Подвесной решетчатый потолок Российский патент 2004 года по МПК E04B9/06 

Настоящее изобретение относится к подвесному решетчатому потолку, образованному из балок, каждая из которых выполнена в поперечном сечении в форме перевернутой буквы Т и состоит из вертикальной стенки, горизонтальных полок у нижнего конца стенки и полого утолщения у верхнего конца стенки, при этом потолок имеет потолочные панели, опирающиеся на полки балок, и осветительную арматуру с лампами дневного света, содержащую установочную коробку с нижней стенкой, переходный участок над этой стенкой и верхнюю стенку, дающие возможность монтировать установочную коробку между двумя балками с возможностью опирания на их полки.

Существующие в настоящее время балки, используемые в качестве несущих элементов решетчатых подвесных потолков, обычно имеют форму перевернутой буквы Т с расположенным в верхней части полым утолщением, идущей вниз от этого утолщения вертикальной стенкой и горизонтальными полками, расположенными на нижнем конце стенки. Высота балки от верхней плоскости полки до верхней плоскости полого утолщения, которое в поперечном сечении имеет форму окружности, обычно ограничена 3,8 см (1,5"). Такое ограничение высоты балки обусловлено размерами обычной стандартной установочной коробки потолочной осветительной арматуры с лампами дневного света.

Балки обычно изготавливают из плоских полос листового металла, которые сгибают вдоль центральной продольной оси.

Такие балки подвержены воздействию нагрузки, изгибающей балку вниз на участке между точками ее крепления проволокой к несущей конструкции потолка. Такого рода нагрузка создается акустическими панелями, а также упомянутой выше осветительной арматурой и вентиляционными решетками. Балки должны быть достаточно прочными и отвечать требованиям строительных норм, определяющих максимально допустимую величину прогиба балки.

Согласно существующей в настоящее время практике проектирования подобных балок увеличение прочности балки, нагруженной направленной вниз изгибающей силой, достигается за счет увеличения высоты стенки и/или увеличения толщины металла, из которого изготовлена балка. Поскольку высота стенки балки, используемой в подвесных потолках, которая определяется размерами стандартной установочной коробки осветительной арматуры с лампами дневного света, ограничена 3,8 см (1,5"), то обычно для увеличения прочности балки в настоящее время приходится увеличивать толщину листового металла, из которого она изготавливается. Очевидно, что такое конструктивное решение увеличивает стоимость балки.

Подвесной потолок обычного типа, описанный в патенте US 5072344, содержит балку с поперечным сечением в виде перевернутой буквы Т с полым утолщением, а осветительная арматура имеет расположенный между ее нижней и верхней стенками изогнутый в виде буквы S переходной участок, который по двум линиям касается полого утолщения балки. Во избежание всякого поперечного или продольного перемещения осветительной арматуры относительно Т-образной балки осветительная арматура снабжается специальным зажимом, который вырезан из стенки самой осветительной арматуры.

Задачей настоящего изобретения является создание подвесного потолка обычного типа, балки которого по своей высоте удовлетворяют установленным для подвесных потолков требованиям и не только никак не препятствуют надежному креплению на потолке установочной коробки осветительной арматуры, но и могут быть выполнены с увеличенной высотой стенки, не препятствуя размещению на потолке установочной коробки осветительной арматуры.

Поставленная в изобретении задача решается предлагаемым в нем подвесным потолком обычного типа, в котором верхняя часть полого утолщения балки выполнена симметричной в виде заостренного конца, форма каждой боковой стороны которого в поперечном сечении соответствует форме переходного участка установочной коробки, в результате чего верхний край балки по высоте оказывается расположенным над нижней стенкой установочной коробки и никак не препятствует монтажу установочной коробки между балками или ее опиранию на полки балки.

Предпочтительно, чтобы верхний заостренный конец балки имел наклонные боковые стороны, образующие между собой угол около 90°, а переходной участок установочной коробки был выполнен в виде плоской площадки, наклоненной к вертикали под углом около 45°.

Желательно на боковых сторонах полого утолщения балки иметь параллельные друг другу участки, расстояние между которыми должно составлять около 6,35 мм (0,25").

Расстояние по высоте от вершины заостренного верхнего конца балки до нижней стенки установочной коробки должно в оптимальном варианте составлять около 3,175 мм (0,125").

Предлагаемая в изобретении балка отвечает установленным для решетчатых подвесных потолков требованиям, предъявляемым к ее высоте, и не препятствует креплению к потолку стандартной обычной по конструкции установочной коробки осветительной арматуры с лампами дневного света. Так же, как и существующие в настоящее время балки, предлагаемая в изобретении балка обеспечивает возможность использования ее полок в качестве опор для установочной коробки осветительной арматуры с лампами дневного света.

