 300 мм.
Предпочтительно также, чтобы отверстия центрального ряда имели диаметр в диапазоне между приблизительно 50 мм и приблизительно 80 мм, а еще более предпочтительно были равны приблизительно 70 мм, тогда как отверстия боковых рядов имели диаметр в диапазоне между приблизительно 20 мм и приблизительно 40 мм, а еще более предпочтительно были равны приблизительно 30 мм.
В предпочтительном варианте осуществления строительный элемент имеет также, по меньшей мере, один облицовочный элемент, прикрепленный к нижней стороне продолговатого тела, изготовленного из вспененного пластика. Предпочтительно, чтобы облицовочный элемент образовывал элемент отделки нижней стороны продолговатого тела, изготовленного из вспененного пластика.
За счет этого можно придать желаемые характеристики поверхностной отделки и эстетики внешнего вида нижней стороне строительного элемента и конструкции перекрытия, изготавливаемой путем расположения множества таких строительных элементов бок о бок.
В предпочтительном варианте осуществления вышеупомянутый, по меньшей мере, один облицовочный элемент имеет обрешетку для удерживания, по меньшей мере, одного слоя подходящего облицовочного материала.
Предпочтительно, чтобы обрешетка имела структуру сетки с выступающими ребрами или без них, получаемую растяжением подходящим образом прорезанного металлического листа.
Предпочтительно, чтобы обрешетка для удерживания, по меньшей мере, одного облицовочного слоя представляла собой растянутую металлическую обрешетку, которой по существу придана форма сетки с ромбовидными ячейками, имеющими отношение длины ромба к его высоте как 2:1.
Предпочтительно, чтобы длина ромба варьировалась между приблизительно 20 мм и приблизительно 60 мм, а ширина ромба варьировалась между приблизительно 10 мм и приблизительно 30 мм.
В альтернативном предпочтительном варианте осуществления вышеупомянутый, по меньшей мере, один облицовочный элемент может иметь листовой элемент из подходящего материала, например из металла или пластика, который может быть использован как отделочный элемент или же как элемент для удерживания слоя подходящего отделочного материала.
В вышеупомянутом предпочтительном варианте осуществления обрешетка или листовой элемент имеют толщину в диапазоне между приблизительно 0,4 мм и приблизительно 1,0 мм, еще более предпочтительно, в диапазоне между приблизительно 0,4 мм и приблизительно 0,8 мм.
Предпочтительно, чтобы обрешетка или листовой элемент имели противоположные боковые участки, размещенные в соответствующих продольных посадочных канавках, выполненных на противоположных сторонах продолговатого тела, изготовленного из вспененного пластика.
Таким образом, обрешетка или листовой элемент могут прочно удерживаться продолговатым телом, изготовленным из вспененного пластика, простым зажатием своих боковых участков в вышеупомянутых продольных канавках.
Эти боковые участки позволяют прочно заанкеровать обрешетку или листовой элемент к бетонной отливке, залитой в пространстве, образующемся между сторонами соседних строительных элементов.
Чтобы максимально увеличить характеристики огнестойкости строительного элемента, материал облицовочного слоя, связанного с обрешеткой или с листовым элементом, предпочтительно выбран из гипса, цемента или других материалов, имеющих огнезащитные и огнестойкие свойства, например, таких, как комбинации цемента и армирующих волокон из подходящего материала.
В предпочтительном варианте осуществления и с целью максимально возможного увеличения характеристик огнестойкости строительного элемента обрешетка или листовой элемент присоединены к нижнему участку, например к нижней полке вышеупомянутого, по меньшей мере, одного армирующего профиля.
Таким способом можно увеличить способность строительного элемента в отношении удерживания обрешетки или листового элемента, поскольку последние, в конечном счете, прочно связаны с бетонной отливкой посредством армирующего профиля и, возможно, посредством вышеупомянутых боковых участков.
В альтернативном предпочтительном варианте осуществления вышеупомянутый, по меньшей мере, один облицовочный элемент нижней стороны продолговатого тела, изготовленного из вспененного пластика, содержит жесткий облицовочный элемент.
