Открытая каркасная стойка с низкой теплопроводностью и гнездами для винтов
Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям каркасных стоек для опоры панелей. Изобретение позволит снизить теплопроводность и повысить жесткость каркасной стойки. Открытая стальная каркасная стойка с низкой теплопроводностью содержит перемычку, по крайней мере, одну опорную ногу, имеющую плоские участки для крепления стеновых панелей и выполненную вдоль, по меньшей мере, одной боковой кромки перемычки, и расположенную под прямым углом к плоскости перемычки. Перемычка выполнена с основными сквозными отверстиями, ограниченными двумя продольными и двумя диагональными сторонами, с ребрами, идущими вдоль диагональных сторон основных отверстий. Перемычка выполнена с расположенными вдоль продольных сторон отверстий под прямым углом к плоскости перемычки кромками, дополнительно загнутыми под прямым углом и образующими каналы. Опорная нога выполнена с двумя параллельными друг другу канавками под винты, каждая из которых расположена на одном и том расстоянии от центра ноги. У каждого конца ребра расположено оребренное отверстие. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 20 ил., 1 табл.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к стальным каркасным стойкам для создания опоры для гипсокартонных панелей, в частности к открытым (сквозным) каркасным стойкам с низкой теплопроводностью, снабженным гнездами (канавками, желобами), расположенными на заданном расстоянии друг от друга, при этом гнезда имеют специфическую форму для установки в них винтов для крепления гипсокартона.
ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Стальные каркасные стойки в строительстве, в частности, для установки гипсокартона, предназначены для замены деревянных каркасных стоек в силу многочисленных факторов. В настоящее время постоянно ощущается дефицит древесины. Деревянные элементы подвержены деформации, гниению или поражению древесными паразитами.
Древесина является легко воспламеняющимся материалом. Кроме того, во многих случаях она становится менее приемлемым материалом, исключительно ввиду того, что она обладает большим весом и является громоздкой для транспортировки. Тем не менее, деревянные каркасные стойки обладают двумя важными преимуществами по сравнению со стальными каркасными стойками, а именно древесина обладает низкой теплопроводностью, и в нее легко ввинчиваются и удерживаются в ней такие крепежные элементы гипсокартонных панелей, как шурупы.
Вполне очевидно, что желательно использовать стальные каркасные стойки, чтобы исключить указанные недостатки деревянных элементов, при условии решения двух основных проблем, относящихся к стали, но не характерных для древесины. Кроме того, так как стальные каркасные стойки после установки не подвержены воздействию внешних условий, они могут быть выполнены из переработанной стали без ухудшения их характеристик, тем самым создавая приемлемую сферу применения стали, переработанной из иных изделий. В прошлом выдвигались многочисленные предложения по созданию каркасных стоек различных конструкций. Во многих случаях каркасные стойки выполняли путем роликового профилирования листового металла в виде простого С-образного профиля. Указанные простые профили имели стенку и две опорные ноги, или боковые стенки, образующие в профиле простой прямоугольный канал. Гипсокартонные панели крепятся к двум опорным ногам с помощью шурупов для гипсокартона.
Указанные простые С-образные профили широко используют как в промышленных сооружениях, так и в высотных зданиях. Они являются неудовлетворительными по ряду причин, большинство из которых хорошо известно.
Каркасные стойки простых С-образных профилей выполнены либо из листовой стали большой толщины, чем требуется или является экономичным, либо из листовой стали минимальной толщины, в результате чего существенно снижается их жесткость. Ввиду того, что такие каркасные стойки имеют слишком малую толщину и низкую жесткость, возникают трудности с установкой винтов для крепления панелей.
Каркасные стойки из листовой стали большей толщины обеспечивают установку винтов, но такая сталь передает звук и обладает высокой теплопроводностью. Кроме того, для изготовления каркасных стоек требуется большое количество стали. Это может привести к чрезмерной нагрузке на перекрытия в многоэтажных зданиях. Чем больше толщина стали, тем выше стоимость сырья.
Листовая сталь меньшей толщины может рассматриваться как более желательный материал, однако каркасные стойки из такой стали создают проблемы при установке. Вертикальные и горизонтальные элементы стенки, на которые создан каркас из таких тонколистовых стальных С-образных профилей, могут быть слишком слабыми и мягкими, в результате чего стена может быть подвержена вибрации. Крепление вертикальных элементов каркасной стойки к горизонтальным швеллерам для создания каркаса также создает проблемы, так как крепежные элементы обычно специальные самонарезающие винты, предназначенные для листового металла, трудно прочно закрепить в исключительно тонком элементе из листовой стали. В целом, стандартные винты для гипсокартона, используемые в промышленности для крепления гипсокартонных панелей к деревянным каркасным стойкам, являются неприемлемыми для крепления панелей на каркасных стойках из листового металла, в частности на каркасных стойках из листовой стали меньшей толщины.
