Длинномерный конструкционный элемент из композиционного материала (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Использование: в строительных конструкциях из композиционных материалов. Технический результат, достигаемый при использовании заявляемой группы изобретений: разработка конструкций длинномерных конструкционных элементов, которые при сборке строительных панелей позволят получить стабильные физико-механические свойства по всей поверхности панели, а также создадут предпосылки для качественно нового уровня технологии сборки и крепления панелей. Длинномерный конструкционный элемент из композиционного материала, содержит армирующий каркас 1, образованный профильными стенками 5, 6, соединенными перемычками 7, 8 с формированием, по меньшей мере, одной продольной полости 9 и четырех монтажных элементов для сборки в плоскостях профильных стенок: двух - с охватывающими контактными поверхностями 12, 13 и двух - с охватываемыми контактными поверхностями 16, 1, выполненными соразмерными соответствующим охватывающим контактными поверхностями 12, 13. Последние снабжены продольно ориентированными фиксирующими элементами 19, 20, и 21, 22, профили которых выполнены с контурами, совмещающимися друг с другом попарно. Фиксирующие элементы 19, 20 и 21, 22 сформированы заодно с соответствующими охватываемыми 16, 17 и охватывающими 12,13 контактными поверхностями из материала, эквивалентного по структуре армирующему материалу профильных стенок 5, 6. Охватывающие контактные поверхности 12, 13 вместе со своими фиксирующими элементами 19, 20 выполнены эквидистантно смещенными в пределах α=0,1-3 мм относительно охватываемых контактных поверхностей 16, 17 с фиксирующими элементами 21, 22. В одном из вариантов изобретения на одной из профильных стенок выполнен сквозной продольный паз. В другом из вариантов изобретения внутри продольной полости выполнена усиливающая продольная перемычка произвольного профиля, сформированного опирающейся либо на перемычки, либо на одну из перемычек и на одну из профильных стенок, либо на одну из профильных стенок из армирующего материала с объемным содержанием, эквивалентным армирующему материалу профильной стенки, 6 н. и 62 з.п. ф-лы, 44 ил.

Реферат

Изобретение относится к строительным конструкциям из композиционных материалов и может быть использовано для создания панелей, применяемых в качестве архитектурно-строительных элементов при строительстве зданий и сооружений. В частности изобретение может быть использовано в сборных панелях, предназначенных для мостовых настилов.

Известен конструкционный элемент в виде линейного стержня из композиционного материала на основе перекрещивающихся стекловолокон и продольно ориентированных армирующих элементов (стеклоровингов), помещенных в сплошную среду скрепляющего их полимерного связующего, полученного методом термопротяжки через фильеру (RU, патент №2164993, Е 06 В 3/20).

Известен длинномерный строительный элемент, состоящий из слоистых секционных прогонов и соединяющих смежные секции слоев, выполненных из волокон, сетей или тканей, помещенных в сплошную среду скрепляющего их полимерного связующего. Строительный длинномерный элемент может быть сформирован как в виде двутаврового профиля, так и с образованием, по меньшей мере, одной продольной полости (GB, патент №1586184, Е 04 С 3/28).

Известен длинномерный конструкционный элемент из композиционного материала, содержащий полученный способом протяжки через фильеру слоев однонаправленных и пересекающихся и/или переплетающихся волокон, помещенных в сплошную среду скрепляющего их полимерного связующего, армирующий каркас, образованный профильными стенками, соединенными перемычками, с формированием, по меньшей мере, одной продольной полости (RU, патент №2196866, Е 04 С 3/28, B 29 D 22/00, В 29 К 105:06).

Такие конструкционные элементы обладают высокой жесткостью, прочностью и надежностью при минимальной массе, при этом они сохраняют длительную стабильность физико-механических свойств, особенно в поле действия изгибных, скручивающих и распределенных по поверхности, в том числе и во внутренних полостях, нагрузок в их различных комбинациях.

Общим недостатком известных конструкций является невозможность получения из них сборных конструкций без ухудшения их физико-механических свойств.

Известен длинномерный конструкционный элемент из композиционного материала, содержащий полученный способом протяжки через фильеру слоев однонаправленных и пересекающихся и/или переплетающихся волокон, помещенных в сплошную среду скрепляющего их полимерного связующего, армирующий каркас, образованный профильными стенками, соединенными перемычками, с формированием, по меньшей мере, одной замкнутой продольной полости и одной открытой продольной полости (RU, патент №2196880, В 29 С 70/24, Е 06 В 3/20, прототип).

