Порожнистий прямокутний структурний елемент з термопласту, що утворює будівельну конструкцію, та спосіб його виготовлення

Номер патенту: 27485

Опубліковано: 15.09.2000

Автор: Де Зен Вітторіо

Текст

1 Полый прямоугольный стр уктурный эле мент из термопласта, образующий строительную конструкцию, и содержащий полую основу из поливинилхлорида, армированного упрочняющей и ограничивающей расширение составляющей, и расположенные на расстоянии друг от друга про дольные средства скользящего замкового зацеп ления для соединения со смежными элементами, отл ичающийся тем, что те поверхности указан ного элемен та, которые при зацеплении его со смежными элементами оказываются открытыми, покрыты оболочкой, защи щающей от погодны х условий и механических повреждений и образую щей при этом вне шние стенки указанно го эле мента в ви де плоски х и гладки х по вер хностей , причем толщина указанной оболочки меньше толщины о сновы , но доста точна для покрытия, изолирования и сцепления с находящимися под ней поверхностями, при этом указанные основа и оболочка представляют собой продукт со вмест ной экструзии. 2. Структурный элемент по п. 1, отличающийся тем, что толщина указанной защитной оболочки составляет 0,38 мм, а толщина указанной основы превышает ее в 4 - 5 раз. 3. Структурный элемент по п. 1 или 2, отлича ю* щийс я тем , что расстояние между про ти вопо ложными стенками указанного полого элемента составляет около 100 мм. 4. Структурный элемент по любому из предшест вующи х п ункто в, отличающийся тем , что в ка честве упрочняющей соста вляющей основы из поливинилхлорида он содержит карбонат каль ция и/или короткие и тонкие волокна. 5. Структурный элемент по п 4 , отлича ющийся тем, что в качестве во локон он содержит мине ральные волокна или стекловолокна, выступающие концы которых заделаны в оболочку. 6 Структурный элемент по п. 5, отличающийся тем что поверхность указанной основы является пористой, а указанная оболочка защищает нахо дящиеся под ней поверхности от доступа влаги. 7 Структурный элемент по любому из предшест вующи х пунктов, отличающийся тем. что указан ная оболочка выполнена из поливинилхлорида, содержащего добавки для защиты от механичес ких повреждений и погодных условий. 8. Структурный элемент по любому из предшест вующи х п унк то в, отл ичающийс я тем, что он включае т полую панель с о тде ленными др уг о т друга боковыми стенками, соединенными боко выми пере горо дками и вн утренними пере го родками, проходя щими между боко выми стен ками , п ри чем ук азанн ые боко вые стенки вы полнены с про дольными канавками, ра споло женными др уг пр о ти в др уга , а указа нная обо лочка полностью покры вае т вне шн ие по вер х ности указанной панели . 9. Структурный элемент по п. 8, отличающийся тем, что внутренние перегородки указанной пане ли выполнены из материала основы , причем и х толщина меньше , чем то лщина покры ты х обо лочкой стенок основы. 10. Структурный элемент по п. 8 или 9, отличаю щийся тем, что толщина покрыты х обо лочкой стенок основы соста вляет 2 мм, а толщина ука занных перегородок -1,7 мм. 11. Структурный элемент по п. 8, 9 или 10, отли чающийся тем, что покрытые оболочкой торце вые стенки являются вогнутыми. 12. Структурный элемент по п п. 1 - 7, отличаю щийс я тем, что он включает полый коробчатый соединительный элемент, стенки которого имеют выступающие закраины, имеющие на концах рас положенные друг против друга загнутые вовнутрь замковые выступы , причем стенки, закраины и выступы покрыты указанной за щи тной обо лоч кой. 13. Способ изготовления прямоугольного полого структурного элемента из термопласта, включаю щий совместную экструзию основы из пластичес кого материала и оболочки, отличающийся тем, что в качестве пласти ческого материала бер ут поливинилхлорид, армированный упрочняющей см О ю 00 CN о> 27485 и ограничивающей расширение составляющей, а в качестве материала оболочки -поливинилхлорид, содержащий добавки для защиты от механических повреждений и погодных условий, причем толщина указанной оболочки меньше толщины основы, но достаточна для покрытия, изолирования и сцепления с находящимися под ней поверхностями 14 Способ по п 13 , о тли чающий ся тем, что в качестве упро чняющей и ограни чивающей рас ширение составляющей берут карбонат кальция и/или короткие и тонкие волокна 15 Способ по п 14 , о тли чающий ся тем, что в качестве во локон бер ут минеральные волокна или стекловолокна, выступающие концы которых заделывают в указанную оболочку Данное изобретение относится к ранее неизвестным строительным конструкциям и их элементам, способу их изготовления и возводимым из них сооружениям В частности, изобретение относится к новым строительным элементам из термопласта, выполненным с возможностью их взаимного зацепления Они пригодны для массового производства при низкой себестоимости и отличаются возможностью быстрого и удобного соединения для возведения разнообразных сооружений, требующи х минимального ухода и не подверженных гниению, воздействию термитов и коррозии, а также устойчивы х к воздействию погодных факторов Кроме того, изобретение относится к таким ранее неизвестным строительным элементам, которые имеют полости для заполнения бетоном или другими материалами для закрепления строения на фундаменте повышения его долговечности и ударостойкости а также устойчивости к землетрясениям, ураганам и другим природным явлениям Изобретение также относится к способу изготовления таких элементов Поскольку предлагаемые строительные элементы