ОДНОСТЕНЧАТАЯ БАЛКА ДЛЯ ПОДВЕСНОГО ПОТОЛКА С СУХОЙ ШТУКАТУРКОЙ Российский патент 2011 года по МПК E04B9/06 

Настоящая заявка является частичным продолжением заявки US 11/446, 729, поданной 5 июня 2006 г. под названием "Одностенчатая балка для подвесного потолка".

Область техники

Настоящее изобретение относится к балкам, образующим несущую решетку подвесного потолка, в котором к полкам балок прикреплены листы сухой штукатурки (гипсокартона).

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 обращенной вверх стенкой), т.е. приобретая в сечении вид перевернутой буквы Т.

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, несбалансированны 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

Как и в упомянутой заявке US 11/446,729, в настоящем изобретении 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 двухслойной 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.

В настоящем изобретении предлагается балка с однослойной стенкой, приспособленная конкретно для использования в подвесном потолке с сухой штукатуркой.

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 балки, показанной на фиг.1 и 2;

на фиг.6 представлен вид, аналогичный виду на фиг.1, показывающий предлагаемую в изобретении балку с однослойной стенкой, приспособленную для использования в подвесном потолке с сухой штукатуркой;

на фиг.7 балка, показанная на фиг.6, представлена фрагментом перспективного вида снизу, аналогичного виду на фиг.2;

на фиг.8 представлен поперечный разрез известной балки, используемой в потолке с сухой штукатуркой;

на фиг.9 представлен поперечный разрез предлагаемой в изобретении балки, приспособленной для использования в подвесном потолке с сухой штукатуркой;

на фиг.10 представлен фрагмент поперечного разреза подвесного потолка с сухой штукатуркой, показывающий известную балку, представленную на фиг.8, и предлагаемую в изобретении балку с однослойной стенкой, приспособленную для использования в подвесном потолке с сухой штукатуркой, с демонстрацией прикрепленных листов сухой штукатурки.

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 предлагаемой в изобретении балки с однослойной стенкой, показанной 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. Также 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 однослойной 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, также 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 20 с двухслойной стенкой (см. фиг.3) сравнимого размера, но для нее требуется меньше металла.

На фиг.8 и 10 показана известная двухслойная балка для использования в подвесном потолке с сухой штукатуркой, раскрытая в US 6722098, включенном в настоящее описание посредством ссылки.

На фиг.6, 7, 9 и 10 представлена предложенная в изобретении базовая конструкция балки с однослойной стенкой, приспособленная для использования в подвесном потолке с сухой штукатуркой. Эта балка имеет обозначение 20'.

Как известные балки 20, показанные, например, на фиг.8 и левой части фиг.10, так и балка 20'согласно изобретению, приспособленные для крепления листов сухой штукатурки (см. фиг.6, 7, 9 и правой части фиг.10), имеют утолщение 21 или 21', стенку 22 или 22', и противолежащие полки 23 и 25 или 23'и 25'.

Известная балка 20 с двухслойной стенкой, показанная на фиг.8, сшита в точках 67 вдоль стенки 22, как это подробно описано в US 6722098. В такой известной балке подгибы 65 служат для того, чтобы удержать острие 71 винта-самореза 11 в соприкосновении с выемкой 60 на полках 23 и 25 балки 20, благодаря чему винт 11 может пробить полки и прикрепить лист 70 сухой штукатурки к полкам 23' и 25'.

В предложенной в изобретении базовой конструкции балки 20' с однослойной стенкой, приспособленной для подвесных потолков с сухой штукатуркой, как это проиллюстрировано на фиг.6, 7, 9 и 10, подгибы 65 отформованы в однослойной полке 23', отходящей от стенки 22' влево на приведенных чертежах, и в двухслойной полке 25', отходящей вправо от стенки 22', что также видно на этих чертежах.