Предпочтительно, чтобы этот жесткий облицовочный элемент был присоединен к нижнему участку, например к полке вышеупомянутого, по меньшей мере, одного армирующего элемента.
В этом случае также можно увеличить характеристики огнестойкости строительного элемента, поскольку жесткий облицовочный элемент прочно связан с бетонной отливкой посредством армирующего профиля.
Предпочтительно, чтобы вышеупомянутый жесткий облицовочный элемент представлял собой панель из гипсокартона, дерева, жесткого пластика или другого подходящего материала, выполняющего декоративную и/или конструктивную функцию.
В рамках предпочтительных вариантов осуществления, в которых облицовочный элемент для отделки поверхности надежно прикреплен к армирующему профилю, а следовательно, и к бетонной отливке, строительный элемент позволяет предотвратить любые процессы отделения наружных облицовочных элементов, даже при наличии возможного раннего "старения" поверхности пластикового материала, которое может возникнуть от источников тепла, пыли, дыма, испарений или агрессивных химических веществ, поступающих от источника, находящегося недалеко от самих строительных элементов.
В другом аспекте изобретение предлагает конструкцию перекрытия, содержащую множество композитных строительных элементов вышеописанного типа, лежащих на соответствующих опорных конструкциях здания, например на несущих стенах или балках, или каким-либо образом поддерживаемых этими конструкциями.
В случае, если конструкция перекрытия имеет длину, большую чем приблизительно 1,5-2 м, под перекрытием, изготавливаемым из строительных элементов, предпочтительно разместить соответствующие опорные элементы, так называемые "временные опоры", отстоящие друг от друга на надлежащее расстояние.
В предпочтительном варианте осуществления конструкция перекрытия по изобретению, кроме того, содержит, по меньшей мере, один облицовочный элемент, прикрепленный к нижней стороне продолговатого тела, изготовленного из вспененного пластика, строительного элемента.
Таким способом можно придать конструкции перекрытия надлежащие характеристики в отношении отделки. Если наружный облицовочный элемент надежно прикреплен к армирующему профилю строительного элемента, то, кроме того, можно дополнительно увеличить характеристики огнестойкости конструкции перекрытия.
Краткое описание чертежей
Дополнительные возможности и преимущества изобретения станут намного яснее из описания некоторых предпочтительных вариантов осуществления строительного элемента и перекрытия в соответствии с изобретением, приведенного ниже с целью иллюстрации, но не ограничения, со ссылкой на приложенные чертежи.
На чертежах:
- Фиг.1 показывает перспективный вид в частичном разрезе первого предпочтительного варианта осуществления строительного элемента и части перекрытия в соответствии с изобретением;
- Фиг.2 показывает разорванный перспективный вид в увеличенном масштабе некоторых деталей второго предпочтительного варианта осуществления строительного элемента в соответствии с изобретением;
- Фиг.3 показывает перспективный вид в увеличенном масштабе некоторых деталей строительного элемента по фиг.2;
- Фиг.4 показывает перспективный вид в частичном разрезе третьего предпочтительного варианта осуществления строительного элемента в соответствии с изобретением и части перекрытия, содержащего такой элемент.
Осуществление изобретения
Со ссылкой на фиг.1 самонесущий строительный элемент согласно первому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения в целом обозначен под номером 1.
В проиллюстрированном примере строительный элемент 1 представляет собой, так называемый, элемент перекрытия, который предназначен для изготовления перекрытий и состоит из продолговатого тела 2, по существу, имеющего форму параллелепипеда и изготовленного из вспененного пластика, например из пенополистирола, в котором имеется множество параллельных, продольно ориентированных каналов 3.
Строительный элемент 1 имеет также пару приливов 4, 5 проходящих по бокам в продольном направлении на противоположных сторонах продолговатого тела 2.
