НЕСУЩИЙ УЗЕЛ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ФАСАДНЫХ ОБЛИЦОВОЧНЫХ ПАНЕЛЕЙ Российский патент 2006 года по МПК E04F13/12 

Настоящее изобретение относится к системам навесных вентилируемых фасадов зданий, а более конкретно - к устройству для крепления фасадных облицовочных панелей.

Наиболее успешно данное изобретение может использоваться для крепления фасадных облицовочных панелей на здания высотой более 40 метров.

Высотное домостроение предъявляет к устройствам для крепления фасадных облицовочных панелей (несущим узлам) повышенные требования к прочностным характеристикам, а именно к обеспечению высокой устойчивости к статическим и динамическим нагрузкам, в т.ч. знакопеременным ветровым нагрузкам и вибрации.

Попытки увеличить прочностные характеристики привело к появлению комплекта фасадной подвески, содержащего кронштейн в виде полки и основания и телескопически связанную с внутренней поверхностью кронштейна вставку (патент РФ №2146323, МПК E 04 F 13/00, E 04 F 13/08, E 04 F 13/12, дата подачи заявки 15.09.99 г.).

Известное из публикации техническое решение является наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков и достигаемому результату.

Однако известное техническое решение не отвечает требованиям, предъявляемым к прочностным характеристикам несущих узлов для крепления фасадных облицовочных панелей на зданиях высотой более 40 метров.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в следующем: максимально устраняются потери устойчивости несущих узлов; осуществляется разгрузка несущих узлов от продольной и поперечной нагрузки, крутящего момента, т.е. устраняются прогиб и перекос несущего узла под действием статических, динамических, в т.ч. знакопеременных, ветровых нагрузок и вибрации.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном несущем узле для крепления фасадных облицовочных панелей, содержащем в виде полки и основания кронштейн и телескопически связанную с внутренней поверхностью кронштейна вставку, по крайней мере, на двух взаимопротивоположных поверхностях полки кронштейна и ответных им поверхностях вставки выполнены параллельно их продольным осям элементы жесткости в виде, по крайней мере, двух выдавок на каждой из указанных поверхностей, профиль поперечного сечения которых образует кривая линия, при этом выдавки на вставке выполнены с возможностью взаимодействия их полостей с соответствующими внешними поверхностями выдавок на полке, выступающими в полость профиля полки.

С целью увеличения жесткости конструкции несущего узла целесообразно использовать впервые установленные изобретателями соотношения геометрических размеров выдавок. Так, желательно, чтобы длина кривой линии, образующей профиль поперечного сечения выдавки на полке кронштейна, составляла (0,2...0,3)l_п, где l_п - длина стороны профиля поперечного сечения полки, длина кривой линии, образующей профиль поперечного сечения выдавки на вставке, составляла (0,3...0,4)l_в, где l_в - длина стороны профиля поперечного сечения вставки, выдавки выполнялись с шагом 25-30 мм относительно их оси, а периметр П_в профиля вставки составлял (0,92-0,98)П_п, где П_п - периметр профиля поперечного сечения полки кронштейна.

Кроме того, не менее предпочтительно, чтобы выдавки были выполнены симметрично продольной оси поверхности полки и вставки с возможностью взаимодействия полостей выдавок на вставке с соответствующими внешними поверхностями выдавок на полке, выступающими в полость профиля полки.

Выполнение, по крайней мере, на двух боковых поверхностях полки кронштейна, по крайней мере, по одному отверстию вытянутой формы, большая ось каждого из которых расположена под углом 40÷50° к оси кронштейна, а на боковых поверхностях вставки, ответных указанным боковым поверхностям полки кронштейна, по крайней мере, по три отверстия вытянутой формы, большая ось каждого из которых расположена под углом 85÷95° к большей оси отверстий на полке, при условии, что отверстия на боковой поверхности вставки выполнены с шагом А относительно середины длины отверстий, составляющий (1,5÷2)l_о, где l_о - максимальное расстояние между двумя наиболее удаленными противоположными сторонами отверстия в продольном сечении, а отверстие на боковой поверхности полки кронштейна со стороны его свободного торца и первое отверстие на вставке со стороны ее наружного торца выполнены на одинаковом расстоянии В от указанных торцов, составляющим [А-(0,4÷0,6)l_о], обеспечивает удобство монтажа и жесткое крепление вставки относительно кронштейна.

