ОДНОСТЕНЧАТАЯ БАЛКА ДЛЯ ПОДВЕСНОГО ПОТОЛКА
SINGLE-WALL BEAM FOR SUSPENDED CEILING

Область техники
Настоящее изобретение относится к балкам, образующим несущую решетку подвесного потолка. На таких балках закрепляются либо панели, укладываемые на полки балок, либо листы сухой штукатурки (гипсокартона), прикрепляемые к полкам балок снизу.
Уровень техники
Балки (несущие рейки), применяемые в несущих решетках (каркасах) подвесных потолков, в которых используются как панели, так и сухая штукатурка, хорошо известны. Такие балки, аналогичные для потолков обоих типов, формуются из металлической полосы протягиванием ее через ролики, при этом полоса складывается вдоль, образуя тавровую балку обратного профиля (с обращённой вверх стенкой), т.е. приобретая в сечении вид перевернутой буквы T.
Вертикальная нагрузка действует только на полки балок. Чтобы избежать скручивания и изгиба балки таврового сечения при воздействии подобных вертикальных нагрузок на полки в подвесных потолках, используются балки с симметричным поперечным сечением, поэтому нагрузка на балку действует в плоскости стенки (ребра). В известных конструкциях для этого используются двухслойные стенки, при этом полки консольно (в виде консоли) отходят от каждого слоя стенки и располагаются в горизонтальной плоскости напротив друг друга.
Делались попытки использовать балки с однослойной стенкой (одностенчатые) для экономии металла. В балке с однослойной стенкой от стенки консольно отходит только одна полка, а противоположная полка консольно отходит уже от первой полки. При вертикальной нагрузке на обе полки такая балка оказывается несбалансированной и подвержена скручиванию и изгибу, поскольку нагружена не в плоскости стенки.
В US 31528, включенном в настоящее описание посредством ссылки, проблема однослойных стенок обсуждается со ссылкой на фиг.7 патента.
В US 4520609 делаются попытки достигнуть баланса поперечного сечения балки с однослойной стенкой, добавляя материал сверху и снизу балки по противоположным сторонам стенки.
В US 4713919 раскрывается балка, имеющая стенку с полным первым слоем и частью второго слоя.
В US 5979055, включенном в настоящее описание посредством ссылки, балка соединяется со стенкой, частично образованной одним слоем.
Подобные известные балки, стенки которых полностью или частично выполнены однослойными, не сбалансированы и не обладают требуемой для заданной нагрузки прочностью и жесткостью, если для их изготовления не использовалось больше материала, и материал этот не был более тяжелым, чем в балке с двухслойной стенкой. Это мешает использовать балку с однослойной стенкой, несмотря на ожидаемую экономию металла при изготовлении балки. Практически все балки для подвесных потолков продолжают делать с двухслойной стенкой.
Краткое изложение сущности изобретения
Предлагается сбалансированная балка для подвесного потолка, выполненная с однослойной стенкой, одна полка которой отогнута и образует консоль с нижней частью стенки, а вторая, противоположная полка, отходит в виде консоли от расположенного вблизи стенки шва, скрепляющего вблизи нее первую и вторую полки стенки.
В предпочтительном варианте осуществления шов выполняется непрерывным сшиванием в процессе формовки балки прокаткой, как описано, например, в US 5979055. Для выполнения шва могут использоваться и другие способы прикрепления, например точечная или непрерывная сварка, а также приклейка.
Такая балка имеет сбалансированное поперечное сечение, и нагрузка к балке прикладывается в плоскости стенки, что практически исключает какое-либо скручивание или изгиб балки с однослойной стенкой.
Шов также скрепляет полки друг с другом, образуя нижний элемент в основании однослойного стенки, который повышает жесткость самой стенки.
В подобной балке с однослойной стенкой и швом в полках вдоль стенки, соединяющим полки вблизи нижней части стенки таким образом, что полки консольно отходят от стенки, обеспечивается одинаковая прочность и жесткость, характерная для двухслойного стенки, выполненной из металлической полосы той же толщины, но без использования второго слоя металла в стенке, в результате чего для изготовления балки требуется меньше металла.
Краткое описание чертежей
Ниже изобретение более подробно рассмотрено со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг.1 представлен перспективный вид сверху фрагмента базовой конструкции предлагаемой в изобретении балки с однослойной стенкой;
на фиг.2 представлен перспективный вид снизу фрагмента балки, показанной на фиг.1;
на фиг.3 изображен поперечный разрез известной балки с двухслойной стенкой;
на фиг.4 изображен поперечный разрез известной балки с однослойной стенкой;
на фиг.5 изображен поперечный разрез предлагаемой в изобретении балки.
