В основном патенте № 10119 изложено содержание изобретения, касающегося соединения сходящихся под прямыми углами двутавровых балок без помощи болтов или заклепок, имеющее целью улучшение сопряжений двутавровых балок, применяемых в тяхчелых металлических конструкциях, например, для крепления рудничных штреков, в тоннелях подземных дорог и т. п. В предлагаемом изобретении содержится видоизменение устройства, охарактеризованного в патенте № 10119, в применении к стыкам балок, образующих вертикальную стойку, отличающееся тем, что для соединения верхнего звена стойки с нижним служит седло, надетое своим вырезом на лежащую на подушке продольную балку, а сверху имеющее паз для соответственно срезанной стенки верхнего звена. Введено также применение башмаков для закрепления поперечных балок на продольных и другие видоизменения связи концов поперечных балок-путем введения скреп с вырезами снизу для стенок балок, полки которых соответственно прорезаны, а также видоизменение устройства подушки для
поддержания продольной балки путем применения опорной колодки.
На чертеже фиг. 1 представляет вид соединения спереди, в котором прилегающие друг к другу части колонны и балки соединены в замок; фиг. 2-то же, вид сбоку; фиг. 3-разрез по линии 3-3 фиг. 1; фиг. 4-со единение балки большего сечения с балкой меньшего сечения, с применением опоры видоизмененной формы; фиг. 5 - то же в плане; фиг. б - детальный перспективный вид опоры, показанной на фиг. 4 и 5; фиг. 7, 8, 9 и 10 - детальные перспективные виды нижнего и верхнего концов колонны и балки; фиг. 11-детальный перспективный вид опоры, показанной на фиг. 1 и 2; фиг, 12-детальный перспективный вид подушки, применяемой к замковым соединениям; фиг. 13-разрез замкового соединения другой формы; фиг. 14-горизонтальный разрез по линии 14-14 фиг. 13; фиг. 15-детальный перспективный вид скобы, применяемой в соединении, показанном на фиг. 13 и 14; фиг. 16-вид сбоку соединения для тяжелых рам, какие применяются в тоннелях подземных дорог и рудников; фиг. 16а-
вертикальный разрез по линии 16а-1бд фиг. 16; фиг. 17 и 18--детальный перспективный вид концов балки и колонны, подготовленных для соединения в замок, показанный в верхней части фиг. 16; фиг. 19 - схематический вид мостовой конструкции, в которой применено замковое соединение; фиг. 20 и 21 - детальный перспективный вид показывающий способ соединения балок различного сечения с верхними полками в один уровень; фиг. 22 - вид частей диагональной связи и звена колонны, применяемых в мостовых конструкциях; фиг. 23 - детальный перспективный вид снабженного прорезом конца одной из диагональных связей.
На фиг. 1-12 включительно цифра 25 обозначает верхнее звено соединяемых станков, 26-нижнее звено, 27-поперечные балки. Обе полки стояков и балок снабжены с обеих сторон поясными уголками. Ребро 28 нижнего звена стояка или колонны срезано ниже верхнего конца полок 29, и верхняя кромка ребра образует поперечную опору 30 (фиг. 7). Верхний конец каждой полки 29 снабжен расположенным по осевой линии прорезом 31, приходящимся в одной плоскости с ребром 28, при чем каждый прорез заканчивается на небольшой высоте над поперечным ребром 30. Оба дна прорезов 31 образуют поперечные опоры 32, лежащие на линии параллельной поперечной опоры 30 верхней кромки ребра 28. На поперечную опору 30 опирается подушка 33 (фиг. 12), пригнанная к промежутку между полками 29. На нижней стороне подушки имеется вертикальный выступ 34 с выемкой 35, соответствующей выемке 36 на ребре 28. Соединение выступа 34 с ребром 28 при помощи вырезов удерживает подушку от продольного смещения на поперечной опоре 30. Когда подушка монтирована, ее верхняя сторона приходится на одном уровне с поперечными опорами 32 в концах полок колонны.
