Узловое соединение горизонтальных и наклонных стержневых элементов пространственной конструкции Советский патент 1992 года по МПК E04B1/58 

1

(21)4748384/33 (22)13.10.89 (46)07,10.92. Бюл. №37

(71)Научно-производственное объединение Оптика и Территориальное межотраслевое производственно-техническое управление при Зеленоградском горисполкоме

(72)М.С.Дронов и Н.В.Михайлов

(56)Трофимов В.И. и др. Структурные конструкции. М.: СИ., 1972, с.19-20.

Лубо Л.Н. и др. Плиты регулярной пространственной структуры. Л.: СИ, 1976, с.27.

Авторское свидетельство СССР №618511,кл. Е04В 1/58, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 885480, кл. Е 04 В 1/58, 1980.

(54) УЗЛОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ И НАКЛОННЫХ СТЕРЖНЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ - - (57)Использование: в стержневых пространственных системах несущих конструкций в области машиностроения, энергетики, космической техники и т.п. с применением

для изготовления элементов систем как сплавов металлов, так и армированного бетона. Сущность изобретения: узловое соединение горизонтальных и наклонных стержневых элементов, горизонтальные из которых имеют фасонные наконечники, включает сердечник с центральным отверстием, в котором размещены СТЯЖРОЙ болт с распорными коническими втулками и фасонные наконечники, имеющие на поверхностях, обращенных к распорным втулкам, фаски. Сердечник выполнен составным из парных, соосно расположенных относительно оси соединения накладок, в боковых стенках которых у обращенных друг к другу торцов выполнены вырезы по контуру, образующие в поперечном сечении Т-образные пазы для крепления наконечников горизонтальных стержневых элементов, наклонные стержневые элементы имеют фасонные наконечники, размещенные в центральном от верстии сердечника, причем в последнем и на обращенных к нему наконечниках наклонных стержневых элементов образованы фаски. 2 ил.

сл

С

:vi О

vi

Изобретение относится преимущественно к области промышленного и граждан- ского строительства, но может быть использовано и в стержневых пространственных системах несущих конструкций в об- ласти машиностроения, энергетики, космической техники и т.п. с применением для изготовления элементов систем как сплавов металлов, так и армированного бетона.

Известны узловые соединения пространственного стержневого каркаса, используемого в пространственных стержневых конструкциях зданий и сооружений, например, собираемых из пирамид рядового и шахматного расположения. Узловое соединение системы Спейс Дек включаэт в себя узловой элемент с четырьмя реззбовыми гнездами, в которые ввинчиваются концы трубчатых поясных стержней, а остальные стержни и раскосы соединены с узловым элементом жестко 1.

Недостатки данного решения заключаются в сложности конструкции сопряжении

:

вершины пирамиды с поясными стержнями при ограниченной несущей способности соединения, а также в перерасходе материала в связи с необходимостью компенсации ослабления сечений в нарезанных частях стержней.

Известно также узловое соединение системы Юнибат, которое используют в решетчатых пространственных конструкциях, собираемых из пирамид, для обеспечения совместной работы пирамид с поясными стержнямиЛЗ вершине пирамиды расположен узловой эле мёнт в форме пятистенной коробки с отверстием в торце. К боковым сторонам элемента примыкают фигурно об- резанные концы раскосов, Поясные стержни выполняют либо неразрезанными из швеллеров, либо из труб, состыкованных в узле на листовых фасонках. Поясные швеллеры одного направления расположены полками вверх, охватывающими узловой элемент с обеих сторон, а пояса другого направления полками вниз. Стержни стенками и узловой элемент торцом плотно касаются друг друга и соединены болтом. В случае трубчатых сечений фасонки стержней разных направлений располагаются одна на другой в разных уровнях 2.

Недостатками данного решения являются:

нарушение центрации стержней в узле, что приводит к появлению дополнительных изгибающих моментов;

значительный расход металла на узловой элемент, обусловленный большой рас- четной толщиной стенок элемента, которые работают на изгиб как пластины, опертые по трем сторонам, от нагрузки передаваемой концами раскосов;

сложность фигурной резки концов труб- чатых раскосов с необходимой высокой точ- ностью, что не может не отразиться на трудоемкости изготовления соединения.

Известно также узловое соединение стержней пространственного каркаса, объ- единяющее в одном узле поясные (горизонтальные) стержни и наклонные стержни (раскосы), а также включающее сердечник, состоящий из двух телескопически соединенных накладок стаканного типа, стянутых центральным болтом. Наконечники горизонтально расположенных стержней с головками Т-образной формы размещены в полости сердечника и защемлены в прорезях, образованных в стенках накладок, а наклонные стержни (раскосы) соединены с одной из накладок с помощью проушин 3.

Недостатками данного технического решения узлового соединения являются сложность конструкции узлового соединения;

нетехнологичность конструкции узлового соединения;

трудоемкость изготовления;

большая металлоемкость;

сложность монтажа элементов пространственного каркаса, особенно наклонных стержней (раскосов).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности решения является узловое соединение стержней пространственного каркаса, имеющее горизонтальные элементы с фасонными наконечниками включающее сердечник с центральным отверстием, в котором размещены стяжной болте распорными коническими втулками и фасонные наконечники элементов. Фасонные наконечники выполнены со скошенными торцами и в сборе охватываются снаружи фиксаторами, выполненными в виде колец 4.