Предлагаемая в изобретении балка обладает по сравнению с известными балками, изготовленными из металла такой же толщины, более высокой изгибной прочностью при нагружении ее направленной вниз вертикальной нагрузкой. В другом варианте при одинаковой прочности предлагаемой и известной в настоящее время балки для изготовления предлагаемой в изобретении балки можно использовать более тонкий металл, обеспечив тем самым соответствующее снижение ее стоимости.

Повышение изгибной прочности предлагаемой балки достигается за счет эффективного увеличения ее высоты, которое не создает никаких помех для монтажа обычной установочной коробки потолочного светильника. Увеличение высоты балки сопровождается увеличением момента инерции ее поперечного сечения относительно горизонтальной оси.

Для такого эффективного увеличения высоты стенки и момента инерции в изобретении предлагается использовать свободное пространство, расположенное рядом с переходным участком установочной коробки светильника. У предлагаемой балки, поперечное сечение которой так же, как и существующих балок, имеет форму перевернутой буквы Т, верхняя стенка расположенного в ее верхней части полого утолщения выполнена заостренной в виде угла, боковые стороны которого по своим размерам и форме совпадают с размерами и формой переходного участка установочной коробки светильника. Такая форма верхней стенки верхнего полого утолщения балки не препятствует расположению по обе стороны балки опирающихся на ее полки установочных коробок светильников. Выполненная в виде заостренного конца или угла верхняя стенка полого утолщения балки эффективно увеличивает момент инерции балки и позволяет, не увеличивая толщины металла, из которого изготовлена балка, повысить ее прочность.

Следует отметить, что применительно к балкам под моментом инерции поперечного сечения балки понимается сумма произведений, полученных умножением элементарной площади поперечного сечения на квадрат ее расстояния от соответствующей оси.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:

на фиг. 1 - поперечное сечение известной балки,

на фиг. 2 - вид с торца поперечного сечения вертикальной плоскостью двух параллельных расположенных на расстоянии друг от другу главных балок, служащих несущими осветительную арматуру элементами сетчатого подвесного потолка, с расположенной слева балкой известной конструкции и расположенной справа балкой предлагаемой в изобретений конструкции;

на фиг. 3 - изображение в перспективе конца предлагаемой в изобретении балки;

на фиг. 4 - поперечное сечение конца предлагаемой в изобретении балки с указанием некоторых характерных размеров;

на фиг. 5 - участок торца листа с указанием толщины металла, из которого изготовлена предлагаемая в изобретении балка, и

на фиг. 6 - участок торца листа с указанием толщины металла, из которого нужно изготовить балку известной конструкции с такой же прочностью, как и у предлагаемой в изобретении балки, изготовленной из металла, толщина которого показана на фиг. 5.

Показанная на фиг. 1 известная балка 20 имеет стенку 21, полки 22 и 23 и полое утолщение 25. Балка обычно изготавливается из полосы плоской листовой стали, которая сгибается симметрично относительно продольной центральной оси и принимает в поперечном сечении форму перевернутой буквы Т. Такие балки хорошо известны и используются для образования прямоугольных ячеек в подвесных решетчатых потолках. Такая балка при использовании ее в качестве главной балки подвесного решетчатого потолка крепится к несущей конструкции потолка заделанными в нее и расположенными в определенном порядке проволоками. Продольные оси главных балок расположены параллельно на расстоянии 1219, 20 мм (48") друг от друга. Поперечные балки, которые обычно имеют такое же поперечное сечение, что и главные балки, крепятся к ним, образуя решетчатую структуру с прямоугольными отверстиями размером 60,8 см (2') на 121,6 см (4'). При необходимости с помощью дополнительных поперечных балок такие отверстия можно разделить на отверстия размером 60,8 см (2') на 60,8 см (2'). Такого рода подвесные решетчатые потолки хорошо известны и широко применяются в строительстве.

В отверстии решетчатого потолка обычно располагается закрепленная в нем потолочная панель 26 или соответствующая арматура, в частности осветительная арматура 40 с лампой дневного света.

На фиг. 2 показана закрепленная в отверстии решетчатого потолка осветительная арматура с лампой дневного света. С целью подчеркнуть все отличия предлагаемой балки от балки известной конструкции на фиг. 2 в левой части показана балка 20 известной конструкции, а в правой части показана балка 30, имеющая предлагаемую в изобретении конструкцию. Очевидно, что фактически все главные балки и предпочтительно поперечные балки того или иного конкретного подвесного потолка целесообразно изготовить в виде балок, имеющих предлагаемую в изобретении конструкцию.