Целесообразно, чтобы форма и размеры отверстий на полке, по крайней мере, в продольном сечении соответствовали форме и размерам отверстий на вставке.

Для достижения жесткости и долговечности предлагаемого несущего узла кронштейн с опорными площадкам и вставка преимущественно могут быть выполнены из нержавеющей стали.

Ниже изобретение описано со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых на фиг.1 изображен несущий узел для крепления фасадных облицовочных панелей; на фиг.2 - вид спереди несущего узла (без торцовой пластины); на фиг.3 - основание в виде единой штампованной детали; на фиг.4 - вид сбоку фиг.3; на фиг.5 - поперечное сечение кронштейна с вставкой.

Несущий узел для крепления фасадных облицовочных панелей согласно изобретению и фиг.1 представляет собой консольную конструкцию и включает кронштейн 1, состоящий из полки 2 и основания 3, и телескопически сопряженную (связанную) с внутренней поверхностью кронштейна вставку 4. Полка и вставка представляют собой тонкостенные полые коробчатые детали с открытыми торцами, а профили поперечного сечения полки и вставки имеют квадратное или прямоугольное замкнутое сечение.

Основание 3 выполнено в виде верхней 5 и нижней 6 опорных трапециевидных площадок (форма площадки в плане), закрепленных меньшими основаниями, соответственно, к верхней 7 и нижней 8 поверхностям полки 2 со стороны их торцов, т.е. опорные площадки обращены одна к другой меньшими основаниями, при этом вертикальные оси опорных площадок совпадают (вертикальная ось является общей для площадок 5 и 6).

Связь между верхней опорной площадкой и полкой кронштейна усилена парой накладок 9 и 10, а между нижней опорной площадкой и полкой кронштейна связь может быть усилена парой накладок 11 и 12.

Каждая накладка закреплена одной своей стороной вдоль или со стороны бокового торца опорной площадки, а другой стороной - к полке кронштейна вдоль ее ребра (вдоль границы верхней и нижней поверхностей полки или вдоль границы боковых поверхностей полки), например, с помощью сварного соединения, при этом взаимопротивоположные относительно вертикальной оси опорных площадок стороны накладок в каждой паре имеют скос в сторону больших оснований соответствующих опорных площадок (фиг.1).

Со стороны больших оснований каждой опорной площадки (со стороны уширения опорных площадок) выполнено, по крайней мере, по одному отверстию 14 (в верхней опорной площадке) и 15 (в нижней опорной площадке) вытянутой формы (например, овальной) под крепежные элементы (условно не показаны) для закрепления кронштейна к стене здания, при этом отверстия расположены таким образом, что большая ось одного отверстия, например отверстие 14, совпадает с вертикальной осью опорной площадки (лежит на вертикальной оси опорной площадки), соответственно, большая ось другого отверстия 15 перпендикулярна вертикальной оси опорной площадки, а расстояние L между точками пересечения осей отверстий 14 и 15 и вертикальной оси основания кронштейна составляет (0,8...0,9)L_к, где L_к - длина полки (длина ребра полки) кронштейна. Указанное соотношение предпочтительно при длине полки кронштейна 150-220 мм.