Недостатком этого длинномерного конструкционного элемента является отсутствие монтажных элементов в плоскостях профильных стенок, последствием чего является большая трудоемкость процесса сборки из них строительных панелей, т.к. для соблюдения требований точности сборки требуются дополнительные технологические приемы и, возможно, приспособления, с помощью которых достигается надежность и точность соединения длинномерных конструкционных элементов. Еще одним недостатком является сложность крепления панелей к несущим конструкциям, необходимость высверливания на месте сборки отверстий, устанавления крепежа, а затем заделывания этих отверстий.

Задача, на решение которой направлена заявляемая группа изобретений, связанных настолько, что образуют единый изобретательский замысел, - создание длинномерных конструкционных элементов из композиционного материала, позволяющих при формировании из них сборных строительных длинномерных панелей из композиционного материала сохранять стабильные физико-механические свойства на всей поверхности панели и упростить процесс крепления без нарушения целостности профилей.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявляемой группы изобретений, связанных настолько, что образуют единый изобретательский замысел, заключается в разработке таких длинномерных конструкционных элементов из композиционного материала (варианты), которые при сборке из них строительных длинномерных панелей из композиционного материала позволят получить стабильные физико-механические свойства по всей поверхности панели.

Для достижения технического результата при решении поставленной задачи в известном длинномерном конструкционном элементе из композиционного материала по варианту I, содержащем полученный способом протяжки через фильеру слоев однонаправленных и пересекающихся и/или переплетающихся волокон, помещенных в сплошную среду скрепляющего их полимерного связующего, армирующий каркас, образованный профильными стенками, соединенными перемычками, с формированием, по меньшей мере, одной продольной полости и монтажных элементов для сборки в плоскостях профильных стенок, одни из которых выполнены с охватывающими контактными поверхностями и сформированными в виде двух плоских продольных консольных полок, расположенных на каждой из профильных стенок в зоне их контакта с соответствующей крайней перемычкой, а другие - с соразмерными охватываемыми контактными поверхностями и сформированными в виде двух плоских продольных выемок, расположенных на свободных концах каждой из профильных стенок, охватывающие и охватываемые контактные поверхности монтажных элементов снабжены продольно ориентированными фиксирующими элементами с профилями, выполненными с совмещающимися друг с другом контурами и сформированными из материала, эквивалентного по структуре армирующему материалу профильных стенок, заодно с соответствующими охватываемыми и охватывающими контактными поверхностями, последние выполнены эквидистантно смещенными, причем смещение выбирается в пределах α=0,1÷3 мм, при этом наружные поверхности каркаса, включая монтажные элементы, сформированы в виде распределенных по поверхности выпуклостей и впадин, последовательно чередующихся в двух пересекающихся направлениях с перепадом высоты в пределах β=0,05÷1 мм и независимым шагом чередования по каждому направлению, причем шаг по каждому из направлений выбирается в пределах соответственно γ=1÷30 мм и δ=1÷30 мм.

Для достижения технического результата при решении поставленной задачи в известном длинномерном конструкционном элементе из композиционного материала по варианту II, содержащем полученный способом протяжки через фильеру слоев однонаправленных и пересекающихся и/или переплетающихся волокон, помещенных в сплошную среду скрепляющего их полимерного связующего, армирующий каркас, образованный профильными стенками, соединенными перемычками, с формированием, по меньшей мере, одной продольной полости и монтажных элементов для сборки в плоскостях профильных стенок, одни из которых выполнены с охватывающими контактными поверхностями и сформированными в виде двух плоских продольных консольных полок, расположенных на каждой из профильных стенок в зоне ее контакта с соответствующей крайней перемычкой, а другие - с соразмерными охватываемыми контактными поверхностями и сформированными в виде двух плоских продольных выемок, расположенных на свободных концах каждой из профильных стенок, армирующий каркас снабжен двумя дополнительными плоскими продольными консольными полками, сформированными на свободных от основных консольных полок концах профильных стенок как продолжение последних, а охватываемые контактные поверхности сформированы на дополнительных плоских продольных консольных полках, охватывающие и охватываемые контактные поверхности монтажных элементов снабжены продольно ориентированными фиксирующими элементами с профилями, выполненными с совмещающимися друг с другом контурами, и сформированными из материала, эквивалентного по структуре армирующему материалу профильных стенок, заодно с соответствующими охватываемыми и охватывающими контактными поверхностями, последние выполнены эквидистантно смещенными, причем смещение выбирается в пределах α=0,1÷3 мм, при этом наружные поверхности каркаса, включая монтажные элементы, сформированы в виде распределенных по поверхности выпуклостей и впадин, последовательно чередующихся в двух пересекающихся направлениях с перепадом высоты в пределах β=0,05÷1 мм и независимым шагом чередования по каждому направлению, причем шаг по каждому из направлений выбирается в пределах соответственно γ=1÷30 мм и δ=1÷30 мм.

