Плита для устройства сборных конструкций
Плита для устройства сборных конструкций представляет собой двухуровневую пространственную структуру с одним или более слоев на каждом уровне. Каждый слой плиты содержит расположенные в одной плоскости и вытянутые вдоль параллельных осей опорные элементы, под углом к опорным элементам в каждом смежном с ними слое. Грани опорных элементов во всех слоях уровня плиты совместно образуют грани указанного уровня по его периметру, причем одна или более из граней каждого уровня плиты имеет в плане вид ломаной линии, состоящей из треугольных выступов. На каждой грани одного уровня плиты, имеющей в плане вид ломаной линии, треугольные выступы расположены попеременно с треугольными выступами на грани второго уровня плиты, с образованием ромбовидных вырезов по толщине пространственной структуры плиты, выполненных поочередно с верхней и нижней сторон плиты для сопряжения с другими плитами. Конструкция плиты предусматривает ее масштабирование для устройства усиленных сборных конструкций. 7 з.п. ф-лы, 35 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к строительной технике, а именно, к плите для устройства сборных конструкций различного назначения, в частности, сборного дорожного покрытия.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Сборные конструкции из плит или блоков широко применяются в строительной технике, например, для устройства сборных покрытий, участков дорожного полотна, мостов, перегородок, декоративных и несущих конструкций различного назначения.
Известно покрытие автомобильной дороги из деревянных щитов, описанное в патентном документе SU 372309 A1 (описание изобретения к авторскому свидетельству СССР, опубликовано 08.05.1973). В этом покрытии торцы деревянных щитов снабжены пазами и выступами, взаимодействующими между собой при укладке. Кроме того, с целью использования покрытия на криволинейных участках дороги, торцы каждого из щитов имеют криволинейное очертание, выпуклое на одном из торцов щита и вогнутое на другом. Профилирование щитов выполняется на фрезерном станке. Пазы и выступы для стыковки выполняются только на торцах щита в продольном направлении, имеющих криволинейное очертание, а поперечный размер щитов выбирается согласно требуемой ширине дороги. Указанное покрытие отличается низкой стоимостью и относительной простотой конструкции, поскольку состоит из деревянных брусьев или бревен, скрепляемых нагелями. Однако обработка торцов для получения гладкого в плане криволинейного очертания (дуги окружности) является затруднительной, а конструкция щитов по существу не подразумевает возможности их масштабирования: ширина щитов, как и параметры криволинейного очертания торцов, задаются требуемой шириной дороги, а размеры пазов и выступов в торцах строго ограничены толщиной используемых брусьев или бревен. Стыки торцов такой конструкции ослабляют несущую способность покрытия, ограничивая возможность его использования для дорог повышенной грузоподъемности.
Также известна конструкция настила из блоков для строительной площадки, описанная в патенте на изобретение RU 2186898 C2 (опубликован 10.08.2002). Здесь блок настила образован двумя слоями взаимосвязанных деревянных досок и выполнен с возможностью вертикальной установки, причем как первый, так и второй слои имеют множество концевых фиксирующих выступов и пазов, образованных за счет продольного смещения некоторых досок, так что концевые фиксирующие выступы и боковые фиксирующие выступы одного блока настила вертикально входят в концевые фиксирующие пазы и боковые фиксирующие пазы смежных блоков настила. К преимуществам данного решения можно отнести низкую стоимость и простоту конструкции блоков настила, изготовление которых не требует сложного профилирования, а также простоту сборки настила из блоков с помощью вертикальной установки. Однако описанная конструкция подразумевает исключительно масштабирование блока по площади (изменение его размеров в плане), а несущая способность настила из таких блоков ограничена прочностью двух слоев досок. Конструкция блоков с вертикальной укладкой также не обеспечивает их взаимной фиксации в вертикальном направлении, то есть настил требует укладки на ровную поверхность и, по существу, не подходит для создания дорожного полотна.
Известно сборное покрытие дорог и парковых дорожек, описанное в заявке на изобретение RU 96117165 A (заявка опубликована 27.11.1998), которое состоит из примыкающих друг к другу блоков криволинейного в плане очертания с последовательно размещенными по периметру дугообразными выпуклостями и выемками. Каждый блок известного покрытия снабжен тремя выпуклостями и тремя выемками, причем выемки размещены в обеих его половинах, и блоки примыкают выпуклостями к выемкам смежных блоков, обеспечивая взаимную фиксацию блоков в покрытии. Описанное покрытие отличается простотой изготовления и сборки в случае использования блоков относительно небольшого размера, подходящих для создания парковых дорожек и дорог низкой грузоподъемности. Данное сборное покрытие является наиболее близким аналогом заявленного изобретения и выбрано в качестве его прототипа. Недостатком прототипа является сложность масштабирования блоков, из которых состоит покрытие. Создание покрытия такого типа для дорог повышенной грузоподьемности потребует изготовления массивных, монолитных блоков увеличенной толщины и большой площади в плане. Изготовление таких блоков является материалозатратным и дорогостоящим, а сборка покрытия из них будет отличаться сложностью и потребует использования тяжелой строительной техники.
