CZ606U1 - Modulový konstrukční prvek lehké stavební jednotky - Google Patents

Description

Oblast techniky.

Technické řešení se týká modulových konstrukčních prvků lehkých stavebních jednotek, kupříkladu lehčených zahradních konstrukcí, dětských staveb apod., které obsahují alespoň dvě rovinné plochy, tvořené soustavou uzlových prvků, na kterých jsou upraveny alespoň tři vzájemně úhlově přesunuté spojovací prvky a které jsou vzájemně propojeny přímými nosnými členy, přičemž alespoň dvě přilehlé rovinné plochy konstrukčního prvku svírají vzájemně tupý úhel.

Dosavadní stav techniky.

V současné technické praxi se realizují lehké montované konstrukce, kupříkladu pro variabilní vybavení bytů. obchodů a kanceláří, zahradní skleníky, variabilní sestavy dětských hraček a pod. V mnoha případech jde o konstrukce, které jsou realizovány vzájemným propojením základních přímkových dílů, jako přířezů nosníků s uzavřeným profilem, dřevěných hranolků, nebo trubek z umělých hmot. případně ze zpevněného papíru. K jejich propojení se pak užívají prvky, které se ukládají ve spojovacích uzlech a jsou vpodstatě tvořeny základním tělesem, na kterém jsou upraveny výstupky, odpovídající profilu a velikosti použitých přímkových dílů a současně počtu a směru dílů, které se v daném uzlu stýkají.

Při realizaci dílů, které mají pravoúhlý charakter, jako jsou regály, stoly apod., se vystačí s malým počtem definovaných jednotných prvků. Jakmile se ale v sestavě vyskytnou alespoň dvě plochy, které svírají vzájemně jiný než pravý úhel, je nutno vytvořit pro styk příslušných přímkových dílů jednoúčelový prvek. Je zřejmé že při požadavku na dostatečnou variabilitu systému je nutno vytvářet buď dopředu velký počet netypických styčných prvků, nebo je pro každý nový účel vyrobit, což je jednak nákladné, jednak časově náročné a tedy obchodně nevýhodné.

Úkolem technického řešení je předložit takovou konstrukci. která umožní realizovat větší počet tvarově netypických konstrukcí, zejména konstrukcí se stěnami. které nesvírají vzájemně pravý úhel. s použitím běžných uzlových prvků, jejichž spojovací výstupky svírají vzájemně jen pravý úhel.

Podstata technického řešeni.

Předmětem předloženého technického řešení je konstrukční prvek lehké stavební jednotky, zejména lehčených zahradních konstrukcí, obsahující alespoň dvě rovinné plochy, tvořené soustavou uzlových členů, na kterých jsou upraveny alespoň tři vzájemně úhlově přesunuté spojovací prvky a které jsou vzájemně propojeny přímými nosnými prvky. přičemž alespoň dvě přilehlé rovinné plochy konstrukčního prvku svírají vzájemně tupý úhel.

Podstatou technického řešení je. že osy spojovacích prvků uzlových členů svírají vzájemně pravý úhel, a že úhel, který svírají alespoň dvě vzájemně přilehlé plochy modulového konstrukčního prvku je 90° nebo 135°. Další podstatou technického řešení je, že obě přilehlé rovinné plochy jsou tvořeny soustavou podélných nosných prvků a příčných nosných prvků, přičemž koncové uzlové členy jedné z rovinných ploch jsou uloženy v podélných nosných prvcích druhé rovinné plochy tak. že jsou vzhledem k jejím uzlovým členům podélně přesazeny.

V případě modulového řešení je čelní modul tvořen jednak dvojicí svislých, vzájemně rovnoběžných bočních stěn. které jsou propojeny čelem, jednak dvojicí šikmých, vzájemně kolmých krovů, jejichž koncové podélné nosné prvky jsou společné s horními podélnými nosnými prvky bočních stěn, přičemž krovy jsou v podélném směru přesunuty k čelu čelního modulu. Střední modul je tvořen jednak dvojicí svislých, vzájemně rovnoběžných bočních stěn, jednak dvojicí šikmých, vzájemně kolmých krovů, jejichž šířka je shodná s šířkou bočních stěn a jejichž koncové podélné nosné prvky jsou společné s horními nosnými prvky bočních stěn, přičemž krovy jsou vzhledem k bočním stěnám podélně přesunuty a podélné nosné členy jsou opatřeny uzlovými členy jen po jedné straně středního modulu. Konečně koncový modul je tvořen jednak dvojicí vzájemně rovnoběžných bočních stěn, které jsou propojeny zadní stěnou, jednak dvojicí šikmých, vzájemně kolmých krovů, jejichž šířka je větší, než je šířka bočních stěn a jejichž koncové podélné nosné prvky jsou společné s horními nosnými prvky bočních stěn, přičemž krovy jsou vzhledem k bočním stěnám podélně upraveny tak. že je přesahují z obou stran.

U zpevněné varianty předloženého technického řešení je v rovině, proložené jednou řadou příčných nosných prvků krovů upravena alespoň jedna výztuha, tvořená řadou přídavných nosných prvků, jejichž uzlové členy jsou propojeny s jim přilehlými uzlovými členy krovů, případně je konec alespoň jednoho přídavného nosného prvku spojen s podélným nosným prvkem přilehlé boční stěny.

Přehled obnrázků na výkresechPříkladná provedení předmětu technického řešení jsou schematicky znázorněna na připojených výkresech, kde je na obr. 1 znázorněna konstrukce zahradního skleníku, na obr. 2 konstrukce uzlového členu s navazujícím trubkovým spojovacím prvkem, na obr. 3 až 7 konstrukce různých typů uzlových členů, na obr. 8 až 10 pohledy na základní moduly podle technického řešení ve směru šipky P podle obr. 1 a na obr. 11 příklad vyztužení konstrukce podle technického řešení.

Příklady provedeníSkleník 1 podle obr. 1 je tvořen čelem 13 a zadní stranou 14. které jsou doplněny dvěma bočními stěnami 11 a lg. Střecha je tvořena dvojicí krovů 15.16. které vzájemně svírají pravý úhel a jejichž volné hrany jsou spojeny s horními hranami bočních stěn 11.12. Všechny rovinné plochy skleníku jsou vytvořeny soustavou trubkových nosných prvků, které jsou vzájemně propojeny uzlovými členy vpodstatě známé konstrukce s tím, že osy všech spojovacích prvků těchto uzlových členů spolu svírají pravý úhel. nebo jeho celistvý násobek a leží ve společné rovině, nebo v rovině kolmé k rovině. definované alespoň dvěma jinými spojovacími prvky.

Princip vzájemného spojování uzlových členů s nosnými prvky je také známý a je znázorněn na obr. 2, kde je znázorněn rohový uzlový člen 2, tvořený základním tělesem 20, které je opatřeno třemi válcovými spojovacími prvky 21.22.23, které jsou upraveny tak. že jejich osy 210.220.230 svírají vzájemně pravé úhly 201.202 a 203 tak, že vpodstatě tvoří osy pravoúhlé souřadné soustavy. Nosný prvek 24 je tvořen přířezem trubky s osou 240 a dutinou 241. jejíž průměr je lícován s vnějším průměrem spojovacích prvků 21,22,23. Uzlový člen 2 a nosný prvek 24 se pak vzájemně spojí nasunutím trubkového tělesa směrem šipky R na povrch zvoleného spojovacího prvku 23 tak, že čelo 242 nosného prvku 24 dosedne na odpovídající plošku 200. vytvořenou na povrchu tělesa 20 uzlového členu 2. Pevného spojení obou součástí je docíleno buď vhodně zvolenými tolerancemi sobě odpovídajících průmě5 rů, nebo slepením apod. Uvedený uzlový člen 2 se uplatní jako rohový prvek, umístěný ve styku tří vzájemně kolmých nosných prvků a tvoří kupříkladu rohový uzlový člen 129 podle obr. 1.