Для достижения технического результата при решении поставленной задачи в известном длинномерном конструкционном элементе из композиционного материала по варианту III, содержащем полученный способом протяжки через фильеру слоев однонаправленных и пересекающихся и/или переплетающихся волокон, помещенных в сплошную среду скрепляющего их полимерного связующего, армирующий каркас, образованный профильными стенками, соединенными перемычками, с формированием, по меньшей мере, одной продольной полости и монтажных элементов для сборки в плоскостях профильных стенок, одни из которых выполнены с охватывающими контактными поверхностями и сформированными в виде двух плоских продольных консольных полок, расположенных на профильных стенках в зоне их контакта с соответствующей крайней перемычкой, а другие - с соразмерными охватываемыми контактными поверхностями и сформированными в виде двух плоских продольных выемок, расположенных на свободных концах профильных стенок, плоские продольные консольные полки сформированы на одной из профильных стенок, а плоские продольные выемки - на другой из профильных стенок, охватывающие и охватываемые контактные поверхности монтажных элементов снабжены продольно ориентированными фиксирующими элементами с профилями, выполненными с совмещающимися друг с другом контурами, и сформированными из материала, эквивалентного по структуре армирующему материалу профильных стенок, заодно с соответствующими охватываемыми и охватывающими контактными поверхностями, последние выполнены эквидистантно смещенными, причем смещение выбирается в пределах α=0,1÷3 мм, при этом наружные поверхности каркаса, включая монтажные элементы, сформированы в виде распределенных по поверхности, выпуклостей и впадин, последовательно чередующихся в двух пересекающихся направлениях, с перепадом высоты в пределах β=0,05÷1 мм и независимым шагом чередования по каждому направлению, причем шаг по каждому из направлений выбирается в пределах соответственно γ=1÷30 мм и δ=1÷30 мм.

Для достижения технического результата при решении поставленной задачи в известном длинномерном конструкционном элементе из композиционного материала по варианту IV, содержащем полученный способом протяжки через фильеру слоев однонаправленных и пересекающихся и/или переплетающихся волокон, помещенных в сплошную среду скрепляющего их полимерного связующего, армирующий каркас, образованный профильными стенками, соединенными перемычками, с формированием, по меньшей мере, одной продольной полости монтажных элементов для сборки в плоскостях профильных стенок, одни из которых выполнены с охватывающими контактными поверхностями и сформированными в виде двух плоских продольных консольных полок, расположенных на каждой из профильных стенок в зоне их контакта с соответствующей крайней перемычкой, а другие - с соразмерными охватываемыми контактными поверхностями и сформированными в виде двух плоских продольных выемок, расположенных на свободных концах каждой из профильных стенок, плоские продольные консольные полки и плоские продольные выемки выполнены со стороны контактных поверхностей с переменной соответственно толщиной и углублением, увеличивающимися в направлении к прилегающим крайним перемычкам, охватывающие и охватываемые контактные поверхности монтажных элементов снабжены продольно ориентированными фиксирующими элементами с профилями, выполненными с совмещающимися друг с другом контурами, и сформированными из материала, эквивалентного по структуре армирующему материалу профильных стенок, заодно с соответствующими охватываемыми и охватывающими контактными поверхностями, последние выполнены эквидистантно смещенными, причем смещение выбирается в пределах α=0,1÷3 мм, при этом наружные поверхности каркаса, включая монтажные элементы, сформированы в виде распределенных по поверхности, выпуклостей и впадин, последовательно чередующихся в двух пересекающихся направлениях, с перепадом высоты в пределах β=0,05÷1 мм и независимым шагом чередования по каждому направлению, причем шаг по каждому из направлений выбирается в пределах соответственно γ=1÷30 мм и δ=1÷30 мм.