пригодны для возведения разнообразных сооружений, следует отметить что и х создание открывает возможность массового недорогого строительства долго вечных домов в регионах с различными климатическими условиями Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известный структурный элемент, который имеет полую основу, и расположенные друг от друга продольные средства скользящего замкового зацепления с соседними смежными элементами В качестве материала для изготовления структурных элементов используют термопластические смолы, армированные стекловолокном, в частности поливинил хлорид(1) Общими существенными признаками заявляемого и известного технических решений является полый прямоугольный структурный элемент из термопласта, содержащий полую основу из поливинилхлорида, армированного упрочняющей и ограничивающей расширение составляющей, и , расположенные на расстоянии друг от друга продольные средства скользящего замкового зацепления для соединения со смежными элементами Недостатком известного структурного элемента является недостаточно высокая степень защиты строительной конструкции от механических повреждений, погодных условий и природных явлений, которая обеспечивается этим элементом В основу настоящего изобретения положена задача создания структурного элемента из термопласта, который бы обладал высокой конструкционной прочностью и повышенной устойчивостью к воздействию на него различных неблагоприятных погодных условий и природных явлений Поставленная задача достигается тем, что в полом прямоугольном структурном элементе из термопласта образующего строительную конструкцию, и содержащем, полую основу из поливинилхлорида, армированного упрочняющей и ограничивающей расширение составляющей, и расположенные на расстоянии друг от др уга продольные средства скользящего замкового зацепления для соединения со смежными элементами, согласно изобретению, те поверхности указанного элемента, которые при зацеплении его со смежными элементами оказываются открытыми, покрыты оболочкой, защищающей от погодных условий и механических повреждений и образующей при этом внешние стенки указанного элемента в виде плоских и гладких поверхностей, причем толщина указанной оболочки меньше толщины основы, но достаточна для покрытия, изолирования и сцепления с находящимися под ней поверхностями, при этом указанные основа и оболочка представляют собой продукт совместной экструзии Кроме того, толщина указанной защитной оболочки составляет 0,38 мм, а толщина указанной основы превышает ее в 4 - 5 раз Кроме того, расстояние между противоположными стенками указанного структурного элемента составляет около 100 мм Кроме того, в качестве упрочняющей составляющей основы из поливинилхлорида структурны й элемен т содержи т карбона т кальция и/или короткие и тонкие волокна Кооме того, в качестве волокон структурный элемент содержит минеральные волокна или стекловолокна, выступающие концы которых заделаны в оболочку Кроме того, поверхность указанной основы является пористой, а указанная оболочка защищает находя щиеся под ней поверхности от доступа влаги Кроме того, указанная оболочка выполнена из поливинилхлорида, содержащего добавки для защиты о т механических повреждений и погодных условий Кроме того, структурный элемент включает полую панель с отделенными друг от друга боковыми стенками, соединенными боковыми пере 27485 городками и внутренними перегородками, проходящими между боковыми стенками, причем указанные боковые стенки выполнены с продольными канавками, расположенными друг против друга, а указанная оболочка полностью покрывает внешние поверхности указанной панели Кроме того, вн утренние перегородки указанной панели выполнены из материала основы, причем их толщина меньше, чем толщина покрытых оболочкой стенок основы Кроме того, толщина покрытых оболочкой стенок основы составляет 2 мм, а толщина указанных перегородок -1,7 мм Кроме того, покрытые оболочкой торцевые стенки являются вогнутыми Кроме того, структурный элемент включает полый коробчатый соединительный элемент, стенки которого имеют выступающие закраины, имеющие на концах расположенные друг против друга загнутые вовн утрь замковые выступы причем стенки, закраины и выступы покрыты указанной защитной оболочкой Одним из аспектов данного изобретения является создание новых строительных элементов из термопласта, выполненных с возможностью быстрого и удобного соединения друг с другом для возведения разнообразных конструкций от простых стен, дверей, ограждений до целых зданий и содержащих армирующие составляющие, обеспечивающие констр укционную прочность и ограничение расширение деталей, причем конструкция элемента предусматривает наличие средств удобного и быстрого зацепления с соседними строительными элементами с образованием требуемой конструкции Предлагаемые строительные элементы включают полые панели, коробчатые соединительные элементы или колонны для панелей, балки, переходные детали и сплошные соединительные элементы, полученные путем экструзии, и имеющие средства зацепления с соседними строительными элементами для быстрого и удобного монтажа возводимой конструкции Кроме того, полые стеновые панели имеют достаточно высокую конструкционную прочность для запивки в них бетона и т п без их де формации для получения блоков постоянных стен повышенной прочности Таким образом, несущая крышу стена дома или строения, возводимого на бетонной подушке из предлагаемых стеновых панелей и/или соединительных колонн для них, закрепленных на указанной подушке, обладает