КОМПЛЕКТ ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СБОРНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ, НЕСУЩИХ НАГРУЗКУ Российский патент 2025 года по МПК E04B1/38 E04B1/61 E04B2/70 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ,

К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к области строительства, в частности комплектам для соединения элементов сборных деревянных конструкций, несущих нагрузку, включая балки, доски, стропила и стойки каркаса.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Из уровня техники известен узел углового соединения [RU165765, МПК E04B 1/38, опубл.10.11.2016], содержащий деревянные элементы с вырезанными торцевыми частями с образованием смещенных торцевых граней, на каждой из которых выполнен выступ, и нагель, скрепляющий указанные элементы, отличающийся тем, что деревянные элементы соединены под углом больше 90°, но меньше 180°, причем торцы элементов имеют выступы и впадины, ответные впадинам и выступам, выполненным по кривой линии на смещенных торцевых гранях, а нагель расположен в центральной зоне соединения.

Наиболее близким к заявленному изобретению является коннектор деревянных элементов конструкций [RU208004, МПК E04B 1/58, опубл. 29.11.2021 - прототип], содержащий две одинаковые фигурные пластины Г-образной формы с углом от 90° до 135° между вертикально и наклонно ориентированными частями, с выполненными в каждой из них по меньшей мере двумя соединительными отверстиями, одно из которых расположено в наклонно ориентированной части пластины у торца, второе – в вертикально ориентированной части у линии сопряжения частей, и выполненным в вертикально ориентированной части каждой пластины с наружной стороны фигурным вырезом, образующим крюк-фиксатор, пластины соединены тремя фигурными нагелями, два из которых установлены в соответствующих отверстиях пластин, а третий вставлен в пазы крюков-фиксаторов.

Недостатком аналога и прототипа является их ограниченная функциональность, поскольку описанные устройства могут быть использованы лишь для соединения элементов деревянных конструкций, расположенных под углом друг к другу.

Задачей изобретение является расширение арсенала устройств, относящихся к комплектам для соединения элементов сборных деревянных конструкций, с устранением недостатков присущих аналогу и прототипу.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническим результатом, на достижение которого направлено предложенное изобретение, является создание технологичного в изготовлении многофункционального универсального комплекта, позволяющего осуществить простую и быструю сборку деревянных конструкций с возможностью соединения под различными углами и в различных плоскостях элементов деревянных конструкций, несущих нагрузку, имеющих погрешности в значениях толщины и высоты, с обеспечением надежной фиксации указанных элементов, прочности и теплоизоляционных свойств деревянных конструкций.

Технический результат достигается тем, что предложен комплект для соединения элементов сборных деревянных конструкций, несущих нагрузку, включающий две листовые детали-накладки и, по меньшей мере, четыре листовые детали-фиксаторы, характеризующийся тем, что деталь-накладка имеет, по меньшей мере, восемь Г-образных выступов-шипов, имеющих наклонную внутреннюю грань и расположенных попарно с противоположных сторон детали-накладки, причем деталь-накладка выполнена зеркально симметричной относительно биссектрисы угла соединения элементов сборных деревянных конструкций, деталь-фиксатор содержит, по меньшей мере, четыре шестигранных отверстия, расположенных симметрично относительно продольной оси, проходящей через ее центр, причем отверстие выполнено таким образом, что образованы две сужающиеся области по направлению к противоположным наименьшим по площади боковым граням, одна из наименьших по площади боковых граней и прилегающая к ней под тупым углом боковая грань выполнены с полочками, при этом комплект дополнительно включает, по меньшей мере, шестнадцать многоплоскостных клиновидных элементов фиксации, выполненных из неметаллического материала с возможностью размещения и удаления из шестигранных отверстий, Г-образные выступы-шипы предназначены для размещения в шестигранных отверстиях на полочках с последующей фиксацией в сужающихся областях посредством клиновидных элементов, а детали-накладки и детали-фиксаторы выполнены из неметаллического материала с возможностью резьбового соединения с элементами сборных деревянных конструкций.

Существует вариант, в котором неметаллический материал выбран из группы, включающей фанеру, полимерный материал или композиционный материал.