Между верхними концами полок 29 нижнего звена колонны монтированы нонцы балок 27 (фиг. 10), прилегающие круг к другу своими торцами. Эти прилегающие друг к другу концы покоятся на подушке 33 (фиг. 12 и 3), и их полки
имеют вырезы 37 (фиг. 10), благодаря которым ребра 38 можно вставлять в прорезы 31 в полках нижнего звена колонны, при чем нижние края этих ребер опираются на плоскости 32. Таким образом, груз балок распределяется на опоры 30 и 32 нижнего звена колонны. Так как ребра собранных балок и нижнего звена колонны лежат в одной и той же плоскости, то непосредственное прилегание ребер двух соседних звеньев кромка к кромке могло бы вызвать возникновение срезывающего усилия. Во избежание этого, между кромками помещается подушка 33. Хотя на чертеже в колонне монтированы две балки, прилегающие концами одна к другой, очевидно, однако, что для удовлетворения известных условий работы эти две балки могут быть заменены одной, с двойным количеством вырезов 37.
Для монтировки верхнего звена 25 колонны (фиг. 8) в замке на нижнем звене 26 служит подушка 39 (фиг. 11). В нижней части этой подушки имеется Т-образный вырез 40, соответствующий верхним полкам и верхней части ребер концов балок 27. Подушка помещается между полками 29 в верхнем конце нижнего звена колонны и пригнана к ним. В верхней части подушки имеется вертикальный вырез 41. Когда подушка, балки и нижнее звено колонны собраны, ребро 28 нижнего звена колонны и вертикальный вырез 41 подушки приходятся в одной вертикальной плоскости. Верхнее звено 25 колонны так устанавливается на нижнем звене 26, что нижние концы полок 42 (фиг. 8) верхнего звена прилегают к верхним концам полок 29 нижнего звена, а нижний конец ребра 43 верхнего звена поддерживается в вертикальном вырезе 41 подушки. Нижняя кромка ребра 43 верхнего звена колонны несколько срезана (44 на фиг. 8) между полками 42, чтобы оставить место для стенки подушки между верхним концом выреза 40 и дном выреза 41. Оставлениэ этого пространства является необходимым, так как верхний конец выреза 40 лежит в той же горизонтальной плоскости, что и прилегающие друг к другу концы полок обоих звеньев колонны, а дно выреза 41 приходится несколько выше этой плоскости.
При сборке отдельных частей для соединения звеньев колонны и балок, сперва насаживают подушку 33 на верхний конец ребра 28 нижнего звена колонны, предварительно закрепленного в вертикальном положении. Подушка 33, прочно насаженная на поперечную опору 30 на верхнем кромке ребра 28 нижнего звена колонны, будучи пригнана к промежутку между полками 28 этого звена, надежно удерживается в своем положении. Затем балки 27 частично вставляются ребрами 38 в прорезы 31, так что их торцы прилегают один к другому.
После частичной монтировки балок, седло 39, предварительно монтированное на одной из балок, подается в положение над стыком концов балок между полками 29 нижнего звена колонны. После этого балки и седло окончательно монтируются в верхнем конце нижнего звена колонны так, что концы балок покоятся на подушке 33, а нижние кромки их ребер-на поперечных опорах 32 в нижнем конце прорезов 31 в полках нижнего звена колонны. Затем на нижнее звено колонны вертикально ставят верхнее звено 25 так, чтобы нижний конец его ребра 43 поддерживался в вертикальном вырезе 41 седла 39, при чем последний тянется вверх между полками 42 верхнего звена колонны.
Собранные таким образом части прочно связаны между собой и удержива.ются от смеш,ения; в частности, нижний конец верхнего звена колонны прочно закреплен и образует жесткое продолжение нижнего звена. Седло 39 также прочно удерживается в своем вертикальном положении относительно колонны и подушки 35, монтированной в верхнем конце нижнего звена колонны. Это достигается при помощи балок 27, проходящих через монтированное между полками нижнего звена седло 39, благодаря чему получается взаимное соединение всех этих частей, предупреждающее боковое или поперечное смещение седла относительно колонны.
Так как верхние полки балок удерживаются в той же плоскости, что и ребро нижнего звена колонны, и так как подушка монтирована на концах балок между полками нижнего звена колонны, то подушка прочно удерживается от бокового или поперечного смещения относительно колонны. Вследствие этого седло и подушка удерживаются в колонне в перпендикулярном друг к другу положен 1и, так что нагрузка, претерпеваемая седлом, частично; передается через помещающиеся между ним и подущкой концы балок на подушку и на ребро нижнего звена колонны.
