Ячеистая структура (варианты)

Техническое решение относится к области строительства, предпочтительно гражданского или дорожного, а также и используется при сооружении трубопроводов на склонах, при строительстве вдоль трассовых проездов магистральных трубопроводов, и может быть использовано при сооружении гидротехнических сооружений и реконструкции дорог, для укрепления откосов и грунтовых оснований, также в качестве конструкционного внутреннего элемента в строительных перегородках, заполняемого или не заполняемого звуко- или теплоизоляционным материалом. Возможной областью применения является также использование ячеистой структуры в качестве фильтра или основы фильтра для различных воздушных или жидкостных потоков. Задачей является создание единой универсальной ячеистой структуры, имеющей расширенную область использования, как в промышленном и гражданском строительстве, так и в дорожном и гидротехническом с обеспечением циркуляции жидкости и/или газа, а также для фильтрации материала в жидкостном или воздушном потоке. Ячеистая структура выполнена монолитной или сборной по форме, по крайней мере двухслойной, объемной решетки, слои которой образованы плоскими или криволинейными поверхностями вершин полых обращенных усеченными вершинами в противоположные стороны усеченных пирамид, расположенных в шахматном порядке, в основании и на гранях которых образованы проемы, а по ребрам усеченных пирамид расположены соединители между слоями плоских или криволинейных поверхностей усеченных вершин.

Техническое решение относится к области строительства, предпочтительно гражданского или дорожного, а также и используется при сооружении трубопроводов на склонах, при строительстве вдоль трассовых проездов магистральных трубопроводов, и может быть использовано при сооружении гидротехнических сооружений и реконструкции дорог, для укрепления откосов и грунтовых оснований, также в качестве конструкционного внутреннего элемента в строительных перегородках, заполняемого или не заполняемого звуко- или теплоизоляционным материалом. Возможной областью применения является также использование ячеистой структуры в качестве фильтра или основы фильтра для различных воздушных или жидкостных потоков.

Газонные решетки из ячеек применяют для устройства травяных площадок под большие статические и динамические нагрузки, для устройства экологичных газонных парковок и других площадок с газонной травой или иной растительностью. Основной задачей таких решеток является защита травяного покрытия от повреждений в процессе эксплуатации и укрепление основания под ним (http://www.armdostroy.ru/gazonnairehotka/Use/index.php?sphrase_id=9150, 2012 г.)

Для строительства подъездных путей к различным строениям и их территориям используют георешетки для упрочения дорожного основания и увеличения срока его службы. На грунт укладывают георешетку, имеющую сотовую структуру и выполненную из скрепленных между собой в шахматном порядке соединительными швами набора гибких лент. Закрепляют ее на грунте с натяжением и заполнением ее ячеек сыпучим материалом. Полосы георешетки выполнены из мягких рулонированных материалов, а ячейки георешетки имеют форму шестиугольника, для чего скрепляющие швы выполнены парными - сдвоенными и равнопрочными материалу лент, с расстоянием между сдвоенными швами, не превышающим половины расстояния между внутренними швами пар швов, формирующих ячейки георешетки. Откосы с крутизной, превышающей 45 град, укрепляют стенками из набора горизонтально расположенных георешеток. Укрепление начинают от подошвы откоса и каждый последующий слой укладывают со смещением в сторону откоса с частичным врезанием в откос примыкающих к нему ячеек георешетки (патент RU 2228479, E02D 17/20, 2004 г.)

Известна георешетка, которая состоит из поперечных ребер и продольных ребер из полиэфирного волокна или стекловолокна, которые взаимно переплетены. Сцепление обеспечивается клеем (CN 203021984 U, 2013-06-26).

Известна георешетка, ребра которой имеют несколько отверстий разных размеров для гравия и песчаной почвы с различными зернами (US 2008101875 (A1), 2008 г.)

Наиболее близкой из известных является ячеистая структура в виде заполнителя периодической структуры с отформованными во взаимно перпендикулярных направлениях полыми выступами в форме многогранных усеченных пирамид, обращенных основаниями в противоположные стороны и соединенных между собой площадками, расположенными в перекрестно направленных рядах в разных уровнях. Площадки хотя бы в одних из перекрестных рядов выполнены в заданном направлении со ступенчатым возрастанием их уровня с постепенным совмещением с вершинами выступов. Площадки, расположенные в поперечном направлении к площадкам 4, находятся на одном уровне или также с возрастанием уровня с совмещением их с вершинами выступов (авторское свидетельство СССР 1317074, 1987 г.).