Существует вариант, в котором деталь-накладка имеет отверстия или метки для размещения крепежных элементов, обеспечивающих резьбовое соединение.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 представлены в общем виде две листовые детали-накладки в частном варианте осуществления изобретения.

На фиг. 2 представлен в общем виде Г-образный выступ-шип.

На фиг. 3 представлены различные варианты выполнения листовой детали-накладки.

На фиг. 4 представлена в общем виде листовая деталь-фиксатор в частных вариантах осуществления изобретения.

На фиг. 5 представлены различные варианты выполнения листовой детали-фиксатора.

На фиг. 6 представлено в общем виде шестигранное отверстие в детали-фиксаторе.

На фиг. 7 представлен клиновидный элемент фиксации.

На фиг. 8 представлен в общем виде комплект в сборе.

На фиг. 9 представлен пошагово процесс соединения и фиксации двух элементов сборной деревянной конструкции с использованием комплекта.

На фиг. 10 представлена в общем виде замкнутая рама-арка, собранная с использованием пяти комплектов.

На фиг. 11 представлен в общем виде каркас, собранный из рам-арок с использованием множества комплектов.

В частном варианте осуществления изобретения листовая деталь-накладка 1 (фиг 1, фиг. 3 поз. 4, фиг. 8) имеет восемь Г-образных выступов-шипов 2 (фиг. 2, 8), расположенных попарно с противоположных ее сторон. Выступ-шип 2 имеет наклонную внутреннюю грань 3 (фиг. 2). Деталь-накладка 1 выполнена зеркально симметричной относительно биссектрисы 4 (фиг. 1) угла соединения элементов сборных деревянных конструкций. Листовая деталь-фиксатор 5 (фиг. 4, фиг. 8) содержит четыре шестигранных отверстия 6 (фиг. 4, 6), расположенных симметрично относительно продольной оси 7 (фиг. 4), проходящей через ее центр. Отверстие 6 выполнено таким образом, что образованы две сужающиеся области по направлению к противоположным наименьшим по площади боковым граням 8 (фиг. 6). Одна из граней 8 и прилегающая к ней под тупым углом боковая грань 9 (фиг. 6) выполнены с полочками 10 (фиг. 6). Клиновидный элемент фиксации 11 (фиг. 7) выполнен многоплоскостным.

В частном варианте осуществления изобретения, деталь-накладка имеет отверстия или метки 12 (фиг. 1, фиг. 8) для размещения крепежных элементов, обеспечивающих резьбовое соединение.

ОСУЩЕСТЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предложенное изобретение иллюстрируется следующими примерами осуществления.

Пример 1

Комплект для соединения элементов сборных деревянных конструкций, несущих нагрузку, включает две детали-накладки 1, четыре детали-фиксатора 5 и шестнадцать клиновидных элементов фиксации 11. Листовая деталь-накладка 1 выполнена, как показано на фиг. 3 поз. 1, и имеет восемь Г-образных выступов-шипов 2 расположенных попарно с противоположных ее сторон. Выступ-шип 2 имеет наклонную внутреннюю грань 3. Деталь-накладка 1 выполнена зеркально симметричной относительно биссектрисы 4 угла соединения элементов сборных деревянных конструкций. Листовая деталь-фиксатор 5 содержит четыре шестигранных отверстия 6, расположенных симметрично относительно продольной оси 7, проходящей через ее центр. Отверстие 6 выполнено таким образом, что образованы две сужающиеся области по направлению к противоположным наименьшим по площади боковым граням 8. Одна из граней 8 и прилегающая к ней под тупым углом боковая грань 9 выполнены с полочками 10. Клиновидный элемент 11 выполнен многоплоскостным. Детали-накладки 1, детали-фиксаторы 2 и клиновидные элементы 11 выполнены из фанеры и имеют толщину 25 мм. Деталь-накладка имеет отверстия 12 для размещения болтов.