Настоящее изобретение призвано устранить недостатки предшествующего уровня техники. Технической проблемой, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание легкой и универсальной плиты для устройства сборных конструкций, в частности, дорожных покрытий, конструкция которой обеспечивает масштабирование плиты в зависимости от задачи и области применения, с сохранением простоты сборки конструкций из плит любого размера. Дополнительной задачей, решаемой изобретением, является создание легковесной плиты с возможностью увеличения ее жесткости и/или несущей способности для создания сборных дорожных покрытий увеличенной грузоподьемности, без изменения конструкции плиты и без существенного увеличения веса плиты.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для решения поставленной проблемы создана плита для устройства сборных конструкций, представляющая собой двухуровневую пространственную структуру с одним или более слоев на каждом уровне. Каждый слой плиты содержит расположенные в одной плоскости и вытянутые вдоль параллельных осей опорные элементы, причем опорные элементы в одном слое расположены в плане под углом к опорным элементам в каждом смежном с ним слое. Грани опорных элементов во всех слоях уровня плиты совместно образуют грани указанного уровня по его периметру, причем одна или более из граней каждого уровня плиты имеет в плане вид ломаной линии, состоящей из треугольных в плане выступов. На каждой грани одного уровня плиты, имеющей в плане вид ломаной линии, треугольные в плане выступы данного уровня плиты расположены попеременно с треугольными в плане выступами на грани второго уровня плиты, с образованием ромбовидных вырезов по толщине пространственной структуры плиты, выполненных поочередно с верхней и нижней сторон плиты.
Плита согласно изобретению имеет многослойную конструкцию с двумя уровнями, причем грани по периметру уровня плиты могут иметь в плане вид ломанной линии, образованной треугольными в плане выступами, которые расположены попеременно с треугольными в плане выступами на грани другого уровня плиты. Такое исполнение граней обеспечивает возможность легкого сопряжения плиты с соседней плитой или плитами аналогичной конструкции. Выполнение плит с небольшим углом выступов на гранях в плане относительно горизонтали, преимущественно с углом в 15 градусов, обеспечивает возможность устанавливать плиту в угол, образованный уже уложенными плитами. Плита отличается легкостью, поскольку ее уровни и слои не являются монолитными, а состоят из отдельных опорных элементов, причем вес и характеристики плиты могут корректироваться за счет выбора материала и параметров опорных элементов, а также изменения промежутков между ними. Вместе с тем плита обладает повышенной жесткостью, поскольку опорные элементы в одном слое расположены в плане под углом к опорным элементам в смежных с ним слоях. Дополнительно, многослойный дизайн уровней плиты обеспечивает возможность простого масштабирования плиты с изменением ее толщины, жесткости и несущей способности посредством изменения количества слоев в уровнях. Таким образом, возможность увеличения жесткости и/или несущей способности плиты для создания сборных дорожных покрытий увеличенной грузоподьемности обеспечивается непосредственно конструкцией плиты. При этом и производство плит, и устройство сборных конструкций из них, в том числе дорожных покрытий увеличенной грузоподьемности, остаются простыми и эффективными вне зависимости от изменения описанных характеристик плиты (типа и количества опорных элементов, количества слоев из опорных элементов). Таким образом, плита имеет универсальную конструкцию, позволяющую гибко и простым образом изменять характеристики плиты и сборной конструкции из плит в зависимости от заданных условий.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения опорные элементы в каждом слое пространственной структуры плиты расположены в плане под прямым углом к опорным элементам в каждом смежном с ним слое. Этот вариант осуществления обеспечивает достаточную жесткость конструкции плиты и может упростить изготовление плит.
В другом варианте осуществления опорные элементы в каждом слое пространственной структуры плиты расположены в плане параллельно стороне треугольного в плане выступа на одной из граней указанного слоя. Этот вариант осуществления существенно упрощает изготовление плит, поскольку сторона треугольного в плане выступа на одной из граней слоя плиты может быть образована непосредственно боковой гранью опорного элемента (т.е. боковой поверхностью вытянутого опорного элемента).
В следующих вариантах осуществления изобретения опорные элементы содержат стержни и/или брусья, и могут быть выполнены из дерева или композитного материала. Эти варианты осуществления уменьшают вес плит, а также упрощают и снижают стоимость изготовления плит и устройства сборных конструкций их них.
В еще одном варианте осуществления изобретения опорные элементы в каждом слое пространственной структуры плиты расположены с образованием промежутков между соседними опорными элементами. Как упоминалось выше, этот вариант осуществления уменьшает вес плиты, а также упрощает изготовление плит и устройство сборных конструкций их них.
В следующем варианте осуществления изобретения, развивающем предыдущий вариант, промежутки между соседними опорными элементами в одном или более слоях пространственной структуры плиты отличаются друг от друга по величине в разных областях плиты. Этот вариант осуществления упрощает изготовление плит, обеспечивает дополнительную гибкость дизайна слоев плиты, а также позволяет создать плиты с усилением определенных областей в одном или более слоев плиты, за счет расположения опорных элементов с меньшими промежутками между ними. Например, верхний слой плиты может иметь две линии усиления, в виде колеи для движения транспортных средств, что позволит создать из таких плит легкое дорожное покрытие с увеличенной грузоподьемностью.
В последнем варианте осуществления изобретения, который может быть дополнительным или альтернативным любому из описанных выше вариантов, один или несколько опорных элементов снабжены крепежными деталями в виде петель или проушин для обеспечения возможности скрепления плиты со смежной плитой или плитами. Данный вариант осуществления позволяет создать надежное сборное покрытие из описанных плит, в частности, дорожное покрытие повышенной грузоподьемности, сохранив при этом простоту сборки и разборки покрытия.
Каждый из описанных вариантов осуществления изобретения обеспечивает решение поставленной технической проблемы и достижение технического результата, заключающегося в создании легкой и универсальной плиты для устройства сборных конструкций, с возможностью масштабирования и изменения характеристик плиты без изменения ее конструктивного исполнения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сущность изобретения поясняется далее на примере некоторых вариантов его осуществления, схематично проиллюстрированных на чертежах. На чертежах схожие элементы обозначены схожими условными обозначениями, либо с помощью линий, соединяющих обозначения с элементами, либо посредством указания условного обозначения непосредственно поверх соответствующего элемента. Для ясности, в последнем случае условное обозначение подчеркнуто.