устойчивостью против ураганов, землетрясений и других подобных явлений В предпочтительном варианте выполнения изобретения оболочка из термопласта благодаря гладкой наружной поверхности имеет привлекательный внешний вид и не требует ухода , а также обеспечивает удобство при перемещении элементов и зацеплении их между собой и защиту армированной основы и заделанного в ней стеклово локна от ударо в Кроме того , оболочка из термопласта может быть окрашена в требуемый цвет и содержать добавки для защиты от выгорания под действием ультрафиолетового излучения и от неблагоприятных погодных условий Предлагаемая конструкция имеет особую ценность в домостроении, так как дом или строение могут быть построены на бетонной подушке и собраны из соединенных друг с другом строительных элементов, включая полые панели стен и крыши и соединительные колонны с основами из термопласта армированно го заделанным в нем стекловолокном, и покрытые снаружи гладкой ударостойкой и влагозащитной оболочкой из термопласта Панели стен закрепляют на бетонной подушке путем заливки бетона в полости стеновых панелей и/или соединительных колонн Кроме того крыша и стены постройки при желании могут быть украшены любыми элементами декоративного оформления Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известный способ получения элементов из поликарбоната, покрытых защитным слоем из липкой синтетической смолы, путем совместной экструзии основы и оболочки В соответствии с известным способом слой смолы, в частности метилметакрилат и/или метилакрилат, приводят в контакт с поверхностью плоской основы из поликарбоната Способ осуществляют при повышенной температуре Затем слои разглаживают, чтобы они склеились между собой(2) Общим существенным признаком известного и заявляемого технических решений является совместная экструзия основы и оболочки Недостатком известного способа является то. что образ ующий ся акриловый стеклянный слой защищает материал основы только от ультрафиолето вого излучения, но не предохраняет от механических повреждений Важным требованием известного способа явпяется то, что акриловый слой должен быть очень тонким - до 100 мкм, лучше -50 мкм, иначе может иметь место передача трещин на поликарбонатную основу Для защиты от царапин акриловый стеклянный слой покрывают особыми защитными растворами Себестоимость производства изделий с использованием поликарбонатного материала основы и акрилового стекла в качестве материала покрытия достаточно высока Кроме того, в процессе разглаживания можно повредить основу В основу изобретения положена задача разработать экономически выгодный и упрощенный способ изготовления полого структурного элемента из термопласта, образующего строительную конструкцию, поверхность которого была бы защищена от механических повреждении и неблагоприятных погодных усло вий путем образования на поверхности основы защитной оболочки Поставленная задача достигается тем, что в способе изготовления прямоугольного полого структурного элемента из термопласта, включающем совместную экструзию основы из пластического материала и оболочки, согласно изобретению, в качестве пластического материала берут поливинилхлорид, армированный упрочняющей и ограничивающей расширение составляющей, а в качестве материала оболочки - поливинилхлорид, содержащий добавки для защиты от механических повреждений и погодных условий, причем толщина указанной оболочки меньше толщи 27485 ны основы, но достаточна для покрытия, изолирования и сцепления с находящимися под ней поверхностями. Кроме того, в качестве упрочняющей и ограничивающей расширение составляющей берут карбонат кальция и/или короткие и тонкие волокна. Кроме того, в качестве волокон берут минеральные волокна или стекловолокна, выступающие концы которых заделывают в указанную оболочку В соответствии с изобретением предлагается способ изготовления структурных элементов из термопласта путем совместной экструзии сердцевины или основы из термопласта с распределенным и заделанным в ней армирующим стекловолокном для повышения прочности на растяжение и ограничения расширения, и гладкой оболочки из термопласта, покрывающей открытые внешние поверхности основы и служащей для запрессовки в ней концов стекловолокна, которые выступают на стыке между ней и основой. В результате практического осуществления способа достигается упрощение технологического процесса и обеспечивается прочное соединение материала основы и оболочки. Эти и др угие преимущества данного изобретения будут понятны из приведенного ниже подробного описания, поясняемого графическими материалами, где. на фиг. 1 показан в аксонометрии вид дома, построенного из предлагаемых структурны х строительных элементов; на фиг. 2 приведен вид с частичным вырезом, показывающим способ установки панелей стен на бетонной подушке; на фиг. 3 приведен увеличенный местный вид в аксонометрии, иллюстрирующий установку панели стены на бетонной подушке, где стрелкой отмечено место для заливки бетона, закрепляющего и усиливающего конструкцию; на фиг. 4 показан увеличенный в аксонометрии вид с частичным вырезом, изображающий две панели и соединительный элемент между ними, готовые к сборке; на фиг. 5 показан увеличенный вид сбок у, на котором видно, как соединительный элемент скрепляет соседние панели; на фиг. 6 показано увеличенное местное сечение, иллюстрирующее стр уктур у типичного структурного строительного элемента, полученного методом экструзии и содержащего основу из термопласта с включением армирующего стекловолокна, открытая