Самонарезающие винты для листового металла имеют конструкцию, включающую конец в форме зубильной коронки и резьбовой хвостовик. Указанные винты более надежно крепятся и удерживаются в листовом металле. Тем не менее, при использовании листовой стали меньшей толщины лист стали может быть настолько тонким, что только один или два витка резьбы хвостовика винта зажимаются в металле. Еще один фактор заключается в том, что листовая сталь меньшей толщины таких простых С-образных профилей нередко является слишком мягкой и не обеспечивает быструю установку винтов. В результате этого снижается скорость установки гипсокартонных панелей строителями и повышается общая стоимость работ.
Простые С-образные профили не являются приемлемыми для установки внешних стен в тех случаях, когда температурный градиент по объему стены может являться существенным, или в тех случаях, когда передача звука является нежелательным фактором. Такие простые профили обладают высокой теплопроводностью, что может привести к конденсации влаги, известной как «образование теней», по линиям на внутренних стенах на тех участках, где сухие стеновые панели опираются на стороны каркасных стоек С-образного профиля.
Каркасные стойки могут быть выполнены со сквозными отверстиями, расположенными на расстоянии друг от друга, с целью снижения теплопроводности. Такие каркасные стойки могут классифицироваться как «открытые» каркасные стойки. Каркасные стойки также могут быть выполнены с различными кромками и выступами для придания им большей жесткости. Тем не менее, в прошлом такие каркасные стойки являлись более дорогостоящим по сравнению с каркасными стойками из простого С-образного профиля и не нашли широкого применения.
Очевидно, что изготовление каркасных стоек со сложными сквозными отверстиями, ребрами и выступами является более дорогостоящим по сравнению с прокаткой простых С-образных профилей. Таким образом, для обеспечения конкурентоспособности более сложных открытых каркасных стоек с простыми каркасными стойками необходимо исходить из того, что несмотря на несколько более дорогостоящее изготовление открытых каркасных стоек, их проще и быстрее монтировать и толщину листового металла можно существенно уменьшить, в результате чего достигается экономия материла по сравнению с каркасными стойками простого С-образного профиля. Открытые каркасные стойки также обладают преимуществом, обеспечивающим снижение проникновения шума через стену и понижение давления веса здания на фундамент.
Открытые каркасные стойки являются более привлекательными для монтажа внешних стеновых панелей по сравнению с каркасными стойками простого С-образного профиля, так как теплопроводность внешних стеновых панелей создает проблему. Более низкая теплопроводность открытых каркасных стоек позволит решить проблему появления конденсационных линий по внутренней стенной поверхности, что являлось недостатком каркасных стоек простого С-образного профиля.
По этой причине необходимо принять меры по снижению теплопроводности до абсолютного минимума, сохранив при этом другие преимущества по сравнению с каркасными стойками С-образного профиля.
Открытые каркасные стойки, обладающие низкой теплопроводностью, также являются исключительно приемлемыми для изготовления внешних стен с использованием внешних стеновых панелей, представляющих собой комбинированную конструкцию из тонкостенных железобетонных оболочек и стальных упрочняющих каркасных стоек. Такие внешние панели комбинированной конструкции обладают многочисленными преимуществами по сравнению со сплошными бетонными внешними панелями. Одно существенное преимущество заключается в том, что панели комбинированной конструкции включают как внешнюю бетонную поверхность, образуемую относительно тонкой бетонной плитой, так и дополнительно включают стальные каркасные стойки с внутренней стороны плиты для ее упрочнения. Более тонкие бетонные плиты обеспечивают снижение стоимости и экономию бетона, а также позволяют снизить давление на фундамент здания. Стальные упрочняющие каркасные стойки отходят от внутренней поверхности тонких стальных плит и образуют внутренние каркасные стойки внутри здания, к которым могут быть прикреплены внутренние стены.
Следует еще раз отметить, что возможность изготовления таких упрочняющих каркасных стоек из тонколистовой стали имеет ряд преимуществ: обеспечивается снижение стоимости материала, снижается вес комбинированной панели и дополнительно также снижается теплопроводность каждой каркасной стойки. Указанное последнее преимущество заключается в том, что тонколистовая сталь, обладающая меньшим весом, передает лишь малое количество тепловых единиц при любом данном температурном градиенте по сравнению с каркасными стойками, выполненными из толстолистовой стали.
Дополнительный фактор обусловлен использованием листовой стали меньшей толщины в открытых каркасных стойках. Такие каркасные стойки широко используют для создания опоры для панелей внутренних стен. Панели обычно прикрепляют винтами к опорным ногам каркасных стоек. На тех участках, на которых две панели примыкают кромками друг к другу, кромки должны располагаться рядом над одной опорной ногой единичной каркасной стойки. Ширина опорной ноги может составлять менее пяти сантиметров. В результате этого для каждой кромки панели имеется лишь относительно узкая опорная площадь. Винты через каждую кромку панели необходимо крепить в той же самой опорной ноге для удержания кромок двух соединенных впритык панелей на одной и той же опорной ноге.