Фиг. 1 - общий вид плиты для устройства сборной конструкции согласно одному из вариантов осуществления изобретения.
Фиг. 2 - вид сверху плиты для устройства сборной конструкции с фиг. 1.
Фиг. 3 - вид сверху сборной конструкции из четырех плит с фиг. 1 и 2.
Фиг. 4 - вид сверху плиты для устройства сборной конструкции согласно другому варианту осуществления изобретения.
Фиг. 5 - общий вид плиты для устройства сборной конструкции согласно еще одному варианту осуществления изобретения.
Фиг. 6 - вид сверху плиты для устройства сборной конструкции с фиг. 5.
Фиг. 7 - общий вид плиты для устройства сборной конструкции согласно еще одному варианту осуществления изобретения.
Фиг. 8 - частный вид грани плиты для устройства сборной конструкции в варианте осуществления с проушиной для скрепления плиты со смежной плитой или плитами.
Фиг. 9 - вид сверху на часть грани плиты в варианте осуществления с проушиной для скрепления плиты со смежной плитой или плитами.
Фиг. 10 - вид сверху и с разных сторон на набор плит для устройства сборной конструкции согласно вариантам осуществления изобретения.
Фиг. 11 - общие виды набора плит для устройства сборной конструкции с фиг. 10.
Фиг. 12 - вид сверху и с разных сторон на сборную конструкцию из набора плит с фиг. 10.
Фиг. 13 - общие виды сборной конструкции с фиг. 12.
Фиг. 14 - вид сверху и с разных сторон на две плиты для устройства сборной конструкции согласно вариантам осуществления изобретения.
Фиг. 15 - общие виды плит для устройства сборной конструкции с фиг. 14.
Фиг. 16 - вид сверху и с разных сторон на две плиты для устройства сборной конструкции согласно другим вариантам осуществления изобретения.
Фиг. 17 - общие виды плит для устройства сборной конструкции с фиг. 16.
Фиг. 18 - вид сверху и с разных сторон на две плиты для устройства сборной конструкции согласно следующим вариантам осуществления изобретения.
Фиг. 19 - общие виды плит для устройства сборной конструкции с фиг. 18.
Фиг. 20 - вид сверху и с разных сторон на еще две плиты для устройства сборной конструкции согласно следующим вариантам осуществления изобретения.
Фиг. 21 - общие виды плит для устройства сборной конструкции с фиг. 20.
Фиг. 22 - вид сверху и с разных сторон на еще один набор плит для устройства сборной конструкции согласно вариантам осуществления изобретения.
Фиг. 23 - общие виды набора плит для устройства сборной конструкции с фиг. 22.
Фиг. 24 - вид сверху и с разных сторон на сборную конструкцию из набора плит с фиг. 22.
Фиг. 25 - общие виды сборной конструкции с фиг. 24.
Фиг. 26 - вид сверху и с разных сторон на две плиты для устройства сборной конструкции согласно вариантам осуществления изобретения.
Фиг. 27 - общие виды плит для устройства сборной конструкции с фиг. 26.
Фиг. 28 - вид сверху и с разных сторон на две плиты для устройства сборной конструкции согласно другим вариантам осуществления изобретения.
Фиг. 29 - общие виды плит для устройства сборной конструкции с фиг. 28.
Фиг. 30 - вид сверху и с разных сторон на две плиты для устройства сборной конструкции согласно следующим вариантам осуществления изобретения.
Фиг. 31 - общие виды плит для устройства сборной конструкции с фиг. 30.
Фиг. 32 - вид сверху и с разных сторон на еще две плиты для устройства сборной конструкции согласно следующим вариантам осуществления изобретения.
Фиг. 33 - общие виды плит для устройства сборной конструкции с фиг. 32.
Фиг. 34 - вид сверху на сборную конструкцию из плит согласно вариантам осуществления изобретения.
Фиг. 35 - вид сверху на еще одну сборную конструкцию из плит согласно вариантам осуществления изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Плиты для устройства сборных конструкций согласно вариантам осуществления настоящего изобретения состоят из опорных элементов, которые могут быть изготовлены из любого подходящего материала или материалов, в зависимости от назначения и требований к плитам или сборной конструкции из таких плит. В частности, плиты для устройства дорожных покрытий и покрытий для строительных площадок предпочтительно изготавливают из деревянных опорных элементов, например, из брусьев или досок различного сечения. Вместе с тем опорные элементы могут изготавливаться из любых подходящих материалов, например, из композитных материалов, металла и пластмасс. В этом случае опорные элементы могут иметь вид стержней. Также опорные элементы могут изготавливать из нескольких материалов с различными свойствами. Например, каждый опорный элемент может состоять из деревянного бруса с усиливающими металлическими вставками в виде металлического профиля или стальных стержней. Изобретение не ограничено в отношении материала или материалов, из которых изготавливаются опорные элементы и плиты для устройства сборной конструкции, при условии, что этот материал или материалы позволяют придать опорным элементам и плите необходимую форму и жесткость. Соответственно, из плит согласно вариантам осуществления изобретения могут изготавливаться сборные конструкции любого назначения и вида.
