Будівельна панель і будівельна споруда

1. Будівельна панель, сформована з листа гнучкого будівельного матеріалу, що містить: центральну секцію, яка містить множину сегментів, при цьому кожний сегмент розташований в поперечному перерізі на відстані від площини листа гнучкого будівельного матеріалу, причому прилеглі сегменти проходять в протилежних напрямах від згаданої площини; пару бічних стінових частин, що проходять від протилежних кінців викривленої центральної частини; і пару взаємодоповнюючих флангових частин, що проходять від бічних стінових частин. 2. Будівельна панель за п. 1, в якій гнучкий будівельний матеріал являє собою листовий метал. 3. Будівельна панель за п. 1, в якій множина сегментів також містить: множину направлених назовні сегментів; і множину направлених всередину сегментів. 4. Будівельна панель за п. 3, в якій кількість множини направлених назовні сегментів перевищує кількість множини направлених всередину сегментів. 5. Будівельна панель за п. 3, в якій кількість множини направлених всередину сегментів перевищує кількість множини направлених назовні сегментів. 6. Будівельна панель за п. 2, в якій товщина листового металу знаходиться в межах від 24 розміру до 16 розміру. 7. Будівельна панель за п. 6, в якій значення товщини листового металу знаходяться в межах 10 % номінального розміру товщини. 2 (19) 1 3 87001 4 16. Будівельна панель за п. 14, в якій величина радіуса дуги складає від 10 футів і до радіуса, при якому кожний з сегментів прямий. 17. Будівельна споруда, що складається з множини будівельних панелей, сформованих з листа гнучкого будівельного матеріалу, при цьому кожна згадана будівельна панель містить: центральну секцію, що має множину сегментів, при цьому кожний сегмент розташований в поперечному перерізі на відстані від площини листа гнучкого будівельного матеріалу, причому прилеглі сегменти проходять в протилежних напрямах від згаданої площини; пару бічних стінових частин, що проходять від протилежних кінців викривленої центральної частини; і пару взаємодоповнюючих флангових частин, що проходять від взаємодоповнюючих бічних стінових частин; зігнену частину, що проходить від першої однієї частини з числа взаємодоповнюючих флангових частин; окантовувальну частину, що проходить від другої однієї частини з числа взаємодоповнюючих флангових частин. 18. Будівельна споруда за п. 17, в якій кожна пара прилеглих будівельних панелей сполучена окантовувальною частиною першої панелі з числа згаданої пари панелей, що зачіпляє зігнену частину другої панелі з числа згаданої пари панелей. 19. Будівельна споруда за п. 18, в якій зігнена частина другої панелі з числа згаданої пари панелей обтискає окантовувальну частину першої панелі з числа згаданої пари панелей. 20. Будівельна споруда за п. 17, в якій кожний сегмент із згаданої множини сегментів проходить в поперечному перерізі від площини згаданого листа будівельного матеріалу на мінімальну відстань, що становить 5 % ширини листа будівельного матеріалу, перед формуванням. Винахід стосується вдосконаленої будівельної панелі і будівельної споруди, що складається з множини взаємно з'єднаних панелей. Цей винахід також стосується вдосконаленого способу викривлення будівельної панелі, без гофрування. У звичайній будівельній практиці будови споруджують з комбінації колон або стійок, і балок, які потім закривають фанерою, або тією або іншою металевою або пластмасовою суцільною обшивкою. Для скорочення термінів і витрат на будівництво, підрядчики нерідко споруджують будови, і зокрема, зовнішні стіни будов з готових будівельних панелей. Будівництво з використанням цих панелей підвищує продуктивність будівництва і знижує витрати за рахунок того, що стіни цілком виготовляються на будівельному майданчику, і тому їх можна швидко комбінувати і швидко зводити будову. Ці готові панелі звичайно виготовляють з стальних листів, і додають їм форму, відповідну потрібній формі будови. Але характеристики гнучкості і міцність листового металу спільно обмежують форму будов, які можна будувати швидко. Звичайною формою є арочна будова 10, наприклад, як показано на Фіг. 1, що складається з множини взаємно з'єднаних арочних панелей. Панелі взаємно з'єднують шляхом їх розміщення в примиканні одна до одної і формування герметичного з'єднання, в якому краї панелі перекривають один одний. Крім