внешняя поверхность которой покрыта гладкой оболочкой из термопласта для изоляции поверхности основы и заделки в ней концов волокон для повышения, таким образом, прочности ее закрепления на основе; на фиг. 7 показано сечение по линии 7-7 элемента, показанного на фиг. 6; на фиг. 8 показан вид в аксонометрии с частичным вырезом, изображающий сборку панелей внешних и внутренних стен и панелей крыши; на фиг. 9 показан вид в аксонометрии с частичным вырезом коробчатого стенового соединительного элемента или колонны, снабженной средствами зацепления для размещения полой вставки для прокладки внутренней проводки; на фиг 10 и 11 показаны другие варианты выполнения коробчатых соединительных элементов или колонн; на фиг 12 показан вид в аксонометрии с частичным вырезом, иллюстрирующий установку нижнего конца панели крыши на стене конструкции и закрытие его оконечным элементом, на фиг 13 показан вид в аксонометрии с частичным вырезом угла стены, иллюстрир ующий использование полых панелей стены и угловой соединительной коробки или колонны в качестве опалубки для заливки бетона и т. п. и закрепления стены на бетонной подушке с образованием устойчивой жесткой стены, содержащей забетонированные ячейки, способные выдерживать землетрясения, ураганы и т п., а также обладающие хорошими теплоизоляционными свойствами; на фиг. 14 показано сечение оконного блока с переходной деталью, конфигурация которой обеспечивает возможность ее сцепления с колоннами стен и установки в ней стандартного окна; на фиг. 15 показан вид сверху стены, которая может быть стеной любого строения, в том числе дома, выполненного согласно изобретению, и в которой бетон использован только для заполнения соединительных коробок или колонн; на фиг. 16 показан вид сверху с частичным вырезом стены, в которой бетоном заполнены полости не только в соединительных коробках или колоннах, но и в стеновы х панелях для придания стене максимальной прочности; на фиг. 17 показан вид сверху приспособления для заливки бетона; на фиг 18 показан вид свер ху приспособления для заливки бетона, показанного на фиг. 17 и установленного сверх на стеновую панель для получения забетонированной стеновой панели, показанной на фиг. 16; на фиг 19 показан местный вид в разрезе, иллюстрирующий способ соединения панелей крыши со стенами дома; на фиг. 20 показан увеличенный вид сбоку с частичным вырезом фрагмента предлагаемой панели, иллюстрирующий относительные толщины ее наружных стенок и внутренних ребер ее армированной основы, а также наружной оболочки; на фиг. 21 показан вид с частичным вырезом предлагаемой стеновой панели, имеющей на внешней поверхности декоративную накладку; на фиг. 22 показан вид панели не несущей внутренней стены, где вместо оболочки использовано покрытие, например, краска; на фиг. 23 показан вид в перспективе забора, стенки противошумного ограждения и т. п., сооруженного из предлагаемых строительных панелей и соединителей; на фиг. 24 показан план ограждения, сооруженного из предлагаемых строительных панелей и соединительных элементов. Предлагаемые строительные элементы пригодны для возведения большого числа конструкций, но особенно важны при строительстве домов в любой точке земного шара, поскольку отвечают важнейшим требованиям' низкой стой 27485 мости и долговечности, которые до настоящего времени не были удовлетворены При строительстве требуется, чтобы строительные элементы имели низкую стоимость, выпускались в массовом количестве, и были выпопнены с возможностью быстрой и удобной сборки силами рабочих, не обладающих высокой квалификацией Возведенные строения должны быть долговечными, противостоять колебаниям погоды, воздействию землетрясений, ураганов, ветров, дождей и метелей, высокой влажности и перепадов температуры без коррозии и гниения Строения должны быть также непроницаемыми для термитов и других насекомых Кроме того, они должны иметь привлекательный и эстетичный внешний вид. Как видно из дальнейшего, данное изобретение впервые позволяет не только возводить самые разнообразные строения, но и удовлетворяет всем вышеперечисленным условиям. В соответствии с Фиг 1 типичный дом, который может быть сооружен согласно изобретению, содержит стены 1, собранные из стеновых панелей 2 и крышу 3, собранн ую из панелей 4 крыши, как это показано на Фиг. 8. Конфигурация панелей стен и крыши позволяет соединять их с образованием жилого сооружения путем взаимного зацепления элементов конструкции без применения инструментов, как это описано ниже. Как показано на фиг. 2 , для подго товки фундамента дома нужно лишь соорудить бетонную подушку 5, имеющую на периферии выступ 6 уменьшенной толщины, образующий посадочное место для панелей 2 стен, более подробно это показано на фиг. 3. Панели 2 стен имеют наружную и внутренние стенки 7 и 8, соединенные поперечными ребрами 9, и образ ующие вн утренние полости 10, которые могут быть заполнены бетоном, как указано'стрелкой А, в случае необходимости сооружения особенно прочной постоянной конструкции. Кроме того, бетонная подушка может иметь анкерные стержни 11 , вхо дя щие в по лости 10 для закрепления панели стены на бе тонной подушке. Планка 12 предотвращает вытекание бетона из-под панели стены. Как показано на фиг 2 размеры стены дома и бетонной подушки обуславливают наличие небольшого зазора G между внутренней стороной стены и утолщенной частью бетонного основания. Этот зазор обеспечивает установку стены на выступе 6 вокруг утолщенной части подушки, как это показано на фиг. 2 и 3 t При заливке бетона