Способ или способы изготовления опорных элементов выбирают из числа известных технологий, таких литье, формование и фрезеровка, в зависимости от материла или материалов опорных элементах, а также их конструкции. Например, изготовление опорных элементов из деревянных брусьев с усиливающим металлическим профилем может выполняться в несколько этапов, включая фрезеровку брусьев, формование металлического профиля и прикрепление профиля к брусу. Сборку плит из опорных элементов также выполняют с помощью любых подходящих способов и средств, известных в данной области техники, например, опорные элементы могут соединяться друг с другом и фиксироваться с помощью клея, сварки, гвоздей, дюбелей, анкеров, шурупов, саморезов, заклепок, шпилек и других крепежных средств, как вручную, так и на по меньшей мере частично автоматизированной технологической линии. Количество крепежных средств для соединения и фиксации опорных элементов в слоях и уровнях плиты согласно вариантам осуществления изобретения подбирается в зависимости от требований к плите и/или сборной конструкции из таких плит.
Профилирование торцов опорных элементов для создания граней уровней плиты требуемой формы может выполняться отдельно, до сборки плиты. В этом случае во время сборки уровней плиты выбираются опорные элементы определенной, заранее подготовленной формы. Альтернативно, или в дополнение к этому, профилирование торцов опорных элементов может выполняться после сборки и фиксации каждого уровня, слоя плиты и/или всей пространственной структуры плиты, например, с помощью фрезеровки. Изобретение не ограничено какими-либо из описанных выше примеров и вариантов изготовления опорных элементов и плит из них, которые приведены здесь только в качестве пояснительных примеров.
Для иллюстрации одного из вариантов осуществления изобретения на фиг. 1 изображена плита 100 для устройства сборных конструкций, представляющая собой двухуровневую пространственную структуру, состоящую из уровней 101 и 102. На фиг. 2 плита 100 представлена на виде сверху, где можно видеть, что плита 100 имеет форму на основе квадрата. Особенности конструкции уровней 101 и 102 не зависят от ориентации плиты 100 в пространстве, уровень 101 изображен на фиг. 1 и 2 верхним лишь для примера, он с равным успехом может быть обращен вниз при установке плиты 100 в сборную конструкцию, тогда уровень 102, изображенный на фиг. 1 снизу, станет верхним уровнем. Ориентация пространственной конструкции плиты 100 в пространстве не влияет на ее свойства и обеспечиваемые ей преимущества и технические результаты.
Каждый из уровней 101 и 102 плиты 100 состоит из двух слоев (103, 104) и (105, 106), образованных опорными элементами 107. В каждом слое 103, 104, 105, 106 плиты опорные элементы 107 расположены в одной плоскости и вытянуты вдоль параллельных друг другу осей, что можно более ясно видеть на виде плиты 100 сверху на фиг. 2. Опорные элементы 107 в одном слое плиты 100 расположены в плане под углом к опорным элементам 107 в каждом смежном с ним слое. Как можно видеть на фиг. 1 и 2, опорные элементы в смежных слоях (103, 104) и (105, 106) плиты в данном варианте осуществления расположены в плане под прямым углом друг к другу, а опорные элементы в несмежных слоях (103, 105) и (104, 106) плиты параллельны друг другу. Варианты осуществления изобретения не ограничены двуслойным дизайном уровней плиты 100, изображенном на фиг. 1 и 2 лишь для примера. Каждый из слоев 101, 102 плиты 100 может содержать только слой один или более двух слоев из опорных элементов 107, в зависимости от решаемой задачи и требований к плите и/или сборной конструкции. Варианты осуществления изобретения также не ограничены в отношении угла в плане между опорными элементами в смежных слоях плиты 100, который может выбираться в зависимости от применимых требований, например, для оптимизации и/или упрощения производства плит.
Как можно видеть на фиг. 1 и 2, грани опорных элементов 107 во всех слоях каждого из уровней 101, 102 совместно образуют грани указанного уровня по его периметру. В данном варианте осуществления все грани каждого из уровней 101 и 102 плиты 100 имеет в плане вид ломаной линии, состоящей из треугольных в плане выступов. Для примера, на фиг. 1 и 2 указана одна грань 108 уровня 101 с треугольными выступами 109. Грани уровня 102, находящегося на данных изображениях под уровнем 101, видны лишь частично. Для примера, на фиг. 1 и 2, указана грань 110 уровня 102 с треугольными выступами 111, находящаяся под гранью 108. Как можно видеть на фиг. 2, на каждой грани одного уровня плиты 100, имеющей в плане вид ломаной линии, треугольные в плане выступы данного уровня плиты расположены попеременно с треугольными в плане выступами на грани второго уровня плиты, с образованием ромбовидных вырезов по толщине пространственной структуры плиты 100, выполненных поочередно с верхней и нижней сторон плиты. Как уже отмечалось выше, свойства плиты 100 не зависят от ее ориентации в пространстве, поэтому указание на «верхнюю» и «нижнюю» стороны плиты описывают лишь рассматриваемую в данном конкретном случае ориентацию плиты в пространстве, и не являются ограничивающими признаками уровней плиты.
Варианты осуществления изобретения не ограничены условием того, что все грани каждого уровня плиты 100 имеют в план вид ломанной линии, состоящей из треугольных выступов. Как будет более подробнее описано ниже, в различных вариантах осуществления изобретения грани уровней плиты 100 с одной или более боковых сторон, как целиком, так и частично, могут иметь в плане вид прямой линии (без выступов) или более сложной ломанной линии (с выступами отличной от треугольной формы). Таким образом в вариантах осуществления изобретении предусмотрена возможность изготовления плит специальной формы, которые используются в качестве доборных элементов для изготовления сборных конструкции определенной конфигурации, например, для изготовления изогнутой части дорожного полотна на повороте дороги.