Пример 2

Комплект выполнен аналогично примеру 1, при этом включает восемь деталей-фиксаторов 5 и тридцать два клиновидных элемента 11. Листовая деталь-накладка 1 выполнена, как показано на фиг. 3 поз. 2, и имеет шестнадцать Г-образных выступов-шипов 2. Детали-накладки 1, детали-фиксаторы 2 и клиновидные элементы 11 выполнены из фанеры и имеют толщину 30 мм. Деталь-накладка имеет метки 12 для размещения саморезов.

Пример 3

Комплект выполнен аналогично примеру 2. Листовая деталь-накладка 1 выполнена, как показано на фиг. 3 поз. 3. Детали-накладки 1, детали-фиксаторы 2 и клиновидные элементы 11 выполнены из поливинилхлорида толщиной и имеют толщину 35 мм.

Пример 4

Комплект выполнен аналогично примеру 1. Листовая деталь-накладка 1 выполнена, как показано на фиг. 3 поз. 4. Детали-накладки 1, детали-фиксаторы 2 и клиновидные элементы 11 выполнены из полистирола и имеют толщину 45 мм.

Пример 5

Комплект выполнен аналогично примеру 1, при этом включает шесть деталей-фиксаторов и двадцать четыре клиновидных элемента 11. Листовая деталь-накладка 1 выполнена, как показано на фиг. 3 поз. 5, и имеет двенадцать Г-образных выступов-шипов 2 Детали-накладки 1, детали-фиксаторы 2 и клиновидные элементы 11 выполнены из полипропилена и имеют толщину 30 мм.

Пример 6

Комплект выполнен аналогично примеру 1, при этом включает десять деталей-фиксаторов и сорок клиновидных элементов 11. Листовая деталь-накладка 1 выполнена, как показано на фиг. 3 поз. 6, и имеет двадцать Г-образных выступов-шипов 2. Детали-накладки 1, детали-фиксаторы 2 и клиновидные элементы 11 выполнены из стекловолокна и имеют толщину 50 мм.

Пример 7

Комплект выполнен аналогично примеру 1. Листовая деталь-накладка 1 выполнена, как показано на фиг. 3 поз. 7. Детали-накладки 1, детали-фиксаторы 2 и клиновидные элементы 11 выполнены из полимербетона и имеют толщину 25 мм.

Пример 8

Комплект выполнен аналогично примеру 1, при этом включает двадцать четыре клиновидных элемента 11. Листовая деталь-накладка 1 выполнена, как показано на фиг. 3 поз. 8, и имеет двенадцать Г-образных выступа-шипа 2. Деталь-фиксатор выполнена, как показано на фиг. 5 поз. 2, и содержит шесть отверстий 6. Детали-накладки 1, детали-фиксаторы 2 и клиновидные элементы 11 выполнены из текстолита и имеют толщину 30 мм.

Пример 9

Комплект выполнен аналогично примеру 1, при этом включает тридцать два клиновидных элемента 11. Листовая деталь-накладка 1 выполнена, как показано на фиг. 3 поз. 9, и имеет шестнадцать Г-образных выступов-шипов 2. Деталь-фиксатор выполнена, как показано на фиг. 5 поз. 3, и содержит восемь отверстий 6. Детали-накладки 1, детали-фиксаторы 2 и клиновидные элементы 11 выполнены из текстолита и имеют толщину 30 мм.

Два комплекта согласно примеру 1 и три комплекта согласно примеру 4 осуществления изобретения могут быть использованы для выполнения всех соединений с целью формирования замкнутой рамы-арки (фиг. 10) согласно архитектурной форме здания. Рама-арка состоит из элемента-основания, двух стеновых элементов и двух стропильных элементов. Два узла соединения выполнены в месте стыка основания и двух стеновых элементов, еще два соединения выполняются в месте стыка стеновых и стропильных элементов и одно соединение выполняется в месте стыка стропильных элементов (конька). Последовательность сборки приведена ниже.

В первую очередь (фиг. 9 поз. 1) собирают комплекты и раскладывают их в местах соединения элементов рамы-арки, при этом детали, входящие в комплект, наживляют друг на друга путем размещения Г-образных выступов-шипов в шестигранных отверстиях деталей-фиксаторов, но не зажимают клиновидными элементами.

