"Бесшовное узловое соединение стержней пространственного каркаса "Кубооктаэдр Салахова" Советский патент 1993 года по МПК E04B1/58 

Изобретение относится к строительству пространственных каркасных сооружений и может быть использовано при создании различных по конструкциям и формам каркасов.

Известно полое составное узловое соединение трубчатых стержней с вкладышами с нарезными осевыми отверстиями под крепежные болты, включающее фиксирующее пластинчатое основание, на котором стяжным болтом с распорными втулками с обеих сторон Kf епятся скрещивающиеся скобы с отверстие ми для пропуска коепежных болтов. Меж/ у скобами образуются проемы для доступа к головкам этих болтов.

Недо татком указанного соединения является Польшое количество разнотипных деталей, с зставляющих его, и соответственно трудоемкость их изготовления и монтажа. Кромо того, такой узел связи имеет относител.но низкий порядок симметрии

реализуемой схемы пространственной связи стержней.% ,„.;

Известно также узловое соединение, имеющее однотипные фасонки, соединенные сваркой.

Наиболее близко к предложенному узловое соединение стержней пространственного каркаса, состоящее из однотипных трехгранных пластинчатых фасонок в виде реберных скоб. С помощью сварных швов фасонки примыкают торцами друг к другу с образованием пустотелого робокубооктаэд- ра с треугольными проемами между ними. Отверстия в серединах граней фасонок служат для пропуска изнутри узла крепежных болтов, ввинчиваемых в торцовые вкладыши стержней.

Однако такое соединение характеризуется повышенной трудоемкостью (технологичностью) его монтажа, связанной со сварными работами.Кроме того, возможноVI

О

со о

fO

о

сти формообразования пространственных конструкций на основе этого узла ограничены тем, что соединительные отверстия располагаются на осях симметрии лишь второго.и четвертого порядков.

Цель изобретения - упрощение сборки и разборки и расширение функциональных возможностей,

На фиг.1 изображен узловой элемент в форме кубооктаэдра, общий вид; на фиг.2,3 изображена фасонка с наружными ребрами жесткости, составляющая узловой элемент, общий вид с внутренней и внешней сторон; на фиг.4 - плоская развертка фасонки с наружными ребрами жесткости с внешней стороны; на фиг,5 - вид сбоку фиг.4;.на фиг,6 - узловое соединение стержней пространственного каркаса с местным разрезом, вид спереди: на фиг. 7,8 - фасонка с угловыми срезами, общий вид с внутренней и внеш- ней сторон; на фиг,9, 10 - узловое соединение фасонок втулкой в аксонометрии и плане; на фиг.11, 12 - внутренний и внешний общий вид фзср нки с внутренними ребрами жесткости.

Узловой элемент 1 (фиг.1), имеющий форму кубооктаздра, состоит из восьми однотипных фасонок 2 (фиг.2). Фасон ки 2 .имеют четыре грани; равностороннюю треугольную 3 с центральным отверстием 4 для пропуска осевого крепежного болта и примыкающие к ней три прямоугольные треугольные грани 5 с проемами б. Причем грани 5 отогнуты на 144°44 8,2 в одну сторону по отношению к равносторонней средней грани 3, Фасонки 2 снабжены по периметру ребрами жесткости 7, перпендикулярными плоскостями, граней 5, Выступающие углы граней 5 имеют вогнутый срез 8 с выступом 9 на этом участке ребра жесткости. 7 фасонок 2. Торцы - стороны граней 5 - примыкающие к срезу 8, взаимно перпендикулярны.

Если продолжить стороны плоской развертки. 10 фасонки 2 (фиг.З) до взаимного пересечения в точках 11, получится шести- угольник с чередующимися по периметру тупыми углами.12 величиной в 1.50° и прямыми 13. Отрезки, соединяющие вершины тупых углов 12, образуют равносторонний треугольник,

Весь узел соединения (фиг.6) включает

фасонки 2, необходимые для их крепления друге другом втулки 14, торцовые вкладыши 15 стержней 16 каркаса, крепежные болты 17 и шайбы 18.

Фасонки 2 узлового элемента 1 собира- Мотся плотной упаковкой торцами друг к другу без проемов между ними, за исключением : отверстий 19 в центрах квадратных граней

образуемого кубооктаэдра. Выступы 9 смежных в упаковке узлового элемента фасонок 2 образуют вокруг круглых отверстий 19 трубчатые выступы 20, внешний диаметр

.которых соответствуют внутреннему диаметру крепежных втулок 14. Длина втулки 14 не больше высоты выступа 20. Этого достаточно, чтобы, надетые на каждый образующийся при сборке выступ 20, втулки 14

0 держали прочно упаковку узлового элемента 1. При присоединении стержней каркаса к последнему с помощью пропущенных изнутри наружу, через отверстия 19 крепежных болтов 17, ввинчиваемых в нарезные

5 осевые отверстия вкладыша 15 стержне 16, производится фиксация такой упаковки.