Поставленная задача также достигается тем, что в длинномерном конструкционном элементе из композиционного материала, вариант IV, каждая из образующих охватываемых и охватывающих контактных поверхностей монтажных элементов может быть выполнена линейно переменной или ступенчатой формы, в частности дугообразной или как часть поверхности многогранника, и сформирована сопрягаемой с прилегающей крайней перемычкой.

Для достижения технического результата при решении поставленной задачи в известном длинномерном конструкционном элементе из композиционного материала по варианту V, содержащем полученный способом протяжки через фильеру слоев однонаправленных и пересекающихся и/или переплетающихся волокон, помещенных в сплошную среду скрепляющего их полимерного связующего, армирующий каркас, образованный профильными стенками, соединенными перемычками, с формированием, по меньшей мере, одной продольной полости монтажных элементов для сборки в плоскостях профильных стенок, одни из которых выполнены с охватывающими контактными поверхностями и сформированными в виде двух плоских продольных консольных полок, расположенных на каждой из профильных стенок в зоне их контакта с соответствующей крайней перемычкой, а другие - с соразмерными охватываемыми контактными поверхностями и сформированными в виде двух плоских продольных выемок, расположенных на свободных концах каждой из профильных стенок, на одной из профильных стенок, по меньшей мере, одной продольной полости выполнен сквозной продольный паз, ширина которого выбирается в пределах ε=(0,5÷5)t, где t - толщина прилегающего к пазу участка профильной стенки.

Поставленная задача также достигается тем, что в длинномерном конструкционном элементе из композиционного материала (варианты I-IV) на одной из профильных стенок, по меньшей мере, одной продольной полости выполнен сквозной продольный паз, ширина которого выбирается в пределах ε=(0,5÷5)t, где t - толщина прилегающего к пазу участка профильной стенки.

Кроме того, в длинномерном конструкционном элементе из композиционного материала (варианты I-V) торцевые поверхности сквозного продольного паза могут быть снабжены продольно ориентированными фиксирующими элементами, сформированными из материала, эквивалентного по структуре армирующему материалу профильных стенок, заодно с последними и с профилем, выполненным с контуром, совмещающимся с соответствующими фиксирующими элементами охватываемых контактных поверхностей сочленяемых монтажных элементов.

Для достижения технического результата при решении поставленной задачи в известном длинномерном конструкционном элементе из композиционного материала по варианту VI, содержащем полученный способом протяжки через фильеру слоев однонаправленных и пересекающихся и/или переплетающихся волокон, помещенных в сплошную среду скрепляющего их полимерного связующего, армирующий каркас, образованный профильными стенками, соединенными перемычками, с формированием, по меньшей мере, одной продольной полости и монтажных элементов для сборки в плоскостях профильных стенок, одни из которых выполнены с охватывающими контактными поверхностями и сформированными в виде двух плоских продольных консольных полок, расположенных по одной на каждой из профильных стенок в зоне ее контакта с соответствующей крайней перемычкой, а другие - с соразмерными охватываемыми контактными поверхностями и сформированными в виде двух плоских продольных выемок, расположенных по одной на свободных концах каждой из профильных стенок, внутри, по меньшей мере, одной продольной полости выполнена усиливающая продольная перемычка произвольного профиля, сформированная из армирующего материала с объемным содержанием, эквивалентным армирующему материалу профильной стенки и размещенная с опорой либо на прилегающие перемычки, либо на одну из прилегающих перемычек и на одну из профильных стенок, либо на одну из профильных стенок.

Поставленная задача также достигается тем, что в длинномерном конструкционном элементе из композиционного материала (варианты I-IV) внутри, по меньшей мере, одной продольной полости выполнена усиливающая продольная перемычка произвольного профиля, сформированная из армирующего материала с объемным содержанием, эквивалентным армирующему материалу профильной стенки и размещенная с опорой либо на прилегающие перемычки, либо на одну из прилегающих перемычек и на одну из профильных стенок, либо на одну из профильных стенок. Кроме того, в длинномерном конструкционном элементе из композиционного материала (варианты I-IV) усиливающая продольная перемычка может быть выполнена в виде плоской полосы, эквидистантной внутренней плоскости профильной стенки и опирающейся на крайние перемычки или в виде плоской полосы, изогнутой дугообразно или в виде короба, опирающаяся каждая на профильную стенку, а в длинномерном конструкционном элементе из композиционного материала (варианты I-IV) усиливающая продольная перемычка может быть выполнена в виде плоской полосы, изогнутой дугообразно или в виде короба, охватывающая каждая паз изнутри, и опирающаяся каждая на профильную стенку, несущую паз.

Поставленная задача решается также и тем, что в длинномерных конструкционных элементах из композиционного материала по вариантам I-III образующие охватываемых и охватывающих контактных поверхностей монтажных элементов могут быть расположены в плоскостях, параллельных плоскостям прилегающих участков профильных стенок.

Поставленная задача решается также и тем, что в длинномерных конструкционных элементах из композиционного материала по вариантам I-III образующие охватываемых и охватывающих контактных поверхностей монтажных элементов могут быть расположены в плоскостях, наклоненных по отношению к плоскостям прилегающих участков профильных стенок под тупым углом, а величина тупого угла может быть выбрана в пределах от 179 до 150°.

В длинномерных конструкционных элементах из композиционного материала по IV образующие охватывающих контактных поверхностей монтажных элементов могут быть выполнены короче образующих охватываемых контактных поверхностей монтажных элементов.

Поставленная задача решается также и тем, что в длинномерных конструкционных элементах из композиционного материала по вариантам I-III монтажные элементы с охватываемыми и/или охватывающими контактными поверхностями могут быть выполнены под произвольным углом по отношению к плоскости профильных стенок.

В длинномерных конструкционных элементах из композиционного материала по вариантам I-III фиксирующие элементы на охватываемых и охватывающих контактных поверхностях могут быть выполнены на разном удалении от соответствующих крайних перемычек. При этом монтажные элементы, несущие на охватываемых контактных поверхностях равноудаленные от соответствующих крайних перемычек фиксирующие элементы, могут быть расположены перекрестно на одной из диагоналей каркаса, а монтажные элементы, несущие на охватывающих контактных поверхностях фиксирующие элементы с таким же или другим равным между собой удалением фиксирующих элементов от соответствующих крайних перемычек, могут быть расположены перекрестно на другой диагонали каркаса. Монтажные элементы, несущие на охватываемых контактных поверхностях равноудаленные от соответствующих крайних перемычек фиксирующие элементы, могут быть также расположены со стороны одной из крайних перемычек каркаса, а монтажные элементы, несущие на охватывающих контактных поверхностях фиксирующие элементы с таким же или другим равным между собой удалением фиксирующих элементов от соответствующих крайних перемычек могут быть расположены со стороны другой крайней перемычки каркаса.

Для достижения технического результата при решении поставленной задачи в длинномерных конструкционных элементах из композиционного материала по вариантам I-IV профили фиксирующих элементов в поперечном сечении на охватывающих контактных поверхностях могут быть выполнены, например, в виде углублений и/или выступов, а профили фиксирующих элементов в том же сечении на охватываемых контактных поверхностях - например, в виде выступов и/или углублений, при этом фиксирующие выступы и углубления на контактных поверхностях могут быть выполнены с профилями в поперечном сечении, сформированными, например, в виде либо равнобедренного или скошенного треугольника, либо прямоугольника, либо дуги окружности, либо любого другого профиля, образованного сочленением перечисленных сечений, причем последние могут быть сформированы, например, в виде одной или нескольких повторяющихся групп, образованных из двух или нескольких профилей в любом сочетании, например, в виде зубчатых гребенок с треугольными равнобедренными или скошенными зубьями.

Поставленная задача может быть решена также и тем, что в длинномерных конструкционных элементах из композиционного материала по вариантам I-IV и профили углублений и/или выступов на охватывающих контактных поверхностях и профили выступов и/или углубления на охватыватываемых контактных поверхностях могут быть выполнены с различающимися друг от друга конфигурациями, при этом линейные размеры их контуров во взаимно перпендикулярных плоскостях выбираются из условия их совмещения.

Кроме того, в длинномерных конструкционных элементах из композиционного материала по вариантам I-IV образующие охватывающих контактных поверхностей монтажных элементов короче образующих охватываемых контактных поверхностей монтажных элементов.