Основание совместно с накладками может быть выполнено в виде единой П-образной формы штампованной детали (фиг.3), полка которой состоит из верхней трапециевидной опорной площадки 16 и нижней 17, обращенных друг к другу меньшими основаниями, и площадки 18 между ними для закрепления полки кронштейна. Профиль площадки 18 (контур площадки 18 в плане) соответствует профилю поперечного сечения полки кронштейна. В боковых сторонах основания (сторонах, перпендикулярных полке П-образного основания) в месте расположения площадки 18 на всю глубину боковой стороны выполнен вырез 19 (фиг.4), ширина которого соответствует высоте профиля площадки 18 или высоте профиля поперечного сечения полки кронштейна, что обеспечивает закрепление боковых сторон выреза вдоль ребер соответствующих поверхностей полки кронштейна. Каждые две взаимопротивоположные относительно вертикальной оси основания боковые стороны образуют две пары накладок 20, 21 и 22, 23, свободные стороны которых (стороны, противоположные полке П-образного основания) имеют скос (наклон) в сторону больших оснований соответствующих опорных площадок (верхней и нижней), т.е. форма накладок, их расположение и закрепление совпадают с формой накладок 9, 10 и 11, 12, их расположением и закреплением. Торец полки кронштейна и П-образное основание объединены между собой сварным соединением, по крайней мере, пара швов которого образована с наружных (свободных, не связанных с меньшими основаниями верхней и нижней опорных площадок и являющихся высотой профиля площадки 18) боковых сторон площадки 18 П-образного основания. Со стороны большего основания каждой опорной площадки выполнено, по крайней мере, по одному отверстию вытянутой формы 24 и 25 под крепежные элементы для закрепления кронштейна к стене здания. Отверстия 24 и 25 выполнены аналогично отверстиям на опорных площадках 5 и 6: большая ось одного отверстия совпадает с вертикальной осью полки основания (лежит на вертикальной оси опорной площадки), а большая ось другого отверстия перпендикулярна вертикальной оси полки основания. Предпочтительно, чтобы расстояние L между точками пересечения осей отверстий 24 и 25 и вертикальной оси полки основания кронштейна составляло (0,8...0,9)L_к, где L_к - длина полки (ребра полки в продольном сечении) кронштейна. При указанном расстоянии L целесообразно, чтобы длина полки кронштейна составляла 150-220 мм.

На вставке со стороны свободного торца полки кронштейна установлена торцевая пластина 13 для крепления непосредственно к торцовой пластине или несущему профилю (условно не показана) фасадных облицовочных панелей (условно не показано), при этом ее длина L_тп≥2h, где h - высота боковой стороны вставки (высота профиля поперечного сечения вставки). В торцовой пластине выполнено отверстие (например, вырубное квадратное или прямоугольное отверстие) с отбортовкой под размер профиля поперечного сечения вставки. Пластина 13 крепится к наружному торцу вставки с использованием, например, контактной точечной или аргонно-дуговой сварки.

С целью увеличения поперечного сечения полки и вставки и дополнительного увеличения жесткости узла против продольной и поперечной нагрузок и крутящего момента, по крайне мере, на двух взаимопротивоположных (например, верхней и нижней и/или боковых) поверхностях полки кронштейна и поверхностях вставки, сопрягаемых с указанными поверхностями (ответных указанным поверхностям) полки кронштейна, выполнены параллельно их ребрам (параллельно продольным осям указанных поверхностей полки кронштейна и вставки) элементы жесткости в виде, по крайней мере, двух выдавок (которые могут быть охарактеризованы как рельефы жесткости, выполненные в виде двух открытых канавок). Профиль каждой выдавки (профиль поперечного сечения выдавки) выполнен по кривой линии в виде части циркульных или лекальных кривых, например, в виде части окружности, и/или, овала и/или эллипса, и/или гиперболы, и/или параболы и т.д., ограниченной с двух сторон поверхностями полки и вставки, т.е. кривые линии не замкнуты (иначе можно сказать, что поверхность выдавки образована частью цилиндрической, и/или овальной, и/или эллипсоидной, и/или чашеобразной поверхностью и т.д.). Выдавки 26 на вставке выполнены с возможностью взаимодействия (сопряжения) их полостей с соответствующим дном выдавок 27 на полке (с соответствующими внешними поверхностями выдавок 27 на полке, выступающих в полость полки), при этом длина кривой, образующей профиль поперечного сечения выдавки на полке кронштейна, составляет (0,2...0,3)l_п, где l_п - длина стороны профиля поперечного сечения полки кронштейна, на которой выполнены выдавки, длина кривой, образующей профиль поперечного сечения выдавки на вставке, составляет (0,3...0,4)l_в, где l_в - длина стороны профиля поперечного сечения вставки, на которой выполнены выдавки, а выдавки на полке кронштейна и вставки выполнены с шагом 25-30 мм относительно их осей (вертикальных осей профиля поперечного сечения выдавки).

Выдавки могут иметь у основания плоско-овальное сечение. Предпочтительно выполнение выдавки симметрично продольной оси поверхности полки и, следовательно, симметрично продольной оси поверхности вставки.

