УЗЕЛ НЕСУЩЕГО КАРКАСА Российский патент 2016 года по МПК E04B1/24 

Область техники

Настоящее изобретение относится к несущей каркасной системе, имеющей соединительные узлы, причем соединительные узлы имеют соединительные элементы, стойки и детали каркаса, включающие в себя панели и диагональные раскосы.

Предпосылки создания изобретения

Такой тип каркасных систем давно известен и используется как во временных, так и в постоянных конструкциях. Соединительные элементы соединяют стойки друг с другом, образуя соединительный узел. В каркасной системе могут быть установлены различные компоненты каркаса, включающие в себя панели и диагональные раскосы. Панели являются плоскими элементами, которые используются в основном для разделительных целей, а диагональные раскосы содержат удлиненные элементы в форме стержня, троса или профилированного элемента, используемые для улучшения несущей способности каркасной системы, выдерживания сил сжатия или растяжения, или обеих сил.

В таких каркасных системах, особенно во временных конструкциях, таких как выставочные стенды или киоски, соединительные элементы являются предпочтительными элементами в каркасной системе, с которыми соединяются компоненты каркаса, потому что соединительные элементы предпочтительно изготавливаются из долговечного материала, такого как нержавеющая сталь, которая противостоит нагрузкам и изнашиваемости, которые возникают из-за многочисленных повторяющихся операций по соединению/отсоединению, в то время как стойки предпочтительно должны быть изготовлены из легких материалов, таких как алюминий. Следовательно, соединительные элементы выполняются с возможностью не только принятия стоек, но также с возможностью принятия таких компонентов каркаса.

Способность соединительных элементов выдерживать мертвую тягу компонентов каркаса или передаваемую им нагрузку, в особенности нагрузку, передаваемую диагональными раскосами, влияет на несущую способность всей системы. Изготовление соединительных элементов с удлиненными формами относительно форм, которые они могут иметь, если они не будут принимать компоненты каркаса вместе со стойками, может рассматриваться как изготовление соединительных элементов с превышенными размерами для случаев каркасных систем без таких компонентов. Так как соединительные элементы используются в большом количестве в таких каркасных системах, избыточный вес соединительного элемента с превышенными размерами имеет ограничивающее влияние на несущую способность всей системы. Способность соединительных элементов прикреплять стойки и компоненты каркаса должны рассматриваться по отношению к размеру соединительного элемента. В известных каркасных системах способность соединительного элемента прикреплять стойки и компоненты каркаса ограничена по отношению к размеру соединительного элемента.

Следовательно, задачей изобретения является создание соединительного узла в несущей каркасной системе, имеющего соединительный элемент с улучшенной способностью по отношению к его размеру прикреплять стойки и компоненты каркаса.

Сущность изобретения

Для упомянутой задачи и в соответствии с изобретением предлагается несущий каркас, имеющий узлы и по меньшей мере один компонент каркаса. Компоненты каркаса являются либо панелями, либо диагональными раскосами, либо их комбинацией. По меньшей мере один из узлов имеет соединительный элемент и по меньшей мере одну стойку. Каждый из соединительных элементов имеет сопрягаемые отверстия, и каждая из стоек имеет первый конец, вставляемый в сопрягаемое отверстие соединительного элемента первого узла, и второй конец, вставляемый в сопрягаемое отверстие соединительного элемента другого узла. Несущий каркас отличается тем, что по меньшей мере один из узлов дополнительно имеет держатель, имеющий несущие наружные поверхности, соответствующий соединительный элемент дополнительно имеет по меньшей мере одно сопрягаемое с держателем отверстие, и первый конец держателя вставляется в сопрягаемое с держателем отверстие, и второй конец проходит наружу соединительного элемента и соединяется по меньшей мере с одним из компонентов каркаса, причем держатель и стойки расположены относительно друг друга так, чтобы несущие наружные поверхности держателя находились в контакте с проксимальной частью множества стоек и по существу охватывали проксимальную часть множества стоек таким образом, чтобы стабилизировать первый конец держателя и передавать нагрузку компонента каркаса стойкам, а также соединительному элементу, в результате чего образуется несущий каркас, в котором нагрузка компонентов каркаса, которая передается узлу, не воспринимается непосредственно соединительным элементом, и стабилизация компонентов не выполняется непосредственно соединительным элементом, а распределяется между соединительным элементом и поверхностью стоек. Такое взаимодействие увеличивает способность узлов выдерживать нагрузку компонента каркаса по отношению к размеру соединительного элемента.