Поставленная задача решается также тем, что в известном длинномерном конструкционном элементе из композиционного материала по варианту II на монтажных элементах с охватываемыми контактными поверхностями, сформированных со стороны одной наружной перемычки, фиксирующие элементы выполнены в виде усиков, а на сформированных со стороны другой наружной перемычки монтажных элементах с охватывающими контактными поверхностями фиксирующие элементы выполнены: на одном, с коротким вылетом консоли - в виде зацепления U-образной формы, а другом, с длинным вылетом консоли - в виде выступа, при этом фиксирующие зацепление U-образной формы и фиксирующий выступ снабжены впадинами, совмещающимися с усиками.

Указанные признаки заявляемой группы изобретений являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для достижения технического результата:

выполнение длинномерного конструкционного элемента из композиционного материала

- с продольно ориентированными фиксирующими элементами на охватывающих и охватываемых контактных поверхностях монтажных элементов,

- выполнение этих фиксирующих элементов с профилями, выполненными с совмещающимися друг с другом контурами,

- формирование их из материала, эквивалентного по структуре армирующему материалу профильных стенок, заодно с соответствующими охватываемыми и охватывающими контактными поверхностями,

- выполнение охватываемых и охватывающих контактных поверхностей эквидистантно смещенными, причем смещение выбирается в пределах 0,1÷3 мм,

- формирование наружных поверхностей армирующего каркаса, включая монтажные элементы, в виде распределенных по поверхности выпуклостей и впадин, последовательно чередующихся в двух пересекающихся направлениях, с перепадом высоты в пределах от β=0,05 до 1 мм и независимым шагом чередования по каждому направлению, причем шаг по каждому направлении выбирается в пределах соответственно γ=1÷30 мм и δ=1÷30 мм,

- выполнение на одной из профильных стенок, по меньшей мере, одной продольной полости сквозного продольного паза, ширина которого выбирается в пределах ε=(0,5÷5)t, где t - толщина прилегающего к пазу участка профильной стенки,

- выполнение внутри, по меньшей мере, одной продольной полости усиливающей продольной перемычки произвольного профиля, сформированного опирающейся либо на перемычки, либо на одну из перемычек и на одну из профильных стенок, либо на одну из профильных стенок из армирующего материала с объемным содержанием, эквивалентным армирующему материалу профильной стенки, позволяет получить конструкцию строительного элемента повышенной прочности и жесткости, обеспечивающего при монтаже его в сборные панели стабильные физико-механические свойства на всей поверхности панели и улучшающего качество и точность, и технологичность монтажа.

Указанные отличительные признаки являются новыми, так как их использование в известном уровне техники, аналогах и прототипе не обнаружено, что позволяет характеризовать предложенную группу изобретений, связанных настолько, что образуют единый изобретательский замысел, соответствием критерию «новизна».

Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными существенными признаками позволяет решить поставленную задачу создания длинномерного конструкционного элемента из композиционного материала и достижения нового технического результата в совершенствовании конструкций с обеспечением их повышенных физико-механических свойств и повышении точности и технологичности сборки элементов в панели, что характеризует предложенную группу технических решений существенными отличиями от известного уровня техники, аналогов и прототипа.

Сущность группы изобретений поясняется чертежами, где на:

фиг.1 - представлен общий вид длинномерного конструкционного элемента из композиционного материала. Вариант I модель А;

фиг.2 - поперечное сечение длинномерного конструкционного элемента из композиционного материала. Вариант I, модель Б;

фиг.3 - сборная строительная длинномерная панель из длинномерных конструкционных элементов из композиционных материалов по варианту I;

фиг.4 - представлен общий вид длинномерного конструкционного элемента из композиционного материала. Вариант II;

фиг.5 - сборная строительная длинномерная панель из длинномерных конструкционных элементов из композиционных материалов по варианту II;

фиг.6 - представлен общий вид длинномерного конструкционного элемента из композиционного материала. Вариант III;

фиг.7 - сборная строительная длинномерная панель из длинномерных конструкционных элементов из композиционных материалов по варианту III;

фиг.8 - представлен общий вид длинномерного конструкционного элемента из композиционного материала. Вариант IV;

фиг.9 - сборная строительная длинномерная панель из длинномерных конструкционных элементов из композиционных материалов по варианту IV;

фиг.9, 10 - конкретные примеры выполнения длинномерного конструкционного элемента из композиционных материалов по варианту IV;

фиг.12 - представлен общий вид длинномерного конструкционного элемента из композиционного материала. Вариант V;