Предпочтительно, чтобы приливы 4, 5 имели по бокам гребень 6 и, соответственно, паз 7, которые имеют сопрягаемую форму и проходят по всей длине строительного элемента 1.
Таким образом, множество строительных элементов 1, расположенных бок о бок, могут прочно прикрепляться друг к другу с помощью, по существу, стыкового сопряжения, так что они образуют перекрытие 30, часть которого проиллюстрирована на фиг.1.
Продолговатое тело 2 строительного элемента 1 имеет соответственно нижнюю и верхнюю противоположные стороны 8, 9 и две противоположные стороны 10, 11, от которых отходят вышеупомянутые приливы 4, 5.
Строительный элемент 1, кроме того, включает в себя, по меньшей мере, один продольный армирующий профиль, а предпочтительно, пару идентичных в конструктивном плане армирующих профилей 12, 13, которые проходят через продолговатое тело 2 между его противоположными сторонами 8, 9.
В этом первом предпочтительном варианте осуществления строительного элемента 1 армирующие профили 12, 13 интегрированы во вспененный пластик продолговатого тела 2 на этапе формовки продолговатого тела, например, в соответствии со стадиями обработки, описанными в Европейском патенте ЕР 0732733.
Предпочтительно, чтобы армирующие профили 12, 13 по отношению к продольной центральной плоскости Х-Х строительного элемента 1 были расположены зеркально.
Армирующие профили 12, 13 проходят в продольном направлении в продолговатом теле 2 строительного элемента 1, предпочтительно по существу по всей его длине между вышеупомянутыми верхней и нижней сторонами 8, 9 продолговатого тела 2.
В соответствии с изобретением продолговатое тело 2, изготовленное из вспененного пластика, имеет на своей верхней стороне, по меньшей мере, один канал, а предпочтительно множество каналов 14, отстоящим друг от друга и выровненных относительно друг друга по одной линии по существу параллельно продольной оси продолговатого тела 2, на армирующих профилях 12, 13.
Каналы 14 открыты с верхней стороны для приема бетонной отливки 15, которая заливается также в пространства 32, образующиеся между сторонами 10, 11 соседних строительных элементов 1 после того, как они размещаются бок о бок с тем, чтобы сформировать перекрытие 30.
В проиллюстрированном предпочтительном варианте осуществления каналы 14, проходящие в продолговатом теле 2 по существу перпендикулярно его верхней стороне 9, образованы несквозными круглыми отверстиями, имеющими диаметр предпочтительно в диапазоне между приблизительно 30 мм и приблизительно 80 мм и глубину предпочтительно в диапазоне между приблизительно 80 мм и приблизительно 250 мм.
Предпочтительно, чтобы каналы 14 формировались в продолговатом теле 2, изготовленном из вспененного пластика, на верхнем участке армирующих профилей 12, 13 и выравнивались вдоль направления, по существу совпадающего с направлением верхней концевой кромки 12с, 13с этих профилей.
Благодаря такому размещению каналов 14 армирующие профили 12, 13 проходят, по меньшей мере, частично в каналы 14 для их захватывания бетонной отливкой 15 с тем, чтобы армирующие профили крепко удерживались последней сразу же по окончании твердения бетона.
В этом предпочтительном варианте осуществления армирующие профили 12, 13 проходят в каналах 14 верхними концами своих соответствующих центральных участков 12а, 13а.
Предпочтительно, чтобы армирующие профили 12, 13 изготавливались из материала, имеющего подходящие конструктивные характеристики, например из холоднокатаной и предпочтительно оцинкованной стали, которой придана соответствующая форма и которая имеет толщину, например, в диапазоне между приблизительно 0,4 мм и приблизительно 0,8 мм.
В предпочтительном проиллюстрированном варианте осуществления армирующие профили 12, 13 имеют по существу форму буквы L и могут быть получены при использовании обычных хорошо известных операций гибки и резки, начиная с металлического листа, имеющего подходящую ширину и толщину.
