ДЕРЕВОМЕТАЛЛИЧЕСКАЯ БАЛКА-СТОЙКА

Название	ДЕРЕВОМЕТАЛЛИЧЕСКАЯ БАЛКА-СТОЙКА
Разработчик (Авторы)	Соболев В.М., Титов Н.Ф., Головченко А.И., Соболев А.В., Рыженков А.Я.
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2166039
Дата регистрации	27.04.2001
Правообладатель	Соболев Валериан Маркович, Титов Николай Федорович, Головченко Александр Иванович, Соболев Андрей Валерианович, Рыженков Анатолий Яковлевич, Маленков Андрей Георгиевич, Панов Владимир Николаевич, Баранов Станислав Александрович
Область применения (класс МПК)	E04C 3/292 (2000.01)

Описание изобретения

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в качестве несущих балок и стоек зданий и сооружений различного назначения.

Известен металлодеревянный строительный элемент, содержащий деревянные обкладки, между которыми смонтирована металлическая часть двутаврового сечения с полками и стенкой, и крепежные детали. Полки двутавровой металлической части выполнены в зоне растяжения в виде жестко закрепленных на стенке горизонтальных утолщений, а в зоне сжатия - в виде полосовых накладок, также жестко закрепленных на стенке. Высота металлической части меньше высоты деревянных обкладок, поэтому металлическая часть обжата с боков этими обкладками посредством крепежных деталей, расположенных горизонтально и пропущенных сквозь деревянные обкладки и металлическую часть. Деревянные обкладки обработаны антисептиком и антипиреном, а металлическая часть защищена антикоррозионным покрытием. Стыки деревянных обкладок между собой и с металлической частью закрыты герметиком. Стенка металлической части может быть снабжена выступающими из ее плоскости вертикальными выпуклостями замкнутого профиля. Горизонтальное утолщение стенки металлической части может быть выполнено в виде уголков (Россия, патент 2109893 от 1998 г., МКИ E 04 C 3/292).

Известна также балка, выполненная в виде профилированной конструкции, состоящей из А-образных стоек, наверху которых образован лоток прямоуголного поперечного сечения с размещенным в нем деревянным брусом; низ стоек и верх стенок лотка снабжены горизонтальными участками для крепления балки к смежным конструктивным элементам (Великобритания, патент 2133450 от 1984 г., НКИ E1S).

Недостатком вышеприведенных аналогов является то, что их можно применять в строго ориентированном положении: поясом, работающим на сжатие вверх, и нельзя использовать в качестве вертикальных стоек, раскосов и т.п. строительных элементов.

Известна также балка, выполненная в виде расположенных горизонтально и параллельно друг другу пары швеллеров, стенки которых соединены друг с другом перекладинами. В пространство, ограниченное с боков швеллерами, а снизу верхней перекладиной, установлен продольный брус. Для облегчения конструкции балки в перекладинах выполнены отверстия (Великобритания, патент 2198468 от 1986 г., НКИ E1S).

Наиболее близким аналогом, принимаемым за прототип заявленной конструкции, является металлодеревянная балка, содержащая металлический сердечник в виде двутаврового профиля, заключенного в деревянный футляр, который стянут крепежными деталями. Металлический сердечник образован из жестко соединенных друг с другом швеллеров, один из которых является стенкой сердечника, а два других - его полками. Деревянные обкладки образованы вертикальными стенками и наружными постелями Т-образного сечения, соединенными между собой термосклейкой по швам, расположенным под углом от 0 до 60 градусов к горизонтали. Между полками профиля и обращенными к ним плоскостями деревянного футляра образованы зазоры, заполненные компенсаторами в виде полиуретановых лент. Вертикальные стенки деревянного футляра выполнены сборными из плоских пластин и расположенных перпендикулярно к ним брусков, соединенных друг с другом на термосклейке. Швеллеры, образующие полки металлического профиля, соединены с швеллером, образующим стенку профиля, на электрозаклепках (Россия, патент 2120005 от 1993 г., МКИ E 04 C 3/292).

Недостатком прототипа является сложность конфигурации внешнего деревянного футляра, а также наличие заполненных полиуретановыми лентами-конпенсаторами зазоров, позволяющих элементам, составляющим балку, работать порознь, что снижает ее несущую способность.

Задача прелагаемого изобретения состоит в том, чтобы повысить универсальность применения балки-стойки, повысить эффективность работы составляющих ее элементов, придать балке более эстетичный вид.

Эта задача решается тем, что деревометаллическая строительная балка-стойка включает металлический вкладыш двутаврового профиля, установленный в деревянный футляр, половинки которого соединены поперечными трубчатыми нагелями. Металлический вкладыш выполнен составным по высоте в виде расположенных симметрично относительно горизонтальной оси массивных T-образных элементов, образующих концы стенок и полки вкладыша, и приваренной к ним тонколистовой стенки. Толщина T-образного элемента равна
A=(3-6)a,
где A - толщина T-образного элемента,
a - толщина тонколистовой стенки.