В случае изготовления каркасных стоек из тонколистовой стали опорные ноги могут изгибаться или скручиваться при установке в них винтов. Такая склонность становится более выраженной в случае использования открытых каркасных стоек, толщина которых может быть даже меньше, чем толщина известных каркасных стоек С-образного профиля. Такую склонность к изгибу или скручиванию можно уменьшить путем включения в конструкцию каркасных стоек различных ребер, перемычек и кромок, придающих им повышенную жесткость, несмотря на снижение толщины металла, из которого они изготовлены.
Настоящее изобретение дополнительно предусматривает использование в таких случаях двух широких гнезд на каждой опорной ноге каркасной стойки для установки в них винтов. Гнезда выполнены параллельными и расположены друг от друга на заданном расстоянии с целью оптимизации установки винтовых креплений. Ширина гнезд превышает ширину конца винта в целях обеспечения ввинчивания винта и всверливания винтов в листовой металл, даже при возникновении скручивания листовой стали ввиду давления, оказываемого концом винта на металл.
На участке между двумя гнездами и вдоль гнезд опорные ноги каркасной стойки плоские и лежат в одной плоскости. Для обеспечения прочной опоры кромок панелей гнезда также образуют трубчатые углубления в опорных ногах при установке винтов. Указанные трубчатые углубления обеспечивают более высокую надежность зацепления для резьбы винтов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
С целью решения указанных сложных и противоречивых проблем настоящее изобретение включает открытую стальную каркасную стойку с низкой теплопроводностью, имеющую перемычку, образующую продольную ось и плоскость перемычки, боковые кромки вдоль каждой стороны перемычки, основные сквозные отверстия, выполненные в указанной перемычке, при этом сквозные отверстия образуют две продольные стороны, параллельные оси перемычки, ребра, идущие диагонально через перемычку между основными сквозными отверстиями перемычки, расположенные под прямым углом кромки, выполненные вокруг сквозных отверстий перемычки и вдоль ребер, отогнутые от перемычки и имеющие выступающие части, выполненные вдоль расположенных под прямым углом кромок, образованных вдоль двух продольных сторон основных сквозных отверстий перемычки, загнутые дополнительные под прямыми углами и находящиеся в плоскости, параллельной плоскости перемычки, но расположенной на расстоянии от плоскости перемычки, с целью образования трехсторонних параллельных, расположенных на расстоянии друг от друга, упрочняющих каналов, идущих продольно по перемычке; сквозные оребренные отверстия у каждого конца каждого ребра, образующего суженные участки перемычки для уменьшения теплопереноса; по меньшей мере, одну опорную ногу каркасной стойки, выполненную вдоль, по меньшей мере, одной боковой кромки перемычки и расположенную под прямым углом к перемычке, и два параллельных гнезда под винты, выполненные, по меньшей мере, в одной опорной ноге каркасной стойки, при этом гнезда расположены друг от друга на равном расстоянии на противоположных сторонах от центра опорной ноги каркасной стойки.
Настоящее изобретение дополнительно включает открытую (сквозную) стальную каркасную стойку с низкой теплопроводностью, в которой толщина листовой стали составляет приблизительно от 0,88 мм до 1,15 мм, и в которой значения теплопередачи снижены на 80 - 94% по сравнению со стандартными каркасными стойками С-образного профиля.
Настоящее изобретение дополнительно включает открытую стальную каркасную стойку с низкой теплопроводностью, в которой каркасная стойка включает бортик кромки, выполненный на опорной ноге каркасной стойки, при этом указанный бортик кромки выполнен под прилежащим углом менее 90 градусов.
Кроме того, настоящее изобретение включает открытую стальную каркасную стойку с низкой теплопроводностью, в которой бортик кромки выполнен с вдавленными в нем гнездами.
Настоящее изобретение дополнительно включает открытую стальную каркасную стойку с низкой теплопроводностью, в которой сквозные отверстия ребер имеют круглую форму и включают круглые кромки, выполненные и отходящие от перемычки вокруг сквозных отверстий ребер.
Настоящее изобретение дополнительно включает открытую стальную каркасную стойку с низкой теплопроводностью, включающую углубления, выполненные в перемычке рядом со сквозными отверстиями ребер или вокруг них.
Настоящее изобретение дополнительно включает открытую стальную каркасную стойку с низкой теплопроводностью, в которой масса металла на участках ограниченных суженных частей находится в интервале от % до % от массы металла в эквивалентной каркасной стойке С-образного профиля.