Предпочтительно, если множество частей поверхности по меньшей мере одного соединительного элемента выдаётся наружу, образуя каждая наружную поверхность на дистальном конце выдающегося наружу элемента. Такие наружные поверхности расположены в соответствующем множестве граней воображаемого многогранника, и стойки могут быть соединены с наружными поверхностями. Множество выдающихся наружу элементов образуют множество углублений на поверхности соединительного элемента. По меньшей мере одно из сопрягаемых с держателем отверстий расположено в одном из углублений, и первый конец держателя, выполненный с формой, зависимой от соответствующего углубления, расположен и застабилизирован на этом углублении, посредством чего стабилизация первого конца и держателя также по существу возможна для случаев, когда по меньшей мере одна из стоек, которая могла бы контактировать с держателем, пропущена.

Предпочтительно, если каждый из выступающих наружу элементов имеет выступы, образованные с боковой стороной каждого выступающего наружу элемента, расположенные по существу параллельно соответствующей наружной поверхности и выступающие из боковой стороны каждого выступающего наружу элемента к средней точке соответствующей кромки воображаемого многогранника. Смежные выступы соответствующих смежных выступающих наружу элементов выровнены, выступают по направлению друг к другу, соединены друг с другом и расположены с возможностью образования множества углублений на поверхности соединительного элемента вместе с выступающими наружу элементами. Первый конец держателя, выполненный в форме, зависимой от соответствующего углубления, расположен так, чтобы быть на нем застабилизированным, в результате чего стабилизация первого конца держателя на соответствующем углублении улучшается.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1a показан вид сбоку соединительного элемента и на фиг. 1b показан вид в перспективе соединительного элемента.

На фиг. 2 показан узел с работающими на растяжение раскосами и держателями.

На фиг. 3 показан узел с работающими на растяжение раскосами, каждый из которых расположен между парой держателей.

На фиг. 4 показан узел с работающими на сжатие раскосами.

На фиг. 5a показан узел с держателями, каждый из которых соединен с множеством работающих на растяжение раскосов и на фиг. 5b показан узел с держателями, каждый из которых соединен с множеством работающих на растяжение и сжатие раскосов.

На фиг. 6 показан узел с держателями, каждый из которых соединен с панелью.

На фиг. 7a показано поэлементное изображение в перспективе держателя, который используется для соединения с панелью, и на фиг. 7b показан вид сзади такого держателя.

На фиг. 8a показан вид в перспективе держателя, на фиг. 8b показан вид сзади такого держателя, на фиг. 8c показано поэлементное изображение работающего на растяжение раскоса, соединяемого с держателем, и держатель, соединяемый с соединительным элементом, на фиг. 8d показан двухсторонний держатель и на фиг. 8e показан трехсторонний держатель.

Предлагаемый каркас имеет узел 1 и компоненты 18 каркаса, как показано на фиг. 2. Компоненты 18 каркаса представляют собой либо панели 30, как показано на фиг. 7a, либо диагональные раскосы 19, как показано на фиг. 2, либо их комбинацию. Каждый из узлов 1 также имеет соединительный элемент 2, соединяемый со стойками 9, как показано на фиг. 2. На фиг. 1a показан вид сбоку соединительного элемента 2, и на фиг. 1b показан вид в перспективе соединительного элемента 2. Как показано на фиг. 1a и 1b, каждый из соединительных элементов 2 имеет сопрягаемые отверстия 3, и каждая из стоек 9 имеет первый конец, вставляемый в сопрягаемое отверстие 3 соединительного элемента 2 первого узла 1, и второй конец, вставляемый в сопрягаемое отверстие 3 соединительного элемента 2 другого узла 1. Узлы 1 дополнительно имеют держатели A 12, как показано на всех фигурах, за исключением фиг. 1a и 1b. Эти держатели A 12 имеют несущие наружные поверхности 13. Соединительные элементы 2 дополнительно имеют сопрягаемые с держателем отверстия 4, как показано на фиг. 1a и 1b. Держатели A 12 выполнены в такой форме, что при правильном расположении первые концы 14 держателей A 12 вставляются в сопрягаемые с держателем отверстия 4, и вторые концы 15 проходят наружу от соединительного элемента 2 и соединяются по меньшей мере с одним из компонентом 18 каркаса. Держатель A 12 и стойки 9 расположены по отношению друг к другу так, чтобы несущие поверхности 13 держателя A 12 находились в контакте с проксимальной частью 10 множества стоек 9 и по существу охватывали проксимальную часть 10 множества стоек 9 таким образом, чтобы стабилизировать первый конец 14 и передавать нагрузку компонента 18 каркаса стойкам 9, а также соединительному элементу 2, в результате чего образуется несущий каркас, в котором нагрузка компонента 18 каркаса, которая передается узлу 1, не воспринимается непосредственно соединительным элементом 2, и стабилизация компонентов не выполняется непосредственно соединительным элементом 2, а распределяется между соединительным элементом 2 и поверхностью стоек 9. Такое взаимодействие увеличивает способность узла 1 выдерживать нагрузку компонента каркаса по отношению к размеру соединительного элемента 2.