в стены традиционным способом он содержит небольшое количество воды Как показано на фиг 3, нижние концы панелей стен, примыкающие к выступу 6 бетонной подушки, открыты. Это дает возможность воде вытекать из нижней части стеновой панели Несмотря на то, что планка 12 надежно предотвращает вытекание бетона из-под стеновой панели, она не является преградой для вытекающей воды. Планка 12, кроме того, служит направляющей для установки панелей стены вдоль внешнего края бетонной подушки. Как показано нафиг 4 и 5, соседние панели приспособлены для соединения друг с др угом с помощью соединительного элемента 13, а на свободном конце панели находятся в зацеплении с вертикальной колонной 14. как это показано на фиг 15 Колонна 14 является типичным элемен- , том продольного соединения примыкающих к ней и находящи хся с ней в зацеплении панелей тогда как колонна 15 является угловой и служит для угло вого присоединения панелей Как показано на фиг 15, колонны 14 и 15 заполнены бетоном 16 и закреплены на бетонной подушке посредством анкерных стержней 11 В стене, показанной на фиг 15 только соединительные колонны 14 и 15 заполнены бетоном, тогда как на фиг 16 показана стенка, где бетоном заполнены как колонны 14 так и вн утренние полости 10 стеновы х панелей 2. Если жилое строение предполагается в дальнейшем перемещать, то вместо бе тона колонны и/кли стены заполняют песком для усиления констр укции и ее закрепления Вн е шние стенки 10 и/или колонны 14 и 15 могут быть заполнены не только бетоном. Возможно использование и други х заполнителей, включая изоляционные материалы Возможен вариант заполнения колонн бетоном, а панелей - изоляционным или каким-либо другим материалом Для того, чтобы дом мог быть выполнен в виде модулей, панели 2 стен, вставка 3 и колонны 14 и 15 имеют такие размеры, чтобы расстояние между осями колонн было равно 1 метр у Толщина панелей 2 стен от наружной стенки 7 до внутренней стенки 8 выбрана равной 100 мм, исходя из соотно шения между и х стоимостью и конструкционной прочностью. Стены конечно могут быть и толще , но это увеличи вает и х стоимость, тогда как уменьшение толщины снижает их прочность и уменьшает количество бетона, которое может быть в них залито Как показано на фи г 12 , вер хние концы стен 1 накрыты полым настенным брусом 17. имеющим закраины 18, охватывающие наружную и внутреннюю стороны панели стены для плотной посадки бруса на стене. Э тот полый бр ус имеет наклонную поверхность 19 для поддержки нижнего конца панели 4 крыши. Как показано на фиг. 17, средства крепления панели 4 крыши к наклонной поверхности 19 бруса могут содержать винтовой стержень 20, забетонированный в колонне 14 или в полости 10 панели внутренней стены и проходя щей через брус 17, клиновый прижим 21 и гайк у 22 с шай бой 23, навинченными на верхний конец стержня 20. Полый кромочный брус 24 с закраинами 25, охватывающими верхнюю и нижнюю поверхности панели крыши, плотно закрывает нижний конец эти х панелей, но имеет соотве тствующие необходимости дренажные отверстия 26 , которые кроме того обеспечивают циркуляцию воздуха в полостях панелей 4 крыши. Как показано на фиг 8, посредине дома вдоль него проходи т полый коньковый брус 27, конструкция которого аналогична конструкции панелей стен 2, установленный с помощью скобы 28 на колонне 14 В зацеплении с вер хней частью бруса 27 находится соединительный брус 29 с наклонными поверхностями 30 для поддержания панелей крыши, на которы х имеются выступаю 27485 щие вверх и назад лепестки 31, входящие в полости 32 панелей 4 крыши, ложась на их нижние поверхности 33 и удерживая их путем прижатия верхних концов панелей крыши к коньковому брусу 27 Коньковая накладка 34 закрывает стык верхних концов панелей 4 крыши и находится с ними в зацеплении, обеспечивая при этом циркуляцию воздуха в коньковой накладке 34 и полостях 32 крыши через отверстия 26 в кромочном брусе 24 Коньковый брус 27 панелей крыши для повышения прочности и жесткости имеет закрытые полые секции 35 под несущей поверхностью 30 Панели 4 крыши могут иметь те же размеры, что и панели 2 стен, однако, если требуе тся увеличение пролета крыши или ее несущей способности, толщина панелей крыши от нижней поверхности 33 до верхней поверхности 36 может быть увеличена, например, до 150 мм Также может быть повышено содержание армирующе го стекловолокна Аналогично, при больших нагрузках могут быть увеличены толщина конькового бруса и содержание в нем армирующего стекловолокна Кроме колонн 14, предназначенных для скрепления секций стены, и угловы х колонн 15, имеются колонны 37, предназначенные для соединения панелей 38 внутренних стен с панелями наружных стен 1 (фиг 11) Как правило требуется, чтобы электропроводка в доме проходила внутри стен Для этого предназначена, показанная на Фиг 9 колонна 39, аналогичная колонне 14 и имеющая на внутрен- * ней стороне два расположенных на некотором расстоянии друг от др уга захва тных выступа 40, загнуты х нар ужу, направленных в противоположные стороны и образующи х направляющие для посадки короба 41 с загнутыми вовнутрь бортиками 42, которые находятся в скользящем зацеплении с выступами 40, образующе го о тдельн ую шахту 43 для размещения в ней электропроводки и други х коммуникаций Шахта 43 для прокладки проводки 44, образованная коробом 41 и колонной, может быть закрыта при заливке бетона в колонну 39 во избежание ее заполнения Фиг 17 и 18 иллюстрир уют заливку бетона в стену без попадания его в шахту 43 В частности, на Фиг 17 показано приспособление 