Во вторую очередь (фиг. 9 поз. 2, 3) раскладывают доски (элементы рамы-арки). Торцы досок подпиливают под нужным углом, при этом детали накладки выполняют роль шаблона необходимого угла

В третью очередь (фиг. 9 поз. 4, 5) доски размещают между деталями-накладками, проверяют диагональные и габаритные размеры всей рамы-арки, после чего клиновидные элементы размещают в шестигранных отверстиях за Г-образными выступами-шипами. Затем забивают клиновидные элементы, при этом происходит передача движения пластинам-фиксаторам в двухвекторном направлении, что позволяет деталям-фиксаторам двигаться вдоль деталей-накладок, смещая их ближе друг к другу. Таким образом, обеспечивают плотную фиксацию досок.

В четвертую очередь через отверстия в деталях-накладках в досках просверливают отверстия для болтов, а затем в получившееся отверстия устанавливают болты с шайбами. Выступающие по бокам части деталей-фиксаторов в процессе сборки выполняют роль подставок, что позволяет легко наживить зажимную гайку на болт, без необходимости приподнимать всю конструкцию или использовать дополнительные подкладки. После чего детали-накладки стягивают болтами, а пластины-фиксаторы крепят к ребрам досок посредством саморезов. Возможно также выполнение отверстий в досках и стягивание деталей-накладок посредством саморезов, размещаемых в соответствии с метками на деталях-накладках.

В последнюю очередь клиновидные элементы удаляют из шестигранных отверстий, и конструкция рамы-арки считается собранной (фиг. 9 поз. 6).

Все шаги сборки рамы-арки, описанные выше, могут выполняться силами одного человека без применения сложной техники и механизмов. Использование комплектов формирует прочное соединение досок и полностью исключает возможность шарнирного движения рамы-арки. Применение деталей-накладок позволяет в дальнейшем не использовать дополнительные конструктивные связи и опоры внутри рамы-арки, что позволяет в дальнейшем внутри каркаса свободно использовать все внутреннее пространство и прорабатывать любые варианты планировочных решений.

Собранные рамы-арки могут быть использованы для сборки каркасов (фиг. 11) как малых строений типа игровых площадок и конструкций для детей, так и полноценных жилых домов малой этажности (до пяти этажей) Благодаря использованию комплектов нагрузки равномерно распределены по всем элементам каркаса, что дает хороший запас прочности и делает каркасы надежными и долговечными.

Многофункциональность комплекта заключается в возможности соединения между собой двух элементов деревянных конструкций, несущих нагрузку, в частности досок или бруса, как в одной плоскости, так и в разных плоскостях, и под разными углами. Комплекты рассчитаны на соединение бруса и досок размерами в сечении: 50х50 мм, 100х50 мм, 150х50 мм, 200х50 мм, а также LVL-бруса сечением 100х39, 150х39 мм, 200х39 мм и 250х39 мм. При необходимости, комплект может быть изготовлен под другие размеры досок. При этом при работе с досками разных размеров меняются только размеры и форма деталей-накладок. В зависимости от задачи по креплению, которую необходимо решить, варианты деталей-накладок могут быть выполнены в различных вариантах: угловые, К-образные, Е-образные, У-образные, П-образные, Х-образные, прямые и т.п.

Универсальность комплекта заключается в возможности соединения досок, имеющих погрешность в общих габаритных размерах. Применение шестигранных отверстий определенной формы в деталях-фиксаторах позволяет выполнять соединение досок, имеющих отклонение по толщине ±10 мм. Выполнение Г-образных выступов-шипов с наклонной внутренней поверхностью позволяет выполнять соединение досок с погрешностью по высоте профиля доски ±6мм. Таким образом, решается задача по соединению досок, имеющих отклонения по значениям высоты и толщины в сечении.

Кроме того, универсальность комплекта обеспечивается за счет выполнения детали-накладки зеркально симметричной относительно биссектрисы угла соединения элементов деревянных конструкций, что позволяет при повороте детали-накладки другой плоскостью все равно использовать ее в том же соединении. Указанная особенность выполнения деталей-накладок позволяет не допустить ошибки при сборке.