зведення будов арочної форми панелі можна використати для спорудження будов 20 фронтонного типу і будов 30 подвійного радіуса, як показано на Фіг.2 і 3, відповідно. Взаємно з'єднані (не показано) панелі можна також використовувати для спорудження будов, або частин будов, з прямими сторонами. Незалежно від криволінійного або прямого профілю будови, поперечний переріз таких будов панелей, що використовуються для спорудження, часто схожий. Розмір цих самонесучих будов, побудованих з стальних або інших матеріалів, обмежений здатністю будівельного матеріалу витримувати зусилля, що впливають на нього, коли він виконаний у вигляді будівельної панелі або комбінується з іншими будівельними панелями для зведення будови. Вітер, сніг, динамічні і статичні навантаження створюють внутрішні напруження в кожній будівельній панелі, які не повинні перевищувати можливостей даної панелі. Кожне з цих внутрішніх напружень має складові, що включають в себе осьовий, позитивний вигин, негативний вигин і зсуваюче зусилля. При укрупненні будови зовнішні зусилля створюють більш високі напруження, що також мають осьову, згинаючу і зсуваючу складові. Наприклад, чим більше снігу скупчується на даху будови, тим ймовірніше на більш великий поперечний переріз будови буде впливати вітер, оскільки відкрита вітру площа снігу збільшує площу будови, на яку впливає вітер. Крім цього, статичне навантаження, через вагу самої панелі, збільшується із збільшенням довжини панелі. Для забезпечення можливості будівництва більш великих самонесучих конструкцій тому бажано підвищити здатність кожної панелі протистояти осьовому напруженню, позитивному згинаючому напруженню, негативному згинаючому напруженню і напруженню зсуву. Поперечний переріз 100 звичайної панелі, типової для будівельної панелі відомого рівня техніки згідно з Фіг. 4, має значно меншу здатність витримувати негативні згинаючі моменти (тобто моменти, що примушують панель згинатися в напрямі вигину всередину), ніж позитивні згинаючі моменти (тобто моменти, які примушують панель вигинатися в напрямі назовні). Величина згинаючого моменту залежить від кількості сил, що впливають на будівельну панель, і від відстані між точками прикладення цих сил. Тому із зростанням 5 величини сил або відстані між місцями прикладення сил також збільшується і згинаючий момент. На Фіг. 4 показаний поперечний переріз будівельної панелі відомого рівня техніки, що звичайно використовується для зведення таких будов. Типова для відомого рівня техніки будівельна панель 100 має центральну частину 102 і двох похилі бічні стінові частини 104, 106, що проходять від протилежних кінців центральної частини 102. Центральна частина 102 пряма, і для підвищення жорсткості цієї частини, вона може містити так звану жолобчату частину або ребро жорсткості 116. Хоча центральна частина 102 і може мати жолобчату частину або ребро жорсткості 116, і тому можна вважати, що вона має дві субцентральні частини, але будівельні панелі відомого рівня техніки мають по суті безперервну або безперервно пряму центральну частину 102 незважаючи на наявність жолобчатої частини або ребра жорсткості 116. Похилі бічні стінові частини 104, 106 можуть також мати жолоби, що додають жорсткість цим частинам будівельної панелі (не показано). На фіг. 4 зображена будівельна панель 100, яка також містить дві флангові частини 108, 110, що проходять від похилих бічних стінових частин 104, 106, відповідно. Флангові частини 108, 110 по суті паралельні центральній частині 102, і мають, як варіант, жолобчатсті елементи жорсткості. Заломлена частина 114 проходить від однієї флангової частини 110, і доповнююча окантовувальна частина 112 проходить від іншої флангової частини 108. Відсутність відповідного подовжнього елемента жорсткості в центральній частині 102 є причиною низького опору місцевої втрати подовжньої стійкості; і тому опір негативному вигину знижений. Крім цих недоліків: звичайні способи в будівництві для формування будівельних панелей і для спорудження будов за допомогою будівельних панелей відомого рівня техніки використовують гофрування для забезпечення можливості викривлення в подовжньому напрямі. Крім цього, гофри в ще більшій мірі послаблюють опір панелі моментам осьового стиснення і негативного вигину. Задача винаходу полягає в створенні вдосконаленої будівельної панелі, що