Основными недостатками известного узлового соединения являются:

непригодность для использования в пространственных стержневых системах, в узлах которых решается задача соединения горизонтальных и наклонных стержней;

сложность конструкции и, как следствие, сложность монтажа элементов пространственного каркаса.

Целью изобретения является упрощение монтажа пространственного каркаса, снижение его трудоемкости при одновременном расширении функциональных возможностей самого узлового соединения за счет создания условий монтажа горизонтальных и наклонных элементов пространственной системы.

Поставленная цель достигается тем, что в известном узловом соединении стержневой пространственной конструкции со стержневыми элементами, имеющими фасонные наконечники, включающем сердечник с центральным отверстием, в котором размещены стяжной болте распорными коническими втулками и фасонные наконечники стержневых элементов, имеющие на поверхностях, обращенных в сборе к распорным коническим втулкам, фаски, сердечник выполнен составным из парных, соосно расположенных относительно оси соединения накладок, в которых в боковых стенках с наружной стороны выполнены вырезы по контуру, образующие Т-образные пазы в поперечном сечении для крепления наконечников горизонтальных стержней, причем в центральном отверстии сердечника и на обращенных к нему в сборе поверхностях наконечников наклонных стержней также выполнены фаски.

На фиг.1 представлено соединение; на фиг.2 изображены составляющие сердечник накладки,

Узловое соединение стержневой пространственной конструкции состоит из сер- денника, состоящего из двух соосно расположенных квадратных накладок 1 с фигурными вырезами в боковых стенках с наружной стороны, выполненными в виде пазов 2, образующих при соединении на- кладок 1 Т-образный соединительный паз 3 по их контуру, и с центральным отверстием 4 с фасками 5 с наружных сторон в сборе, в котором защемлены наконечники 6 наклонных элементов (раскосов) 7 с помощью цен- трального стяжного болта 8 с гайкой 9 через конические распорные втулки 10. Наконечники 6 каждого наклонного элемента 7 снаб- жены двумя парами фасок 11 и 12, контактирующими в сборе соответственно с фасками 5 квадратных накладок 1 и коническими поверхностями распорных втулок 10. Наконечники Т-образной формы горизонтальных элементов (не показаны) защемлены в Т-образном соединительном пазу 3, образованном пазами 2 при соединении накладок 1.

Узловое соединение работает следующим образом.

Сборку пространственных конструкций из горизонтальных и наклонных элементов, выполненных из сплавов металлов или из армированного, например, тонкомолотого бетона и изготовленных на заводе, осуществляют на строительной площадке (в случае производства гражданского или промышленного строительства) или на сборочной площадке (в случае создания несущих машиностроительных конструкций) последовательно от узла к узлу. При сборке соединяемые элементы вставляют своими фасонными наконечниками (наклонные элементы 7 с наконечниками 6) внутрь центральных отверстий 4 квадратных накладок 1 и, размещая стяжной болт 8 с распорными коническими втулками 10 и гайкой 9 внутри фасонных наконечников 6, осуществляют стяжку наклонных элементов 7 пространственного каркаса и одновременно стяжку квадратных накладок 1, защемляя в Т-об- разном соединительном пазу 3, который образуется из пазов 2 при соединении накладок 1, наконечники горизонтальных

элементов (не показаны). При сборке наконечники 6 наклонных элементов 7 пространственного каркаса благодаря фаскам, выполненным в центральном отверстии 4 накладок 1, имеющим в поперечном сечении форму дуги окружности и контактирующим в сборке с фасками наконечников 6 наклонных элементов 7 пространственного каркаса, осуществляется угловой разворот и ориентация элементов пространственного каркаса, чем облегчается сборка пространственной стержневой конструкции. Каждый узел после сборки омоноличивают цемент- но-коллоидным клеем, после омоноличива- ния узлов соединения и проливки швов пространственно-стержневая система становится жесткой, а плита перекрытия водонепроницаемой.

По сравнению с известными техническими решениями изобретение позволяет упростить монтаж пространственной конструкции, снизить его трудоемкость, а также обладает большей технологичностью и более низкой себестоимостью.

Формула изобретения Узловое соединение горизонтальных и наклонных стержневых элементов пространственной конструкции, горизонтальные из которых имеют фасонные наконечники, включающее сердечник с центральным отверстием, в котором размещены стяжной болт с распорными коническими втулками и фасонные наконечники горизонтальных стержневых элементов, имеющие на поверхностях, обращенных к распорным коническим втулкам, фаски, отличающееся тем, что, с целью упрощения монтажа и снижения ее трудоемкости при одновременном расширении его функциональных возможностей, сердечник выполнен составным из парных, соосно расположенных относительно оси соединения накладок, в боковых стенках которых у обращенных друг к другу торцов выполнены вырезы по контуру, образующие в поперечном сечении Т-образные пазы для крепления наконечников горизонтальных стержневых элементов, наклонные стержневые элементы имеют фасонные наконечники, размещенные в центральном отверстии сердечника, причем в последнем и на обращенных к нему поверхностях наконечников наклонных стержневых элементов образованы фаски.

Ol

01

ел о

ел

&г., 2