Как показано на фиг. 1a и 1b, предпочтительно, если множество частей поверхности по меньшей мере одного соединительного элемента 2 выдаются наружу, образуя каждая наружную поверхность 5 на дистальном конце выдающегося наружу элемента 6. Такие наружные поверхности 5 расположены в соответствующем множестве граней воображаемого многогранника. Воображаемый многогранник предпочтительно является кубом, как показано на фигурах, но он также может быть другим многогранником, имеющим число наружных поверхностей, отличающееся от шести. Наружные поверхности 5 предпочтительно являются круговыми, а стойки 9 цилиндрическими, но наружные поверхности 5 могут иметь отличную от круговой форму и, предпочтительно, зависящую от поперечного сечения соответствующих стоек 9. Стойки 9 соединены с такими наружными поверхностями 5. Множество выдающихся наружу элементов 6 образуют множество углублений 7 на поверхности соединительного элемента 2. Сопрягаемое с держателем отверстие 4, соответствующее одному из держателей A 12, расположено на одном из углублений 7. Первый конец 14 держателя A 12 выполнен с формой, зависящей от соответствующего углубления 7, расположен и застабилизирован на этом углублении 7, посредством чего стабилизация первого конца 14 держателя A 12 также по существу возможна для случаев, когда по меньшей мере одна из стоек 9, которая могла бы контактировать с держателем A 12, пропущена. Как показано на фиг. 2, 3, 4, 5a, 5b и 6, существуют случаи, когда некоторые из стоек 9, которые могли бы контактировать с держателем A 12, пропущены.

Как показано на фиг. 1a и 1b, предпочтительно, если каждый из выступающих наружу элементов 6 имеет выступы 8, образованные с боковой стороны каждого выступающего наружу элемента 6, расположенные по существу параллельно соответствующей наружной поверхности 5 и выступающие из боковой стороны каждого выступающего наружу элемента 6 к средней точке соответствующей кромки воображаемого многогранника. Смежные выступы 8 соответствующих смежных выступающих наружу элементов 6 выровнены, выступают по направлению друг к другу, соединены друг с другом и расположены с возможностью образования множества углублений 7 на поверхности соединительного элемента 2 вместе с выступающими наружу элементами 6. Первый конец 14 держателя A 12, имеющий форму, зависимую от соответствующего углубления 7, расположен и застабилизирован на нем, в результате чего стабилизация первого конца 14 держателя A 12 на соответствующем углублении 7 улучшается.

Как показано на фиг. 2, диагональные раскосы 19 по существу соединены со вторым концом 15 одного держателя A 12. Это является предпочтительным вариантом осуществления из-за его практичности. Но диагональные раскосы 19 могут быть соединены с множеством держателей A 12. Как показано на фиг. 3, для улучшения несущей способности работающий на растяжение диагональный раскос 20 предпочтительно расположен между парой смежных держателей A 12 и соединен с их вторыми концами 15. Этот вариант осуществления вдвое увеличивает несущую способность работающего на растяжение раскоса 20 без поломки держателя A 12. Как показано на фиг. 4, держатели A 12 могут принимать работающие на сжатие раскосы 21. Держатели A 12 по существу выполнены с формой для принятия одного компонента 18 каркаса, но они могут быть выполнены в форме двухсторонних держателей 40, принимающих два из таких компонентов 18 каркаса, и трехсторонних держателей 41, принимающих три из таких компонентов 18 каркаса, как показано на фиг. 5a и 5b. Работающие на растяжение раскосы 20 и работающие на сжатие раскосы 21 могут быть соединены с одним и тем же соединительным элементом 2, как показано на фиг. 5b.