володіє підвищеною здатністю протистояти як позитивним, так і негативним згинаючим моментам. Ще одна задача винаходу полягає в створенні вдосконаленої будівельної панелі, що має збільшений момент інерції поперечного перерізу панелі, при цьому без значного збитку для ширини. Ще одна задача винаходу полягає в створенні вдосконаленої будівельної панелі, що володіє підвищеним опором до місцевої втрати подовжньої стійкості. Додатковою задачею винаходу є створення будівельної панелі, яку можна викривляти в подовжньому напрямі, без гофрування. Ще одна задача винаходу полягає в створенні вдосконаленої будівельної панелі, що забезпечує можливість збільшення розміру будов, які можна споруджувати з взаємно з'єднаних будівельних панелей. 87001 6 Предметом винаходу є вдосконалена будівельна панель з підвищеним опором до позитивного і негативного згинаючих моментів, і до місцевої втрати подовжньої стійкості. При цьому момент інерції поперечного перерізу поліпшений без значного зниження співвідношення між готовою панеллю і шириною заготовки. Цей поперечний переріз також застосовний до особливого способу подовжнього викривлення панелі без гофрів. Вдосконалена будівельна панель відрізняється володіючою новизною центральною секцією, що включає в себе приблизне радіальне розташування сегментів, що чергуються, які виступають всередину і назовні від номінального радіуса будівельного матеріалу. Поєднання розташованих в напрямі всередину і в напрямі назовні сегментів створює подовжні елементи жорсткості, які протистоять місцевій втраті стійкості і підвищують міцність центральної частини панелі. Центральна секція переходить через радіуси в пару відповідних одна одній флангових частин на обох сторонах. Флангові частини мають елементи, відповідні з'єднанню панелей поруч одна з одною, звичайно, безперервним фальцюванням. Ці вдосконалені будівельні панелі можна використати для спорудження будов або частин будов, коли панелі з'єднують або фальцюють одна до одної. За рахунок можливості викривлення, перед фальцюванням, панелей в подовжньому напрямі можна споруджувати будови різної форми. Поєднання підвищеної жорсткості поперечного перерізу і можливості панелі викривлятися без гофрування забезпечує можливість спорудження більш великих будов, без збільшення товщини або умовної межі текучості будівельного матеріалу. Суть винаходу пояснюється на кресленнях, де показано: На фіг. 1 вигляд з торця, в перерізі, арочної будови згідно з відомим рівнем техніки, побудованої з множини будівельних панелей. На фіг. 2 - вигляд з торця, в перерізі, фронтонної будови згідно з відомим рівнем техніки, побудованої з множини будівельних панелей. На фіг. 3 - вигляд з торця, в перерізі, будови подвійного радіуса згідно з відомим рівнем техніки, побудованої з множини будівельних панелей. На фіг. 4 приклад будівельної панелі відомого рівня техніки. На фіг. 5 поперечний переріз здійснення вдосконаленої будівельної панелі згідно з винаходом. На фіг. 5А ортогональна проекція здійснення вдосконаленої будівельної панелі згідно з винаходом. На фіг. 6 поперечний переріз здійснення міжпанельного з'єднання. На фіг. 7 поперечний переріз другого здійснення вдосконаленої будівельної панелі згідно з винаходом. На фіг. 8 фронтонна будова, споруджена з панелей. На фіг. 9 кругла будова, споруджена з панелей. На фіг. 10 будова подвійного радіуса, споруджена з панелей. 7 На фіг. 5 показана вдосконалена панель 200 з суцільного рулону стального листа стандарту ASTM А-653 з приблизними значеннями калібру від 24 до 16. Фахівцям даної галузі техніки відомо, що це позначення є промисловим стандартом. Панель згідно з винаходом можна сформувати з будь-якого типу сталі, алюмінію, оцинкованого алюмінію, цинко-алюмінію, або будь-якого іншого будівельного матеріалу, придатного для будівельних задач. Будівельна панель 200 може мати інші значення калібру, і може бути виконана з інших листових будівельних матеріалів, що мають належні технічні властивості. Вдосконалена панель 200 відрізняється центральною частиною, що має чергувальні направлені всередину і назовні сегменти, приблизно в їх радіальному розташуванні. Термін «всередину» означає «ближче до геометричного центра поперечного перерізу» і термін «назовні» означає далі від геометричного центра поперечного перерізу. Комбінація направлених всередину сегментів 202, 