Усилия в такой конструкции передаются: растяжения - осевыми болтами 17 посредством шайб 18 на внутренние стенки

0 узловопгэлемента 1, сжатия - контактными торцами вкладышей 15 стержней 16, стягивающих втулок 14 на внешние стенки узлового элемента 1.

Осевые отверстия 19, закрепляемые

5 втулками 14 при сборке узлового элемента 1, располагаются на его осях симметрии четвертого порядка, их в многогранной фигуре узлового элемента шесть. Кроме того, восемь отверстий 4 в центрах фасонок 2 рас0 полагаются на осях симметрии третьего порядка. Через них тоже пропускаются болты изнутри наружу и ввинчиваются во вкладыши приставляемых стержней.

Манипуляции болтами производятся

5 специальными ключами с карданными шарнирами. Они также как и болты пропускаются в проемы 6 квадратных граней узла, являющиеся проемами составляющих фасонок 2, . .

0 Конструкция крепежных деталей узлового соединения может быть и иной. Втулку 14 можно упразднить, если вкладыш 15 с нарезным отверстием под крепежный болт 17 утопить в трубчатом стержне 21 на рас5 стояние, соответствующее высоте выступа 20. Здесь обязательно соответствие внешнего диаметра выступа 20 внутреннему диаметру стержня 21,

Другой вариант крепления включает фа0 сонки 22 (фиг.7,8), отличающиеся от фасонок 2 (фиг.2), тем, что на его выступающих углах 13 имеются срезы 23, у которых обрываются ребра жесткости 7. Под такие фасонки 23 делаются специальные втулки 24 с четырьмя

5 прорезями 25 .При сборке узлового элемента 1 прорези 25 втулок 24 плотно садятся на пару ребер жесткости 7 смежных в упаковке фасонок 22. Таким образом, после подкрепления стержней к отверстиям 19 происходит полная фиксация упаковки элемента 1.

В этом узловом соединении, очевидно, ребра жесткости 7 необходимы как детали крепления. В описанном выше варианте ре- бр4 7 фэсонок 2 могут отсутствовать при обязательном наличии выступов 9.

Ребра жесткости 7 в фасонках 2 посту- па(фт наружу, а могут и внутрь в фасонках 26 (фиК11,12). В этих фасонках 26 и выступы 9 могут выдаваться внутрь. Тогда крепежные втулки 14 при сборке будут располагаться внутри узлового элемента 1.

целесообразность применения узлового соединения обусловлена расширением возможностей формообразования за счет углов и расстановок стержневых звеньев в образуемых им пространственных структурах, невозможных при использовании изве- х узловых соединений с высокими

стнь

порядками симметрии. Кроме того - возможностью формирования периферийных частей конструкций, используя неполные узловые соединения на основе частичной

сборки фасонок узловых элементов: отсутствием сварочных работ при сборке узловых элементов.

Однотипность фасонок позволяет легко наладить штамповку или литье одной детали, при этом возможно применение различных металлов и .сплавов, а в игровых конструкторах - пластмасс.

Узлозое соединение универсально и может найтм применение в различных по конструкции и формам каркасах, позволяет за счет повышения заводской готовности деталей, исключения сварочных работ упростить и снизить трудоемкость монтажа.

Использование: в пространственных каркасных сооружениях. Сущность изобретения: узловое соединение стержней включает спорный полый многогранник с проемами для пропуска крепежных болтов, имеющий соединенные между собой про- странственйые фасонки с отверстиями в плоских гранях, соосные с осями симметрии многогранника, торцовые вкладыши стержней с осевым нарезными отверстиями для крепежных болтов. Многогранник выполнен в виде кубооктаэдра, а каждая пространственная фасонка представляет собой равносторонний треугольник с центральным отверстием, примыкающим к нему гипотенузами отогнутыми под углом 144°44 8,2 прямоугольными треугольниками с проемами в них, при этом фасонки соединены между собой втулками в углах, взаимодействующими с выполненными в последних выступами или выемками. 3 з.п.ф-лы, 12 ил.

щее

Эормула изобретения . Бесшовное узловое соединение стер- пространственного каркаса, включэю- сборный полый многогранник с

проемами для пропуска крепежных болтов, имеющий соединенные между собой пространственные фасонки с отверстиями в плоских гранях,соосными с осями симметрии многогранника, торцевые вкладыши стержней с осевыми нарезными отверстиями дли ввинчивания крепежных болтов, о т- лича ющееся тем, что, с целью упрощения сворки и разборки и расширения функциональных возможностей, многогранник выполнен в виде кубооктаэдра. а каждая

нственная фасонка - в виде равноего треугольника с центральным отем, примыкающими к нему

нузами и отогнутыми под углом

144°44 8,2 прямоугольными треугольниками с проемами в них,фасонки соединены между собой втулками в углах, взаимодействующими с выполненными в последних выступами или выемками.

Фиг.. 4

фиг.З

Фие.б

Фие.З

Фие. 1О