Таким образом, для каждого функционального использования ячеистой структуры требуется ее индивидуальное исполнение, обусловленное решаемой задачей. В этом случае известные решения не являются универсальными для решения поставленных перед ними разнообразных функциональных задач.

Задачей является создание единой универсальной ячеистой структуры, имеющей расширенную область использования, как в промышленном и гражданском строительстве, так и в дорожном и гидротехническом с обеспечением циркуляции жидкости и/или газа, а также для фильтрации материала в жидкостном или воздушном потоке.

Технический результат - снижение материалоемкости при упрощении конструкции. При этом обеспечивается повышении несущей способности за счет расположения указанным образом соединительных элементов, увеличение жесткости в том числе и изгибной, каждой ячейки конструкции и всей конструкции в целом. Такая универсальная конструкция обеспечивает расширение области ее использования без внесения в нее каких-либо изменений.

Достигается это тем, что в первом варианте ячеистая структура выполнена монолитной или сборной по форме, по крайней мере двухслойной, объемной решетки, слои которой образованы плоскими или криволинейными поверхностями вершин полых обращенных усеченными вершинами в противоположные стороны усеченных пирамид, расположенных в шахматном порядке, в основании и на гранях которых образованы проемы, а по ребрам усеченных пирамид расположены соединители между слоями плоских или криволинейных поверхностей усеченных вершин. При этом, при выполнении вершины пирамиды плоской, она усечена плоскостью, перпендикулярной ее оси или плоскостью, расположенной под острым углом. А при выполнении вершины пирамиды криволинейной, она усечена цилиндрической или сферической, вогнутой или выпуклой поверхностью. Ячеистая структура может быть выполнена из полимерного материала или из металла. В основании усеченной пирамиды может лежать, предпочтительно правильный треугольник, прямоугольник или многоугольник. При выполнении ячеистой структуры многослойной, плоские или криволинейные поверхности вершин полых обращенных усеченными вершинами в одну сторону усеченных пирамид расположены в разных уровнях по высоте. По крайней мере поверхности одного ее слоя объединены между собой листом строительного материала или фильтрующим текстильным или нетканым материалом. А полости усеченных пирамид, открытые основания которых расположены с одной стороны ячеистой структуры, могут быть заполнены фильтрующим, теплоизоляционным или звукоизоляционным материалом.

Во втором варианте, ячеистая структура выполнена монолитной или сборной по форме, по крайней мере двухслойной, объемной решетки, слои которой образованы расположенными в шахматном порядке поверхностями оснований полых призм, противолежащими проемам, образованным со стороны других их оснований, а на гранях или ребрах призм расположены соединители слоев. Поверхности оснований полых призм, по крайней мере одного слоя, расположены наклонно к ее оси. Ячеистая структура может быть выполнена из полимерного материала или из металла. В основании полой призмы лежит, предпочтительно правильный треугольник, прямоугольник или многоугольник. При выполнении ее многослойной, поверхности оснований полых призм, обращенных в одну сторону, расположены в разных уровнях по высоте. По крайней мере поверхности одного ее слоя объединены между собой листом строительного материала, или фильтрующим текстильным или нетканым материалом. Полости призм, открытые с одной стороны ячеистой структуры, заполнены фильтрующим, теплоизоляционным или звукоизоляционным материалом.

Ячеистая структура и боковые вырезы в полых пирамидах и призмах придают легкость конструкции. В то же время, сама структура с соединителями, расположенными указанным выше образом, обеспечивает прочность конструкции, препятствует проникновению посторонних предметов, в то же время обеспечивая циркуляцию газов и жидкостей.

На Фиг. 1 - конструкция ячеистой структуры (увеличено).

На Фиг. 2 - конструкция ячеистой структуры пространственной решетки с квадратными ячейками.

На Фиг. 3 - конструкция ячеистой структуры (увеличено).

На Фиг. 4 - конструкция пространственной решетки с треугольными ячейками.