204, 206, 208 і 210 і направлених назовні сегментів 212, 214, 216 і 218 формує подовжні ребра, які додають панелі жорсткість відносно місцевої втрати подовжньої стійкості. Подовжні ребра наочно показані в ортогональній проекції на Фіг. 5А. Переважний варіант здійснення згідно з Фіг. 5 має п'ять направлених всередину сегментів і чотири направлених назовні сегмента, але інші здійснення вдосконаленої будівельної панелі можуть мати і інші комбінації. Наприклад, можна використати чотири направлених всередину сегмента і п'ять направлених назовні сегментів, і ця конфігурація буде мати підвищений опір до позитивних згинаючих моментів в порівнянні з варіантом здійснення згідно з Фіг. 5. Навпаки, та ж будівельна панель з чотирма направленим всередину сегментами і п'ятьма направленими назовні сегментами буде мати знижений опір до негативних згинаючих моментів в порівнянні з варіантом здійснення згідно з Фіг. 5. Інші розміри і числові комбінації ребер можна використати для цієї панелі з аналогічними удосконаленнями конструкційної якості. У варіанті здійснення згідно з Фіг. 5 сегменти, що чергуються, мають прямі центральні субсекції. Як варіант, ці сегменти можуть складатися з радіально викривлених центральних субсекцій, як показано на Фіг. 7. Зокрема, у варіанті здійснення, показаному на Фіг. 7 направлені всередину сегменти 402, 404, 406, 408 і 410 і направлені назовні сегменти 412, 414, 416 і 418 є сегментами дуги. Також як показано на Фіг. 7, окремі сегменти, що чергуються, можуть мати змінну довжину. У варіанті здійснення, представленому на Фіг. 7 кожний з направлених всередину сегментів 402, 404, 406, 87001 8 408 і 410 довший за кожний направлений назовні сегмент 412,414,416 і 418. На фіг. 5 показано, що радіуси 220 і 222 діють як перехідні сегменти до відповідних взаємнодоповнюючих флангових частин 224 і 226 на обох сторонах центральної частини будівельної панелі 200. Флангова частина 226 має вигнутість 230, і флангова частина 224 має окантування 228, виконане з можливістю забезпечення зручного і надійного з'єднання панелей одна з одною. На фіг. 6 показане зчленування двох будівельних панелей 200 на вигнутості 230 і окантуванні 228 за допомогою суцільного фальцювання. У варіанті здійснення, показаному на Фіг. 6 фальцювання включає в себе загин кінця вигнутості 230 на окантуванні 228 із забезпеченням надійного фальцювання. Для з'єднання панелей можна використати інші конфігурації, такі як різні фальці, стики, кріпильні засоби або з'єднання, що защеплюються, всі з яких можна використати з вдосконаленою будівельною панеллю згідно з винаходом. Вдосконалену будівельну панель згідно з варіантами здійснення, показаними на Фіг. 5 і 6 можна використати для спорудження будов різних форм, включаючи фронтонні будови (Фіг. 8), круглі будови (Фіг. 9) і будови з двома радіусами (Фіг. 10). У варіантах здійснення будов, показаних на Фіг. 8 10 викривлені панелі використовуються для виконання секцій покрівлі, і прямі панелі використовуються для спорудження стін з плоским кінцем. Можна також виготовляти і інші форми, такі як будови типу невеликої прибудови з односхилим дахом, і інші комбінації викривлених частин різних радіусів і прямих частин для формування будівельних споруд. Викривлені панелі покрівлі можна сформувати без гофрування за допомогою нового способу викривлення, особливо застосовного для поперечного перерізу вдосконаленої панелі 200. Це викривлення виконується засобами, що мають новизну. Згідно з новим способом викривлення радіус кривизни проходить у нижньої половини панелі, тобто у частині, що не має фальцованого краю. В одному з варіантів здійснення будівельної панелі, що формується володіючим новизною способом викривлення згідно з винаходом, радіус кривизни може знаходитися в межах від нескінченності (пряма лінія) до мінімуму в шість футів. Згідно з володіючим новизною способом викривлення, застосовним до вдосконаленої будівельної панелі згідно з винаходом, сукупна глибина форми визначає фактичний радіус обмежень кривизни. Деякі здійснення викривлення включають в себе комбінацію «примусової і регульованої втрати подовжньої стійкості» і розтягнення, і тільки «примусову і регульовану втрату подовжньої стійкості». 9 87001 10 11 87001 12 13 Комп’ютерна верстка І. Скворцова 87001 Підписне 14 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601