фиг.13 - сборная строительная длинномерная панель из длинномерных конструкционных элементов из композиционных материалов по варианту V;

фиг.14 - представлен пример монтажа длинномерного конструкционного элемента из композиционного материала по варианту V на швеллере;

фиг.15 - представлен пример сборки конкретной конструкции из длинномерных конструкционных элементов из композиционного материала;

фиг.16 - представлен общий вид длинномерного конструкционного элемента из композиционного материала. Вариант VI;

фиг.17 - сборная строительная длинномерная панель из длинномерных конструкционных элементов из композиционных материалов по варианту VI;

фиг.18-44 - конкретные примеры выполнения длинномерных конструкционных элементов из композиционных материалов по вариантам I-VI.

Заявляемая группа изобретений поясняется конкретными примерами выполнения, которые наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью существенных признаков заданного технического результата

Вариант I.

Длинномерный конструкционный элемент из композиционного материала, модель А (фиг.1), содержит армирующий каркас 1, сформированный способом протяжки через фильеру слоев однонаправленных волокон 2 и пересекающихся и/или переплетающихся волокон 3, размещенных в сплошной среде скрепляющего их полимерного связующего 4. Армирующий каркас 1 образован профильными стенками 5, 6, соединенными перемычками 7, 8 с формированием, по меньшей мере, одной продольной полости 9 и четырех монтажных элементов для сборки в плоскостях профильных стенок. Два монтажных элемента сформированы в виде двух плоских продольных консольных полок 10, 11, расположенных по одной на каждой из профильных стенок 5, 6 в зоне их контакта с соответствующей крайней перемычкой 8 и выполнены с охватывающими контактными поверхностями 12, 13. Два других монтажных элемента сформированы в виде двух продольных плоских выемок 14, 15, расположенных по одной на свободных концах каждой из профильных стенок 5, 6 в зоне их контакта с крайней перемычкой 7, с охватываемыми контактными поверхностями 16, 17. Охватывающие контактные поверхности 12, 13 выполнены соразмерными соответствующим охватываемым контактными поверхностями 16, 17.

В ряду длинномерных конструкционных элементов (фиг.3), собираемых в панель 18, охватывающие контактные поверхности, 12, 13 и 12', 13' и т.д. выполнены соразмерными соответствующим охватываемым контактным поверхностям 16, 17 и 16', 17' и т.д.

Охватывающие контактные поверхности 12, 13 монтажных элементов 10, 12 снабжены продольно ориентированными фиксирующими элементами 19, 20, а охватываемые контактные поверхности 16, 17 монтажных элементов 14, 15 - соответственно продольно ориентированными фиксирующими элементами 21, 22. Профили фиксирующих элементов 19, 20 и 21, 22 выполнены с контурами, совмещающимися друг с другом попарно - 19, 21 и 20, 22. Фиксирующие элементы 19, 20 и 21, 22 сформированы заодно с соответствующими охватываемыми 16, 17 и охватывающими 12, 13 контактными поверхностями из материала, эквивалентного по структуре армирующему материалу профильных стенок 5, 6.

В длинномерном конструкционном элементе из композиционного материала, модель Б (фиг.2), два монтажных элемента сформированы в виде двух плоских продольных консольных полок 10, 11, расположенных по одной на каждой из профильных стенок 5, 6 в зоне их контакта с соответствующей из крайних перемычек 7, 8 и выполнены с охватывающими контактными поверхностями 12, 13. Два других монтажных элемента сформированы в виде двух плоских продольных выемок 14, 15, расположенных по одной на свободных концах каждой из профильных стенок 5, 6 в зоне их контакта с соответствующей из крайних перемычек 7, 8, с охватываемыми контактными поверхностями 16, 17.

В длинномерных конструкционных элементах из композиционного материала, модель А и Б, охватывающие контактные поверхности 12, 13 вместе со своими фиксирующими элементами 19, 20 выполнены эквидистантно смещенными относительно охватываемых контактных поверхностей 16, 17 с фиксирующими элементами 21, 22. Величина смещения между охватывающими и охватываемыми контактными поверхностями выбирается в пределах α=0,1÷3 мм.

