УЗЛОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ЯЧЕИСТОЙ КОНСТРУКЦИИ Российский патент 1994 года по МПК E04B1/32 E04B1/58 

Изобретение относится к области строительства, а именно к средствам соединения элементов ячеистых конструкций.

Из технической литературы известна конструкция ячеистого настила, образованного из спаренных гофрированных листов с трапецеидальной формой сечения гофров. В этой конструкции спаренные гофрированные листы соединены между собой при помощи точечной сварки или заклепок. Гофры верхнего листа объединены полосой, пропущенной через скобы, выштампованные из материала листа [1].

Недостаток этой конструкции - малая несущая способность, обусловленная технологическими и конструкционными ограничениями на высоту гофров, а также трудностями выполнения ячеистой конструкции с большим числом слоев.

Наиболее близким техническим решением является узловое соединение гофрированных полос в сводчатом покрытии, а также конструкция панели с сотовым заполнением из гофрированных полос, включающая плоские обшивки с размещенными между ними сотами из гофрированных полос. Ячеистая конструкция создается за счет жесткого соединения гофрированных полос между собой и с обшивками посредством сварки, клея или механических связей [2].

Недостатками этой конструкции являются неразборность, сложность и многодетальность изготовления из-за большого числа элементов, недоступность и замкнутость внутреннего объема, препятствующие его использованию для прокладки коммуникаций и наблюдений, возможное ослабление сечений отверстиями под крепежные детали (заклепки, винты), большая масса с увеличением строительной высоты.

Цель изобретения - упрощение изготовления и повышение несущей способности ячеистой конструкции.

На чертеже изображено узловое соединение ячеистой конструкции в аксонометрии.

Узловое соединение включает гофрированные обшивки 1, 2, жестко соединенные с гофрированными полосами 3, размещенными между ними. Гофрированные обшивки 1, 2 могут быть изготовлены плоскими или криволинейными, например при помощи вальцовки. Соединение обшивок 1, 2 с полосами 3 может быть осуществлено на клею или точечной сваркой. Применение заклепок, винтов, болтов усложняет изготовление из-за необходимости герметизации мест их установки. Обшивки 1, 2 и полосы 3 имеют одинаковую ориентацию и форму гофров и образуют в поперечнике ячеистую структуру. Гофрированные полосы 3 в местах взаимной стыковки профилированы по ширине в виде локального усиления 4 с полукольцевой формой сечения и соединены между собой с образованием трубчатых полостей. В случае трапецеидальной формы гофров трубчатые полости могут располагаться либо посредине стыкуемых граней полос 3, либо рядом с ребрами гофров. С торцов трубчатых полостей надеты крышки 5, имеющие соосные отверстия 6 в днищах и диаметрально расположенные продольные прорези 7. Прорези 7 выходят на кромки крышек 5. Гофрированные полосы 3, соединенные по толщине, размещены в прорезях 7 и защемлены при помощи стяжных болтов 8, пропущенных через трубчатые полости и соосные отверстия 6. Натяжение болтов создается завинчиванием гаек 9. С целью предотвращения взаимного смещения гофрированных полос 3 при сдвиге диаметр стяжного болта 8 равен внутреннему диаметру трубчатой полости, форма которой близка к цилиндрической. Гофрированные полосы 3 дискретно расположены по длине конструкции, что наряду с ячеистой структурой поперечного сечения обеспечивает возможность использования внутреннего пространства для скрытой прокладки коммуникаций со свободным выбором нужного направления. Кроме того, во внутреннем пространстве конструкции могут быть расположены теплоизоляционный, звукоизоляционный или пароизоляционный слои.

Порядок изготовления и сборки узлового соединения следующий.

Предварительно гофрированные полосы 3 жестко соединяют с обшивками 1, 2. Готовые отправочные марки дооснащают необходимыми слоями (например, теплоизоляцией) или коммуникациями и объединяют между собой на сборочном кондукторе с образованием трубчатых полостей в местах соединения профилированных усилений 4 гофрированных полос 3. Затем с торцов трубчатых полостей надевают крышку 5, при этом спаренные по толщине полосы 3 размещают в прорезях 7. Завершается сборка установкой стяжных болтов 8, пропускаемых через соосные отверстия 6 в днищах крышек и трубчатые полости. Защемление полос создают завинчиванием гаек 9. Для удобства сборки обшивок 1, 2 не должна превышать 1000 мм, что отвечает стандартным размерам листов профилированного настила 600-1200 мм, а минимальное расстояние между обшивками в свету должно обеспечивать прохождение руки человека, вооруженной инструментом (гаечным ключом) - примерно 100-150 мм.