На фиг. 4, 5 и б показано седло видоизмененной формы, предназначающееся для поддерживания меньшей балки на большей. Седло 45 этой формы снабжено в своей нижней части тавровым вырезом 46, соответствующим верхней полке и части ребра большей балки 47. Верхняя часть седла имеет плоскую поверхность 48 с четырьмя выступами 49, расположенными попарно по обе стороны от средней линии. На этом седле монтируются прилегающие друг к другу торцами концы меньших балок 50 (фиг. 4). Полки этих концов имеют вырезы, так что балки могут покоиться на поверхности 31 седла, сцепляясь с выступайи 49 (фиг. 5). Это дает прочное соединение больших балок с меньшими.
На фиг. 13, 14 и 15 показан другой способ соединения балок с колоннами, предназначающийся для обыкновенных строительных конструкций. Здесь колонна состоит из верхнего звена 51 и нижнего 52, в общем той же конструкции, что звенья колонны, описанной выше. Вместо подушки, применяемой для соединения через полки верхнего конца нижнего звена колонны проходит балка 53. На этой балке монтировано седло 54, а на последнем-концы балок 55. Одна из полок верхнего звена 51 колонны охвачена скрепой 56, соединяющейся с верхними полками балок 55 при помощи выемок, имеющихся для этой цели в скобе и балке.
На фиг. 16, 16а, 17 и 18 показан способ осуществления соединения в тяжелой раме, предназначенной для массивных конструкций, рассчитанных на особенно высокие нагрузки, как например, рамы для крепления кровли в рудниках, рамы для тоннелей подземных дорог и т. п. В этом случае звенья 57 и 58 колонны и балки 59 и 60 сделаны из двутаврового н елеза тяжелого профиля, а седлу 61
и подушке 62 придается массивная конструкция. Верхнее и нижнее звено колонны и балка 60 вместе с седлом 61 соединяются, как в описанных выше формах осуществления настоящего изобретения.
Соединение верхней балки 59 с верхним концом верхнего звена колонны специально рассчитано на сопротивление чрезвычайно высоким нагрузкам, какие могут, например, иметь место в рудничных штреках.
Как показано на фиг. 18, внутренняя полка 62 (фиг. 18) и вертикальная стенка верхнего звена колонны срезаны для получения горизонтальной опоры 63 с вертикальным выступом 64. Наружная полка 65 верхнего звена вырезана для получения поперечной опоры 66 и составляющей с ней одно целое продольной опоры 67, при чем стенка у внутреннего конца 67 прореза приходится на одном уровне с опорой 63. Конец балки 59 (фиг. 16) покоится на поперечной опоре 63 звена колонны, при чем стенка балки лежит в той же плоскости, что и стенка звена колонны. Полки балки имеют вырезы 68 (фиг. 17) для полки 65 звена колонны, а ребро балки имеет вырез 69 для выступа 64. В собранном состоянии, звено колонны и балка прочно удерживаются в соединении, которое расчитано на чрезвычайно высокую нагрузку балки, а последняя удерживается также от продольного смещения.
На фиг. 19 - 22 включительно показано соединение для мостовых конструкций. На этих фигурах 70-колонна, а 71-балки, являются мостовыми балками. Колонна установлена на соответственном основании 72,а верхнее и нижнее звенья колонны соединены седлом 73, при чем концы стыкающихся балок расположены между нижним концом верхнего звена колонны и верхним концом нижнего. Мостовая балка на береговой стороне стойки покоится на опоре 74. Балки 71 на стороне, обращенной к воде, удерживаются торцом к торцу при помощи седла 75, охватывающего стыкающиеся концы балок. В верхней части каждого из седел 75 имеется по продольному вырезу, тянущемуся в направлении струны, а в седле 76 на береговой стороне мостовой балки имеется сходный вырез. Через каждый продольный вырез каждого из седел 75 и 76 проходят неподвижные стержни 77, расположенные на некотором расстоянии друг от друга, и на каждом стержне насажено по втулке, которая должна служить в качестве роликового подшипника. От берега до берега тянется канат 78, концы которого закреплены в опорах 74 и 79 (на чертеже показана только одна опора). Канат перекинут через блок 80, монтированньш в вершине колонны, и соединен на промежутках с мостовыми балками седлами 75 и 76. Канат проходит через продольные вырезы всех седел, между насаженными на стержни 77 втулками, над последними и под ними. На известных промежутках канат соединен с мостовыми балками подвесками 81. Будучи связан с мостовыми балками, канат несет часть их нагрузки. Вследствие многочисленных изгибов каната, проходящего между стержнями 77 и огибающего их снизу и сверху, перемещение нагрузки на мосту не может вызвать внезапного перемещения мостовых балок относительно каната, так как, вследствие трения между канатом и стержнями, напряжение будет передаваться на канат постепенно.