Volbou vhodných sestav různě vytvořených uzlových členů a délek nosných prvků pak lze vytvořit vpodstatě libovolnou žádanou pravoúhlou plošnou nebo prostorovou sestavu, kupříkladu sestavu knihovny nebo stolku. Vzhledem k tomu, že při praktické aplikaci se ve spojovacích uzlech setkávají tři a více nosných prvků, je pro uvedený účel vytvořena řada typizovaných uzlových členů, z nichž některé jsou znázorněny na obr. 3 až 7.

Úhlový uzlový člen 3 podle obr. 3 je nejjednodušším prvkem soustavy a je tvořen tělesem 30, na kterém jsou vytvořeny dva spojovací prvky 31,32, jejichž osy 310.320 svírají pravý úhel 301. Tento člen umožňuje spojení dvou vzájemně kolmých nosných prvků.

Na tělese 40 uzlového Členu 4 podle obr. 4 je vytvořena trojice spojovacích prvků 41.42,43 tak, že osy 410 a 420, resp. 420 a 430 svírají opět pravý úhel 401. Na rozdíl od uzlového členu 2 podle obr. 2 leží v tomto případě všechny osy 410,420.430 v jedné rovině. Tento člen umožňuje navázání tří vzájemně kolmých nosných prvků plošné konstrukce a tvoří kupříkladu krajní uzlový člen 127 podle obr. 1.

Plošný uzlový člen 5 podle obr. 5 má na tělese 50 vytvořeny čtyři spojovací prvky 51,52,53,54 s osami 510.520,530, 540. z nichž vždy dvě vedlejší svírají pravý úhel 501 a které leží opět ve společné rovině. Tento člen se uplatní jako vnitřní uzlový člen rovinné plochy a tvoří kupříkladu křížový uzlový člen 126 podle obr. 1.

Vazební uzlový člen 6 podle obr. 6 má na tělese 60 vytvořeno pět spojovacích prvků 61.62.63,64,65 z nichž osy 410.420.430.440 čtyř z nich svírají opět pravý úhel a leží ve společné rovině a pátý spojovací prvek 65 je upraven tak, že jeho osa 450 prochází průsečíkem os 610 a 620 dvou úhlově sousedídích spojovacích prvků 61 a 62 a je k jejich rovině kolmá. Tento člen se může uplatnit kupříkladu při navázání kolmé stěny na jinou rovinnou plochu.

Konečně je na obr. 7 znázorněn prostorový uzlový člen 7, na jehož tělese 70 je vytvořena jednak dvojice souosých, vzájemně protilehlých spojovacích prvků 71,73, jednak další dvojice spojovacích prvků 72 a 74, jejichž osy 720.740 jsou vzýjemně kolmé a leží v rovině, kolmé ke společné ose 700 spojovacích prvků 71.73. Tento člen se uplatní při spojení dvou vzájemně kolmých rovinných ploch a tvoří kupříkladu uzlový člen 128 společné hrany boční stěny 12 a čela 13 skleníku podle obr. 1.

Jednotlivé plochy skleníku 1 podle obr. 1 jsou pak z uvedených konstrukčních prvků sestaveny následovně. Boční stěna 12 je tvořena soustavou podélných nosných prvků 121.122 a 123, které jsou proloženy příčnými nosnými prvky 124. Všechny nosné prvky jsou uvnitř boční stěny 12 vzájemně propojeny pomocí křížových uzlových členů 126. které jsou vytvořeny podle obr. 5 a na vnějších podélných hranách, s výjimkou předního horního rohu, krajními uzlovými členy 127. které jsou vytvořeny podle obr. 4.

Celo 13, případně zadní strana 14. jsou sestaveny z podélných nosných prvků 131.132 a 133 a příčných nosných prvků 130 podobně, jako boční stěny 11,12- V čele 13 je navíc proveden vstupní otvor, jehož konstrukce však s předmětem technického řešení nesouvisí a není tedy blíže popisována. Celo 13 je k bočním stěnám, kupříkladu k boční stěně 12 připojeno pomocí uzlových členů 128 hrany, shodných s prostorovým uzlovým členem 7 podle obr. 7 a v dolních rozích pomocí rohových uzlových členů 129. shodných s rohovým uzlovým členem 2 podle obr. 2.