По окончании выполнения этих операций армирующие профили 12,13 имеют вышеупомянутые центральные участки 12а, 13а и нижнюю полку или участок 12b, 13b, проходящий по существу перпендикулярно центральному участку профиля.
Предпочтительно, чтобы нижние полки или участки 12b, 13b армирующих профилей 12, 13 образовывали столько же нижних участков армирующих профилей, проходя по существу параллельно нижней стороне 8 продолговатого тела 2, изготовленного из вспененного пластика.
Таким образом, нижние полки или участки 12b, 13b образуют эффективные поддерживающие средства для анкерования облицовочного элемента нижней стороны 8 продолговатого тела 2, изготовленного из вспененного материала, к армирующим профилям 12, 13 и, следовательно, к бетонной отливке 15.
В этом варианте осуществления вышеупомянутый облицовочный злемент может быть образован обрешеткой 16 для крепления, по меньшей мере, одного слоя 17 подходящего материала, например гипса.
Обрешетка 16 может быть прикреплена к нижнему участку армирующих профилей 12, 13 с использованием обычных, хорошо известных способов, например путем приваривания обрешетки к их нижним полкам или участкам 12b, 13b с помощью электрической сварки.
Как видно из фиг.1, полки или участки 12b, 13b проходят по существу заподлицо с нижней стороной 8 продолговатого тела 2 строительного элемента 1 и по существу ей параллельны.
Предпочтительно, чтобы обрешетка 16 была подходящим образом сложена на своих противоположных боковых сторонах таким образом, чтобы накрыть боковые приливы 4, 5, и имела концевой боковой участок 16а, проходящий вдоль по существу вертикального направления и частично заподлицо с противоположными сторонами 10, 11 продолговатого тела 2.
Как вариант, обрешетка 16 может иметь первый наклонный участок 16b (проиллюстрированный на фиг.1 штрихпунктирной линией), полностью заделанный в боковые приливы 4, 5, а также вышеупомянутый концевой участок 16а.
Предпочтительно, чтобы полная заделка участка 16b обрешетки в массу вспененного пластика предотвращала образование тепловых мостиков между нижней и верхней сторонами приливов 4 и 5 в перекрытии 30, изготавливаемом путем укладки бок о бок множества строительных элементов 1.
Противоположные концевые участки 16а обрешетки 16 размещены в канавках 18, 19, образованных в продольном направлении на сторонах 10, 11 продолговатого тела 2 над вышеупомянутыми приливами 4, 5, каковые канавки образуют столько же посадочных гнезд для концевых участков 16а.
Предпочтительно, чтобы последние обеспечивали дополнительную зону анкерования обрешетки 16 к бетонной отливке 15 в пространстве 32, образующемся между сторонами соседних строительных элементов 1.
Предпочтительно, чтобы обрешетка 16 представляла собой вытянутую металлическую обрешетку, получаемую из холоднокатаного или оцинкованного металлического листа, типа так называемого "зензимира" ("zenzimir"), приспособленного для приема бетона, извести или гипса и обладающего коррозионной стойкостью.
В предпочтительном варианте осуществления обрешетка 16 имеет толщину, равную приблизительно 0,5 мм, и представляет собой сетку с ромбовидными ячейками, имеющими отношение длины ромба к его высоте как 2:1.
Предпочтительно также, чтобы длина ромба равнялась 30 мм, тогда как его высота была равна приблизительно 15 мм.
Предпочтительно, чтобы нижняя полка или участок 12b, 13b армирующих профилей 12, 13 включал в себя первый прямолинейный участок, по существу перпендикулярный центральному участку 12а, 13а профиля, и концевой участок, образующий по отношению к первому участку полки угол, по существу равный приблизительно 90°.
В предпочтительном варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.1, армирующие профили 12, 13 расположены в продолговатом теле 2 на заранее определенном расстоянии друг от друга. Предпочтительно, чтобы расстояние d между центральными осями полок или участков 12b, 13b, измеренное вдоль направления, по существу перпендикулярного продольной оси продолговатого тела 2, было равно приблизительно 300 мм.