45 для заливки бетона, имеющее ряд отверстий 46 Как показано на фиг 18, приспособление 45 помещают свер ху на стену и выставляют его отверстия по центру полостей 10 в панелях стены Следует особо отметить, что отверстие приспособления 45 над колонной 39 не совпадает с отверстием шахты 43, образуемой коробом 41 на направляющих 40, которое оказывается закрытым корпусом приспособления 45 Короб 41 и направляющие 40 находятся в непосредственном контакте с нижней поверхностью приспособления 45, благодаря чему при заливке бетона шахта 43 надежно защищена от затекания в нее бетона Дополнительное преимущество приспособления 45 состоит в том, что оно служит ограничителем уровня заливки бетона и благодаря меньшему размеру его отверстий по сравнению с размером полостей предотвращает перелив бетона через край стены. Очевидно, что возведение устойчивого, прочного и долговечного строения, например, жилого дома предлагаемой конструкции, требует производства различных строительных элементов таких как панели стен, соединители и соединительные колонны для стен, панели крыши, настенные балки, коньковые балки, обладающие необходимыми конструюивной прочностью и несущей способностью для выполнения своих функций Кроме того, с практической точки зрения эти элементы должны удовлетворять условиям массового производства при низкой себестоимости Элементы их обычных термопластов, таких как винилхлорид, например, из поливинилхлорида (ПВХ), хорошо поддаются экстр узии, принимая требуемую форму, но не обладают необходимо л прочностью и несущей способностью для того, чтобы нести нагрузки, как это имеет место в постоянных строениях Кроме того, при изменении температуры такие элементы изменяют свои размеры на недопустим ую вели чин у Уси ление же пластического материала может быть приемлемым только в том случае, когда производство элементов из него не становится невыгодным Предлагаемые структурные элементы получают из термопласта, который благодаря армированию обладает требуемой конструкционной прочностью и ограниченным расширением при сохранении текучести, что позволяет осуществлять его экструзию через экструзионную головку Таким образом, элемент может подвергаться непрерывной экструзии с распределенными в термопласте армирующими составляющими, при этом его стенки будут непрерывными и будут иметь неразъемные стыки Известны армирующие составляющие для термопластов, например, минеральные и иные волокна, а также добавки против расширения, такие как карбонат кальция, однако, армирующей составляющей, согласно изобретению, является стекловолокно с короткими волокнами Такое стекловолокно при заделке в термопласт, наподобие винилхлорида, например, в ПВХ, обеспечивает необходимое усиление и ограничение расширения этого материала, что позволяет изготавливать из него различные структурные элементы, которые предлагаются в настоящем изобретении В качестве стекловолокна с короткими волокнами, пригодного для изготовления предлагаемых структурных элементов, может быть использован материал, известный под товарным знаком FIBERLOC производства Б Ф Гудри ч Компани из г Акрон, шта т Огайо, США, который подробно описан в патенте США № 4536360, согласно которому очень тонкое малоразмерное стекловолокно заделано в винилхлоридной смоле Присутствие стекловолокна в ПВХ или другом термопласте повышает его прочность на растяжение, но создает трудности при экструзии, а при значительных размерах и большой концентрации стекловолокна делает экструзию вообще невозможной Предпочтительный диаметр волокон составляет несколько микрон, длина составляет несколько миллиметров, а концентрация 27485 составляет не более, а желательно значительно менее 35% от массы смеси стекловолокна и винилхлоридной смолы Кроме того, элементы из армированного стекловолокном пластика из-за наличия в них стекловолокна приобретают хр упкость и возможность растрескивания при ударе, которая возрастает при увеличении концентрации стекловолокна В предпочтительном варианте выполнения изобретения проблемы, сопряженные с использованием полезных свойств стекловолокна как армирующей добавки, решаются путем совместной с армированным термопластом экструзии гладкой оболочки из термопласта, которая покрывает внешние открытые поверхности структурных элементов В качестве материала гладкой пластиковой оболочки может быть использован ПВХ, жесткий ПВХ, полужесткий ПВХ, акрилонитрилбутадиенстирол или поликарбонат Подходящие термопласты производит компания Дженерал Электрик, США под товарными знаками GELOY и NORIL Таким образом, в предпочтительном варианте выполнения изобретения структурный элемент, обладающий требуемыми свойствами, содержит основу 47 из армированного стекловолокном термопласта, такого как ПВХ, и полученную при совместной экстр узии гладк ую наружную оболочку 48, которая закрывает открытые наружные поверхности элемента (фиг 6 и 7) Оболочка 48 служит для решения следующи х задач Основа 47 из-за присутствия в ней стекловолокна 49 обладает некоторой хрупкостью, а ее поверхность гр уба и шерохо вата из-за торчащи х из нее стекловолокон, кроме того она обладает пористостью и подвержена воздействию влаги, что может неблагоприятно сказаться на прочности сцепления между стекловолокном и термопластом Полученная методом совместной экструзии оболочка из термопласта закрывает открытые наружные поверхности структурных элементов и изолирует их от вредного воздействия влаги, сохраняя прочность сцепления стекловолокна материалом основы Она не только закрывает торчащие концы стекловолокон 