Настоящее изобретение дополнительно включает открытую стальную каркасную стойку с низкой теплопроводностью, включающую кромку заделки, выполненную вдоль перемычки, при этом кромка заделки образует корневую часть и среднюю часть, снабженную отверстием средней части для подачи бетонной смеси, и металлические части, перфорированные из отверстий и выгнутые наружу под прямым углом к средней части и сплошной бортик, выполненный на средней части, при этом указанный бортик согнут под прямым углом к средней части.
Различные признаки новизны, характеризующие настоящее изобретение, более детально изложены в прилагаемой формуле и являются частью настоящего описания изобретения. Более полное понимание настоящего изобретения, его преимуществ и конкретных целей, может быть достигнуто из следующего ниже подробного описания, ведущегося со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых проиллюстрированы и описаны предпочтительные примеры осуществления настоящего изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
ФИГ.1 - вид в перспективе каркасной стойки для внутренних стен, иллюстрирующей настоящее изобретение;
ФИГ.2 - сечение по линии 2-2 на ФИГ.1;
ФИГ.3 - сечение, аналогичное сечению на ФИГ.2, но иллюстрирующее части двух гипсокартонных панелей и винтовые крепления, соединенные с каркасной стойкой;
ФИГ.4 - вид сбоку части каркасной стойки, иллюстрирующей различные участки низкой теплопередачи;
ФИГ.5, 6, 7, 8 и 9 - сечения по линиям 5-5, 6-6, 7-7, 8-8 и 9-9 на ФИГ.4;
ФИГ.10 - схематический разрез части каркасной стойки, иллюстрирующий самонарезающие винты для внутренней стенки на двух стадиях ввинчивания;
ФИГ.11 - вид в перспективе каркасной стойки с низкой теплопроводностью для упрочнения бетонных стеновых панелей комбинированной конструкции;
ФИГ.12 - вид в перспективе каркасной стойки на ФИГ.11 с противоположной стороны;
ФИГ.13 - сечение по линии 13-13 на ФИГ.11;
ФИГ.14 - вид сбоку дополнительного примера осуществления;
ФИГ.15 - вид сбоку дополнительного примера осуществления;
ФИГ.16 - вид в перспективе дополнительного примера осуществления;
ФИГ.17 - вид сбоку конструкции на ФИГ.16;
ФИГ.18 - сечение по линии 18-18 на ФИГ.16;
ФИГ.19 - схематический вид основы каркасной стойки, иллюстрирующий пути теплопередачи; и
ФИГ.20 - схематический вид, соответствующий виду на ФИГ.19, иллюстрирующий пути теплопередачи в каркасной стойке в соответствии с настоящим изобретением.
ОПИСАНИЕ КОНКРЕТНОГО ПРИМЕРА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Как указывалось выше, изобретение проиллюстрировано на легкой стальной каркасной стойке, обладающей низкой теплопроводностью. Каркасная стойка обладает специфическими особенностями, обеспечивающими быстрое и простое крепление внутренних гипсокартонных панелей в соответствии с нижеописанным способом и дополнительными особенностями, обеспечивающими ее низкую теплопроводность и низкую звукопередачу, как будет изложено ниже.
На ФИГ.1 и 2 проиллюстрирована каркасная стойка (10), которую в целом можно классифицировать как открытую каркасную стойку для целей иллюстрации настоящего изобретения.
Каркасная стойка (10) имеет перемычку (12). Перемычка (12) образует внешнюю монтажную поверхность (14) и внутреннюю поверхность (16). Перемычка (12) выполнена с двумя параллельными продольными канавками (18).
Между канавками (18) расположены основные сквозные отверстия (20) перемычки, имеющие в основном трапециевидную форму. Отверстия (20) образуют длинные и короткие продольные стороны, параллельные друг другу, и диагональные стороны, соединяющие концы длинной и короткой сторон.
Между основными отверстиями (20) перемычки на каркасной стойке диагонально расположены ребра (22). Продольные кромки (24) расположены вдоль параллельных сторон каждого сквозного отверстия (20). Диагональные кромки (26) расположены вдоль каждой стороны каждого ребра (22). Кромки (24) и (26) загнуты под прямым углом к плоскости перемычки (12) с целью упрочнения каркасной стойки. Продольные кромки (24) отходят от перемычки, и в них содержится большая часть металла перемычки.
Указанные продольные фланцы (24) изогнуты под дополнительным прямым углом (28), в результате чего они образуют в разрезе L-образный профиль, при этом части кромки находятся в плоскостях, параллельных перемычке как таковой, но на расстоянии от нее.
Благодаря этому указанные кромки (24) вместе со смежными частями перемычки (12) образуют трехсторонние прямоугольные усиливающие каналы (30), имеющие центральные части и две противоположно лежащие стенки, идущие вдоль параллельных линейных длинной и короткой сторон каждого сквозного отверстия (20) перемычки для повышения прочности.