Конфигурация поперечного сечения внутренней поверхности каждой из половинок деревянного футляра конгруэнтна конфигурации половины поперечного сечения двутаврового металлического вкладыша. Поперечные трубчатые нагели пропущены сквозь половинки деревянного футляра и стенку металлического вкладыша в зонах примыкания стенки вкладыша к массивным элементам. Нагели выполнены стальными и их концы развальцованы. В стенке металлического вкладыша выполнены периодически повторяющиеся глухие выдавленные стаканы. Половинки деревянного футляра и металлический вкладыш соединены друг с другом клеевым компаундным составом. Торцы трубчатых нагелей и торцы металлического вкладыша закрыты деревянными заглушками. Все деревянные части обработаны антипиреном и антисептиком. Металлический вкладыш дополнительно обработан модификатором на поликсилоксановой основе. Все деревянные части дополнительно покрыты гидрофобизирующим раствором. По торцам тонколистовой стенки с обеих сторон вдоль нее приварена пара стальных пластин, выступающих за габариты деревянного футляра, к свободным концам которых также на сварке присоединен кованый стальной элемент, снабженный двумя расположенными по вертикали поперечными сквозными отверстиями.

Сопоставительный анализ заявленной балки-стойки с прототипом показывает, что она отличается тем, что металлический вкладыш выполнен составным по высоте в виде расположенных симметрично относительно горизонтальной оси массивных T-образных элементов, образующих концы стенок и полки вкладыша, и приваренной к ним тонколистовой стенки. Толщина T-образного элемента равна
A=(3-6)a,
где A - толщина T-образного элемента,
a - толщина тонколистовой стенки.

Конфигурация поперечного сечения внутренней поверхности каждой из половинок деревянного футляра конгруэнтна конфигурации половины поперечного сечения двутаврового металлического вкладыша. Поперечные трубчатые нагели выполнены стальными, пропущены сквозь половинки деревянного футляра и стенку металлического вкладыша в зонах примыкания стенки вкладыша к массивным элементам, а их концы развальцованы. В стенке металлического вкладыша выполнены периодически повторяющиеся глухие выдавленные стаканы. Половинки деревянного футляра и металлический вкладыш соединены друг с другом клеевым компаундным составом. Торцы трубчатых нагелей и торцы металлического вкладыша могут быть закрыты деревянными заглушками. Все деревянные части обработаны антипиреном и антисептиком, а металлический вкладыш дополнительно обработан модификатором на поликсилоксановой основе. Кроме того, все деревянные части дополнительно покрыты гидрофобизирующим раствором. По торцам тонколистовой стенки с обеих сторон вдоль нее может быть приварена пара стальных пластин, выступающих за габариты деревянного футляра, к свободным концам которых также на сварке присоединен кованый стальной элемент, снабженный двумя расположенными по вертикали поперечными сквозными отверстиями.

Этот анализ позволяет сделать вывод о наличии новизны в заявленном устройстве.

Сравнение предложенной балки-стойки с другими известными техническими решениями аналогичного назначения показывает, что симметричное расположение по высоте массивных T-образных элементов, представляющих собой полки двутавра, соотношение толщин полки и стенок массивного элемента и стенка двутавра, предложенные места установки нагелей, совпадение конфигурации поперечного сечения внутренней поверхности каждой из половинок деревянного футляра и конфигурации половины поперечного сечения двутаврового металлического вкладыша и скрепление всех элементов, составляющих балку, посредством клеевого компаундного состава позволяет, во-первых, повысить несущую способность балки, во-вторых, использовать ее в горизонтальном, вертикальном и наклонном положениях. Наличие кованого стального элемента, соединенного с торцами тонколистовой стенки металлического вкладыша, и снабжение этого элемента двумя расположенными по вертикали поперечными сквозными отверстиями улучшает монтажные свойства балки. Кроме того, применение деревянных заглушек улучшает эстетический вид балки.

Приведенное сравнение показывает, что предложенная балка-стойка обладает рядом преимуществ, не свойственных аналогами, что позволяет сделать вывод о превышении заявленной конструкцией известного уровня техники и достижения ею поставленной задачи.

Изобретение поясняется на примере его выполнения. На чертежах изображено:
- на фиг. 1 - общий вид балки-стойки;
- на фиг. 2 - вид сверху;
- на фиг. 3 - торец балки-стойки с кованым стальным элементом.

