Узел соединения тонкостенных строительных панелей Российский патент 2024 года по МПК E04B1/38 

Изобретение относится к строительной отрасли, в частности к способам соединения тонкостенных строительных панелей.

Для строительных конструкций, таких, как отделочные панели, несъемная опалубка с декоративной поверхностью, ограждающие конструкции, характеризуемых большими площадями и сложной формой и требующих прочного соединения деталей и элементов, актуальна проблема надежности соединения. Для соединения применяются как внешние соединительные элементы, так и встроенные, по типу замкового соединения.

Из уровня техники для соединения длинномерных изделий с целью формирования сплошной плоскости, известны такие соединения, как замковые соединения типа Ларсен (представлены, например, в патентных документах RU 54057, опубл. 10.06.2006 г., RU 33768, опубл. 10.11.2003 г), типа «шарик в гнезде» (WO 2015/065170, опубл. 07.05.2015 г., RU 2097500, опубл. 27.11.1997), симметричные двухсторонние замковые соединения плоского шпунта, замки для плоских панелей типа Click (RU 138828, опубл. 27.03.2014, RU 2672903, опубл. 20.11.2018, RU 2673572, опубл. 28.11.2018), в которых элементы замков являются непосредственно частью изделия и расположены на его стыкуемых торцах.

Замки типа Ларсен, как правило, имеют симметричную структуру для обоих соединяемых частей, характеризуются наличием полостей, сформированных в виде сложного изгиба окончания панели. При соединении панелей методом продольного погружения замковых профилей друг в друга, профильные выступы взаимно заполняют полости, свободы перемещения блокируются в продольной и перпендикулярной плоскости относительно оси панелей. Соединение имеет прочностные характеристики, ограниченные только прочностью материала, его упругостью. На профильный элемент замка Ларсена при растяжении панелей действует не только вектор сил, направленный линейно в противоположные стороны по оси панелей, но и значительный радиальный вектор, так как при растяжении профиль деформируется, освобождая перпендикулярную плоскость свободы перемещения элементов замка. Так же соединение по типу Ларсен имеет большой угол вращения в радиальной плоскости.

Замки типа «шарик в гнезде» ассиметричны, имеют замковую и ключевую часть. Замковая часть представляет из себя полость с зауженной щелевой частью, в которую помещается ключевая часть, имеющая торцевое расширение с габаритами, превышающими размер щели. Такое соединение так же производится линейным погружением одной панели в другую. Прочность соединения так же обусловлена прочностью материала и формой профиля, угол свободы вращения в радиальной плоскости так же значителен и зависит от величины люфта соединения.

Линейные замки типа Click используются в стеновых и половых панелях и работают по принципу соединения с преодолением упругого сопротивления в одной из плоскостей. При соединении ключевая часть профиля плотно входит в замковую и полностью заполняет ее полость только с преодолением усилия за счет деформации профиля. Такое соединение имеет достаточную прочность только в одной плоскости вдоль оси изделий и является разборным.

Все вышеуказанные соединения являются линейными, соединяют только два элемента, для формирования сложного соединения более двух деталей требуется дополнительное переходное устройство.

Технической задачей изобретения является создание соединительного узла для формирования надежной и прочной строительной конструкции, обеспечивающего возможность множественного соединения элементов строительной конструкции.

Технический результат - замковое соединение погружного типа с симметричной структурой, в котором все связанные элементы участвуют в блокировке соседних и образуют прочную неразрушаемую структуру с блокировкой смещения элементов по всем осям.

Технический результат достигается тем, что узел соединения тонкостенных строительных панелей формируемый на стыке их торцов содержит ключевые профили и замковые полости, выполненные с возможностью взаимного соединения, при этом размеры замковой полости превышают размеры ключевого профиля на величину люфта, необходимого для их соединения, и дополнительно содержит по меньшей мере один симметричный соединительный элемент, снабженный ключевым профилем и/или замковой полостью, соответствующими замковой полости и ключевому профилю панелей и выполненными под углами 0° и/или 45° и/или 90° относительно оси панелей.

Технический результат также достигается тем, что узел соединения тонкостенных строительных панелей, формируемый на стыке их торцов, содержит на каждом из состыкованных торцов ключевые профили и замковые полости, и симметричный угловой соединитель, снабженный ключевым профилем и/или замковой полостью, соответствующими замковой полости и ключевому профилю панелей и выполненными под углом 45° к оси панелей.

Предлагаемое изобретение предназначено для целей формирования строительной конструкции из тонкостенных строительных панелей, соединяемых между собой последовательно и/или в параллельных рядах с использованием дополнительных соединительных устройств, и позволяет сформировать узловое замковое соединение от двух до шести элементов одновременно. Указанные элементы включают непосредственно панели со сформированными на их торцах замковыми элементами, и дополнительные соединительные устройства, предназначенные для формирования сложных угловых связей с такими же панелями и другими элементами строительной конструкции. Изобретение позволяет производить сложные формы соединения строительных конструкций с высокой прочностью сочлененных элементов.

Под замковым соединением понимается соединение, сформированное между элементами конструкции, содержащими содержащее замковые полости, и выступающие профильные участки сложной формы - ключевые профили соответственно, в целом формирующие неразъемное соединение элементов конструкции. Отдельные элементы конструкции могут иметь одновременно как замковые полости, так ключевые профили. Принцип замкового соединения - продольное погружение ключевого профиля в замковую полость, при котором обеспечивается максимально возможная прочность соединения за счет использования упругих и прочностных свойств материала панелей и соединительных устройств.

Все детали и элементы строительной конструкции унифицированы по размерности и углам, что позволяет применять их в различных комбинациях строительных конструкций.

Узел соединения строительных конструкций, сформированный на торцевых сторонах тонкостенных панелей содержит замковые полости и ключевые профили, выполненные с возможностью одновременного соединения и блокирования соединяемых элементов в плоскостях, расположенных под углами 0, 45 и 90 градусов относительно плоскости соединения панелей и предназначен для формирования прочного соединения линейных элементов и формирования прочных угловых соединений. Замковые полости имеют размеры, соответствующие размерам ключевых профилей с учетом величины люфта, необходимого для свободного проникновения ключевой части в замковую, что обеспечивает равномерное распределение нагрузки по всем взаимодействующим поверхностям строительной конструкции.

Ключевой профиль имеет толщину, равную базовому размеру и длину равную двум базовым размерам и ответвление, равное одной базовой величине. В качестве базового размера для расчета выбрана усредненная толщина ключевого профиля, равная ширине просвета замковой полости. Данная размерность соответствует толщине панели в области замка без учета отделочного слоя. Фактический размер готовых изделий рассчитывается с учетом допуска, необходимого для образования просвета - люфта. Стандартный размер люфта в системе замок-ключ составляет до 10% от базового размера замка - толщины ключевого профиля и просвета в замковой части. Расчет и практический опыт показывает, что замковое соединение сохраняет целостность при размере люфта до 40% от базовой толщины, т.е. допуск по толщине и замкового и ключевого профилей может составлять до 20% одновременно. Надежность соединения с большим допуском по размерности обеспечивается наличием дополнительных блокирующих элементов, ограничивающих смещение элементов замкового соединения панелей.

При соединении деталей в любом сочетании обеспечивается блокировка свободы перемещений в плоскостях вдоль и перпендикулярно плоскости панелей, в определенных пределах прочности материалов на изгиб - в радиальной плоскости. С применением дополнительных блокирующих элементов прочность соединения в радиальной плоскости значительно увеличивается за счет блокирования дополнительных свобод и связывания всего узла по нескольким точкам.

Предлагаемое изобретение обеспечивает возможность формирования линейного, углового соединения тонкостенных строительных панелей, а также основного соединения всех деталей и элементов, кроме торцевых на плоских панелях.

Линейное соединение предназначено для связи плоских панелей со сформированными на торцах замковыми элементами и формируется за счет ключевого профиля на одной панели и замковой полости на другой. Ось замкового соединения выполнена под углом 45°, на панели с ключевым профилем сформирован блокирующий выступ, а на панели с замковой полостью - углубление, что формирует дополнительную замковую пару, в которой внешний элемент замка работает как ключ, помещенный в замковую полость, сформированную выступом на панели с ключевым профилем.

Такое соединение обеспечивает отсутствие свободы смещения по всем плоскостям с умеренным сопротивлением радиальным нагрузкам, блокируемым как формой основного соединения пары ключ-замок, так и дополнительной пары, сформированной за счет описанных выступа и углубления.

Для усиления линейного соединения предназначена скрепляющая планка, заполняющая замковые полости в обоих панелях и блокирующая свободы перемещения по всем плоскостям, включая радиальные. Существуют строительные конструкции, требующие отвода от панели в виде соединителей, тяг, креплений, в этом случае линейное соединение дополняется элементами основного соединения, которые в комплексе так же, кроме выполнения функционала отвода, формируют усиливающее соединение.

Основное соединение предназначено для связывания всех деталей и элементов, кроме торцевых на плоских панелях, и формируется посредством линейного соединения панелей и дополнительных элементов, содержащих ключевые профили и замковые полости, совмещаемые с соответствующими замковыми полостями и ключевыми профилями на панелях. Оси всех замковых соединений выполнены под углом 45 градусов к оси соединяемых панелей. Пары замок-ключ структурно симметричны и повторяют друг друга, являются практически равнозначными по сути, при соединении взаимно полностью блокируют свободы перемещений друг друга. Равнозначные замково-ключевые пары могут иметь полностью симметричный профиль, но при такой конфигурации допуск по размеру люфта незначительно снижается.