В длинномерных конструкционных элементах из композиционного материала, модели А и Б, наружные поверхности каркаса 1 (фиг.1), включая профильные стенки 5, 6 и монтажные элементы 10, 11, 14, 15, а также контактные поверхности 12, 13 и 16, 17 последних вместе с фиксирующими элементами 19, 20 и 21, 22, сформированы в виде распределенных по поверхности выпуклостей 23 и впадин 24, последовательно чередующихся в двух пересекающихся направлениях, с перепадом высоты в пределах β=0,05÷1 мм и независимым шагом чередования по каждому направлению, причем шаг по каждому из направлений выбирается в пределах γ=1÷30 мм, и δ=1÷30 мм.

Вариант II.

Длинномерный конструкционный элемент из композиционного материала (фиг.4), содержит армирующий каркас 201, сформированный способом протяжки через фильеру слоев однонаправленных волокон 202 и пересекающихся и/или переплетающихся волокон 203, размещенных в сплошной среде скрепляющего их полимерного связующего 204. Армирующий каркас 201 образован профильными стенками 205, 206, соединенными перемычками 207, 208 с формированием, по меньшей мере, одной продольной полости 209 и четырех монтажных элементов для сборки в плоскостях профильных стенок, сформированных в виде двух основных и двух дополнительных плоских продольных полок, при этом дополнительные плоские продольные полки выполнены как продолжение профильных стенок армирующего каркаса 201.

Основные плоские продольные полки могут быть смонтированы по одной на каждой из профильных стенок 205, 206 в зоне их контакта с соответствующими крайними перемычками 207, 208. Дополнительные плоские продольные полки выполнены на свободных концах профильных стенок 205, 206 в зоне их контакта с соответствующими крайними перемычками 207, 208.

В представленном (фиг.4) конкретном исполнении изобретения два монтажных элемента сформированы в виде двух плоских продольных консольных полок 210, 211, расположенных по одной на каждой из профильных стенок 205, 206 в зоне их контакта с крайней перемычкой 208 и выполненных с охватывающими контактными поверхностями 212, 213.

Два других монтажных элемента 214, 215 сформированы на двух дополнительных плоских продольных консольных полках 225, 226, которыми снабжен армирующий каркас 201 на свободных концах профильных стенок 205, 206 в зоне контакта их с крайней перемычкой 207. Монтажные элементы 214, 215 выполнены на дополнительных плоских продольных полках 214, 215 в виде плоских продольных выемок с охватываемыми контактными поверхностям 216, 217.

Охватывающие контактные поверхности 212, 213 выполнены соразмерными соответствующим охватываемым контактным поверхностям 216, 217.

В ряду длинномерных конструкционных элементов (фиг.5), собираемых в панель 218, охватывающие контактные поверхности, 212, 213 и 212', 213' и т.д. выполнены соразмерными соответствующим охватываемым контактным поверхностям 216, 217 и 216', 217' и т.д.

Охватывающие контактные поверхности 212, 213 монтажных элементов 210, 211 снабжены продольно ориентированными фиксирующими элементами 219, 220, а охватываемые контактные поверхности 216, 217 монтажных элементов 214, 215 - соответственно продольно ориентированными фиксирующими элементами 221, 222. Профили фиксирующих элементов 219, 220 и 221, 222 выполнены с контурами, совмещающимися друг с другом попарно 219, 221 и 220, 222.

Фиксирующие элементы 219, 220 и 221, 222 сформированы заодно с соответствующими охватывающими 212, 213 и охватываемыми 216, 217 контактными поверхностями из материала, эквивалентного по структуре армирующему материалу профильных стенок 205, 206.

Охватывающие контактные поверхности 212, 213 вместе со своими фиксирующими элементами 219, 220 выполнены эквидистантно смещенными относительно охватываемых контактных поверхностей 216, 217 с фиксирующими элементами 221, 222. Величина смещения между охватывающими и охватываемыми контактными поверхностями выбирается в пределах α=0,1÷3 мм.

Наружные поверхности каркаса 201 (фиг.4), включая профильные стенки 205, 206 и монтажные элементы 210, 211, 214, 215, а также контактные поверхности 212, 213 и 216, 217 последних вместе с фиксирующими элементами 219, 220 и 221, 222 сформированы в виде распределенных по поверхности выпуклостей 223 и впадин 224, последовательно чередующихся в двух пересекающихся направлениях, с перепадом высоты в пределах β=0,05÷1 мм и независимым шагом чередования по каждому направлению γ=1÷30 мм.

Вариант III.

Длинномерный конструкционный элемент из композиционного материала (фиг.6), содержит армирующий каркас 301, сформирован