Как показано на фиг. 6, в предпочтительном варианте осуществления второй конец 39 держателя B 31 проходит в виде плеча и соединяется с панелью 30. Панель 30 предпочтительно имеет отверстие 32 панели в месте соединения. Как показано на фиг. 6, первый конец 38 держателя B 31 соединен с соединительным элементом 2 предпочтительно посредством болта 36 и, как показано на фиг. 7a, держатель B 31 имеет отверстие C 42 на втором конце 39. Первый дисковый элемент 33 и второй дисковый элемент 34 расположены на наружной и задней поверхности панели 30, соосно с отверстием 32 панели 32 и отверстием C 42, и прикреплены ко второму концу 39 держателя B 31 посредством болта 36 и гайки 37. Трубка 35 может быть использована для предотвращения повреждения грани панели 30 болтом 36, в особенности, если панель 30 выполнена из стекла.

Как показано на фиг. 8a, держатель A 12 имеет отверстие A 16 на первом конце 14 и отверстие B 17 на втором конце 15. Работающий на растяжение раскос 20 имеет удлиненный элемент 28, соединительный элемент A 22 и регулировочный элемент 27 на каждом конце удлиненного элемента 28. Удлиненный элемент 28 может быть выполнен в форме стержня или троса. Соединительный элемент A 22 предпочтительно имеет отверстие 26 раскоса на первом конце 24 и винтовую резьбу на втором конце 25. Регулировочный элемент 27 выполнен в форме трубки и имеет винтовую резьбу внутри. Конец удлиненного элемента 28 вставляется в регулировочный элемент 27, соединенный с вкладышем (“tab”) 29. Вкладыш 29 предотвращает отсоединение соответствующего конца удлиненного элемента 28 от регулировочного элемента 27, и конец удлиненного элемента 28 удерживается в регулировочном элементе 27 при вытягивании. Когда один конец удлиненного элемента 28 удерживается внутри, регулировочный элемент 27 привинчивается ко второму концу 25 соединительного элемента A 22. Отверстие 26 раскоса соединительного элемента A 22 выравнивается с отверстием второго конца 15 держателя A 12, и соединительный элемент А 22 шарнирно соединяется со вторым концом 15 держателя А 12 предпочтительно посредством болта 36 и гайки 37. Держатель A 12 также соединяется с соединительным элементом 2 предпочтительно посредством болта 36. Регулировочный элемент 27 не только соединяет удлиненный элемент 28 с соединительным элементом A 22, но при вращении регулирует расстояние между двумя концами удлиненного элемента 28 и предотвращает отсоединение удлиненного элемента 28 посредством растяжения удлиненного элемент 28. В случае работающих на сжатие раскосов 21, соединительный элемент B 23 используется для соединения удлиненного элемента 28 с держателем A 12, как показано на фиг. 4.

Промышленная применимость

Все соединительные элементы и держатели могут быть изготовлены посредством литья высококачественной нержавеющей стали. Диагональные раскосы могут быть изготовлены посредством обычного процесса механической обработки. Стойки могут быть выполнены из экструдированного алюминия.