49, но и обеспечивает их заделку в термопласте, благодаря чему стр уктурный элемент имеет абсолютно гладкую поверхность В свою очередь стекловолокно, заделанное в оболочку, прочно связывает ее с основой, поэтому деформация оболочки соответствует де формации основы, которая ограничена благодаря наличию в ней стекловолокна, коэффициент расширения которого существенно меньше, чем у пластика Другим важным достоинством оболочки 48 является то, что материал для нее может включать противоударные добавки Такая оболочка может обеспечить противоударную стойкость структурного элемента Внешняя оболочка 48 может также содержать красители и добавки, обеспечивающие ее стойкость к ультрафиолетовому излучению и не дающие ей выцветать под действием погодных факторов Таким образом, совместная экструзия основы 47 и оболочки 48 позволяет производить ст руктурные элементы которые не требуют ухода, ударостойкие не подверженные коррозии и недоступные для проникновения влаги, термитов и других насекомых Как показано на фиг 5, для соединения панелей 2 стен и панелей 4 крыши между собой, их стенки у краев 50 панелей при экструзии снабжены направляющими канавками 51, расположенными друг напротив друга Расстояние между наружной и внутренней поверхностями 52 и 53 панели на протяжении от канавки 51 до края 50 уменьшено для компенсации толщины выступов 54 соединителя 13 (фиг 5) или выступающи х закраин 55 различных колонн 14, 15 и 31 (фиг 9, 10 и 11) В результате, открытые поверхности панелей расположены на одном уровне с аналогичными поверхностями соединителей или колонн с образованием гладких и ровных стен Соединители 13 имеют загнутые вовнутрь выступы 56, предназначенные для вхождения в скользящее зацепление с канавками 51 панелей стен и крыши Соединительные колонны 14, 15 и 31 имеют аналогичные загнутые вовнутрь выступы 58, приспособленные для быстрого и удобного вхождения в канавки 52 с образованием узла из элементов, соединенных без применения инструментов Для облегчения указанного скользящего зацепления торцевые стенки 50 панелей слегка изогнуты, как показано на- Фиг 5 Это предохраняет торец 50 от контакта с перемычкой 58 соединителя, которая в сборе становится внутренней частью стены Перемычка 58 не покрыта оболочкой 48 и потому препятствовала бы скольжению вдоль торца панели Это позволяет избежать неправильного зацепления при отклонении размеров стенки 50 и перемычки 58 вставки за допустимые пределы Гладкая поверхность 48 вставки охватывает концы загнутые выступов 56, которые в результате легко скользят по канавкам 51 на концах панели Следует отметить, что, когда панели с соединителем находятся в сборке, не покрытая оболочкой перемычка 58 защищена, так как находится внутри узла стены или крыши То же относится и к поперечным стенкам 59 колонн и коробчатых соединителей 14, 15 и 39, которые не покрыты оболочкой, но в процессе сборки оказываются внутри стен Несмотря на то, что гладкая внешняя пластиковая оболочка 48 имеет привлекательный внешний вид и может быть окрашена как угодно, для облицовки панелей, например стен 2 могут быть применены декоративные накладки 60, как показано на Фиг 21 Эти накладки могут имитировать кирпичную или каменную кладку, обшивку из досок и т п Панели крыши могут иметь облицовку под черепицу, шифер и т п Облицовка крепится при помощи любых подходящи х средств 61, как это схематично показано на фиг 21 Если несущая способность панелей стен не обязательно должна быть такой же высокой, как у рассмотренных выше панелей наружных стен, например, при сооружении внутренних перегородок, то термопласт, используемый для изготовления таких панелей, как, например панель 27485 62 на фиг. 19 может содержать иные армирующие добавки, чем стекловолокно. Такой армирующей добавкой 63 может быть минеральное волокно, или такие неволокнистые ма териалы как карбонат кальция, которые обладают необходимой текучестью для прохождения через экструзионную головк у. В этом случае можно обойтись без внешней пластиковой оболочки. Открытые поверхности панелей могут бы ть декорированы и покрыты слоем 64 краски, или обоев, декоративными панелями и т. п (фиг. 22). Способ изготовления таких нагруженных структурны х элементов, как панели 2 и 4, колонны 14, 15 и 31, соединители 13, настенные брусья и кромочные брусья крыши, основан на совместной экструзии .гладкой оболочки 48 из термопласта с основой 47, армированной стекловолокном, с использованием этой оболочки в качестве смазочного материала, облегчающего прохождение основы через формирующие головки. При такой совместной экструзии оболочка предохраняет контактирующие поверхности головок от абразивного действия концов стекловолокон или участков поверхности основы. В таких стр уктурных элементах, как панели 2 и 4, в которых между стенками расположены внутренние поперечные перегородки 9, экструзия облегчается тем, что толщина эти х перегородок несколько меньше толщины стенок 7 и 8. Например, если перегородка 9 имеет толщину 1,65 мм, то стенки могут иметь толщин у 2 мм, то гда как толщина оболочки 48 может быть около 0,4 мм; таким образом стенки 7 и 8 панели на 0,7 мм толще вн утренних перегородок. С конструкционной точки зрения при анализе несущей способности панели, ее стенки 7 и 8 могут быть рассмотрены как полки двутавровой балки, а перегородка 9 как ее ребро. Аналогично, концы соединителя 13 могут бы ть рассмотрены как полки двутавро вой балки, в которой ребром является перемычка 59. Колонны 14, 15 и 37 с конструкционной точки зрения могут быть рассмотрены