КЛИНОВОЙ КРЕПЕЖНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Российский патент 2023 года по МПК E04G7/22 

Изобретение относится к строительным конструкциям и предназначена для использования в системах строительных лесов, различных опалубочных системах, конструкциях быстро возводимых сооружений и прочих системах в качестве клинового зажима, где важна высокая износостойкость и надежность узла за счет равномерного распределения нагрузки. Расширяющиеся потребность в системах возведения строительных лесов, и объем производства соответствующего оборудования требует расширения арсенала и непрерывного усовершенствования технических средств, предназначенных для реализации данного назначения.

Известен клиновой крепежный узел для строительных конструкций, содержащий закрепляемый на стойке плоский элемент с центральным отверстием и с отверстиями для размещения соответствующего фиксирующего клина и соответствующего корпуса, соединяемого с горизонтальным ригелем и контактирующего со стойкой (RU №126353),.

Известен клиновой крепежный узел для строительных конструкций, содержащий закрепляемый на стойке плоский элемент с фасонным отверстием, образованным центральным отверстием и отверстиями для размещения соответствующего фиксирующего клина и соответствующего корпуса, соединяемого с горизонтальным ригелем и контактирующего со стойкой (RU №55822).

Известные технические решения имеют недостаточную надежность крепления, обусловленную формой клина и корпуса, неудобство при монтаже и демонтаже, а также повышенную металлоемкость.

Известен клиновой крепежный узел для строительных конструкций, содержащий закрепляемый на стойке плоский элемент с фасонным отверстием, образованным центральным отверстием и отверстиями для размещения соответствующего фиксирующего клина и соответствующего корпуса, соединяемого с горизонтальным ригелем и контактирующего со стойкой, отверстия для размещения соответствующего фиксирующего клина и соответствующего корпуса выполнены в виде секторов кольца. Отверстия под клин и корпус расположены под углом 90° друг к другу, выполнены в виде секторов кольца. Корпус выполнен с двумя контактирующими со стойкой поверхностями, между которыми выполнен вогнутый участок. Плоский элемент выполнен с отверстиями для крепления диагональных связок. Корпус выполнен с возможностью разъемного соединения с горизонтальным ригелем и с пазами для соединения с выступами горизонтального ригеля. (RU 141557, прототип)

Недостатком известной конструкции является недостаточную надежность крепления на стойке, обусловленная отсутствием возможности закрепления корпуса клина в плоской детали под углом 45 градусов, недостаточные прочность и сопротивляемость изгибающему моменту

Техническая проблема, на решение которой направлено настоящее техническое решение заключается в расширении арсенала и повышении эффективности технических средств, а именно, клиновых зажимов, которые обеспечивают возведения строительных конструкций, преимущественно, лесов.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в реализации его назначения и создании альтернативной конструкции клинового зажима, а также в обеспечении возможности закрепления корпуса клина в плоской детали под углом 45 градусов, увеличении площади поверхностей контактного взаимодействия соответствующих сторон корпуса и отверстий плоского элемента с клином, приращении заклинивающего момента и, следовательно, повышении прочности и сопротивляемости соединения в целом внешним нагрузкам.

Сущность изобретения состоит в том, что клиновой крепежный узел для строительных конструкций содержит плоский элемент с фасонным окном, образованным центральным отверстием для стойки строительной конструкции и попарно диаметрально противоположно расположенными симметричными периферийными отверстиями, каждое из которых соединено радиальным переходным участком с центральным отверстием, а также вставленный в периферийное отверстие плоского элемента и опертый на поверхность последнего боковыми упорами корпус, выполненный с расширенным верхним и суженным нижним концами, обращенный своей вогнутой стороной к стойке, имеющий с выпуклой стороны выступ для сопряжения с ригелем строительной конструкции и расходящийся паз для установки фиксирующего клина, выполненного ступенчатым с поперечной наклонной прорезью, установленной на край периферийного отверстия, и заклиненного между стойкой, плоским элементом и корпусом, при этом вогнутая сторона корпуса выполнена ломанной с выступающими по краям плоскими площадками, а также с утопленными между ними наклонной и углубленной площадками с радиусной выборкой, а выпуклая сторона выполнена ломанной из прямолинейных участков с различным наклоном и с прерывистым пазом переменной глубины по краям, выполненным с наклоном каждой своей стенки 6⁰, причем в верхней части корпуса угол между плоскими поверхностями вогнутой и выпуклой сторон выполнен равным 13⁰, в средней части - 12⁰, а в нижней части - 21,5⁰;

каждое периферийное отверстие плоского элемента выполнено со средним краевым радиальным участком, с концами дуги которого симметрично сопряжены плавно скругленные боковые участки, сходящиеся к переходному участку, выполненному в форме прорези с параллельными плоскими сторонами.

Предпочтительно, расширенный конец корпуса выполнен плоским, а суженный - скругленным.

Предпочтительно, клин выполнен с двумя опорными выступами и с вогнутой внутрь прорезью между ними.