Konstrukce krovů je podobná a je zřejmá z konstrukce prvního krovu 15 podle obr- 1. Je tvořena podélnými nosnými prvky 151.152,153 a 154. kde první podélný nosný prvek 151, tvořící hřeben střechy, je společný a prvním podélným nosným prvkem 161 druhého krovu 16 a poslední nosný prvek 154 je společný s podélným nosným prvkem 123 boční stěny 12. Na ploše krovu 15 jsou jednotlivé nosné prvky opět vzájemně propojeny křížovými uzlovými členy 156. konstrukčně shodnými s plošným uzlovým členem 5 podle obr. 5. Pro spojení příčných i podélných nosných prvků 155 a 152.153 na volných hranách krovu 15 a na jeho dolní hraně jsou použity uzlové členy 158, shodné s uzlovým členem 4 podle obr. 4, volné rohy krovu 15 jsou opatřeny rohovými uzlovými členy 159, shodnými s úhlovým uzlovým členem 3 podle obr. 3. V koncových bodech hřebene střechy, tedy v koncových bodech podélného nosného prvku 151. jsou uplatněny koncové uzlové členy 160. shodné s rohovými uzlovými členy 129 a odpovídající rohovému uzlovému členu 2 podle obr. 2, takže oba krovy 15 a 16 svírají pravý úhel 140, jak bylo uvedeno.

Vzhledem k tomu. že jsou soustavy příčných nosných prvků 124 boční stěny 12 a příčných nosných prvků 155 krovu 15 vzájemně přesazeny, jak je zřejmé z obr. 1 a 8 až 11, je možno pro jejich propojení se společnými podélnými nosnými prvky 123 a 154 použít shodné krajní uzlové členy 127,158, jejichž spojovací prvky leží v jedné rovině a jsou k sobě kolmé. Podle podstaty předloženého technického řešení pouze postačí při montáži pootočit uzlové členy 158 krovu 15 proti krajním uzlovým členům 127 boční stěny 12 o úhel 45°, čímž bude krov 15 svírat s boční stěnou 11 úhel 150 v hodnotě 135°. Jak je zřejmé, je možno i montáž skloněného krovu 15 který svírá se stěnami skleníku 1 ostrý úhel 150. realizovat typizovanými uzlovými členy, jejichž spojovací prvky jsou vzájemně úhlově posunuty o pravý úhel, případně jeho celistvý násobek.

Konstrukci skleníku 1. případně jiných budov podobného typu, lze podle dalšího provedení předloženého technického řešení výhodně realizovat v modulovém provedení, které je tvořeno třemi základními moduly: čelním modulem 17 podle obr. 8, středním modulem 18 podle obr. 9 a koncovým modulem 19 podle obr- 10.

Čelní modul 17 je podle obr. 8 tvořen dvěma prvními poli bočních stěn 12 a 11 a dvěma prvními poli krovů 15 a 16. z nichž pole zadní stěny 11 a zadního krovu 16 nejsou na obrázku viditelná. Zobrazená pole boční stěny 12 jsou tvořena podélnými nosnými prvky 121.122,123 a trojicí příčných nosných prvků 124 s roztečí 120. přičemž všechna pole jsou uzavřena. Jednotlivé nosné prvky jsou uvnitř polí spojeny uzlovými členy, jak již bylo popsáno. Podobně je vytvořena odpovídající modulová část krovů 15,16. která je vzhledem k odpovídající části boční stěny 12. resp. 11. přesunuta směrem k čelu 13 o přesah 171. Související přesah 172. kterým je vytvořena přečnívající část střechy skleníku 1, je shodný s přesahem 170 modulových částí, nebo může být menší.