В проиллюстрированном предпочтительном варианте осуществления армирующие профили 12, 13 снабжены на верхней стороне соответствующими продольными выступающими частями 20, 21, которые позволяют увеличить характеристики сопротивления сочетанию изгибающих и сжимающих напряжений в самих профилях.
Предпочтительно, чтобы продольные выступающие части 20, 21 были по существу образованы верхними краями армирующих профилей 12, 13, дважды фальцованными (отогнутыми) назад.
В проиллюстрированном предпочтительном варианте осуществления армирующие профили 12, 13 имеют противоположные свободные концы, выступающие от противоположных по продольному направлению сторон продолговатого тела 2, изготовленного из вспененного пластика.
Таким образом можно положить строительный элемент 1 на такие несущие конструкции возводимого здания, как несущие балки или несущие стены.
Предпочтительно также, чтобы армирующие профили 12, 13 имели множество отверстий, предпочтительно круглой формы, полученных перфорированием и выполненных на центральном участке 12а, 13а профилей.
Вышеупомянутые отверстия располагаются на центральном участке 12а, 13а армирующих профилей 12, 13 по трем параллельным рядам: первому центральному ряду круглых отверстий 22, имеющих больший диаметр и расположенных с постоянным шагом вдоль центральной плоскости Z-Z центрального участка 12а, 13а армирующих профилей 12, 13, и по двум боковым рядам круглых отверстий 23, 24, имеющих меньший диаметр и расположенных с постоянным шагом на противоположных от вышеупомянутого центрального ряда сторонах.
Предпочтительно, чтобы круглые отверстия боковых рядов 23, 24 имели параллельные друг другу оси и были расположены между двумя следующими друг за другом отверстиями 22 центрального ряда, как это проиллюстрировано на фиг.1.
Предпочтительно, чтобы отверстия 22 имели диаметр, равный приблизительно 60 мм, тогда как отверстия 23 и 24 имели диаметр, равный приблизительно 30 мм, при этом шаг рядов отверстий 22-24 был равен приблизительно 100 мм.
Вышеупомянутые отверстия 22-24, таким образом, составляют перфорированный участок пустой зоны, равный приблизительно 30% общей площади армирующих профилей 12 и 13, при этом формулировка "общая площадь армирующих профилей" используется для обозначения площади полной боковой поверхности профилей (центрального участка и полок).
Отверстия 22-24 выполняют двоякую полезную функцию: во-первых, они уменьшают вес армирующих профилей 12, 13 и, во-вторых, обеспечивают еще более тесную интеграцию профилей в массу вспененного пластика.
Благодаря наличию отверстий 22-24 масса вспененного пластика фактически способна проникать в армирующие профили 12, 13 на этапе формовки, интегрируя и надежно удерживая на месте армирующие профили внутри продолговатого тела 2 строительного элемента 1.
Такая тесная интеграция армирующих профилей 12, 13 в массу вспененного пластика, помимо того, предотвращает любую деформацию или изгиб в направлении, поперечном армирующим профилям 12, 13, даже несмотря на то, что профили по существу образованы, как указано выше, довольно тонким металлическим листом.
Конструкция перекрытия 30, состоящая из строительных элементов вышеописанного типа, может быть получена при помощи хорошо известных операций, которые включают в себя укладку множества строительных элементов 1 бок о бок на соответствующие несущие конструкции здания, например несущие стены или балки, возможно, располагая при этом армирующую конструкцию в пространстве 32, образующемся между строительными элементами 1, а затем заливая бетон и на верхнюю часть собираемых таким образом строительных элементов 1, и между этими элементами.
В случае, если перекрытие имеет длину, большую чем приблизительно 1,5-2 м, под изготавливаемым перекрытием 30 предпочтительно расположить на соответствующих интервалах друг от друга подходящие опорные элементы, так называемые "временные опоры" с тем, чтобы предотвратить нежелательный изгиб строительных элементов 1 во время их заливки бетоном.