Листы 70 сухой штукатурки, прикрепленные к полкам 23 и 25 известной балки 20 с двухслойной стенкой, как показано слева на фиг.10, создают нагрузку, направленную вертикально вниз, что показано векторами 26 и 27 на фиг.3. Листы 70 сухой штукатурки, прикрепленные к полкам 23' и 25' предложенной в изобретении базовой конструкции балки 20' с однослойной стенкой, приспособленной для сухой штукатурки, как показано на фиг.10, также создают нагрузку, направленную вертикально вниз, что и видно на фиг.5.

Как было показано выше, известная балка 20 с двухслойной стенкой обладает симметрией и сбалансирована, и, как видно на фиг.3, суммарная нагрузка 30, действующая на балку, являющаяся результатом сложения нагрузок на каждую из полок, проходит в плоскости стенки 22, что дает минимальное скручивание и изгиб балки 20.

Предложенная в изобретении балка 20', приспособленная для подвесного потолка с сухой штукатуркой, также сбалансирована, как это было показано выше и проиллюстрировано на чертежах, поскольку шов 40, проходящий вдоль стенки, консольно прикрепляет полки 23' и 25' к стенке 22', в результате чего суммарная нагрузка 32, как это показано на фиг.5, проходит в плоскости однослойной стенки 22'. В результате сбалансированности нагрузки в предложенной в изобретении базовой конструкции балки 20' с однослойной стенкой, приспособленной для сухой штукатурки, при направленной вниз нагрузке, создаваемой листами 70 сухой штукатурки, скручивание и изгиб балки 20' оказываются минимальными.

Использование предложенной в изобретении базовой конструкции сбалансированной балки 20'с однослойной стенкой в подвесном потолке с сухой штукатуркой дает экономию металла по сравнению с известной сбалансированной балкой 20 с двухслойной стенкой, при сходных размерах, как это видно на фиг.8 и 10.

Изобретение относится к области строительства, в частности к одностенчатой балке для подвесного потолка с сухой штукатуркой. Технический результат заключается в снижении металлоемкости. Балка для крепления листов сухой штукатурки в подвесном потолке сформирована из металлической полосы, сложенной вдоль ее длины. Сечение профиля балки имеет утолщение в верхней части, вертикальную однослойную стенку, отходящую вниз от утолщения, и две полки. Первая полка горизонтально отходит в виде консоли от нижней части стенки в первом направлении. Вторая полка горизонтально отходит в виде консоли от первой полки во втором направлении, противоположном первому направлению. Полки усилены выступающими вниз подгибами. Подгибы обеспечивают удерживание винтов-саморезов крепления листов сухой штукатурки на полках. На нижней стороне полок имеются направленные вверх выемки. Вторая полка скреплена с первой полкой расположенным вдоль стенки швом. Первая и вторая полки отходят в виде консолей от стенки с возможностью сбалансирования в подвесном потолке нагрузки на балку от поддерживаемых ею листов сухой штукатурки и приложения этой нагрузки в плоскости стенки. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Балка для крепления листов сухой штукатурки в подвесном потолке, сформированная из металлической полосы, сложенной вдоль ее длины с образованием профиля, сечение которого имеет утолщение в верхней части, вертикальную однослойную стенку, отходящую вниз от утолщения, первую полку, горизонтально отходящую в виде консоли от нижней части стенки в первом направлении, вторую полку, горизонтально отходящую в виде консоли от первой полки во втором направлении, противоположном первому направлению, выступающие вниз подгибы, усиливающие полки и обеспечивающие удерживание винтов-саморезов крепления листов сухой штукатурки на полках, и направленные вверх выемки на нижней стороне полок, отличающаяся тем, что вторая полка скреплена с первой полкой расположенным вдоль стенки швом, так что первая и вторая полки отходят в виде консолей от стенки с возможностью сбалансирования в подвесном потолке нагрузки на балку от поддерживаемых ею листов сухой штукатурки и приложения этой нагрузки в плоскости стенки.

2. Балка по п.1, в которой шов выполнен сшиванием.

3. Способ изготовления балки по п.1, в котором профиль балки получают непрерывной продольной фальцовкой полосы с последующим непрерывным скреплением вдоль стенки первой и второй полок.

4. Способ по п.3, в котором полки скрепляют их непрерывным сшиванием.