Заявляемое изобретение иллюстрируется на чертежах:

На фиг. 1 представлены торцевые участки стыкуемых тонкостенных панелей;

На фиг. 2 представлен вариант осуществления изобретения с линейным соединением тонкостенных панелей и дополнительной скрепляющей пластиной;

На фиг. 3 представлен вариант осуществления изобретения с линейным соединением тонкостенных панелей и дополнительными соединительными устройствами;

На фиг. 4 представлен вариант осуществления изобретения с внешним угловым соединением панелей с использованием дополнительного углового соединительного элемента;

На фиг. 5 представлен вариант осуществления изобретения с внутренним угловым соединением панелей с применением дополнительных угловых соединительных элементов и поворотной трехсторонней соединительной планки.

Описание осуществления изобретения:

Торцевые участки стыкуемых панелей 1 и 2 (фиг. 1) по всей длине содержат ключевой профиль 3 и замковую полость 4 соответственно, размерность которых соответствует базовому размеру 5, равному средней величине просвета замка и профиля ключа. Ось формируемого ключевым профилем 1 и замковой полостью 2 замкового соединения выполнена под углом 45° к плоскости панелей 1 и 2. На панели 1 с ключевым профилем 3 сформирован блокирующий выступ 6, а на панели 2 с замковой полостью 4 - углубление 7, формирующие дополнительное замковое соединение, создающее дополнительное сопротивление при радиальной нагрузке на соединение. Формируемый узел соединения имеет прочную структуру за счет блокировки свободы смещения по всем плоскостям.

Для дополнительного сопротивления радиальному смещению могут быть использованы соединительные элементы. На фиг. 2 отображены панели в соединенном состоянии, усиленные линейным соединителем - симметричной скрепляющей планкой 8, препятствующей самопроизвольному разъединению соединения и блокирующая радиальное перемещение панелей. Скрепляющая планка 8 содержит ключевые профили 9, соответствующие по форме и размерам замковым полостям 10 и 11 (обозначены на фиг. 1) в панелях 1 и 2 соответственно. Указанные замковые соединения панелей со скрепляющей пластиной выполнены под углом 90° к оси соединяемых панелей. На фиг. 2 отображены осевые линии панелей: реальная горизонтальная 12, находящаяся на нижней границе отделочного слоя 9 и виртуальные вертикальные 13, отстоящие от центральной линии 14 замкового соединения на величину декоративного отделочного слоя.

Основное соединение элементов строительной конструкции представлено на фиг. 3 и включает линейное соединение 15 торцевых участков панелей 1 и 2 в сочетании с угловыми соединениями с дополнительными соединительными устройствами - угловым связывающим соединителем 16, угловым соединителем 17 с ответвлением и прямым связывающим соединителем 18 с монтажным ответвлением. При этом замковое соединение панели 1 угловым соединителем 17 осуществляется посредством замковой полости 10, панели 2 с угловым связывающим соединителем 16 - посредством замковой полости 11 и соответствующих ключевых профилей на указанных угловых соединителях. Дополнительно реализовано соединение 19 основного симметричного замка между угловым соединителем 17 и прямым связывающим соединителем 18. Ответвления обозначены в произвольном направлении и предназначены для внешнего крепления собранной панели. Прямой связывающий соединитель может быть выполнен без ответвления. В отсутствие ответвления такой соединитель выполняет роль скрепляющего элемента, предотвращающего радиальное перемещение элементов соединения. Осевые линии 20 всех замковых соединений в области углового соединителя выполнены под углом 45° к оси соединяемых панелей.

Угловое соединение представленное на фиг. 4 предназначено для формирования внешнего угла строительной конструкции и формируется панелью 1 и панелью 21, при этом панель 1 снабжена угловым профилем для соединения с замковой полостью панели 21 и замковой полостью для соединения с дополнительным скрепляющим элементом -угловым связывающим соединителем 16, аналогичная замковая полость для соединения с угловым соединителем выполнена на панели 21. Связывающий соединитель препятствует радиальному смещению панелей навстречу друг другу.

На фиг 5 показано угловое соединение панелей 1 угловых скрепляющих соединителей 16 и поворотной трехсторонней соединительной планки 22, предназначенных для формирования внутреннего угла. В этом варианте исполнения изобретения панели стыкуются друг с другом через трехстороннюю соединительную планку 22. Для целей блокировки изгиба панелей в радиальном направлении использованы угловые скрепляющие соединители 16. Также в данном соединении могут быть использованы угловые соединители с ответвлениями для формирования внешних связей.