В перспективе предлагаемая в изобретении балка 30 показана на фиг. 3, а ее торец подробно показан на фиг. 4.

Показанная на фиг. 2 осветительная арматура 40 с лампой дневного света имеет обычную хорошо известную стандартную конструкцию. Суммарная максимальная длина такой арматуры от одного ее конца 41 до другого конца 42 равна 1219,20 мм (48"). Сама трубка 43 лампы дневного света и ее патроны 45 закреплены в прямоугольной металлической установочной коробке 46 осветительной арматуры 40.

Стандартная установочная коробка 46, показанная на фиг. 2, имеет нижнюю стенку 47 и верхнюю стенку 48, соединенные друг с другом переходным участком 50. Такая стандартная, имеющая хорошо известную конструкцию, установочная коробка 46 необходима для того, чтобы осветительная арматура 40, максимальная длина которой у верхней стенки 48 коробки от одного ее конца до другого равна 1219,20 мм (48"), могла свободно разместиться в отверстии решетчатого подвесного потолка, в котором расстояние между полыми утолщениями, которые обычно имеют ширину 6,35 мм (0,25"), расположенных параллельно главных балок равно 1212,95 мм (47,75").

Нижние стенки 47 установочной коробки 46 имеет отогнутые внутрь полки 51, которые опираются на полки 23 и 32 балок по фиг. 2. Балки потолка и установочная коробка 46 должны быть выполнены таким образом, чтобы коробка могла свободно опираться на полки балок.

В промышленности, изготавливающей решетчатые подвесные потолки, некоторые размеры несущих балок стандартизированы в соответствии с размерами описанной выше установочной коробки 46 светильника, которая должна опираться на полки главных балок.

Расстояние между главными балками в месте расположения их полых утолщений 25 и 35 составляет, как указано выше и как показано на фиг. 2, 1212,95 мм (47,75"). Как и у показанной на фиг. 1 балки 20 известной конструкции, так и у показанной на фиг. 4 балки 30 предлагаемой в изобретении конструкции ширина полого утолщения в поперечном сечении балки равна 6,35 мм (0,25"), и поэтому расстояние от продольной центральной оси балки до любой боковой поверхности ее полого утолщения составляет 3,175 мм (0,125"). Расстояние между продольными центральными осями расположенных параллельно балок равно 1219,20 мм (48"). В обычных подвесных потолках внутренняя часть полого утолщения балки оказывается расположенной внутри ограниченного балками пространства, а размер этой части балки должен соответствовать размерам обычной стандартной установочной коробки 46 светильника. У обычной стандартной осветительной арматуры 40 расстояние между внешними поверхностями 49 нижних стенок 47 ее установочной коробки 46, показанной на фиг. 2, равно 1206,5 мм (47,5").

Высота нижней стенки 47 стандартной установочной коробки, начиная от нижней стороны полки 51 до нижнего края переходной части 50, составляет 3,8 см (1,5").

Именно этой величиной в 3,8 см (1,5") и лимитируется высота существующих в настоящее время балок 20, рядом с которой должен свободно проходить переходной участок 50 установочной коробки 46.

Предлагаемая в изобретении балка 30 некоторыми своими элементами практически не отличается от известной балки 20. Стенка 31 предлагаемой балки проходит снизу вверх от полок 32 и 33 до полого утолщения 35. Нижняя часть 35 полого утолщения предлагаемой балки ничем не отличается от нижней части 25 полого утолщения известной балки и так же, как и у известной балки, соединяется стенкой с полками балки.

Ширина 36 полого утолщения 35 предлагаемой балки, как и у балок известной конструкции, равна 6,35 мм (0,25").

Часть предлагаемой балки 30, расположенная в пределах высоты, обозначенной на чертеже размерной линией 37, по форме и по размерам полностью совпадает с известной балкой 20 по всей ее высоте, обозначенной на чертеже размерной линией 27, за исключением самой верхней части ее полого утолщения 25. Верхнее полое утолщение 35 предлагаемой в изобретении балки 30 отличается от известной балки.

Высота известной балки 20, обозначенная на чертеже размерной линией 27, равна 3,8 см (1,5"), а в предлагаемой балке точный размер по высоте, обозначенный на чертеже размерной стрелкой 37, равен 3,93 см (1,549").