Описанное исполнение граней плиты 100 обеспечивает возможность легкого сопряжения плиты 100 с соседней плитой или плитами аналогичной конструкции. На фиг. 2 изображена сборная конструкция 200 из четырех сопряженных друг с другом плит 100, таких как изображено на фиг. 1 и 2. Выполнение плит 100 с выступами на гранях, отходящими под небольшим углом в плане относительно горизонтали грани (мнимой линии, определяющей грань без выступов), обеспечивает легкость сопряжения плит и устройства сборных конструкций их них. Преимущественно, выступы на гранях отходят под углом в 15 градусов от горизонтали в плане. Исполнение выступов на гранях плит 100 с малым углом, порядка 15 градусов, дополнительно обеспечивает возможность устанавливать одну плиту 100 в угол, образованный тремя уже уложенными плитами 100.
В вариантах осуществления изобретения, в том числе в плите 100, изображенной на фиг. 1 и 2, опорные элементы в каждом слое пространственной структуры плиты расположены в плане параллельно стороне треугольного в плане выступа на одной из граней указанного слоя. На фиг. 1 и 2 для примера отмечен треугольный в плане выступ 112 изображенного верхним слоя 103, одна из сторон которого образована непосредственно боковой (продольной) гранью опорного элемента 107’, что наглядно показывает параллельное расположение опорных элементов 107 в слое 103 относительно данной стороны треугольного выступа 112. Данный аспект конструкции уровней плиты 100 существенно упрощает изготовление плит 100, в частности, уменьшает расход материала и количество операций по профилированию граней опорных элементов 107 для придания граням уровней 101, 102 плиты 100 требуемой формы.
Как можно видеть на фиг. 1, и особенно явно на фиг. 2, опорные элементы 107 в каждом слое 103, 104, 105, 106 пространственной структуры плиты 100 расположены с образованием промежутков 113 между соседними опорными элементами 107. При этом промежутки 113 между соседними опорными элементами 107 в одном или более слоях 103, 104, 105, 106 пространственной структуры плиты 100 отличаются друг от друга по величине в разных областях плиты 100. Например, на фиг. 2 отмечены области 114, 115 и 116, в которых промежутки 113 между соседними опорными элементами 107 в изображенном верхним слое 103 отличаются друг от друга по величине: промежутки между соседними опорными элементами 107 в области 114 больше по величине, чем промежутки между соседними опорными элементами 107 в областях 115 и 116. Этот аспект конструкции обеспечивает дополнительную гибкость дизайна слоев плиты 100, упрощает изготовление плит согласно изобретению, а также позволяет создать плиты с усилением определенных областей в одном или более слоев плиты, за счет расположения опорных элементов 107 с меньшими промежутками между ними, как в области 115 на фиг. 2. Так, верхний слой 103 плиты 100 имеет две линии усиления, соответствующие областям 115 и 116, образующие усиленную колею для движения транспортных средств. Соответственно, из плит 100 может быть собрано легкое дорожное покрытие с увеличенной грузоподьемностью в областях 115 и 116.
На фиг. 4 изображен вид сверху плиты 300 для устройства сборной конструкции согласно другому варианту осуществления изобретения, в котором плита имеет форму на основе ромба. Во всем, кроме формы на виде сверху, конструкция плиты 300 аналогична плите 100, изображенной на фиг. 1 и 2. Опорные элементы 307 в каждом слое 301, 302 пространственной структуры плиты 300 также расположены в плане параллельно стороне треугольного в плане выступа на одной из граней указанного слоя. Для примера на фиг. 4 отмечен выступ 312 изображенного верхним слоя 303, одна из сторон которого образована непосредственно боковой гранью опорного элемента 307’, что наглядно показывает параллельное расположение опорных элементов 307 в слое 303 относительно данной стороны треугольного выступа 112. Также на фиг. 4 отмечены области 314 и 315, в которых промежутки 313 между соседними опорными элементами 307 в изображенном верхним слое 303 отличаются друг от друга по величине: промежутки 313 между соседними опорными элементами 307 в области 314 больше по величине, чем промежутки 313 между соседними опорными элементами 307 в области 315.
На фиг. 5 изображена плита 400 для устройства сборной конструкции согласно еще одному варианту осуществления изобретения. Плита 400 имеет конструкцию аналогичную конструкции плит 100 и 300, изображенных на фиг. 1, 2 и 4, за исключением следующей особенности. С одной из боковых сторон, обращенной на фиг. 5 в сторону наблюдателя, плита 400 имеет фасонные грани 417 и 418 уровней 401 и 402, отличающиеся от граней уровней плиты 400 с других боковых сторон. В частности, грань 417 изображенного верхним уровня 401 имеет в плане вид ломаной линии, не состоящей из треугольных выступов, а содержащей выступы 419, имеющие в плане вид трапеций. Это можно более наглядно видеть на фиг. 6, где изображен вид сверху плиты 400. Грань 418 изображенного нижним уровня 402, наоборот, имеет в плане вид прямой линии, без каких-либо выступов, что можно видеть на фиг. 5. Такое исполнение грани уровня плиты 400 упрощает ее производство. В одном из вариантов осуществления все грани одного из уровней плиты 400 могут быть выполнены в виде прямых линий в плане. Как отмечалось выше, гибкость дизайна граней уровней плит согласно вариантам осуществления изобретения позволяет создавать плиты специальной формы, которые могут использоваться в качестве доборных элементов. Плита 400 является примером такой плиты специальной формы, которая может использоваться в качество доборного элемента для устройства сборной конструкции определенной конфигурации. При этом можно видеть, что остальные особенности конструкции плиты 400 полностью соответствуют таковым у плит 100 и 300. В частности, изображенный верхним слой плиты 400 также имеет области усиления, в которых промежутки между соседними опорными элементами меньше по величине, чем в других областях плиты 400.