Верхняя часть колонны связана с мостовыми балками диагональными связями 82, идущими от передней и от задней стороны колонны. Ребро каждой связи по концам срезано (см. 83 на фиг. 22 и 23), а полки снабжены вырезами 84 для соединения с полками колонны 70, снабженными вырезами 85. Связи, расположенные как показано на фиг. 19, удерживают верхнюю часть колонны в устойчивом положении против усилия каната. В собранном состоянии ребра связей, колонны и мостовых балок лежат в одной плоскости, и сопряженные части выгодно расположены для сопротивления давлению, передаваемому одной частью на другую.
Каждая пара колонн моста связана поперечными балками 86, концы которых монтированы в звеньях колонн. Концы этих балок имеют вырезы, а в ребрах звеньев колонн имеются прорезы для соединения.
Между мостовыми балками тянутся поперечные настилочные балки 87. Так как вертикальное поперечное сечение поперечных балок значительно меньше такового мостовых балок 71, то предусмотрен такой способ монтировки поперечных балок на мостовых, чтобы верхние поверхности тех и других балок приходились на одном уровне. Обоим концам 88 (фиг. 21) верхней полки каждой поперечной балки придана такая форма, чтобы они соединялись в сковородень с верхней полкой мостовой балки, снабженной для этой цели вырезом 89 в форме ласточкиного хвоста (см. фиг. 20 и 21). Под концом поперечной балки 87 помещается Т-образная колодка 90, монтированная на нижней полке мостовой балки. Эта колодка закреплена на полке входящим в последнюю выступом 91 на нижней стороне колодки. В верхней части фаса колодки имеется вырез 92 для ребра поперечной балки, снабженной для соединения вырезом 93.
Предмет патента.
1. Видоизменение устройства, охарактеризованного в патенте № 10119, в применении к стыкам балок, образующих вертикальную стойку, отличающееся тем, что для соединения верхнего звена 25 стойки с нижним 26 служит седло 39, надетое своим вырезом 40 на лежащую на подушке 33 продольную
балку 27, сверху же имеющее паз 41 для соответственно срезанной 44 стенки 43 верхнего звена 25 (фиг. 1-3 и 7-12).
2.При устройстве по п. 1 применение бащмаков 45 для закрепления поперечных балок 50 на продольных 47 (фиг. 4-6).
3.Видоизменение устройства по п. 1, отличающееся тем, что для связи концов поперечных балок 55, лежащих на надетом на продольную балку 53 седле,, служит скрепа 56 с вырезами снизу для стенок балок 55, полки которых соответственно прорезаны (фиг. 13-15).
4.Видоизменение устройства, охарактеризованного в патенте № 10119, отличающееся тем, что внутренняя полка 62 и стенка 57 стойки срезаны до уровня нижней полки ригеля 59 с оставлением шипа 64, входящего в вырез 69 ригеля, а наружная полка снабжена прорезью 67 для стенки ригеля, имеющего в полках вырезы 68 для пропуска полок стойки (фиг. 16-18).
5.Видоизменение устройства по п. 2,. отличающееся применением опорной колодки 90, закрепленной на нижней полке продольной балки 71 выступом 91 и снабженной вырезом 92 для пропуска стенки поперечной балки 87, имеющей в нижних полках прорези 93, а в верхних - треугольные вырезы для соединения в сковородень с вырезом 89 верхней полки продольной балки 71 (фиг. 19-22).