В предлагаемой балке 30 верхняя стенка полого утолщения 35 образует заостренный конец 60 балки или угол, высота которого суммируется с названной выше предельно допустимой высотой балки, равной 3,8 см (1,5"). Такой заостренный конец балки имеет вершину, обозначенную на чертежах позицией 63. Каждая сторона заостренного конца 60 балки по своей форме и размерам точно совпадает, как показано справа на фиг. 2, с переходным участком 50 установочной коробки 46. Этот переходный участок 50 представляет собой плоскую площадку, наклоненную под углом 45° к вертикали. Угол охвата внутренней поверхности заостренного конца 60 балки составляет около 90°, и каждая из его боковых сторон 61 и 62 наклонена к вертикали под углом 45°, который равен углу наклона переходного участка 50 установочной коробки светильника. Как показано на фиг. 4, такая конструкция предлагаемой в изобретении балки 30 позволяет увеличить ее суммарную высоту 38 приблизительно до 4,24 см (1,67") при высоте 39 полого утолщения в 14,7 мм (0,580") и изготовить ее, как показано на фиг. 5, из листового металла толщиной 0,25 мм (0,010").

Предлагаемая в изобретении балка 30 благодаря наличию в ней заостренного верхнего конца 60, боковые стороны которого по размерам и форме соответствуют переходному участку 50 установочной коробки 46 светильника, представляет собой, как описано выше, несущую балку, которая не создает никаких препятствий для монтажа установочной коробки 46 светильника, которая опирается своей нижней полкой 51 на соответствующую полку 32 или 33 балки. Конструкция предлагаемой в изобретении балки 30 позволяет монтировать установочную полку 46 светильника с любой стороны балки 30.

Предлагаемая в настоящем изобретении балка 30 имеет момент инерции, вычисленный по обычной для балок методике, при котором она по сравнению с известными балками, изготовленными из такого же по толщине металла, обладает большей, чем известные балки, изгибной прочностью. В альтернативе на основе предлагаемой в изобретении конструкции можно изготовить балку 30 с такой же прочностью на изгиб, как и у известной балки, использовав для ее изготовления более тонкий металл.

В частности, предлагаемую в изобретении балку 30 можно изготовить из металла 70 толщиной 0,25 мм (0,010"), как показано на фиг. 5, при этом ее изгибная прочность будет такой же, как и у известной балки 20, изготовленной из такого же по качеству металла 71 толщиной 0,33 мм (0,013"), как показано на фиг. 6. Такое уменьшение толщины листового металла, используемого для изготовления балок, дает значительный экономический эффект, особенно с учетом того, что подобные балки изготавливаются в очень больших количествах.

Изобретение относится к области строительства, в частности к балке подвесного потолка. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности балки. Балка имеет заостренный верхний конец, форма которого в поперечном сечении соответствует форме стандартной установочной коробки осветительной арматуры, которая монтируется на потолке, опираясь на его балки. Предлагаемая балка не препятствует монтажу арматуры, которая в смонтированном на подвесном потолке виде опирается на полки балок. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Подвесной решетчатый потолок, содержащий решетку, образованную расположенными на расстоянии друг от друга балками (30), каждая из которых имеет поперечное сечение в виде перевернутой буквы Т и состоит из вертикальной стенки (31), горизонтальных полок (32, 33) у нижнего конца стенки (31) и полого утолщения (35) у верхнего конца стенки (31), и потолочную арматуру с осветительной арматурой (40) с лампами дневного света, имеющую установочную коробку (46) с нижней стенкой (47), расположенным над ней переходным участком (50) и верхней стенкой (48), позволяющими монтировать установочную коробку между двумя балками (30) с возможностью ее опирания на полки (32, 33) балок (30), при этом верхний край балки (30) по высоте оказывается расположенным над нижней стенкой (47) установочной коробки (46) и не препятствует монтажу установочной коробки между балками (30) или ее опиранию на полки (32, 33) балок (30), отличающийся тем, что верхняя часть полого утолщения (35) выполнена симметричной и образует верхний заостренный конец (60) балки, форма каждой боковой стороны (61, 62) которого в поперечном сечении соответствует форме переходного участка (50) установочной коробки (46).2. Подвесной потолок по п.1, отличающийся тем, что верхний заостренный конец (60) балки имеет наклонные боковые стороны (61, 62), которые образуют между собой угол около 90°, а переходной участок (50) установочной коробки (46) выполнен в виде плоской площадки, которая наклонена к вертикали под углом около 45°.3. Подвесной потолок по п.1 или 2, отличающийся тем, что боковые стороны полого утолщения (35) балки имеют параллельные друг другу участки, расстояние между которыми составляет около 6,35 мм (0,25").4. Подвесной потолок по п.3, отличающийся тем, что расстояние по высоте от вершины (63) заостренного верхнего конца (60) балки (30) до нижней стенки (47) установочной коробки (46) составляет около 3,175 мм (0,125").