Ячеистая структура выполнена монолитной путем формования под давлением из полимерного материала или штамповкой из листа металла. Но может быть сборной из двух листов с просечками в месте расположения полого основания и несущей поверхностью - в месте расположения поверхности (усеченной пирамиды или призмы). При сборной ячеистой структуре листы объединяются соединителями, установленными таким образом, чтобы получить указанное выше их размещение в ячеистой структуре. Ячеистая структура может быть двухслойной, трехслойной, четырехслойной объемной решеткой, слои которой образованы проектным смещением по высоте плоских или криволинейных поверхностей усеченных вершин. Вершины смещены в противоположные стороны и расположены в шахматном порядке с образованием проемов в основании и на гранях, через которые полые усеченные пирамиды или призмы сообщены между собой. Соединители расположены по ребрам усеченных пирамид между слоями плоских или криволинейных поверхностей усеченных вершин.

Существенность признаков определена тем, что такая конструкция ячеистой структуры, при наличии проемов в основании и на гранях, позволила значительно облегчить изделие в целом, а при указанном выполнении и расположении соединителей - позволила полностью передать на них эксплуатационную нагрузку в любых из рассматриваемых в области их применения ситуациях, обеспечив тем самым расширение области их использования без какого-либо изменения конструкции ячеистой структуры.

1. Ячеистая структура, выполненная монолитной или сборной по форме, по крайней мере двухслойной, объемной решетки, слои которой образованы плоскими или криволинейными поверхностями вершин полых обращенных усеченными вершинами в противоположные стороны усеченных пирамид, расположенных в шахматном порядке, в основании и на гранях которых образованы проемы, а по ребрам усеченных пирамид расположены соединители между слоями плоских или криволинейных поверхностей усеченных вершин.

2. Ячеистая структура по п.1, отличающаяся тем, что при выполнении вершины пирамиды плоской, она усечена плоскостью, перпендикулярной ее оси или плоскостью, расположенной под острым углом.

3. Ячеистая структура по п.1, отличающаяся тем, что при выполнении вершины пирамиды криволинейной, она усечена цилиндрической или сферической, вогнутой или выпуклой поверхностью.

4. Ячеистая структура по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что она выполнена из полимерного материала или из металла.

5. Ячеистая структура по п.1, отличающаяся тем, что в основании усеченной пирамиды лежит, предпочтительно правильный треугольник, прямоугольник или многоугольник.

6. Ячеистая структура по п.1, отличающаяся тем, что при выполнении ее многослойной, плоские или криволинейные поверхности вершин полых обращенных усеченными вершинами в одну сторону усеченных пирамид расположены в разных уровнях по высоте.

7. Ячеистая структура по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере поверхности одного ее слоя объединены между собой

листом строительного материала или фильтрующим текстильным или нетканым материалом.

8. Ячеистая структура по п.1, отличающаяся тем, что полости усеченных пирамид, открытые основания которых расположены с одной стороны ячеистой структуры, заполнены фильтрующим, теплоизоляционным или звукоизоляционным материалом.

9. Ячеистая структура, выполненная монолитной или сборной по форме, по крайней мере двухслойной, объемной решетки, слои которой образованы расположенными в шахматном порядке поверхностями оснований полых призм, противолежащими проемам, образованным со стороны других их оснований, а на гранях или ребрах призм расположены соединители слоев.

10. Ячеистая структура по п.9, отличающаяся тем, что поверхности оснований полых призм, по крайней мере одного слоя, расположены наклонно к ее оси.

11. Ячеистая структура по п.9, отличающаяся тем, что она выполнена из полимерного материала или из металла.

12. Ячеистая структура по п.9, отличающаяся тем, что в основании полой призмы лежит, предпочтительно правильный треугольник, прямоугольник или многоугольник.

13. Ячеистая структура по п.9, отличающаяся тем, что при выполнении ее многослойной, поверхности оснований полых призм, обращенных в одну сторону, расположены в разных уровнях по высоте.

14. Ячеистая структура по п.9, отличающаяся тем, что по крайней мере поверхности одного ее слоя объединены между собой листом строительного материала, или фильтрующим текстильным или нетканым материалом.

15. Ячеистая структура по любому из пп.9-14, отличающаяся тем, что полости призм, открытые с одной стороны ячеистой структуры, заполнены фильтрующим, теплоизоляционным или звукоизоляционным материалом.