Особенностью силовой работы соединения является то, что в плоскости взаимного сопряжения гофрированных полос 3 имеет место сдвиг. Однако стянутые болтом 8 тарельчатые крышки 5 препятствуют сдвигу полос 3 вдоль осей гофров, а в поперечном направлении сдвигу противодействуют стержни болтов 8, работающие как шпонки. Защемление полос 3 в прорезях 7 тарельчатых крышек 5 создает по поверхностям контакта силы трения, также противостоящие сдвигу. Сами же гофрированные полосы 3 воспринимают помимо сдвига еще и изгибающий момент, величина которого линейно возрастает от срединной поверхности, где он равен нулю, по направлениям к обшивкам, где он достигает максимума. На основании этого гофрированные полосы 3 могут быть выполнены переменной ширины, увеличивающейся от срединной поверхности к периферии.

Необходимость разработки предлагаемого объекта была продиктована стремлением разработать простое и надежное сборно-разборное узловое соединение ячеистых конструкций. Простота конструктивного решения данного узлового соединения предполагает следующий технико-экономический эффект: упрощение изготовления плоских и криволинейных ячеистых конструкций за счет сборности и разборности внутренних слоев, уменьшения количества гофрированных полос, удобства сплачивания их в локально расширенном гофрами обшивок внутреннем пространстве конструкции; увеличение несущей способности поперечных сечений за счет рационального размещения материала по сечению, т.е. в результате раздвижки и концентрации материала в гофрированных обшивках при дискретном расположении гофрированных полос по длине конструкции и сохранении ячеистости внутренней структуры, обеспечиваемой одинаковой ориентацией гофров; возможность использования внутреннего пространства для размещения теплоизоляции, звукоизоляции, в качестве вентиляционных ходов, скрытых коммуникаций (например, электропроводки и т.п.); высокая заводская готовность и удобство пакетирования отдельных слоев упрощают транспортировку и складирование как внутри завода, так и при перевозках на дальние расстояния к месту монтажа; легкость конструкции за счет уменьшения массы внутреннего заполнения и простота сборки не требуют привлечения грузоподъемной техники и рабочих высокой квалификации; возможность исполнения конструкции из пластмасс, т.е. в безметальном, химически стойком и радиопрозрачном исполнении.

Использование: в средствах соединения элементов ячеистых конструкций. Сущность изобретения: узловое соединения ячеистой конструкции включает обшивки и размещенные между ними гофрированные полосы, жестко соединенные друг с другом и с обшивками и образующие ячейки. Обшивки гофрированы, ориентированы осями гофров подобно полосам, соединены с ними с образованием ячеек, а гофрированные полосы на участках взаимной стыковки выполнены профилированными по ширине с образованием открытых полостей, выходящих на продольные кромки, причем трубчатые полости снабжены с торцов крышками, имеющими соосные отверстия в днищах и диаметрально расположенные продольные прорези в стенках, установленные так, что спаренные по толщине полосы заключены в прорезях крышек и защемлены при помощи стяжных болтов, пропущенных через трубчатые полости и отверстия в крышках. Предусмотрен вариант выполнения внутреннего диаметра трубчатых полостей, равный диаметру стяжного болта. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. УЗЛОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ЯЧЕИСТОЙ КОНСТРУКЦИИ, включающее обшивки и размещенные между ними гофрированные полосы, жестко соединенные одна с другой и с обшивками и образующие ячейки, отличающееся тем, что оно снабжено крышками с крепежными элементами, а обшивки выполнены с гофрами с образованием ячеек, ориентированы осями гофров подобно полосам, а последние на участках их соединения выполнены по ширине профилированными с образованием выходящих на продольные кромки открытых трубчатых полостей, на которых установлены крышки, имеющие отверстия в днищах и продольные прорези в стенках, расположенные диаметрально противоположно, причем в прорезях размещены спаренные по толщине полосы, а крепежные элементы пропущены сквозь трубчатые полости и отверстия в днищах. 2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что полости выполнены цилиндрическими диаметром, равным диаметру стяжного болта.