Вдоль каждой стороны каждого ребра (22) кромки (26) образуют в основном треугольную вершину (32) для повышения прочности. Ребро (22) изменяется по ширине по своей длине, при этом оно имеет минимальный размер приблизительно в своей средней точке.
У каждого конца каждого ребра (22) имеется круглое оребренное отверстие (34), окруженное кольцеобразной кромкой (36). Круглое оребренное отверстие (34) образует два отдельных суженных участка (38) и (40), по одному на каждой стороне каждого круглого оребренного отверстия (34).
Суженные участки (38) и (40) у каждого конца каждого ребра и узкий средний участок каждого ребра образуют тепловые ограничители, или барьеры теплопередачи. Таким образом, тепло, передающееся по каркасной стойке, может проходить исключительно через указанные тепловые барьеры.
Как видно из ФИГ.5, 6, 7, 8 и 9, суженные участки (указанные и проиллюстрированные сбоку на ФИГ.4) показаны в секции. Тепло, передаваемое по каркасной стойке, проходит именно через указанные суженные участки.
Каркасные стойки данной конструкции, снабженные сквозными отверстиями, ребрами, кромками и каналами, могут быть изготовлены из тонколистовой стали. Фактически, лист стали может иметь меньшую толщину по сравнению с толщиной известных металлических каркасных стоек простого С-образного профиля, так как различные кромки, ребра, каналы и отверстия способствуют повышению прочности каркасной стойки и ее несущих характеристик по сравнению с обычными каркасными стойками простого С-образного профиля.
Таким образом, очевидно, что суженные участки выполняют еще более эффективную функцию барьера теплопереноса.
Тепло, перенесенное в течение определенного периода времени, должно зависеть как от температурного градиента по каркасной стойке, так и от объема стали, создающего путь для теплопереноса.
На ФИГ.5, 6, 7, 8 и 9 проиллюстрированы секции различных суженных участков. Указанные температурные барьеры содержат минимальный объем стали в указанных зонах для передачи тепла по каркасной стойке. Таким образом, какой бы температурный градиент не присутствовал по каркасной стойке, теплопередача от одной кромки до другой кромки каркасной стойки должна быть ограничена количеством тепла, которое может быть передано на указанных ограниченных участках.
Уменьшение значений теплопередачи в отношении настоящей каркасной стойки по сравнению с плоскими каркасными стойками от одной кромки каркасной стойки до другой проиллюстрировано в таблице ниже при использовании листовой стали различной толщины.
| Толщина стали | 20 (0,88 мм) | 18 (1,15 мм) |
| Плоская каркасная стойка | 100% | 100% |
| Открытая каркасная стойка | от 4% до 8% | от 20% до 25% |
Вышеприведенные значения были выведены теоретически.
Вполне вероятно, что на практике указанные значения будут характеризоваться определенными допустимыми пределами в ту или иную сторону в зависимости от, например, условий потерь тепла за пределами стен или здания, которые могут быть обусловлены не только температурой, но и коэффициентом резкости погоды и т.д. Различия в формуле стали могут обусловливать определенные незначительные вариации, а также возможно объем и тип тепловой изоляции, размещенной в стене между каркасными стойками.
Очевидно, что, исходя из толщины листовой стали, являющейся меньшей по сравнению с толщиной стали известной плоской каркасной стойки, обеспечивается существенное снижение фактического объема металла на каждом суженном участке, или ограниченном участке.
Ввиду того, что конструкция открытой каркасной стойки прочнее, чем конструкция известной плоской каркасной стойки С-образного профиля, и ввиду того, что конструкция каркасной стойки ограничивает теплоперенос исключительно суженным участком, каркасная стойка в соответствии с настоящим изобретением намного превосходит по своим характеристикам известные каркасные стойки С-образного профиля.
В настоящем примере осуществления перемычка (12) согнута под прямым углом для формирования опорных ног (42) вдоль каждой кромки перемычки(12). Каждая опорная нога перемычки выполнена с бортиком (44), повернутым во внутрь под углом 90 градусов в данном случае. В ряде крупногабаритных каркасных стоек бортик (44) может быть удлинен, как показано на ФИГ.2, и на нем может быть выполнена дополнительная канавка.