Например, поверхность выдавки образована частью цилиндрической поверхности радиусом r=3,5-4,5 мм при длине стороны профиля полки 48-52 мм, при этом радиус цилиндрической поверхности выдавок на вставке составляет r=5-6 мм при длине стороны вставки 46-50 мм.

Размеры и форма выдавок на кронштейне и на вставке выбираются из условия образования минимального зазора при сопряжении выдавок кронштейна и вставки для обеспечения высокой жесткости. С этой же целью предпочтительно, чтобы периметр П_в профиля вставки составлял (0,92-0,98)П_п, где П_п - периметр профиля полки кронштейна (либо по наружной поверхности, либо по внутренней поверхности).

С целью исключения смещения вставки относительно кронштейна, обеспечения требуемого диапазона рихтовки и облегчения монтажа несущего узла, по крайней мере, на двух взаимопротивоположных (например, боковых) поверхностях полки кронштейна выполнено, по крайней мере, по одному отверстию 28 вытянутой формы (например, овальной), большая ось (в продольном сечении или в плане) которых расположена под углом 40-50° к оси кронштейна (или продольной оси боковой поверхности полки), а на двух поверхностях вставки, сопрягаемых с указанными поверхностями полки, выполнено, как минимум, по три отверстия 29 вытянутой формы (например, овальной), большая ось (в продольном сечении или в плане) каждого из которых расположена под углом 85-95° к большей оси отверстий на полке. Отверстия на вставке выполнены с шагом А относительно середины длины отверстия l_о, назначаемым из следующего соотношения А=(1,5-2)l_о, где l_o - длина отверстия вытянутой формы на вставке. Длина отверстия вытянутой формы определяется как максимальное расстояние между двумя наиболее удаленными друг от друга противоположными сторонами отверстия в продольном сечении или в плане (фиг.1). Отверстие на боковой поверхности полки кронштейна со стороны его свободного торца (торца, со стороны которого устанавливается вставка) и первое отверстие на вставке со стороны торца, к которому крепится торцовая пластина (наружному торцу вставки), выполнены на одинаковом расстоянии В от указанных торцов, выбираемом из соотношения В=[А-(0,4-0,6)l_о]. Предпочтительно, чтобы форма и размеры отверстий (в плане) на полке совпадали с формой и размерами отверстий на вставке. Такое расположение отверстий на полке и вставке и их выполнение (форма и размер) обеспечивают при монтаже взаимоперекрещивание указанных отверстий. В перекрестие, образованное отверстием на вставке и отверстием на полке кронштейна, устанавливается крепежный элемент, например вытянутая заклепка.

Например, на боковых поверхностях вставки длиной 150-160 мм выполнены по три овальных отверстия с шагом 46 мм относительно середины длины овального отверстия, при этом каждое отверстие на боковой поверхности полки кронштейна со стороны его свободного торца и каждое первое отверстие на вставке со стороны наружного торца вставки выполнены на расстоянии 29 мм от указанных торцов. Отверстия на боковых поверхностях кронштейна и ответных боковых поверхностях вставки выполнены длиной 25 мм и шириной 5 мм.

Размер отверстий на полке и вставке, шаг их пробивки и взаимная ориентация обеспечивают глубину плавной регулировки (диапазон рихтовки) до 100-150 мм.

С целью обеспечения пожароустойчивости и коррозионной устойчивости элементы несущего узла предпочтительно выполнять из нержавеющей стали.

Фиксация вставки относительно стойки, а значит, и установка требуемой общей длины несущего узла (длина полки кронштейна и длина выдвинутой части вставки) производятся, например, вытянутыми заклепками (условно не показано), вставляемыми через штампованные в полке кронштейна и вставки взаимоперекрещивающиеся овальные отверстия.

Монтаж облицовочной панели может производиться как с использованием несущих профилей (условно не показаны), так и непосредственно к торцовой пластине через выполненные на ней овальные отверстия.

В первом случае несущий профиль, в котором пробиты овальные отверстия, зеркально ориентированные относительно отверстий торцевой пластины, с помощью вытянутых клепок крепится к вставке кронштейна, которая выдвигается на требуемую высоту и фиксируется через взаимоперекрещивающиеся отверстия обеих сторон кронштейна также вытяжными клепками. На несущем профиле устанавливаются крепежные элементы (кляммеры, кронштейны, другие вспомогательные профили и крепления), на которые навешиваются фасадные облицовочные панели.