Střední modul 18 je podle obr. 9 opět tvořen dvěma, tentokrát následujícími vnitřními poli bočních stěn 11.12 a jim odpovídajícími poli krovů 15,16. které jsou opět přesunuty vzhledem směrem k přední části skleníku 1 o stejný přesah 171. Konce podélných nosných prvků 121,122 bočních stěn li,12 a nosných prvků 151 až 154 krovů 15,16 nejsou opatřeny jim odpovídajícími uzlovými členy, které jsou uloženy na odpovídajících koncích protilehlých prvků čelního modulu 17.

Koncový modul 19 je vpodstatě zrcadlovým obrazem čelního modulu 11 s tím rozdílem, že zde nejsou konce podélných nos9 ných prvků bočních stěn 11.12 a odpovídajících krovů 15.16 opatřeny jim odpovídajícími uzlovými členy, které jsou v tomto případě opět uloženy na odpovídajících koncích předchozího. tedy středního modulu 18.

Skleník 1 podle obr. 1 se pak vytvoří jednoduše z předem sestavených a dodaných základních, v předchozí části popsaných modulů tak že se po jejich uložení na rovinný terén 10 postupně posuvem směrem šipek S a T přisunou k sobě a jejich volné konce se zasunutím propojí s odpovídajícími volnými spojovacími prvky příslušných uzlových členů. Volbou počtu středních modulů 18 je možno realizovat skleník 1 v libovolně požadované délce s prodlužováním o násobky délky středního modulu 18.

Na obr. 11 je znázorněn konstrukční doplněk krovů, který je určen pro jejich zpevnění. Je tvořen výztuhou 17. která je realizována soustavou opěrných podélných prvků 172. které jsou umístěny pod řadou příčných nosných prvků 155 a jsou s nimi propojeny vzpěrami 171. Pro tuto konstrukční změnu je nutno zaměnit příslušné křížové uzlové členy 156 podle obr. 1 za násobné uzlové členy 173. které mají oproti křížovým členům navíc jeden spojovací prvek kolmý k rovině spojovacích prvků křížového členu 156. Ten je naopak nutno použít ve vrcholové části střechy a pro průběžné propojení výztužných příčných prvků 170 a vzpěr 171 použít uzlové prvky 158 hran krovů 15.16.

Pro lepší zpevnění je možno dále v koncové části dolního výztužného příčného prvku 170 uplatnit opět uzlový prvek 158 hran krovů, který jě shodný s krajním uzlovým členem 127. Mezi něj a přídavný nosný prvek 125, doplněný mezi dva přilehlé příčné nosné prvky 124 se pak pomocí krajního uzlového členu 127 uloží opěrný podélný prvek 172. čímž se dosáhne požadovaného zvýšení tuhosti konstrukce. Je zřejmé, že i při této úpravě se vystačí se sériovými uzlovými členy, jejichž spojovací prvky svírají vzájemně jen pravé úhly, případně jejich násobky.

Konstrukce, případbě její prvky, mohou být v detailech obměňovány bez vlivu na podstatu předloženého řešení. Tak kupříkladu mohou být uzlové členy 2 realizovány ze samostatných základních částí ve tvaru koule se šesti, vzájemně kolmými ploškami, na které se spojovací prvky 21,22,23, případně další, přišroubují v takovém počtu a polohách, které vyhovují okamžité potřebě daného spoje. Mohou být také realizovány výlisky z vhodné umělé hmoty, které jsou tvořeny vzájemně propojenými trubkovitými spojovacímy prvky apod. Nosné prvky mohou být realizovány z kovových, umělohmotových, nebo papírových trubek potřebných délek. Také u modulového provedení mohou být na rozdíl od obr. 8 až 10 umístěny spojovací uzlové Členy na ty konce nosných prvků, které jsou u příkladných provedení volné.

Průmyslová využitelnostPředložené technické řešení lze výhodně uplatnit zvláště při realizaci lehkých staveb, součástí vybavení domácností, kanceláří a společenských místností, dětských pokojů, škol a předškolních zařízení.

Claims (6)

1. Nároky na ochranu.

   ^Modulový.