Балка состоит из металлического вкладыша 1 двутаврового профиля, установленного в деревянном футляре 2. Половинки футляра соединены поперечными трубчатыми нагелями 3, концы 4 которых развальцованы на подкладных шайбах 5. Металлический вкладыш выполнен составным по высоте в виде расположенных симметрично относительно горизонтальной оси 6 массивных T-образных элементов 7, образующих концы 8 стенок и полки 9 вкладыша, и присоединенной к ним на сварке 10 тонколистовой стенки 11. Толщина полки и стенок массивного элемента равна
A-(3-6)a,
где A - толщина полки и стенок массивного элемента,
a - толщина стенки двутавра.

Конфигурация поперечного сечения внутренней поверхности 12 каждой из половинок деревянного футляра конгруэнтна конфигурации половины поперечного сечения 13 двутаврового металлического вкладыша.

Поперечные трубчатые нагели 4 пропущены сквозь половинки 2 деревянного футляра и стенку 11 металлического вкладыша в зонах примыкания стенки вкладыша к массивным элементам. Торцы трубчатых нагелей закрыты заглушками 14, поставленными на клею. Свободные торцы 15 балки-стойки также закрыты заглушками 16. В стенке 11 металлического вкладыша выполнены периодически повторяющиеся глухие выдавленные стаканы 17. Половинки деревянного футляра и металлический вкладыш соединены друг с другом клеевым компаундным составом 18.

Все деревянные части обработаны антипиреном и антисептиком и, кроме того, могут быть дополнительно покрыты гидрофобизирующим раствором, а металлический вкладыш дополнительно обработан модификатором на поликсилоксановой основе.

По торцам тонколистовой стенки 11 с обеих сторон вдоль нее приварена пара стальных пластин 19, выступающих за габариты деревянного футляра 2, к свободным концам 20 которых также на сварке присоединен кованый стальной элемент 21, снабженный двумя расположенными по вертикали поперечными сквозными отверстиями 22. Этот элемент служит для монтажа балки-стойки в проектное положение. Отверстия 22 предназначены под призонные болтовые соединения; их просверливают с помощью технологического кондуктора (на чертежах не показан) при высокой точности межосевого расстояния и затем придают прецизионный конечный размер.

Предложенная балка может быть использована в качестве ригелей, подкосов, стоек и т.п. строительных элементов.

Формула изобретения

1. Деревометаллическая балка-стойка, включающая металлический вкладыш двутаврового профиля, установленный в деревянный футляр, половинки которого соединены поперечными трубчатыми нагелями, отличающаяся тем, что металлический вкладыш выполнен составным по высоте в виде расположенных симметрично относительно горизонтальной оси массивных Т-образных элементов, образующих концы стенок и полки вкладыша, и приваренной к ним встык тонколистовой стенки, причем толщина Т-образного элемента равна
A-(3-6)a,
где A - толщина Т-образного элемента;
a - толщина тонколистовой стенки,
а конфигурация поперечного сечения внутренней поверхности каждой из половинок деревянного футляра конгруэнтна конфигурации половины поперечного сечения двутаврового металлического вкладыша.

2. Деревометаллическая балка-стойка по п.1, отличающаяся тем, что поперечные трубчатые нагели пропущены сквозь половинки деревянного футляра и стенку металлического вкладыша в зонах примыкания стенки вкладыша к массивным элементам, причем нагели выполнены стальными и их концы развальцованы.

3. Деревометаллическая балка-стойка по п.1, отличающаяся тем, что в стенке металлического вкладыша выполнены периодически повторяющиеся глухие выдавленные стаканы.

4. Деревометаллическая балка-стойка по п.1, отличающаяся тем, что половинки деревянного футляра и металлический вкладыш соединены друг с другом клеевым компаундным составом.

5. Деревометаллическая балка-стойка по п.1, отличающаяся тем, что торцы трубчатых нагелей и торцы металлического вкладыша закрыты деревянными заглушками.

6. Деревометаллическая балка-стойка по п.1, отличающаяся тем, что все деревянные части обработаны антипиреном и антисептиком.

7. Деревометаллическая балка-стойка по п.1, отличающаяся тем, что металлический вкладыш дополнительно обработан модификатором на поликсилоксановой основе.

8. Деревометаллическая балка-стойка по п.1, отличающаяся тем, что все деревянные части дополнительно покрыты гидрофобизирующим раствором.

9. Деревометаллическая балка-стойка по п.1, отличающаяся тем, что по торцам тонколистовой стенки с обеих сторон вдоль нее приварена пара стальных пластин, выступающих за габариты деревянного футляра, к свободным концам которых также на сварке присоединен кованый стальной элемент, снабженный двумя расположенными по вертикали поперечными сквозными отверстиями.

Изобретение "ДЕРЕВОМЕТАЛЛИЧЕСКАЯ БАЛКА-СТОЙКА" (Соболев В.М., Титов Н.Ф., Головченко А.И., Соболев А.В., Рыженков А.Я.) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога