ДЕРЕВОМЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ПАНЕЛЬ (ВАРИАНТЫ)
WOOD AND METAL PANEL (VERSIONS)

Изобретение относится к области строительства, в частности к изготовлению панелей ограждения для сборного домостроения.
Известна деревометаллическая панель (см. Патент России №2176299, Е04С 2/38, «Деревометаллическая панель», опубл. 27.11.2001 г.), содержащая деревянный ячеистый каркас, прикрепленные к каркасу обшивки, заполняющую ячейки каркаса гидроизолированную прослойку, при этом деревянный каркас снабжен металлическими соединительными элементами П-образного сечения, которые прикрепляются к доскам каркаса в местах стыка продольных, поперечных и диагональных досок, образующих каркас с дополнительными элементами жесткости, надеваемыми на соединительные элементы и закрепляемыми на них.
Данная панель обладает достаточной прочностью и жесткостью, однако вследствие сложности конструкции металлических соединительных элементов и дополнительных элементов жесткости сложна в изготовлении, и вследствие этого себестоимость ее изготовления велика.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемым вариантам является техническое решение деревометаллической панели (см. Патент России №2215855, Е04С 2/38 «Деревометаллическая панель», опубл. 10.11.2003 г.), содержащей деревометаллический ячеистый каркас, образованный из продольных и поперечных деревянных досок путем соединения их воедино и прикрепления к ним металлических П-образных рам, повторяющих конфигурацию деревянных досок, охватывающих доски с двух сторон и снабженных элементами жесткости в виде плоских пластин, прикрепленных к рамам в местах стыка ячеек каркаса, обшивки, прикрепленные к каркасу, теплоизоляционную гидроизолированную прослойку.
Данная панель проста в изготовлении, себестоимость ее низка, она используется в каркасно-панельном домостроении, где в сочетании с каркасом обеспечивает необходимую высокую жесткость и прочность изделий.
Однако в ряде случаев, а именно при строительстве одноэтажных зданий с мансардами, необходимости в каркасных конструкциях зданий нет. Но из-за отсутствия каркаса повышенные требования к жесткости и прочности предъявляются к самим стеновым панелям.
Задачей и техническим результатом предлагаемой группы технических решений является создание конструкции панели, удобной в монтаже, обладающей повышенной жесткостью и прочностью, что позволяет использовать ее как в каркасном домостроении, так и при строительстве одноэтажных зданий с мансардами в домостроении без каркасных стоек, что удешевляет строительство зданий.
Указанный технический результат для деревометаллической панели, предлагаемой по 1-му варианту, достигается тем, что в известной деревометаллической панели, содержащей ячеистый деревометаллический каркас, образованный из продольных и поперечных деревянных досок путем соединения их воедино и прикрепления к ним металлических рам П-образного сечения, повторяющих их конфигурацию, охватывающих доски с двух сторон и снабженных элементами жесткости, обшивки и теплоизоляционную гидроизолированную прослойку, имеются отличия, а именно: продольные доски снабжены закрепленными на своих торцах опорными пластинами, выполненными из материала, обеспечивающего прочность на смятие опорных пластин большую, чем прочность на смятие древесины досок вдоль волокон, с площадью опорной пластины, обеспечивающей соотношение площади опорной пластины к площади торца продольной доски большее, чем соотношение прочностей на смятие древесины досок вдоль и поперек волокон, при этом металлические П-образные рамы выполнены с прорезями для продольных досок.
На фиг.1 показана деревометаллическая панель (вариант 1), выполненная с элементами жесткости металлических рам в виде плоских пластин, прикрепленных к рамам в местах стыка ячеек каркаса. На фиг.2 показан вид А с фиг.1. На фиг.3 показана деревометаллическая панель с элементами жесткости виде диагонально расположенной полосы и с элементами присоединения. На фиг.4 показан вид Б на фиг.3.
На фиг.5 показана деревометаллическая панель (вариант 2) с элементами жесткости, лежащими вне плоскости рам, и с элементами присоединения. На фиг.6 показана деревометаллическая панель (вариант 2) с элементами жесткости, лежащими в плоскости рам, и с элементами присоединения.
Деревометаллическая панель по данному варианту (см. фиг.1, 2) имеет деревометаллический каркас 1, образованный из продольных 2 и поперечных досок 3 путем их соединения воедино и прикрепления к ним металлических П-образных рам 4. Рамы 4 охватывают доски 2 и 3 с двух сторон и повторяют их конфигурацию. Рамы 4 присоединены к доскам 2 и 3 с помощью крепежных элементов - винтов, клепок и т.п. (не показаны) и снабжены элементами жесткости 5 в виде плоских пластин, которые прикреплены к рамам 4 в местах стыка ячеек.
Продольные доски 2 снабжены на своих торцах 6 опорными пластинами 7, выполненными из материала, обеспечивающего их прочность на смятие большую, чем прочность на смятие древесины досок вдоль волокон, и с площадью опорной пластины, при которой соотношение площадей опорной пластины 7 к площади торца 6 продольной 2 доски больше соотношения прочностей на смятие древесины доски вдоль и поперек волокон. Данному соотношению удовлетворяют опорные пластины 7, выполненные из текстолита (ГОСТ 5-78) или из твердых пород дерева, при условии, что продольные доски выполнены из сосны или аналогичной по прочности древесины.
П-образные рамы 4 имеют прорези 8 для продольных 2 досок (см. фиг.2).
К каркасу 1 прикреплены крепежными элементами (не показаны) обшивки 9 и 10, которые могут быть выполнены из листовых материалов, например цементно-стружечной плиты или гипсокартонных (гипсоволоконных) листов, или из натуральных досок. Ячейка каркаса 1 заполнена теплоизоляционной прослойкой 11, снабженной гидроизоляцией 12.
Панель, выполненная вышеуказанным образом, обладает повышенной прочностью к вертикальным нагрузкам и проста в монтаже. Ее можно использовать, когда горизонтальные нагрузки, например ветровые, невелики.
Для увеличения жесткости деревометаллической панели, а также ее прочности к действию горизонтальных нагрузок предлагается панель, снабженная дополнительными элементами жесткости в виде диагонально расположенной полосы, приваренной к раме, или сваренных между собой и приваренных к раме, диагонально расположенных полос (см. фиг.3, 4).
Деревометаллическая панель в этом случае выполняется с дополнительными элементами жесткости, которые представляют собой диагонально расположенную металлическую полосу 13 или сваренные между собой и приваренные к раме 4 две диагонально расположенные полосы 13.
Для дополнительного облегчения монтажа зданий из предлагаемых панелей и снижения себестоимости монтажа панели могут быть снабжены элементами присоединения.
Данные элементы расположены по периметру панели на продольных 14 и поперечных 15 элементах каркаса 1 и приварены к металлическим 4 П-образным рамам. Элементы присоединения 16 верхнего поперечного элемента 15 каркаса 1 могут представлять собой вертикально расположенные пластины, приваренные к плоскости рам 4 с внешней и внутренней сторон панели. Они снабжены отверстиями под крепежные элементы - винты, клепки, самонарезающие винты (не показаны), с помощью которых деревометаллическая панель соединяется с мауэрлатом при монтаже зданий.
Элементы присоединения 17 нижнего поперечного элемента 15 каркаса 1 представляют собой металлические уголки с отверстиями в горизонтальной полке, приваренные своей вертикальной полкой к плоскости металлической рамы 4 с внешней и внутренней сторон панели. Кроме того, нижний поперечный элемент 15 каркаса 1 дополнительно снабжен элементом присоединения 17, приваренным к полке рамы 4, расположенной с внешней стороны панели.
Продольный элемент 14 каркаса 1, расположенный с внутренней стороны панели, снабжен элементами присоединения 18, представляющими собой приваренную к металлической раме шпильку с резьбой.
Для дальнейшего удешевления процесса изготовления панелей при повышении жесткости и прочности панелей предлагается деревометаллическая панель, изготовленная по варианту 2.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому по варианту 3 является также техническое решение деревометаллической панели (см. Патент России №2215855, Е04С 2/38 «Деревометаллическая панель», опубл. 10.11.2003 г.), содержащей деревометаллический ячеистый каркас, образованный из продольных и поперечных деревянных досок путем соединения их воедино и прикрепления к ним с двух сторон сварных металлических рам, снабженных элементами жесткости, обшивки, прикрепленные к каркасу, теплоизоляционную гидроизолированную прослойку. При этом элементы жесткости представляют собой плоские пластины, прикрепленные к рамам в местах стыка ячеек каркаса, а рамы имеют П-образное сечение, обхватывают все доски каркаса с двух сторон.
Данная панель проста в изготовлении, однако прочность панели в вертикальном и горизонтальном направлениях недостаточна в случаях, когда панель используется в бескаркасном домостроении и при повышенных ветровых нагрузках в каркасном домостроении. Кроме того, панель содержит большое количество элементов жесткости, а П-образные рамы охватывают каждую доску каркаса с двух сторон, что приводит к удорожанию панели.
Для удешевления панели при повышении жесткости и прочности в известном техническом решении панели, содержащей ячеистый деревометаллический каркас, образованный путем соединения воедино продольных и поперечных деревянных досок и прикрепления к ним с двух сторон металлических рам, снабженных элементами жесткости, обшивки и теплоизоляционную гидроизолированную прослойку, имеются отличия, а именно: продольные доски снабжены закрепленными на своих торцах опорными пластинами, выполненными из материала, обеспечивающего прочность на смятие опорных пластин большую, чем прочность на смятие древесины досок вдоль волокон, с площадью опорной пластины, обеспечивающей соотношение площади опорной пластины к площади торца продольной доски большее, чем соотношение прочностей на смятие древесины досок вдоль и поперек волокон, а металлические рамы выполнены из уголка прямоугольными, с прорезями для продольных досок, прикреплены к доскам каркаса по его периметру, а элементы жесткости металлических рам выполнены в виде сваренных между собой и приваренных к раме диагонально расположенных полос или в виде диагонально расположенной полосы.
Для большей жесткости панелей данные полосы расположены в плоскости рам.
Деревометаллическая панель (см. фиг.5, 6) имеет деревометаллический каркас 1, образованный из продольных 2 и поперечных 3 деревянных досок путем соединения их воедино с помощью брусков 19 и прикрепления к ним прямоугольных сварных металлических рам 20. Рамы 20 прикреплены по периметру к доскам 2 и 3 с двух сторон - с внешней и внутренней. Рамы 20 выполнены из уголка и присоединены к доскам 2 и 3 каркаса 1 с помощью крепежных элементов - винтов, заклепок и т.п. (не показано) и снабжены элементами жесткости, которые выполнены в виде сваренных между собой и приваренных к раме 20 диагонально расположенных полос 13 или одной полосы. Для большей жесткости полосы 13 могут быть расположены в плоскости рамы 20.
Продольные доски 2 (см. фиг.5) снабжены на своих торцах 6 опорными пластинами 7, выполненными из материала, обеспечивающего их прочность на смятие большую, чем прочность на смятие древесины досок вдоль волокон, и с площадью опорной пластины, при которой соотношение площадей опорной пластины 7 к площади торца 6 продольной 2 доски больше соотношения прочностей на смятие древесины доски вдоль и поперек волокон. Данному соотношению удовлетворяют опорные пластины 7, выполненные из текстолита (ГОСТ 5-78) или из твердых пород дерева, при условии, что продольные доски выполнены из сосны или аналогичной по прочности древесины.
Прямоугольные рамы 20 имеют прорези 8 для продольных 2 досок.
К каркасу 1 прикреплены крепежными элементами обшивки 9 и 10, выполненные аналогично варианту 1. Ячейка каркаса 1 заполнена теплоизоляционной прослойкой 11, снабженной гидроизоляцией 12.