В настоящем примере осуществления каждая опорная нога (42) перемычки выполнена из плоской листовой стали, в которых выполнены две параллельные выдавленные канавки (46). Внешняя поверхность каждой опорной ноги перемычки образует плоский участок (48). Это обеспечивает плотное прилегание панелей внутренней стенки к плоскому участку (48) внешней поверхности опорной ноги стойки. На тех участках, где стыкуются и прилегают впритык две панели внутренней стены, каждая кромка панели прилегает к опорной ноге (42) перемычки на одну вторую ее ширины. Винты для крепления гипсокартона проходят через кромки двух прилегающих впритык панелей из гипсокартона и входят в соответствующие канавки (46). На тех участках, где внутренние стеновые панели накладываются на одну из опорных ног (42) промежуточных каркасных стоек (10), они крепятся одной линией винтов для гипсокартона. Указанные винты вкручиваются в одну из двух канавок (46).
С целью упрощения расположения внутренних стеновых панелей вдоль каждой опорной ноги (42) перемычки выполнена центральная разметочная линия (50). Разметочная линия (50) расположена вдоль средней части опорной ноги перемычки на равном расстоянии между двумя канавками (46). Это позволяет монтажникам внутренних стен точно выравнивать панели таким образом, чтобы две примыкающие панели закрывали опорную ногу перемычки одной каркасной стойки на одно и то же расстояние. Это позволяет точно ввинчивать винты в канавки в опорной ноге перемычки.
Все конструктивные элементы и углубления в перемычке (12) выполнены из внешней поверхности (14) перемычки и выступают наружу. Благодаря этому внешняя поверхность перемычки и выступающие наружу поверхности опорных ног (42) перемычки остаются плоскими и находятся в одной плоскости с целью обеспечения размещения рядом других материалов. В случае с опорными ногами (42) перемычки материалом являются гипсокартонные панели (ФИГ.3), которые таким образом плотно прилегают к плоской внешней поверхности (48) опорных ног (42) перемычки.
Каждая из канавок (46) выполнена с прямолинейными наклонными сторонами (52) (ФИГ.10). Наклонные стороны выполнены таким образом, чтобы обеспечить простую установку самонарезающих винтов (54).
Конструкция самонарезающих винтов (54) разработана специально для крепления панелей внутренних стен (56)(ФИГ.3) к стальным каркасным стойкам (10). Для этой цели винты (54) снабжены концами (58) в форме зубильной коронки. Концы в форме зубильной коронки имеют острие, выполненное в форме конуса вокруг угла конуса. Прилегающий угол конического конца находится в пределах приблизительно 40-50 градусов.
Прилегающий угол наклонных сторон (52) канавок (46) составляет приблизительно 75-90 градусов.
Таким образом, канавки шире, в то время как концы в форме зубильной коронки уже. Благодаря этому конец в форме зубильной коронки каждого винта способен достичь дна канавки. За счет этого винт начинает всверливаться в сталь, как только производится его вращение с помощью монтажного инструмента, обычно электрического винтоверта.
Если на винт оказывается слишком большое усилие, приводящее к прогибанию и изгибанию опорной ноги перемычки, тем не менее, конец в форме зубильной коронки удерживается в канавке. Благодаря этому предотвращается изгибание винта в стороны и соскальзывание с опорной ноги перемычки. На ФИГ.10 проиллюстрирован левосторонний винт, готовый квсверливанию, и правосторонний полностью ввинченный винт.
Из фигур видно, что после окончательной установки винт образует из листового металла в канавке опорной ноги перемычки металлический в основном воронкообразный канал (60). Как видно из фигуры, выполненный таким образом металлический канал (60) контактирует с несколькими витками резьбы винта (54), в результате чего обеспечивается его надежное крепление.
Для различных стеновых систем требуются каркасные стойки различных спецификаций и габаритов.
Не несущие нагрузки каркасные стойки обычно снабжены опорными ногами шириной от 92 мм до 102 мм.
Несущие нагрузку и тяжелонагруженные каркасные стойки могут быть снабжены опорными ногами шириной от 152 мм и до 64 мм.
На тех участках, где производится стыковка двух панелей, опорные ноги каркасных стоек предназначены для установки кромок двух внутренних стеновых панелей с примыкающими впритык кромками.
Соответствующим образом канавки (46) расположены на равном расстоянии друг от друга на противоположных сторонах от средней разметочной линии (50). Канавки также расположены на равном расстоянии от перемычки (12) и от выступа (44).
Значения расстояний В между канавками для различных каркасных стоек различной ширины и ширина А опорной ноги перемычки приведены в таблице ниже.
| Размер каркасной стойки | Ширина опорной ноги (А) | Расстояние между канавками (В) |
| от 92 мм до 102 мм | от 41 до 51 мм | от 17 до 26 мм |
| 152 мм | от 41 до 64 мм | от 17 до 39 мм |
Каркасные стойки в соответствии с настоящим изобретением с некоторыми конструктивными изменениями могут быть использованы при монтаже панелей комбинированной конструкции из тонкостенных железобетонных оболочек, упрочненных стальными каркасными стойками.