   1· ^konstrukční prvek lehké stavební jednotky, zejména lehčených zahradních konstrukcí, obsahující alespoň dvě rovinné plochy, tvořené soustavou uzlových členů, na kterých jsou upraveny alespoň tri vzájemně úhlově přesunuté spojovací prvky a které jsou vzájemně propojeny přímými nosnými prvky, přičemž alespoň dvě přilehlé rovinné plochy konstrukčního prvku svírají vzájemně tupý úhel, vyznačující se tím, že osy (210,220,230) spojovacích prvků (21,22,23) uzlových členů (20) svírají vzájemně pravý úhel, a že úhel (140,150). který svírají alespoň dvě vzájemně přilehlé plochy (12,15 nebo 15,16) modulového konstrukčního prvku je 90° nebo 135°.

   .Modulový^.
2. 2?» Konstrukční prvek lehké stavební jednotky podle bodu 1, vyznačující se tím, že obě přilehlé rovinné plochy (12,15) jsou tvořeny soustavou podélných nosných prvků (124,155) a příčných nosných prvků (124,155), přičemž koncové uzlové členy (127) jedné z rovinných ploch (12,15) jsou uloženy v podélných nosných prvcích (123,154) druhé rovinné plochy (15.12) tak, že jsou vzhledem k jejím uzlovým členům (127,158) podé1ne přesazeny.

   t Moáu.loyý
3. 3)· Konstrukční prvek podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že je proveden ve tvaru čelního modulu (180), tvořeného jednak dvojicí svislých, vzájemně rovnoběžných bočních stěn (11.12) , které jsou propojeny čelem (13), jednak dvojicí šikmých, vzájemně kolmých krovů (15,16), jejichž koncové podélné nosné prvky (154) jsou společné s horními podélnými nosnými prvky (123) bočních stěn (11,12), přičemž krovy (15,16) jsou v podélném směru přesunuty k čelu (13) čelního modulu (180).

   Modulový
4. 4)» Konstrukční prvek podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že je proveden ve tvaru středního modulu ¢181), tvořeného jednak dvojicí svislých, vzájemně rovnoběžných bočních stěn ¢11,12), jednak dvojicí šikmých, vzájemně kolmých krovů ¢15,16). jejichž šířka je shodná s šířkou bočních stěn ¢11,12) a jejichž koncové podélné nosné prvky ¢154) jsou společné s horními nosnými prvky ¢123) bočních stěn ¢11,12), přičemž krovy jsou vzhledem k bočním stěnám ¢11,12) podélně přesunuty a podélné nosné členy ¢151 až 154.121 až 123) jsou opatřeny uzlovými členy ¢126,156) jen po jedné straně středního modulu.

   ^Modulový konstrukční prvek podle bodu 1 nebo 2. vyznačující se tím, že je proveden ve tvaru koncového modulu ¢182), tvořeného jednak dvojicí vzájemně rovnoběžných bočních stěn ¢11,12), které jsou propojeny zadní stěnou ¢14), jednak dvojicí šikmých, vzájemně kolmých krovů ¢15,16), jejichž šířka je větší, než je šířka bočních stěn ¢11,12) a jejichž koncové podélné nosné prvky ¢154) jsou společné s horními nosnými prvky ¢123) bočních stěn ¢11,12), přičemž krovy ¢15,16) jsou vzhledem k bočním stěnám ¢11,12) podélně upraveny tak, že je přesahují z obou stran.

   i^odulový
5. 6)XKonstrukční prvek podle některého z bodů 3 až 5, vyznačující se tím, že v rovině, proložené jednou řadou příčných nosných prvků ¢155) krovů ¢15,16),. je upravena alespoň jedna výztuha ¢17), tvořená radou přídavných nosných prvků ¢170), jejichž uzlové členy ¢173) jsou propojeny s jim přilehlými uzlovými členy ¢158) krovů ¢15,16).

   vModulový
6. 7jXKonstrukční prvek podle bodu 6, vyznačující se tím, že konec alespoň jednoho přídavného nosného prvku ¢170) je spojen s podélným nosným prvkem ¢125) přilehlé boční stěny ¢12)

   TU v 703-93 i'dd ^SV'A '

   L' S A; Z

   Obr: 2 *»