Выполненная по варианту 2 панель может быть снабжена элементами присоединения.
Элементы присоединения 16 верхнего поперечного элемента 21 каркаса 1 представляют собой вертикально расположенные пластины, приваренные к плоскости рамы 20 с внешней и внутренней сторон панели. Они снабжены отверстиями под крепежные элементы - винты, клепки, саморезы (не показаны), с помощью которых деревометаллическая панель прикрепляется к мауэрлату.
Элементы присоединения 17 нижнего поперечного элемента 22 каркаса 1 представляют собой металлические уголки с отверстиями в горизонтальной полке, приваренные своей вертикальной полкой к плоскости прямоугольной металлической рамы 20 с внешней и внутренней сторон панели. Кроме того, нижний поперечный элемент 22 каркаса 1 дополнительно снабжен элементом присоединения 17, приваренным к полке рамы 20, расположенной с внешней стороны панели.
Продольный элемент 23 каркаса 1, расположенный с внутренней стороны панели, снабжен элементами присоединения 18, представляющими собой приваренную к полке металлической рамы 20 шпильку с резьбой.
Сборку панели по варианту 1 осуществляют следующим образом.
Продольные доски 2, выполняющие функцию ребер панели, и поперечные доски 3, выполняющие функцию связей, устанавливаются в одну из П-образных сварных металлических рам 4, выполняющих в процессе сборки функцию кондуктора. Рама 4 имеет в местах стыков досок каркаса 1 элементы жесткости 5 в виде плоских пластин, которые прикреплены к рамам 4 с помощью винтов, клепок или приварены. У рам 4 имеются предварительно изготовленные прорези 8 под продольные 2 доски. К торцам 6 продольных досок 2 предварительно присоединяют опорные пластины 7, выполненные из текстолита или из твердых пород дерева. После установки продольные и поперечные доски соединяют с металлической рамой с помощью, например, металлических скоб степлером.
Затем на деревянный каркас 1 с первой П-образной рамой 4 надевается с противоположной стороны вторая П-образная рама с прикрепленными к ней предварительно элементами жесткости 5. Рама 4 закрепляется на каркасе 1 аналогично первой.
Затем к каркасу 1 крепежными элементами прикрепляют обшивки 9 и 10. Ячейки каркаса 1 заполняют теплоизоляционной прослойкой 11, снабженной гидроизоляцией 12.
В случае выполнения панели с дополнительными элементами жесткости отличие при сборке панелей заключается в том, что рамы 4 имеют перед сборкой приваренные к рамам поверх плоских 5 элементов жесткости дополнительные элементы жесткости в виде металлической полосы 13 или двух полос 13. В случае сборки панели как по варианту 1, так и по варианту 2 к рамам 4 панели могут быть приварены элементы присоединения 16, 17, 18, которые прикрепляют к рамам предварительно перед сборкой.
В случае выполнения панели по варианту 2 сборку панели осуществляют следующим образом. Предварительно сваривают прямоугольные металлические рамы 20 из уголка, приваривая к ним полосу 13, располагая ее по диагонали, или две полосы 13, сваривая их между собой. Полосы 13 могут располагаться как в плоскости рам 20, так и с внешней стороны каркаса 1. Рамы 20 имеют прорези 8 под продольные доски 2.
Доски 2 и 3 собирают воедино, присоединяя их в этом случае друг к другу с помощью брусков 19, которые располагаются в месте стыка досок, не выходя за их габарит по толщине. Собранные воедино доски 2 и 3 укладывают на одну из рам 20 и прикрепляют к раме 20 по периметру с помощью крепежных элементов. Доски 2 выходят за габарит поперечных досок и на своих торцах 6 имеют предварительно прикрепленные к ним опорные пластины 7. Затем прикрепляют вторую прямоугольную раму 20, которая закрепляется аналогично первой. Затем к каркасу 1 крепежными элементами прикрепляют обшивки 19 и 20. Ячейки каркаса 1 заполняют теплоизоляционной прослойкой 11, снабженной гидроизоляцией 12.