Предпочтительно, плоский элемент выполнен с четырьмя замкнутыми отверстиями, расположенными между периферийными отверстиями,

На чертеже фиг. 1 изображен корпус клинового крепежного узла в ортогональных проекциях, на фиг. 2 - корпус по фиг. 1 в аксонометрической проекции, на фиг. 3 - плоский элемент клинового крепежного узла, в ортогональных проекциях, на фиг.4 - плоский элемент по фиг. 3 в аксонометрической проекции, фиг. 5 - клиновой крепежный узел в сборе, на фиг. 6 - плоский элемент, клин и корпус клинового крепежного узла в аксонометрической проекции.

Клиновой крепежный узел для строительных конструкций состоит из плоского элемента, горизонтального ригеля, клина и корпуса.

Вертикальная стойка представляет собой трубу, диаметр сечения которой соответствует расчетным нагрузкам на конструкцию.

Клиновой крепежный узел для строительных конструкций содержит плоский элемент 1 с фасонным окном, образованным центральным отверстием 2 для стойки 3 строительной конструкции и попарно диаметрально противоположно расположенными симметричными периферийными отверстиями 4, что позволяет производить разворот узла на 45⁰, каждое из которых соединено радиальным переходным участком 5 с центральным отверстием 2.

Клиновой крепежный узел содержит также профилированный корпус 6, вставленный вдоль оси 3 в периферийное отверстие 4 плоского элемента 1 и опертый на поверхность последнего боковыми упорами 7, 8. Корпус 6 выполнен с вогнутой и выпуклой сторонами ломанной конфигурации и с расширенным верхним и суженным нижним концами. Корпус 6 обращен своей вогнутой стороной к стойке 3, а с выпуклой стороны имеет выступ 9 для сопряжения, например, с ригелем строительной конструкции, и расходящийся паз 10 с наклонными стенками для установки фиксирующего клина 11.

Клин 11 выполнен ступенчатым с поперечной наклонной прорезью 12, установленной на край периферийного отверстия 4, и заклиненного между стойкой 3, плоским элементом 1 и корпусом 6.

Вогнутая сторона корпуса 6 выполнена ломанной с выступающими по краям плоскими площадками, а также с утопленными между ними наклонной и углубленной площадками с радиусной выборкой, а выпуклая сторона корпуса 6 выполнена ломанной из прямолинейных участков с различным наклоном и с прерывистым пазом 10 переменной глубины по краям, выполненным с наклоном каждой своей стенки под углом α=6⁰, причем в верхней части корпуса 6 угол β между плоскими поверхностями вогнутой и выпуклой сторон выполнен равным β=13⁰, в средней части под углом γ=12⁰, а в нижней части под углом λ=21,5⁰;

Каждое периферийное отверстие 4 выполнено со средним краевым радиальным участком, с концами дуги которого симметрично сопряжены плавно скругленные, выполненные с переменной по направлению и радиусу конфигурацией, боковые участки, сходящиеся к радиальному переходному участку, выполненному в форме прорези 5 с параллельными плоскими сторонами.

Плоский элемент 1 выполнен с четырьмя замкнутыми отверстиями 13 для крепления диагональных связок строительной конструкции, расположенными между периферийными отверстиями 4.

Предпочтительно, расширенный конец корпуса 6 выполнен плоским, а суженный - скругленным.

Размеры плоского элемента 1 обусловлены диаметром вертикальной стойки 3, габаритами клина 11 и корпуса 6.

Горизонтальный ригель 15 может быть выполнен в виде трубы прямоугольного сечения, со щелевидными пазами на концах для фиксирования клина 11.

Клин 11 представляет собой плоскую штампованную, кованную или литую деталь, геометрические параметры которой задаются в соответствии с габаритами корпуса 6, сечением трубы 15 ригеля, отверстиями 4.

Клин 11 выполнен с двумя опорными выступами 16,17 и с вогнутой внутрь и упомянутой прорезью 12 между ними.

Корпус 6 выполнен штампованным, кованным или литым наконечником ригеля, выполнен в виде фасонной детали из стали или из чугуна, конфигурация которой обеспечивает сопряжение по диаметру отверстия 2 с вертикальной стойкой 3.

Клиновой крепежный узел собирается и эксплуатируется следующим образом.

Вначале на вертикальной стойке 3 на определенной высоте фиксируется, например, приваривается плоский элемент 1. Затем на конце ригеля 15 сваркой или за счет использования разъемного соединения закрепляется корпус 6 перпендикулярно горизонтальной оси ригеля 15 и далее вставляется в соответствующее отверстие плоского элемента 1 (ригель в строительстве - это горизонтальная часть конструкции, которая соединяет вертикальные или наклонные части системы: В каркасах объединяет между собой опоры, колонны).

После этого в пространство между ригелем 15 и корпусом 6 вставляется клин 11, который опорными выступами 16, 17 фиксируется внутри и снаружи трубы ригеля 15, с помощью ударного инструмента производится заклинивание. Так как корпус 6 и ригель 15 перпендикулярны друг другу, то при заклинивании ригель 15 также становится перпендикулярным вертикальной стойке 3. Корпус 6 воспринимает крутящий момент, возникающий под действием вертикальных (на изгиб) и горизонтальных (на сжатие-растяжение) нагрузок в ригеле 15, и передает на вертикальную стойку 3. Корпус 6 выполнен с возможностью разъемного соединения с выступами горизонтального ригеля 15.