Предпочтительно, чтобы описанный выше строительный элемент 1 был способен одновременно достигать как достаточных самонесущих характеристик, придаваемых ему армирующими профилями 12, 13, интегрированными в массу вспененного пластика, так и достаточных характеристик огнестойкости в случае пожара, за счет наличия каналов 14, которые позволяют заанкеровать армирующие профили и прочно удерживаемую ими же обрешетку 16 к бетонной отливке 15, создаваемой над строительным элементом 1 и в пространствах 32, образованных между соседними строительными элементами.
В этом случае обрешетка 16 дополнительно анкеруется к бетонной отливке 15, созданной в пространстве 32 на противоположных концевых участках 16а обрешетки, размещаемых в канавках 18 и 19, которые образованы по бокам в продолговатом теле 2.
Более того, в свою очередь обрешетка 16 способна удерживать слой гипса 17 даже в случае полного или частичного сморщивания массы вспененного пластика, вызванного воздействием высокой температуры.
Фиг.2-4 схематично иллюстрируют дополнительные альтернативные варианты осуществления строительного элемента 1 в соответствии с настоящим изобретением.
В нижеследующем описании и на этих чертежах компоненты строительного элемента 1, в конструктивном и функциональном плане эквивалентные компонентам, проиллюстрированным в отношении предыдущего варианта осуществления, указаны с теми же ссылочными номерами и в дальнейшем описываться не будут.
В соответствии с вариантом осуществления изобретения, проиллюстрированным на фиг.2 и 3, на которых изображен только участок строительного элемента 1 с единственной целью - упростить настоящее описание, продолговатое тело 2, изготовленное из вспененного пластика, имеет, по меньшей мере, одно продольное гнездо надлежащей формы для размещения (предпочтительно, с подгонкой сопряжения) каждого армирующего профиля 12, 13.
В предпочтительном варианте осуществления, проиллюстрированном на этих чертежах, продолговатое тело 2, изготовленное из вспененного пластика, имеет пару продольных гнезд 25а, 25b для размещения центрального участка 12а, 13а и концевых участков нижних полок или участков 12b, 13b армирующих профилей 12, 13.
Предпочтительно, чтобы продольные гнезда 25а, 25b были образованы в продолговатом теле 2, изготовленном из вспененного пластика на этапе формовки последнего. Как вариант, продольные гнезда 25а, 25b могут быть сформированы в продолговатом теле 2 после его изготовления с использованием подходящего режущего устройства, например резака с режущим органом в виде нагретой проволоки.
Таким образом, в рамках этого предпочтительного варианта осуществления армирующие профили 12, 13 могут быть отдельно изготовлены и вставлены путем скольжения либо защелкивания в соответствующих продольных гнездах 25а, 25b.
В этом предпочтительном варианте осуществления продольные выступающие части 20, 21 способны взаимодействовать в упоре с соответствующим продольным выступом 26, сформированном в гнезде 25а.
Таким способом продольные выступающие части 20, 21 облегчают защелкиваемое зацепление армирующих профилей 12, 13 в своих посадочных гнездах и способны эффективно удерживать армирующий профиль на месте в процессе транспортировки и/или монтажа строительного элемента 1.
Более того, конфигурация отогнутого (фальцевого) края продольных выступов 20, 21 позволяет достигать некоего «эффекта пружины», который дополнительно улучшает действие защелкиваемого зацепления центрального участка 12а, 13а армирующих профилей 12, 13 в их посадочных гнездах 25а, 25b.
В рамках этого предпочтительного варианта осуществления, проиллюстрированного на фиг.2 и 3, армирующие профили 12, 13 могут дополнительно связываться посредством их приклеивания к продолговатому телу 2, изготовленному из вспененного пластика.
В этом случае предпочтительно наносить подходящий клей, например полиуретановый клей, в выбранных точках или в виде слоя, по меньшей мере, на одном участке, например на наружной стороне центрального участка 12а, 13а армирующих профилей 12, 13, намеченном для создания контакта с продолговатым телом 2, изготовленным из вспененного пластика.