Выполнение деталей-накладок и деталей-фиксаторов из неметаллического материала согласно примерам 1-9 осуществления заявленного изобретения позволяет обеспечить теплоизоляционные свойства деревянных конструкций, собранных с использованием комплекта, по сравнению с выполнением указанных деталей, например, из металла в силу более низкой теплопроводности неметаллического материала.

Выполнение деталей-накладок, деталей-фиксаторов и клиновидных элементов фиксации из неметаллического материала согласно примерам 1-9 осуществления изобретения позволяет сравнительно легко изготовить указанные детали и элементы без необходимости использования специального обрабатывающего инструмента или оборудования по сравнению с аналогичными деталями и элементами, выполненными, например, из металла. Кроме того, изготовление деталей и элементов, входящих в комплект, из одного и того же материала также обеспечивает технологичность его изготовления.

Изобретение относится к области строительства, в частности к комплектам для соединения элементов сборных деревянных конструкций, несущих нагрузку, включая балки, доски, стропила и стойки каркаса. Комплект для соединения элементов сборных деревянных конструкций, несущих нагрузку, включающий две листовые детали-накладки, по меньшей мере, четыре листовые детали-фиксаторы. Каждая деталь-накладка имеет, по меньшей мере, восемь Г-образных выступов-шипов и выполнена зеркально симметричной относительно биссектрисы угла соединения элементов сборных деревянных конструкций. Каждая деталь-фиксатор содержит, по меньшей мере, четыре шестигранных отверстия, расположенных симметрично относительно продольной оси, проходящей через ее центр. Также комплект включает, по меньшей мере, шестнадцать многоплоскостных клиновидных элементов фиксации, выполненных из неметаллического материала с возможностью размещения и удаления из шестигранных отверстий. Г-образные выступы-шипы предназначены для размещения в шестигранных отверстиях на полочках с последующей фиксацией в сужающихся областях посредством клиновидных элементов, а детали-накладки и детали-фиксаторы выполнены из неметаллического материала с возможностью резьбового соединения с элементами сборных деревянных конструкций. Техническим результатом является обеспечение простой и быстрой сборки деревянных конструкций с возможностью соединения под различными углами и в различных плоскостях элементов деревянных конструкций, несущих нагрузку, имеющих погрешности в значениях толщины и высоты, с обеспечением надежной фиксации указанных элементов, прочности и теплоизоляционных свойств деревянных конструкций. 2 з.п. ф-лы, 11 ил., 9 пр.

1. Комплект для соединения элементов сборных деревянных конструкций, несущих нагрузку, включающий две листовые детали-накладки и, по меньшей мере, четыре листовые детали-фиксаторы, отличающийся тем, что каждая деталь-накладка имеет, по меньшей мере, восемь Г-образных выступов-шипов, имеющих наклонную внутреннюю грань и расположенных попарно с противоположных сторон детали-накладки, причем каждая деталь-накладка выполнена зеркально симметричной относительно биссектрисы угла соединения элементов сборных деревянных конструкций, каждая деталь-фиксатор содержит, по меньшей мере, четыре шестигранных отверстия, расположенных симметрично относительно продольной оси, проходящей через ее центр, причем отверстие выполнено таким образом, что образованы две сужающиеся области по направлению к противоположным наименьшим по площади боковым граням, одна из наименьших по площади боковых граней и прилегающая к ней под тупым углом боковая грань выполнены с полочками, при этом комплект дополнительно включает, по меньшей мере, шестнадцать многоплоскостных клиновидных элементов фиксации, выполненных из неметаллического материала с возможностью размещения и удаления из шестигранных отверстий, Г-образные выступы-шипы предназначены для размещения в шестигранных отверстиях на полочках с последующей фиксацией в сужающихся областях посредством клиновидных элементов, а детали-накладки и детали-фиксаторы выполнены из неметаллического материала с возможностью резьбового соединения с элементами сборных деревянных конструкций.

2. Комплект по п. 1, отличающийся тем, что неметаллический материал выбран из группы, включающей фанеру, полимерный материал или композиционный материал.

3. Комплект по п. 1, отличающийся тем, что каждая деталь-накладка имеет отверстия или метки для размещения крепежных элементов, обеспечивающих резьбовое соединение.