При использовании клинового крепежного узла с описанной геометрией в конструкции обеспечена возможность закрепления корпуса клина в плоской детали 1 под углом 45 градусов, увеличена площадь поверхностей контактного взаимодействия соответствующих сторон корпуса 6 и отверстий 4 плоского элемента 1 с клином 11 и приращение, тем самым, заклинивающего момента на оси 3.

Для проверки выбранного технического решения для сравнения силы, необходимой для разъединения деталей заявляемого и известного крепежного узла, было проведено экспериментальное исследование, подтвердившее увеличение силы, необходимой для разъединения заявляемого узла не менее, чем на 8-108% по сравнению с известной из прототипа конструкцией.

Таким образом, в результате использования заявляемого изобретения обеспечено расширение арсенала клиновых зажимов, реализация его назначения, т.е. создание альтернативной конструкции клинового зажима, а также повышение прочности и сопротивляемости соединения в целом внешним нагрузкам за счет усовершенствованной геометрии деталей.

Изобретение относится к строительным конструкциям и предназначено для использования в системах строительных лесов, различных опалубочных системах, конструкциях быстро возводимых сооружений и прочих системах в качестве клинового зажима, где важна высокая износостойкость и надежность узла за счет равномерного распределения нагрузки. Техническим результатом является повышение прочности и сопротивляемости внешним нагрузкам. Технический результат достигается тем, что клиновой крепежный узел для строительных конструкций содержит плоский элемент с фасонным окном, образованным центральным отверстием для стойки строительной конструкции и попарно диаметрально противоположно расположенными симметричными периферийными отверстиями, каждое из которых соединено радиальным переходным участком с центральным отверстием, а также вставленный в периферийное отверстие плоского элемента и опертый на поверхность последнего боковыми упорами корпус, выполненный с расширенным верхним и суженным нижним концами, обращенный своей вогнутой стороной к стойке, имеющий с выпуклой стороны выступ для сопряжения с ригелем строительной конструкции и расходящийся паз для установки фиксирующего клина, выполненного ступенчатым с поперечной наклонной прорезью, установленной на край периферийного отверстия, и заклиненного между стойкой, плоским элементом и корпусом, при этом вогнутая сторона корпуса выполнена ломанной с выступающими по краям плоскими площадками, а также с утопленными между ними наклонной и углубленной площадками с радиусной выборкой, а выпуклая сторона выполнена ломанной из прямолинейных участков с различным наклоном и с прерывистым пазом переменной глубины по краям, выполненным с наклоном каждой своей стенки 6°, причем в верхней части корпуса угол между плоскими поверхностями вогнутой и выпуклой сторон выполнен равным 13°, в средней части - 12°, а в нижней части - 21,5°; каждое периферийное отверстие плоского элемента выполнено со средним краевым радиальным участком, с концами дуги которого симметрично сопряжены плавно скругленные боковые участки, сходящиеся к переходному участку, выполненному в форме прорези с параллельными плоскими сторонами. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Клиновой крепежный узел для строительных конструкций, содержащий плоский элемент с фасонным окном, образованным центральным отверстием для стойки строительной конструкции и попарно диаметрально противоположно расположенными симметричными периферийными отверстиями, каждое из которых соединено радиальным переходным участком с центральным отверстием, а также вставленный в периферийное отверстие плоского элемента и опертый на поверхность последнего боковыми упорами корпус, выполненный с расширенным верхним и суженным нижним концами, обращенный своей вогнутой стороной к стойке, имеющий с выпуклой стороны выступ для сопряжения с ригелем строительной конструкции и расходящийся паз для установки фиксирующего клина, выполненного ступенчатым с поперечной наклонной прорезью, установленной на край периферийного отверстия, и заклиненного между стойкой, плоским элементом и корпусом, отличающийся тем, что

вогнутая сторона корпуса выполнена ломанной с выступающими по краям плоскими площадками, а также с утопленными между ними наклонной и углубленной площадками с радиусной выборкой, а выпуклая сторона выполнена ломанной из прямолинейных участков с различным наклоном и с прерывистым пазом переменной глубины по краям, выполненным с наклоном каждой своей стенки 6°, причем в верхней части корпуса угол между плоскими поверхностями вогнутой и выпуклой сторон выполнен равным 13°, в средней части - 12°, а в нижней части - 21,5°;

каждое периферийное отверстие плоского элемента выполнено со средним краевым радиальным участком, с концами дуги которого симметрично сопряжены плавно скругленные боковые участки, сходящиеся к переходному участку, выполненному в форме прорези с параллельными плоскими сторонами.

2. Клиновой крепежный узел по п. 1, отличающийся тем, что расширенный конец корпуса выполнен плоским, а суженный - скругленным.

3. Клиновой крепежный узел по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что клин выполнен с двумя опорными выступами и с вогнутой внутрь прорезью между ними.

4. Клиновой крепежный узел по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что плоский элемент выполнен с четырьмя замкнутыми отверстиями, расположенными между периферийными отверстиями.