Этот альтернативный вариант осуществления строительного элемента 1 по изобретению позволяет достигать как преимущественных технических результатов предыдущего варианта осуществления, так и таких дополнительных преимуществ, получаемых благодаря возможности внедрения армирующих профилей 12, 13 в продолговатое тело 2 после их изготовления, как, например, возможность использования менее сложного и менее дорогостоящего оборудования для формовки продолговатого тела 2 или же возможность составления строительного элемента 1 в любое удобное время.
В соответствии с вариантом осуществления изобретения, проиллюстрированном на фиг.4, строительный элемент 1 имеет, по меньшей мере, один канал, предпочтительно множество каналов 27, проходящих поперек продолговатого тела 2, изготовленного из вспененного пластика, между его сторонами 10, 11.
Фиг.4 дополнительно и более подробно иллюстрирует конструкцию перекрытия 30, включающую в себя множество расположенных рядом строительных элементов 1, соединенных друг с другом хорошо известным способом за счет стыкового сопряжения гребней 6 каждого строительного элемента с пазами 7 соседнего строительного элемента.
В этом предпочтительном варианте изобретения строительный элемент 1, кроме того, включает в себя, по меньшей мере, одну металлическую арматурную конструкцию, предпочтительно, множество металлических арматурных конструкций 28 бетонной отливки 15, заключенных в поперечных каналах 27.
Для целей изобретения металлические арматурные конструкции 28 могут иметь любую конфигурацию, подходящую для поставленной цели. Так, например, металлические арматурные конструкции 28 могут состоять из множества стержней 29, подходящим образом расположенных в каналах 27, или эти конструкции могут быть по существу образованы каркасами, известным образом включающими в себя пару продольных нижних стержней, присоединенных, по меньшей мере, к одному продольному верхнему стержню посредством множества боковых элементов жесткости, например таких, как металлические стержни.
Металлические арматурные конструкции 28, заключенные в поперечных каналах 27, предпочтительно проходят через отверстия 22-24, образованные на центральном участке 12а, 13а армирующих профилей 12, 13, и способны выполнять полезную функцию по удерживанию каждого строительного элемента 1 конструкции перекрытия 30 при выполнении операций по их укладке, а также во время операций по заливке бетонной отливки.
В этом варианте осуществления каждый строительный элемент 1 конструкции перекрытия 30 имеет жесткий облицовочный элемент 31, предназначенный для отделки поверхности, например гипсокартонную панель.
Облицовочные элементы 31 в виде панелей предпочтительно крепятся к нижним полкам или участкам 12b, 13b армирующих профилей 12, 13 обычным хорошо известным способом, например, с помощью шурупов подходящей длины (не показаны).
Этот альтернативный вариант осуществления строительного элемента 1 позволяет достичь как технических результатов, описанных выше в отношении предыдущих вариантов осуществления, которые проиллюстрированы на фиг.1-3, так и дополнительных преимуществ, приобретаемых благодаря наличию каналов 27 и арматурных металлических конструкций 28, а именно:
- возможность увеличения характеристик несущей способности конструкции перекрытия 30, которое может быть изготовлено со строительными элементами 1, уменьшая при этом число опорных балок;
- возможность увеличения общей толщины конструкции перекрытия 30, которое может быть изготовлено с описанными строительными элементами, с сохранением тех же характеристик несущей способности;
- возможность улучшения характеристик по широте применения строительных элементов 1, которые позволяют использовать их в самых разнообразных вариантах применения, например в комбинации с вышеупомянутым множеством каналов 14, отстоящих друг от друга и выровненных относительно друг друга по одной линии в продольном направлении продолговатого тела 2, изготовленного из вспененного пластика.
В зависимости от выбранного типа жесткого облицовочного элемента строительные элементы 1 могут также иметь преимущественные характеристики несущей способности, т.е. обладать способностью самостоятельно выдерживать любые приложенные к ним статические нагрузки.
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 под объем охраны, определяемый прилагаемой формулой.