Упрочняющие каркасные стойки (70), проиллюстрированные на ФИГ.11, 12, 13, предназначенные для этой цели, выполнены в основном, как описывалось выше, при этом одинаковые детали обозначены одними и теми же позициями, за тем исключением, что каркасная стойка снабжена только одной ногой (42), изогнутой под прямым углом.
Вместо другой опорной ноги имеется кромка заделки (72), выполненная для заделки в панелях из тонкостенных железобетонных оболочек (не показаны), толщина которых обычно составляет от приблизительно 3,25 см до приблизительно 4,5 см, хотя указанные значения приведены в чисто иллюстративных целях и не ограничивают изобретение. Кромка (72) состоит из корневого элемента (74), расположенного под прямым углом и отходящего от перемычки (12). Средняя часть (76) отходит от корневого элемента (74) под прямым углом в данном примере осуществления.
Сквозные отверстия (78) выполнены по всей средней части (76) на определенном расстоянии друг от друга для обеспечения подачи через них бетона. Металлические элементы (80) продавлены из отверстий (78), остаются соединенными вдоль одной кромки и отклонены таким образом, чтобы отходить под прямым углом к одной стороне средней части (76).
Сплошной бортик (82) выполнен вдоль кромки средней части (76), загнут под прямым углом и отходит в направлении, противоположном направлению металлических элементов (80).
Дополнительная прочность может быть придана примеру осуществления настоящего изобретения на ФИГ.1 и ФИГ.11, как показано на ФИГ.14 и 15.
В этом случае каркасные стойки (90) имеют особенности, аналогичные вышеизложенным особенностям, и одни и те же элементы обозначены одинаковыми позициями. Дополнительная прочность обеспечивается за счет формирования дополнительных углублений (92), имеющих в основном треугольную форму (ФИГ.14), или углублений (94), имеющих в основном прямолинейную форму с закругленными концами (ФИГ.15).
В дополнительном примере осуществления на ФИГ.16, 17 и 18 каркасные стойки (100), углубления (102) в основном неправильной треугольной формы, выполненной у конца каждого ребра (22). Круглые оребренные отверстия (104) выполнены в углублениях (102), которые образуют суженные участки для снижения теплопередачи аналогично участкам на ФИГ.1 и ФИГ.10.
Общее воздействие на теплопередачу открытой каркасной стойки в соответствии с настоящим изобретением в сравнении с плоской каркасной стойкой проиллюстрировано на ФИГ. 19 и 20.
На ФИГ.19 показан отрезок плоской каркасной стойки (Р). Ряд стрелок (А 1) обозначают теплопередачу по каркасной стойке. Тепло передается непосредственно по прямой линии по каркасной стойке без каких-либо ограничений. Чем больше толщина стали, тем больше передается тепла.
На ФИГ.20 показан отрезок открытой каркасной стойки (10) в соответствии с настоящим изобретением. Ряд стрелок (А 2) обозначает передачу тепла по такой открытой каркасной стойке в соответствии с настоящим изобретением.
Очевидно, что тепло ограничено узким участком в каркасной стойке (10) на ФИГ.20, в результате чего количество фактически переданного тепла является существенно меньшим по сравнению с теплом, переданным по простой каркасной стойке на ФИГ.19.
Выше приведено описание предпочтительного примера осуществления настоящего изобретения, представленное исключительно в иллюстративных целях. Изобретение не рассматривается как ограничиваемое любыми из конкретных особенностей в соответствии с описанием, и в него могут быть внесены различные изменения в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.
1. Открытая стальная каркасная стойка с низкой теплопроводностью, имеющая перемычку, образующую продольную ось и плоскость перемычки, боковые кромки вдоль каждой стороны перемычки, основные сквозные отверстия перемычки, выполненные в указанной перемычке, при этом сквозные отверстия образуют две продольные стороны, параллельные оси перемычки, ребра, идущие диагонально через перемычку между основными сквозными отверстиями перемычки, расположенные под прямым углом кромки, выполненные вокруг сквозных отверстий перемычки и вдоль ребер, отогнутые от перемычки, и включающая
выступающие части кромок, выполненные вдоль расположенных под прямым углом кромок, образованных вдоль двух продольных сторон основных сквозных отверстий перемычки, загнутые дополнительно под прямыми углами и находящиеся в плоскости, параллельной плоскости перемычки, но расположенной на расстоянии от плоскости перемычки, с целью образования трехсторонних параллельных, расположенных на расстоянии друг от друга упрочняющих каналов, идущих продольно по перемычке;
сквозные оребренные отверстия у каждого конца каждого ребра, образующего суженные участки перемычки для уменьшения теплопередачи;
по меньшей мере, одну опорную ногу каркасной стойки, выполненную вдоль, по меньшей мере, одной боковой кромки перемычки и расположенную под прямым углом к перемычке;
две параллельные канавки под винты, выполненные, по меньшей мере, в одной спорной ноге каркасной стойки, при этом канавки расположены на равном расстоянии друг от друга на противоположных сторонах от центра опорной ноги каркасной стойки; и
плоские участки по обеим сторонам каждой канавки для установки на них материала стеновых панелей.