как коробчатые балки. Очевидно, что все рассмотренные примеры усло вны, а размеры и пропорции могут бы ть иными. Каждый структурный элемент предлагаемой конструкции может быть получен в процессе непрерывной экструзии, будучи отрезан так, чтобы иметь требуем ую длин у. Оче видно , что в этом элементе могут быть вырезаны оконные 65 и дверные 66 проемы, не повреждая при этом элемент, как показано на фиг. 1. На фиг. 14 показано обычное окно 66 со стандартной пластмассовой рамой 67 и установленным в нем оконным переплетом 68, в который вста влено стекло 69 Для установки окна используют полую переходн ую деталь 70, полученн ую методом экструзии из термопласта, и имеющую канавки 71 для зацепления, например, с выступами 57 той или иной коробчатой колонны, в зависимости от места расположения окна. На чертеже показан вариант ее установки на угловой колонне 15. Размеры переходной детали таковы, что она с окном перекрывает промежуток между двух колонн, шаг установки которых равен 1 метру согласно общему модульному строению дома. Таким образом, оконный блок с переходной деталью 71, показанный на фиг. 14, расположен между угловой и промежуточной колоннами 15 и находится в зацеплении с ними. Переходная деталь 70 имеет крепления 72, которые находятся в зацеплении с рамой 67 и удерживают ее Таким образом, оконный блок с переходной деталью 70 может быть просто задвинут до занятия нужного положения, то есть собран аналогично панелям без использования инструментов и крепежных приспособлений. То же относится и к установке пластиковых дверей 66, которые также могут быть получены без труда. Использование предлагаемых согласно изобретению структурных элементов для возведения домов и строений подробно рассмотрено выше, то гда как на фиг. 23 показано использование указанных элементов для возведения простой стены 73, используемой в качестве забора или противошумного ограждения шоссе. Панели, аналогичные панелям 2, соединяют вставками 13 или коробчатыми связками, закрепляемыми на бетонном основании 74 путем заливки в них бетона с использованием стержней 75. Такие стены долговечны, прочны, устойчивы к воздействию внешней среды при невысокой стоимости материалов и могут быть легко и быстро сооружены путем задвигания элементов в положение взаимного зацепления. На фиг. 24 схематично изображена простая ограда 76, выполненная из панелей 2 с использованием угловых коробчатых соединителей или колонн 15. Из вышеизложенного следует, что данное изобретение предлагает структурные элементы и конструкции, пригодные для возведения различных строений от простых сооружений до целых зданий, обладающих требуемыми конструкционными свойствами и несущей способностью, низкой себестоимостью, пригодные для массового производства и отличающиеся простотой установки и монтажа путем задвигания их на место, так что строительство можно вести силами всего двух рабочих. В дополнение к указанным выше достоинствам, структурные элементы обладают низкой теплоемкостью и теплопроводностью. Таким образом, при их использовании для возведения зданий и особенно при заполнении стен бетоном достигается высокая степень теплоизоляции. Для жилых и други х зданий важно, что их крыши выполняют из полых панелей, обеспечивающи х хорошую циркуляцию воздуха, и вдобавок имеющих низкую теплопроводность, что в совокупности позволяет обеспечить хорошую теплоизоляцию здания. Следует отметить, что в места х соединения структурных элементов имеет место сложная криволинейная поверхность стыка, которая эффективно препятствует проникновению влаги, если, конечно, сами элементы являются влагонепроницаемыми . Очевидно, что, хо тя предпочтительные варианты выполнения данного изобретения рассмотрены здесь подробно, возможны и другие варианты, соответствующие его сущности и на ходящиеся в пределах его объема, который определяется формулой изобретения. 27485 Фиг. 1 Фиг. 2 Фиг. 3 01» МИф 6V If S-ІИф 98frZZ 27485 36 Фиг. 8 12 миф 99 IT; • ------j 69ЙЄ Л __ I 6 миф 6Є 27485 Фиг. 12 14 П Єї миф SQPLZ 27485 □ 6 г' f , _______ I .13 w 46 -11 is - 45 -4 3 - 43 45 -39 46 S 10 -16 Ъ __ І 14 46 16 ю Фиг. 15 Фиг. 17 Фиг. 16 16 Фиг. 18 03 '4 V С 01 6 1 27485 60 48 л J___ L 49 Л •s • 47 V' Г 48 47 1 г— •— ' • • т і Фиг. 21 .64 _ » ' Т І» — ^ .• Л.' Л' .- Ж Ж Ж Ж Ж Г Ч ' - Г Я Ш І ^ Ш Ж ^ ^. ^ - ^1 » 6 3 л & ^ і - V 62 Фиг. 22 18 63 27485 13 73 Фиг. 23 13 -15 LJL Л I I I 1 I '{ » r I. t I I t I ! .! I Фиг. 24 Т ира ж 5 0 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3-72-89 (03122) 2-57-03 19

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Hollow rectangular structural element made of thermo-plastic that forms building structure and method to make it

Автори англійською

de Zen Vittorio

Назва патенту російською

Полый прямоугольный структурный элемент из термопласта, который образовывает строительную конструкцию, и способ его изготовления

Автори російською

Де Зен Витторио

МПК / Мітки

МПК: B29C 47/06, B32B 27/30, E04C 3/30, B32B 37/00, E04C 2/10, E04C 3/02, B32B 27/20

Мітки: будівельну, утворює, елемент, прямокутний, конструкцію, структурний, виготовлення, термопласту, спосіб, порожнистий

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/20-27485-porozhnistijj-pryamokutnijj-strukturnijj-element-z-termoplastu-shho-utvoryueh-budivelnu-konstrukciyu-ta-sposib-jjogo-vigotovlennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Порожнистий прямокутний структурний елемент з термопласту, що утворює будівельну конструкцію, та спосіб його виготовлення</a>

Подібні патенти