Изобретение относится к области строительства, а именно к несущему каркасу. Технический результат изобретения заключается в повышении несущей способности каркаса. Несущий каркас содержит множество узлов и один компонент каркаса, выбранный из группы, состоящей из одного диагонального раскоса, одной панели и их комбинаций. Один из узлов содержит один соединительный элемент и одну стойку. Каждый из соединительных элементов содержит множество сопрягаемых отверстий, и каждая из стоек имеет первый конец, вставляемый в одно из сопрягаемых отверстий соединительного элемента первого узла, и второй конец, вставляемый в одно из сопрягаемых отверстий соединительного элемента другого узла. Один из узлов дополнительно содержит один держатель, имеющий множество несущих наружных поверхностей, и соответствующий соединительный элемент дополнительно содержит одно сопрягаемое с держателем отверстие. Первый конец держателя вставляется в одно из сопрягаемых с держателем отверстий, и его второй конец проходит наружу от соединительного элемента и соединяется с одним из компонентов каркаса. Держатель и стойки расположены по отношению друг к другу так, что наружные поверхности держателя находятся в контакте с проксимальной частью множества стоек и по существу охватывают их так, чтобы стабилизировать первый конец и передавать нагрузку компонентов каркаса стойкам, а также соединительному элементу. 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Несущий каркас, содержащий множество узлов и по меньшей мере один компонент каркаса, выбранный из группы, состоящей по меньшей мере из одного диагонального раскоса, по меньшей мере из одной панели и их комбинаций, причем по меньшей мере один из узлов содержит по меньшей мере один соединительный элемент и по меньшей мере одну стойку, при этом каждый из соединительных элементов содержит множество сопрягаемых отверстий, и каждая из стоек имеет первый конец, вставляемый в одно из сопрягаемых отверстий соединительного элемента первого узла, и второй конец, вставляемый в одно из сопрягаемых отверстий соединительного элемента другого узла, отличающийся тем, что по меньшей мере один из узлов дополнительно содержит по меньшей мере один держатель, имеющий множество несущих наружных поверхностей, и соответствующий соединительный элемент дополнительно содержит по меньшей мере одно сопрягаемое с держателем отверстие, при этом первый конец держателя размещен в одном из сопрягаемых с держателем отверстий, а его второй конец проходит наружу от соединительного элемента и соединен по меньшей мере с одним из компонентов каркаса, причем держатель и стойки расположены по отношению друг к другу так, что несущие наружные поверхности держателя находятся в контакте с проксимальной частью множества стоек и по существу охватывают проксимальную часть множества стоек таким образом, чтобы стабилизировать первый конец и передавать нагрузку деталей каркаса стойкам, а также соединительному элементу.

2. Несущий каркас по п. 1, в котором множество частей поверхности по меньшей мере одного из соединительных элементов выступает наружу, образуя каждая наружную поверхность на дистальном конце выступающего наружу элемента, причем наружные поверхности расположены в соответствующем множестве наружных поверхностей воображаемого многогранника, при этом с наружными поверхностями могут быть соединены стойки, и множество выступающих наружу элементов образует множество углублений на поверхности соединительного элемента, причем по меньшей мере одно из сопрягаемых с держателем отверстий расположено на одном из углублений, и первый конец держателя, образованный в форме, зависимой от соответствующего углубления, расположен таким образом, что он на нем стабилизируется.

3. Несущий каркас по п. 2, в котором каждый из выступающих наружу элементов сдержит множество выступов, образованных с боковой стороной каждого выступающего наружу элемента, расположенных по существу параллельно соответствующей наружной поверхности и выступающих из боковой стороны каждого выступающего наружу элемента к средней точке соответствующей кромки воображаемого многогранника, причем смежные выступы соответствующих смежных выступающих наружу элементов выровнены, выступают по направлению друг к другу и соединены друг с другом, и расположены с возможностью образования множества углублений на поверхности соединительного элемента вместе с выступающими наружу элементами, при этом первый конец держателя выполнен в форме, зависимой от соответствующего углубления таким образом, чтобы на нем стабилизироваться.

4. Несущий каркас по пп. 1-3, в котором по меньшей мере один из компонентов каркаса расположен между двумя смежными держателями и соединен с его вторыми концами.

5. Несущий каркас по п. 4, в котором по меньшей мере один из компонентов каркаса является диагональным раскосом, имеющим удлиненный элемент и соединительный элемент на каждом конце удлиненного элемента, причем соединительный элемент первого конца шарнирно соединен со вторым концом держателя первого соединительного элемента и соединительный элемент второго конца шарнирно соединен со вторым концом держателя другого соединительного элемента, создавая диагональное соединение.

6. Несущий каркас по п. 5, в котором по меньшей мере один из удлиненных элементов по меньшей мере одного диагонального раскоса является тросом.

7. Несущий каркас по п. 5, в котором по меньшей мере один из удлиненных элементов по меньшей мере одного диагонального раскоса является стержнем.

8. Несущий каркас по п. 2, в котором воображаемый многогранник является кубом.

9. Несущий каркас по п. 1, в котором по меньшей мере одна из стоек является цилиндрической стойкой.