На фиг. 7 изображена плита 500 для устройства сборной конструкции согласно еще одному варианту осуществления изобретения с фасонными гранями уровней плиты. Плита 400 имеет конструкцию аналогичную конструкции плит 100, 300 и 400, изображенных на фиг. 1, 2, 4, 5 и 6, за исключением следующей особенности. С одной из боковых сторон, обращенной на фиг. 7 в сторону наблюдателя, плита 500 имеет фасонные грани 517 и 518 уровней 501 и 502, имеющие в плане вид прямых линий. Плита 500 является еще одним примером плиты специальной формы в варианте осуществления изобретения, которая может использоваться в качество доборного элемента для устройства сборной конструкции определенной конфигурации.
Один или несколько опорных элементов плиты в разных вариантах осуществления изобретения снабжаются крепежными деталями в виде петель или проушин для обеспечения возможности скрепления плиты со смежной плитой или плитами. На фиг. 8 изображена часть граней двух уровней плиты 600 в варианте осуществления с крепежной деталью в виде проушины 620, размещенной в промежутке 613 между опорными элементами 607 изображенного в данном случае нижним уровня 602 плиты 600. На фиг. 9 часть граней плиты 600 в варианте осуществления с крепежной деталью в виде проушины 620 изображена на виде сверху. Проушина 620 может крепиться к опорным элементам 607 любыми подходящими способами, например, с помощью клея, сварки, гвоздей, дюбелей, анкеров, шурупов, саморезов, заклепок, шпилек и других крепежных средств. После соединения плиты 600 со смежной плитой или плитами соответствующей конструкции проушина 620 используют для скрепления плиты 600 со смежной плитой или плитами, и соответственно, фиксации соединения плит, например, посредством вставления дополнительного крепежного средства (не изображено) в отверстие проушины 620.
Оборудование плиты в вариантах осуществления изобретения закладными элементами в виде петель или проушин на этапе изготовления обеспечивает значительное ускорение укладки плит при необходимости скрепления смежных плит между собой, так как операция вставки дополнительного крепежного средства в отверстия петель или проушин занимает весьма малое время. Вместе с тем, монтаж петель или проушин может производиться и в процессе укладки плит для устройства сборной конструкции, например только в местах, где это необходимо. Также скрепление плит между собой может проводиться и без использования петель или проушин, а посредством вставления дополнительного крепежного средства, как в отверстия, сделанные напротив друг друга в сопрягаемых опорных площадках смежных плит, так и без них, любыми подходящими способами, например, с помощью гвоздей, шурупов, саморезов и других крепежных средств.
На фиг. 10 изображен, на виде сверху или в плане, набор 700 из плит четырех видов 701, 702, 703 и 704 согласно вариантам осуществления изобретения, включая плиты 701 и 703 с фасонными гранями уровней, для устройства плоской сборной конструкции с поворотом продольной оси в плоскости, например, части дорожного покрытия с поворотом. Для ясности, плиты 701, 702, 703 и 704 на фиг. 10 изображены с двух разных сторон, названных здесь и далее видами 700A и 700B, каждую из которых можно с равной вероятность назвать верхней или нижней, поскольку, как пояснялось выше, свойства плит во всех вариантах осуществления изобретения не зависят от ориентации плит в пространстве.
Двухуровневая пространственная конструкция каждой из плит 701, 702, 703 и 704 более наглядно показана на фиг. 11, изображающей общий вид набора 700 с разных сторон 700A и 700B, аналогично фиг. 10. Вид сверху (в плане) и общий вид сборной конструкции из плит 701, 702, 703 и 704, представляющей собой набор 700 в сборе показаны на фиг. 12 (вид сверху) и фиг. 13 (общий вид), также с разных сторон 700A и 700B. Каждая из плит 701, 702, 703 и 704 имеет все отмеченные выше особенности и преимущества плит 100, 300, 400 и 500 согласно изобретению. Благодаря этому, как можно видеть на фиг. 12 и 13, сборная конструкция из указанных плит имеет поворот продольной оси в плане на угол, кратный 15 градусам (в других вариантах осуществления можно реализовать меньший угол поворота с помощью малых сдвигов в отдельных плитах набора) без разрывов, с сохранением несущей способности конструкции.
Универсальность конструкции плит в настоящем изобретении обеспечивает возможность создания плит разной формы. Так, на основе формы плит 701, 702, 703, 704 из набора 700 с фиг. 10-13, можно получить плиты другой формы, представляющие собой объединения плит 701, 702, 703, 704, также являющиеся вариантами осуществления настоящего изобретения. Для примера, на фиг. 14 и 15 изображены с двух сторон, в плане и в общем виде, плиты 705 и 706, представляющие собой объединения плит 701, 702 (плита 705) и плит 702, 703 (плита 706), выполненные как одно целое. Также для примера, на фиг. 16 и 17 изображены с двух сторон, в плане и в общем виде, плиты 707 и 708, представляющие собой объединения более двух плит из набора 700 с повторением фрагментов, а именно, объединение плит 701, 702, 702, 701 (плита 707) и объединение плит 703, 704, 703 (плита 708), выполненные как одно целое. Для следующего примера, на фиг. 18 и 19 изображены с двух сторон, в плане и в общем виде, плиты 709 и 710, также представляющие собой объединения более двух плит из набора 700 с повторением фрагментов, а именно, объединение плит 701, 702, 702 (плита 709) и плит 701, 702, 702, 703 (плита 710), выполненные как одно целое. Для еще одного примера, на фиг. 20 и 21 изображены с двух сторон, в плане и в общем виде, плиты 711 и 712, представляющие собой объединения плит из набора 700, а именно, объединение плит 704, 703 (плита 711) и плит 701, 704, 703 (плита 712), выполненные как одно целое.
