Способ соединения элементов Советский патент 1993 года по МПК E04B1/38 B23K1/00 

Изобретение относится к области соединения деталей в узлах строительных конструкций и может быть использовано для. сращивания и крепления канатов и других несущих элементов.

Целью изобретения является уменьше- . ние трудоемкости и повышение надежности соединения элементов.

Указанная цель достигается-тем, что. в узлах строительных конструкций образуют наружные цилиндрические, металлические полости и размещают внутри их соединяемые детали и промежуточные элементы; увеличивающие в процессе образования соединения свой объем.

Причем, в качестве промежуточного элемента используется невзрывчатое разрушающее средство НРС-1, выполненное по ТУ 21-53-22/86.

Соединение деталей предложенным способом осуществляется за счет увеличения объема водного раствора невзрывчатого разрушающего средства (НРС-1) в результате реакции гидратации; При приготовлении рабочей смеси количество воды в ней должно быть 28-30% от массы НРС-1.

Увеличение объема материала, размещенного в герметичной полости между соединя- емыми элементами сопровождается расклини-ванием соединяемых деталей, вследствие чего достигается их прочное герметическое соединение.

Предложенный способ позволяет осуществить соединение в узлах деталей из материалов различного класса, например, алюминия, древесины, пластмасс и др. в различных сочетаниях.

Для осуществления соединения ненужно никакого специального оборудования.

В предложенном способе соединяемые элементы каждого узла находятся внутри наружной цилиндрической металлической герметичной полости, которая заполняется водным раствором НРС-1. Прочность и надежность таких узловых соединений обеспечивается за счет расширения НРС-1 внутри цилиндрических, металлических полостей так как раствор НРС-1 при расширении прочно охватывает соединяемые детали и расклинивает их в цилиндрической полости. Причем выявлены расчетные зависимости для определения предельных усилий,

ел

с

00

о ел

а

V4 00

воспринимаемых узловым соединением по предложенному способу. Таким образом заявляемый способ соответствует критерию изобретения новизна и существенные отличия.

На фиг.1 и 2 показан узел металлодере- вянной фермы и металлическая обойма, укрепляющая его; на фиг.З - узел сращивания металлических канатов.

Узел металлодеревянной фермы состоит из деревянной стойки 1, закрепленной к металлическому поясу 2 при помощи металлической накладки 3, скрепленной с поясом 2 на сварке, а с деревянным элементом 1 при помощи нагелей 4. Указанный узел охватывает цилиндрическая металлическая обойма 5, внутри которой размещаются все элементы узла соединения. Металлическая цилиндрическая обойма 5 выполнена из двух симметричных половинок (фиг.2), которые соединяются на сварке так, чтобы все элементы узла находились внутри цилиндрической обоймы 5. С торцов к обойме 5 закреплены равнопрочные заглушки с от- верстиями для соединяемых элементов 1 или 2, которые плотно прилегают к заглушкам. В заглушке 6, расположенной в верхней части обоймы 5,сделано отверстие с резьбой, в которое .вкручен болт 7. Перед.. закручиванием болта 7 через это отверстие подается водный раствор НРС-1-8 в полость цилиндрической обоймы 5 до полного ее заполнения. Для того, чтобы не происходило вытекание раствора НРС-1 с торцов цилиндрической обоймы 5 их выполняют -герметичными. Места сопряжения заглушек 6 со строительными элементами 1,2 промазывают разогретой битумной мастикой ил-и эпоксид- ной смолой, что придает герметичность узлам сопрягаемых элементов. В результате реакции гидратации НРС-1 с водой происходит расширение НРС-1. За счет этого явления расклиниваются и обжимаются соединяемые детали 1 и 2 внутри цилиндрической полости 5. Прочность металлической цилиндрической полости подобрана таким образом, что ее стенки и торцы с запасом выдерживают давление от расширения НРС-1. Аналогичным образом сращиваются металлические канаты фиг.З или другие элементы.

Величина усилия Nyi, которое воспринимает каждый элемент узла соединения по предложенному способу, ориентировочно определяется по формуле

Nyi ОЬ ni Ктр SNi , где сть - напряжение, возникающее в Н PC- 1, которое .находится в металлической обойме узлового соединения. кН/м2;

ni - суммарная поверхность одного проверяемого соединяемого элемента, подверженная сжатию от расширения НРС-1 в обойме, м2;

КТр - коэффициент трения соединяемых элементов от НРС-1 (для металлической поверхности по данным эксперимента КТр 0,93);

NI - предельная величина усилия, которое выдерживает материал отдельного элемента в узловом соединении, кН.

Предлагаемый способ соединения в узлах был экспериментально проверен. При этом установлено, что предложенная расчетная зависимость подтверждается экспериментально (таблица).

Экспериментально установлено, что можно создать такие узлы соединения элементов, прочность которых будет намного

выше, чем несущая способность, отдельных соединяемых элементов (см,таблицу),

Использование предлагаемого способа соединения элементов в узлах.строительных конструкций обеспечивает по сравне нию с существующими следующие преимущества: появляется возможность равноправно соединять в единый узел элементы, выполненные из материалов разного класса; предложена расчетная

зависимость, позволяющая определять усилия, которые выдерживают элементы в узловом соединении и сравнить эти усилия с предельными; прочность узлового соединения подбирается таким образом, чтобы:

она была гораздо больше, чем прочность отдельных соединяемых элементов. Форму л а и з о б р.е те ни я

1. Способ соединения элементов, включающий образование полости, заполнение

ее расширяющимся при растворении водой материалом, отличающийся тем, что. с целью уменьшения трудоемкости и повышения надежности способа, полость образуют на наружных поверхностях

соединяемых элементов путем установки, вокруг концов соединяемых элементов герметичной оболочки.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что усилие Nyi, воспринимаемое соединением, определяют по формуле

Nyi Ob т КТр ГТ|., где Сто - напряжение, возникающее в мате- риале, заполняющем полость оболочки, кН/м2; .

ni - суммарная поверхность элементов соединения, подверженная сжатию от расширения материала, м2;

КТр - коэффициент трения ррединяемых элементов о материал заполнения;

NI - предельная величина усилия в элементе соединения.

N

Использование: в соединениях деталей в узлах строительных конструкций и может быть использовано для сращивания и крепления канатов и других несущих элементов. Сущность изобретения: способ соединения элементов включает образование полости, заполнение ее расширяющимся при растворении водой материалом. Полость образуют на наружных поверхностях соединяемых элементов путем установки вокруг концов соединяемых .элементов герметичной оболочки. 1 з.п;ф-лы. 3 ил.. 1 табл.

Фиг. 2