Подробное описание изобретения
Балки 20 для подвесных потолков показаны на фиг.1-5. Эти балки включают известные балки, показанные на фиг.3 и 4, и предлагаемую в изобретении балку с однослойной стенкой, показанную на фиг.1, 2 и 5. Балки 20 имеют утолщение 21 в верхней части стенки 22. Противолежащие полки 23 и 25 расходятся в горизонтальной плоскости от стенки в нижней части балки.
Вертикальная нагрузка, создаваемая панелью или листом сухой штукатурки на балки в подвесном потолке, показана на фиг.3-5 векторами, характеризующими величину, место приложения и направление нагрузки, прилагаемой панелями или листом сухой штукатурки в подвесном потолке. Нагрузка на каждую полку обозначена цифрами 26 и 27 на фиг.3 и 4, изображающих известные балки, и на фиг.5, изображающей предлагаемую в изобретении балку.
Известная балка 20, показанная на фиг.3, имеет двухслойную стенку 22, а каждая из полок образует консоль с одним из слоев стенки 22. Балка симметрична и поэтому имеет сбалансированное поперечное сечение.
Известная балка 20, показанная на фиг.4, имеет однослойную стенку 22, при этом полка 25 образует консоль, отходящую вправо от нижней части стенки 22, а вторая, противоположная полка 23, образует консоль, отходящую влево от точки 29 полки 25.
Базовая конструкция балки 20 с однослойной стенкой согласно изобретению, как показано на фиг.1, 2 и 5, имеет однослойную стенку 22 с полками, отформованными как в известной балке 20, показанной на фиг.4. В этой базовой конструкции, предлагаемой в изобретении, балки 20 с однослойной стенкой имеется шов 40, проходящий вдоль стенки 22 балки, который скрепляет полки 23 и 25, благодаря чему полка 23 прикреплена консольно к полке 25 вдоль стенки 22.
В предпочтительном варианте осуществления шов 40 выполняется, например, сшиванием в процессе непрерывной формовки балки прокаткой. Форма такого сшивания раскрыта в упомянутом выше US 5979055. Шов 40 также может быть выполнен непрерывной или точечной сваркой или приклейкой.
Швом 40 полка 23 фактически крепится за край к однослойной стенке 22 базовой конструкции предлагаемой в настоящем изобретении балки 20, в результате чего получается симметричная балка, нагруженная в плоскости однослойного стенки 22. Подобная базовая конструкция балки 20 согласно изобретению устойчива к скручиванию и изгибу в той же мере, что и балка с двухслойной стенкой сравнимого размера, выполненная из металлической полосы той же толщины, как это показано, например, на фиг.3. Для балки согласно изобретению, однако, требуется меньше металла.
На фиг.3, 4 и 5 нагрузка на балки 20, представляющие две известные конструкции и предлагаемую в изобретении балку, показана посредством векторов.
На фиг.3 векторы 26 и 27 нагрузки представляют действующие вертикально силы на каждую из полок 23 и 25 известной двухслойной балки 20, как при использовании в подвесном потолке с панелями, так и с сухой штукатуркой. Результирующий вектор 30 векторов 26 и 27 в подобной известной балке с двухслойной стенкой проходит через плоскость стенки 22, поскольку балка сбалансирована. Подобная сбалансированная балка обладает максимальной устойчивостью к изгибанию и скручиванию. На фиг.4 показана известная однослойная балка. Так же как и на фиг.3, векторы 26 и 27 представляют приложенные к балкам нагрузки, создаваемые весом панелей или сухой штукатурки. В этом случае, однако, поскольку в конструкции балки полка 23 консольно прикреплена к полке 25 в точке 29, результирующий вектор 31 нагрузки приложен на большом расстоянии от однослойного стенки, в результате чего получается несбалансированная конструкция балки, подверженная изгибанию и скручиванию, чего нет в сбалансированной балке, показанной на фиг.3.
В показанной на фиг.5 базовой конструкции балки 20 с однослойной стенкой согласно изобретению, так же как и в известных конструкциях, балка 20 несет в подвесном потолке вертикальную нагрузку на полках 23 и 25, как это показано векторами 26 и 27. В этом случае, однако, шов 40 прикрепляет полку 23 к полке 25 вдоль стенки 22, поэтому фактически обе полки 23 и 25 консольно отходят от стенки 22, что дает сбалансированную конструкцию балки. Результирующая 32 нагрузки проходит через плоскость стенки, поэтому предлагаемая в изобретении однослойная балка в отношении устойчивости к скручиванию и изгибанию эквивалентна балке с двухслойной стенкой (см. фиг.3) сравнимого размера, но для нее требуется меньше металла.