Каждая из плит 705, 706, 707, 708, 709, 710, 711 и 712 является еще одним вариантом осуществления изобретения и обладает всеми отмеченные выше особенностями и преимуществами плит 100, 300, 400, 500, 701, 702, 703, 704 согласно изобретению. Как можно видеть, сборную конструкцию, показанную на фиг. 12 и 13, можно с равным успехом собрать из разных наборов плит из числа показанных на фиг. 10, 11 и 14-21 плит 701, 702, 703, 704, 705, 706, 707, 708, 709, 710, 711 и 712.
Универсальность конструкции плит в настоящем изобретении не ограничивается вариациями формы плит, продемонстрированными выше на примере набора 700 из плит 701, 702, 703, 704 и производных от них плит 705, 706, 707, 708, 709, 710, 711 и 712. Так, на фиг. 22 и 23 изображен, на виде сверху (в плане) и на общем виде, набор 800 из плит четырех видов 801, 802, 803 и 804 согласно вариантам осуществления изобретения, включая плиты 801, 803 с фасонными гранями уровней, для устройства плоской сборной конструкции с поворотом продольной оси в плоскости, подобной сборной конструкции с фиг. 12 и 13. Плиты 801, 802, 803 и 804 на фиг. 22 и 23 изображены с двух разных сторон, названных здесь и далее видами 800A и 800B, каждую из которых можно с равной вероятность назвать верхней или нижней, поскольку, как пояснялось выше, свойства плит во всех вариантах осуществления изобретения не зависят от ориентации плит в пространстве.
Плиты набора 800 можно назвать масштабированным вариантом плит набора 700: как можно видеть, плиты в наборе 800 состоят из большего числа опорных элементов, чем плиты в наборе 700, и грани уровней плит в наборе 800 содержат большее число треугольных в плане выступов, чем грани уровней плит в наборе 700. Вариант исполнения плит в наборе 800 особенно актуален для изготовления плит большей площади, по сравнению с плитами набора 700, при сохранении аналогичной прочности и несущей способности для сборной конструкции из плит указанных наборов.
Вид сверху (в плане) и общий вид сборной конструкции из плит 801, 802, 803 и 804, представляющей собой набор 800 в сборе показаны на фиг. 24 (вид сверху) и фиг. 25 (общий вид), также с разных сторон 800A и 800B. Можно видеть аналогичность формы и конфигурации сборных конструкций из плит наборов 700 и 800, показанных на фиг. 12, 13 и фиг. 24, 25, соответственно. При этом каждая из плит 801, 802, 803 и 804 имеет все отмеченные выше особенности и преимущества плит 100, 300, 400 и 500, 701, 702, 703, 704, 705, 706, 707, 708, 709, 710, 711 и 712 согласно изобретению.
Как и в случае набора 700, на основе формы плит 801, 802, 803 и 804 могут быть получены производные плиты, являющиеся вариантами осуществления настоящего изобретения. Более того, в контексте настоящего изобретения не имеет значения, выполнены ли производные плиты как одно целое, или в виде сборки из плит 801, 802, 803 и 804, как фрагментов. Для наглядной демонстрации этого аспекта, на фиг. 26 и 27 изображены с двух сторон, в плане и в общем виде, сборные производные плиты 805 и 806, представляющие собой объединение плит 801, 802 (плита 805) и объединение плит 802, 803 (плита 806). Для ясности, на фиг. 26 и 27 показаны линии соединения плит 801, 802 для образования плиты 805, и плит 802, 803 для образования плиты 806, без повторного указания условных обозначений отдельных плит в сборке.
Для следующего примера, на фиг. 28 и 29 изображены с двух сторон, в плане и в общем виде, сборные производные плиты 807 и 808 с повторяющими фрагментами, представляющие собой объединения плит 801, 802, 802 (плита 807) и объединение плит 801, 802, 802, 803 (плита 808). Также для примера, на фиг. 30 и 31 изображены с двух сторон, в плане и в общем виде, сборные производные плиты 809 и 810, представляющие собой объединения плит 801, 802, 802, 801 (плита 809) и объединение плит 804, 803 (плита 810). Для еще одного примера, на фиг. 32 и 33 изображены с двух сторон, в плане и в общем виде, сборные производные плиты 811 и 812, представляющие собой объединения плит 801, 804, 803 (плита 811) и объединение плит 803, 804, 803 (плита 812). Для ясности, на фиг. 28-33 показаны линии соединения отдельных плит в сборках, но не повторяются условные обозначения этих отдельных плит.
В качестве последнего поясняющего примера на фиг. 34 и 35 изображены на виде сверху плоские сборные конструкции 713 и 813 с поворотом продольной оси, состоящие из плит набора 700 (фиг.34) и плит набора 800 (фиг.35), соответственно. Нетрудно видеть, что сборные конструкции 713 и 813 могут быть частью дорожного полотна в области поворота дороги.
Специалистам в данной области техники будет понятно, что каждая плита 100, 300, 400, 500, 600, 701, 702, 703, 704, 705, 706, 707, 708, 709, 710, 711, 712, 801, 802, 803, 804, 805, 806, 807, 808, 809, 810, 811 и 812 из описанных выше вариантов осуществления изобретения может быть зеркально отображена для получения ее зеркальной копии. Каждая такая зеркальная копия является еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения, обладая всеми описанными выше свойствами и преимуществами плит согласно изобретению.