2. Открытая стальная каркасная стойка с низкой теплопроводностью по п.1, в которой толщина стали составляет от приблизительно от 0,88 мм до 1,15 мм, и в которой значение теплопередачи по сравнению со стандартными каркасными стойками С-образного профиля снижены на 80-94%.
3. Открытая стальная каркасная стойка с низкой теплопроводностью по п.1, в которой каркасная стойка включает бортик кромки, выполненный на опорной ноге каркасной стойки, при этом указанный бортик кромки выполнен под прилегающим углом, составляющим приблизительно 90°С.
4. Открытая стальная каркасная стойка с низкой теплопроводностью по п.3, в которой бортик кромки выполнен с вдавленной в нем канавкой.
5. Открытая стальная каркасная стойка с низкой теплопроводностью по п.1, в коброй оребренные отверстия являются круглыми, включающая кольцеобразные кромки, выполненные из перемычки вокруг оребренных отверстий.
6. Открытая стальная каркасная стойка с низкой теплопроводностью по п.1, включающая углубления, выполненные в перемычке вокруг оребренных отверстий, при этом углубления имеют в основном неправильную треугольную форму.
7. Открытая стальная каркасная стойка с низкой теплопроводностью по п.1, включающая углубления, выполненные в перемычке смежно с оребренными отверстиями, при этом углубления имеют в основном прямолинейную форму.
8. Открытая стальная каркасная стойка с низкой теплопроводностью по п.2, в которой канавки имеют боковые стороны, образующие прилегающий угол в интервале от 75 до 90°С.
9. Открытая стальная каркасная стойка с низкой теплопроводностью по п.8, в которой канавки расположены на расстоянии друг от друга в интервале от 70 мм до 105 мм.
10. Открытая стальная каркасная стойка с низкой теплопроводностью по п.9, включающая разметочную линию, выполненную вдоль, по меньшей мере, одной опорной ноги на равном расстоянии между двумя канавками и образующую среднюю линию опорной ноги.
11. Открытая стальная каркасная стойка с низкой теплопроводностью по п.1, в которой в отрезке каркасной стойки металл, удаленный из каркасной стойки с формированием основных сквозных отверстий перемычки и корневых отверстий, образует массу металла в местах ограниченных суженных участков, составляющую от приблизительно 16% до 21% от общей массы металла в данном отрезке каркасной стойки.
12. Открытая стальная каркасная стойка с низкой теплопроводностью по п.1, включающая кромку заделки, выполненную вдоль перемычки, при этом кромка заделки образует корневую часть и среднюю часть, снабженную отверстием средней части для подачи бетонной смеси, и металлические части, перфорированные с формированием отверстий и выгнутые наружу под прямым углом к средней части, и сплошной бортик, выполненный на средней части, при этом указанный бортик согнут под прямым углом к средней части.
13. Открытая стальная каркасная стойка с низкой теплопроводностью, имеющая перемычку, образующую продольную ось и плоскость перемычки, боковые кромки вдоль каждой стороны перемычки, основные сквозные отверстия перемычки, выполненные в указанной перемычке, при этом сквозные отверстия образуют две продольные стороны, параллельные оси перемычки, ребра, идущие диагонально через перемычку между основными сквозными отверстиями перемычки, расположенные под прямым углом кромки, выполненные вокруг сквозных отверстий перемычки и вдоль ребер, отогнутые от перемычки, и включающая:
выступающие части кромок, выполненные вдоль расположенных под прямым углом кромок, образованных вдоль двух продольных сторон основных сквозных отверстий перемычки, загнутые дополнительно под прямыми углами и находящиеся в плоскости, параллельной плоскости перемычки, но расположенной на расстоянии от плоскости перемычки, с целью образования трехсторонних параллельных, расположенных на расстоянии друг от друга упрочняющих каналов, идущих продольно по перемычке;
сквозные оребренные отверстия у каждого конца каждого ребра, образующего суженные участки перемычки для уменьшения теплопередачи;
по меньшей мере, одну опорную ногу каркасной стойки, выполненную вдоль, по меньшей мере, одной боковой кромки перемычки и расположенную под прямым углом к перемычке;
при этом теплопередачи через ребра и суженные участки при заданном температурном градиенте по каркасной стойке составляет 5-20% от тепла, передаваемого по плоской каркасной стойке С-образного профиля.
14. Открытая стальная каркасная стойка с низкой теплопроводностью по п.13, в которой стальная каркасная стойка выполнена из листовой стали толщиной приблизительно от 0,88 мм до 1,15 мм.