Во втором случае крепление производится непосредственно к торцевой площадке через просверленные или пробитые в фасадных облицовочных панелях отверстия с помощью вытяжных клепок.

Настоящее изобретение относится к системам навесных вентилируемых фасадов зданий, а более конкретно - к устройству для крепления фасадных облицовочных панелей. Технический результат: максимальное устранение потерь устойчивости несущих узлов, разгрузка несущих узлов от продольной и поперечной нагрузки, крутящего момента, т.е. устранение прогиба и перекоса несущего узла под действием статических, динамических, в том числе знакопеременных ветровых нагрузок и вибрации. Несущий узел для крепления фасадных облицовочных панелей содержит кронштейн в виде полки и основания и телескопически связанную с внутренней поверхностью кронштейна вставку, причем, по крайней мере, на двух взаимопротивоположных поверхностях полки кронштейна и ответных им поверхностях вставки выполнены параллельно продольным осям указанных поверхностей элементы жесткости в виде, по крайней мере, двух выдавок на каждой поверхности, профиль которых образует кривая линия, при этом выдавки на вставке выполнены с возможностью взаимодействия их полостей с соответствующими внешними поверхностями выдавок на полке, выступающими в полость профиля полки. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Несущий узел для крепления фасадных облицовочных панелей, содержащий кронштейн в виде полки и основания и телескопически связанную с внутренней поверхностью кронштейна вставку, отличающийся тем, что, по крайней мере, на двух взаимопротивоположных поверхностях полки кронштейна и ответных им поверхностях вставки выполнены параллельно продольным осям указанных поверхностей элементы жесткости в виде, по крайней мере, двух выдавок на каждой поверхности, профиль которых образует кривая линия, при этом выдавки на вставке выполнены с возможностью взаимодействия их полостей с соответствующими внешними поверхностями выдавок на полке, выступающими в полость профиля полки.2. Несущий узел по п.1, отличающийся тем, что длина кривой линии, образующей профиль выдавки на полке кронштейна, составляет (0,2÷0,3)l_п, где l_п - длина стороны профиля полки, длина кривой линии, образующей профиль выдавки на вставке, составляет (0,3÷0,4)l_в, где l_в - длина стороны профиля вставки, выдавки выполнены с шагом 25÷30 мм относительно их оси, а периметр П_в профиля вставки составляет (0,92÷0,98)П_п, где П_п - периметр профиля полки кронштейна.3. Несущий узел по п.1, отличающийся тем, что выдавки выполнены симметрично продольной оси поверхности полки и вставки с возможностью взаимодействия полостей выдавок на вставке с соответствующими внешними поверхностями выдавок на полке, выступающими в полость профиля полки.4. Несущий узел по п.1, отличающийся тем, что, по крайней мере, на двух боковых поверхностях полки кронштейна выполнено, по крайней мере, по одному отверстию вытянутой формы, большая ось каждого из которых расположена под углом 40÷50° к оси кронштейна, а на боковых поверхностях вставки, ответных боковым поверхностям полки кронштейна, выполнено, по крайней мере, по три отверстия вытянутой формы, большая ось каждого из которых расположена под углом 85÷95° к большей оси отверстий на полке, при этом отверстия на боковой поверхности вставки выполнены с шагом А относительно середины длины отверстий, составляющем (1,5÷2)l_о, где l_o - длина отверстия, определяемая как максимальное расстояние между двумя наиболее удаленными противоположными сторонами отверстия в продольном сечении, а отверстие на боковой поверхности полки кронштейна со стороны его свободного торца и первое отверстие на вставке со стороны ее наружного торца выполнены на одинаковом расстоянии В от указанных торцов, составляющим [А-(0,4÷0,6)l_o].5. Несущий узел по п.4, отличающийся тем, что форма и размеры отверстий на полке, по крайней мере, в продольном сечении соответствуют форме и размерам отверстий на вставке.6. Несущий узел по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что кронштейн с опорными площадкам и вставка выполнены из нержавеющей стали.