Преимуществом предлагаемого изобретения является универсальность, достигнутая за счет симметричности всех основных сочетаемых элементов. Симметрия актуальна как к самой форме замковой пары, так и к всему соединению в сборе, когда в соединении участвуют несколько элементов. Осевые линии всех замковых деталей элементов сходятся в одной точке и пересекают осевую линию соединяемых панелей. Для панелей, толщина которых равна базовому размеру, ось панели располагается на ее внешней поверхности. Так как большинство отделочных панелей имеет поверхностный декоративный слой определенной толщины, положение оси панели рассчитывается исходя из базового размера замка и проходит в толще панели, что необходимо учитывать при проектировании замкового соединения для конкретных декоративных панелей. Симметрия соединения обеспечивает гарантированные линейное расположение стыкуемых панелей и прямые углы при формировании внешнего и внутреннего угла.

Изобретение относится к строительству, в частности к узлам соединения тонкостенных строительных панелей. Технический результат изобретения заключается в создании не разрушаемой структуры соединения с блокировкой смещения элементов по всем осям. Узел соединения тонкостенных строительных панелей, формируемый на стыке их торцов, содержит ключевые профили и замковые полости, выполненные с возможностью взаимного соединения. Размеры замковой полости превышают размеры ключевого профиля на величину люфта. Узел дополнительно содержит по меньшей мере один симметричный соединительный элемент, снабженный ключевым профилем и/или замковой полостью, соответствующими замковой полости и ключевому профилю панелей и выполненными под углами 45° или 90° относительно оси панелей. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Узел соединения тонкостенных строительных панелей, формируемый на стыке их торцов, содержащий на каждом из состыкованных концов панелей ключевые профили и замковые полости, выполненные с возможностью взаимного соединения при стыковке с блокировкой продольного и поперечного перемещений панелей, при этом размеры замковой полости превышают размеры ключевого профиля на величину люфта, необходимого для их соединения; замковые полости, выполненные на внутренней стороне панели, и по меньшей мере один симметричный соединительный элемент, снабженный ключевыми профилями, соответствующими замковым полостям на внутренней стороне панелей, и оси замковых соединений выполнены под углом 45° или 90° к осям стыкуемых панелей.

2. Узел соединения тонкостенных строительных панелей по п.1, отличающийся тем, что торцы панелей дополнительно содержат блокирующие элементы, выполненные в виде выступов и соответствующих им углублений.

3. Узел соединения тонкостенных строительных панелей по п.1, отличающийся тем, что симметричный соединительный элемент выполнен в виде линейного соединителя, снабженного ключевыми профилями, соответствующими замковой полости на внутренней стороне панели и выполненными с возможностью соединения с панелями под углом 90°.

4. Узел соединения тонкостенных строительных панелей по п.1, отличающийся тем, что симметричный соединительный элемент выполнен в виде углового соединителя, снабженного ключевыми профилями, соответствующими замковой полости на внутренней стороне панели и выполненными с возможностью соединения с панелями под углом 45°.

5. Узел соединения тонкостенных строительных панелей по п.4, отличающийся тем, что симметричный соединительный элемент выполнен в виде прямого связывающего соединителя, содержащего замковые полости, соответствующие ключевым профилям угловых соединителей.

6. Узел соединения тонкостенных строительных панелей по п.4 или 5, отличающийся тем, что угловой соединитель содержит монтажные ответвления для внешнего крепления панели.

7. Узел соединения тонкостенных строительных панелей по п.5, отличающийся тем, что угловой соединитель прямой связывающий соединитель содержит монтажные ответвления для внешнего крепления панели.

8. Узел соединения тонкостенных строительных панелей по п.1, отличающийся тем, что ключевой профиль имеет толщину, равную базовому размеру и длину равную двум базовым размерам и ответвление, равное одной базовой величине.

9. Узел соединения тонкостенных строительных панелей, содержащий на каждом из стыкуемых концов ключевые профили и замковые полости, выполненные с возможностью взаимного соединения, и симметричный угловой соединитель, снабженный замковыми полостями и ключевыми профилями, по меньшей мере один из которых соединен с замковой полостью, выполненной на внутренней стороне панели таким образом, что обеспечена блокировка продольного и поперечного перемещений, при этом оси замковых соединений выполнены под углом 45° к осям стыкуемых панелей.

10. Узел соединения тонкостенных строительных панелей по п.9, отличающийся тем, что содержит дополнительный симметричный соединительный элемент, содержащий ключевые профили, выполненные с возможностью соединения с замковыми полостями симметричного углового соединителя.