Дополнительно, или в качестве альтернативы, во всех вариантах осуществления изобретения, ребра треугольных в плане выступов на гранях уровней плит 100, 300, 400, 500, 600, 701, 702, 703, 704, 705, 706, 707, 708, 709, 710, 711, 712, 801, 802, 803, 804, 805, 806, 807, 808, 809, 810, 811 и 812 могут иметь фаски со стороны сопряжения с опорной площадкой смежной плиты или плит для облегчения процесса сборки конструкций из таких плит.
Во всех описанных вариантах осуществления плиты 100, 300, 400, 500, 600, 701, 702, 703, 704, 705, 706, 707, 708, 709, 710, 711, 712, 801, 802, 803, 804, 805, 806, 807, 808, 809, 810, 811 и 812 отличается легкостью, поскольку их уровни и слои не являются монолитными, а состоят из отдельных опорных элементов 107, 307, 407, 507, 607. Вес и характеристики плиты 100, 300, 400, 500, 600, 701, 702, 703, 704, 705, 706, 707, 708, 709, 710, 711, 712, 801, 802, 803, 804, 805, 806, 807, 808, 809, 810, 811 и 812 могут корректироваться за счет выбора материала и параметров опорных элементов 107, 307, 407, 507, 607, а также за счет изменения промежутков 113, 313, 613 между опорными элементами 107, 307, 407, 507, 607 в одном или более слоях плиты. Вместе с тем плита во всех вариантах осуществления изобретения обладает повышенной жесткостью, поскольку опорные элементы 107, 307, 407, 507, 607 в одном слое плиты расположены в плане под углом к опорным элементам 107, 307, 407, 507, 607 в смежных с ним слоях. Дополнительно, многослойный дизайн уровней плиты 100, 300, 400, 500, 600, 701, 702, 703, 704, 705, 706, 707, 708, 709, 710, 711, 712, 801, 802, 803, 804, 805, 806, 807, 808, 809, 810, 811 и 812 обеспечивает возможность простого масштабирования плиты с изменением ее толщины, жесткости и несущей способности посредством изменения количества слоев в уровнях. Таким образом, возможность увеличения жесткости и/или несущей способности плиты 100, 300, 400, 500, 600, 701, 702, 703, 704, 705, 706, 707, 708, 709, 710, 711, 712, 801, 802, 803, 804, 805, 806, 807, 808, 809, 810, 811 и 812 для создания сборных дорожных покрытий увеличенной грузоподьемности обеспечивается непосредственно конструкцией этой плиты. Производство таких плит и устройство сборных конструкций из них, в том числе дорожных покрытий увеличенной грузоподьемности, остаются простыми и эффективными вне зависимости от изменения описанных характеристик плиты (типа и количества опорных элементов 107, 307, 407, 507, 607, количества слоев из опорных элементов 107, 307, 407, 507, 607). Таким образом, плита согласно вариантам осуществления изобретению имеет универсальную конструкцию, позволяющую гибко и простым образом изменять характеристики плиты и сборной конструкции из плит в зависимости от заданных условий.
Настоящее изобретение не ограничено примерами и вариантами осуществления, описанными выше и проиллюстрированными на чертежах. После ознакомления с раскрытием сущности изобретения специалисты в данной области техники смогут предложить альтернативные варианты осуществления изобретения, например, альтернативную форму плит для устройства сборных конструкций, включая зеркальные копии плит, описанных и/или проиллюстрированных в настоящей заявке. Все эти варианты попадают в область правовой охраны настоящего изобретения, которая определяется формулой изобретения.
1. Плита для устройства сборных конструкций, представляющая собой двухуровневую пространственную структуру с одним или более слоев на каждом уровне,
причем каждый слой содержит расположенные в одной плоскости и вытянутые вдоль параллельных осей опорные элементы, и опорные элементы в одном слое расположены в плане под углом к опорным элементам в каждом смежном с ним слое,
при этом грани опорных элементов во всех слоях уровня совместно образуют грани указанного уровня по его периметру, причем одна или более из граней каждого уровня плиты имеет в плане вид ломаной линии, состоящей из треугольных в плане выступов,
причем на каждой грани одного уровня плиты, имеющей в плане вид ломаной линии, треугольные в плане выступы данного уровня плиты расположены попеременно с треугольными в плане выступами на грани второго уровня плиты, с образованием ромбовидных вырезов по толщине пространственной структуры плиты, выполненных поочередно с верхней и нижней сторон плиты.
2. Плита по п.1, в которой опорные элементы в каждом слое пространственной структуры плиты расположены в плане под прямым углом к опорным элементам в каждом смежном с ним слое.
3. Плита по п.1 или 2, в которой опорные элементы в каждом слое пространственной структуры плиты расположены в плане параллельно стороне треугольного в плане выступа на одной из граней указанного слоя.
4. Плита по любому из пп.1-3, в которой опорные элементы содержат стержни и/или брусья.
5. Плита по любому из пп.1-4, в которой опорные элементы выполнены из дерева или композитного материала.
6. Плита по любому из пп.1-5, в которой опорные элементы в каждом слое пространственной структуры плиты расположены с образованием промежутков между соседними опорными элементами.
7. Плита по п.6, в которой промежутки между соседними опорными элементами в одном или более слоях пространственной структуры плиты отличаются друг от друга по величине в разных областях плиты.
8. Плита по любому из пп.1-7, в которой один или несколько опорных элементов снабжены крепежными деталями в виде петель или проушин для обеспечения возможности скрепления плиты со смежной плитой или плитами.
