Узловое соединение стержней пространственного каркаса Советский патент 1982 года по МПК E04B1/58 

(54) УЗЛОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ СТЕРЖНЕЙ ПРОСТРАНСТВЕННОГО

1

Изобретение относится к строительству/ в частности к пространственным стержневым конструкциям типа структур, сетчатых куполов и др. . Известно узловое соединение стержней пространственного каркаса, осуществляемое посредством.полых узловых элементов и крепежных эледлентов в виде болтов и сварки l.

Указанное соединение сложно в изготовлении, обладает значительной податливостью и .низкой эксплуатациойной надежностью.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является узловое софдинение стержней пространственного каркаса, включающее полый сердечник выполненный в виде сферической оболочки с отверстиями для введения корцов стержней, монтажный канал и замоноличивающий заполнитель в полости сердечника 2.

Известное узловое соединение не обладает достаточной прочностью, поскольку не обеспечивается совместная работа оболочки сердечника и заполнителя после его затвердевания; Монтаж такого узлового соединения сложен и трудоемок, так как свя-

КАРКАСА

зан с необходимостью выполнения трудоемких работ по предотвращению выт кания в процессе монтажа замоноличи- веющего раствора из полости сердечн1|;ка. Кроме того, строго фиксированное положение концов стержней в сердечн ке усложняет сборку пространственны ; каркасов, поскольку не позволяет учитывать и устранять в ходе жа неточности изготовления отдельныу стержневых элементов..

Цель изобретения - повышение.првч ности и упрощение монтажа пространственных стержневых конструкций.

15

Указанная цель достигается-тем, что в узловом соединении стержней пространственного каркаса , включающем полый се рдечник, выполненный в , виде сферической оболочки с отверстия20ми для введения концов стержней, монтажный канал и замрноличиваювщй заполнитель в полости сердечника, сердечник снабжен уплотнительными втулками из упругозластич.ного материала, размещенными в отверстиях, а введенные в отверстия концы cTep itней закреплены во втулках на клен, и снабжены анкерными элементами при этом заполнитель полости серлеч30нйка образован из состава, увеличиБающегося в объеме при затвердева нии, На фиг. 1 изображено узловое сое-г динениё; на фиг.2 - то же, разрез, на фиг.З - сечение А-А на фиг.2;на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.З. Узловое соединение включает узло вой элемент, выполненный в виде сфе рической оболочки 1 с радиальными отверстиями 2, куда вставлены втулки-уплотнители 3, изготовленные из упругоэластргчного материала. Через отверстия во втулках с натягом проп щены во внутрь оболочки концы сопря емых в узле стержней 4, смазанные клеем 5, и зафиксированы в проектном положении. Внутреннее пространс во сферической оболочки заполняют затвердевающей безусадочной массой б, например полимербетоном. При этом затвердевающую массу подают во внут оболочки через штуцер 7 под давлением. При необходимости в верхней части оболочки предусматривается отверстие (диаметром 1,5-2 мм) для выпуска воздуха и проверки полноты заполнения ее полости затвердевающей массой. Смазка клеем кондов стержней или наконечников J обеспечивает лучш сцепление их с заполнителем и созда связь между,втулками и стержнями. которая необходима на период сборки пространственной конструкции. Для увеличения прочности заделки стержней в узловом элементе их концы снабжаются анкерующими элементами в виде стержней 8 меньшего диаметра (размера), чем основной стержень 4, с упорной шайбой 9 или крючком 10 на конце. При этом соединение анкерующего элемента 8 с основным стержнем. 4 может быть выполнено сварным, клеевым или посредством ввинчивания элемента 8, сделанного в виде болта в торец основного стержня. Для лучшей анкеровки сопрягаемых стержней 4 внутри затвердевшей массы б в качестве заполнителя оболочки 1 используется масса, которая при затвердевании увеличивается в объеме. Дозированное увеличение объема массы б создает после ее затвердевания предварительное напряжение растяжения в оболочке 1, которое, в свою очередь, создает объемное напряжение сжатия в самой затвердевшей массе, обеспечивая, тем самым, эффектив ную анкеровку концов стержней 4-10, находящихся внутри заполнителя. Принятая форма оболочки 1 в -виде сферы обеспечивает при этом равномерное предварительное напряжение как в самой оболочке 1,так и в затвердевшей массе-заполнителе 6. В качестве замоноличивающего состава ( массы)может быть использован бетон на расширяющемся цементе, поли мербетон или другие расширяющиеся (безусадочные; компаунды на основе п ол имер ных смол. Оболочка 1 может быть выполнена методом штамповки из стального листа или из пластмассы в виде полусфер, которые после выполнения отверстий 2соединяются между собой посредством створки или другим способом. . Размеры отверстий 2 в оболочке 1 выполняют в соответствии с размерами сечений вставляемых стержней 4 (8 . Наружные размеры втулок 3 устанавливают по размеру отверстий 2 и толщине стенок оболочек с бортиками для.фиксации втулок в отверстиях 2. Внутренний размер отверстия втулки 3должен соответствовать размеру сечениястержня 4 или его наконечника 8 (Э и 10К При этом с наружной стороны размер отверстия втулки должен быть на 1-2 мм больше размера сечения («З вставляемого стержня 4 С8), а с внутренней стороны на 1-2 мм меньше размера сечения (й)вставляемого стержня. Толщину стенок и высоту1г втулки можно получить из расчета ее на усилия, возникающие пои сборке конструкции (структуры, купола), когда втулки работают как несущие элементы, связывающие собой стержни 4 и узловые оболочки 1 при наличии в последних еще не затвердевшего заполнителя б. Установку стержней 4 в проектное полох ение между двумя узлами производят продольным перемещением стержней внутривтулок. При этом стержни 4 на концах должны иметь заранее нанесенные метки, которые определяют нужное проектное положение стержня между смежными узлами. После схватывания клея, которым покрыты концы стержней, оболочки 1 заполняют затвердевающей массой б через штуцер 7 при помощи шпоица или насоса. При использовании в качестве заполнителя б оболочки 1 безусадочногр материала, с целью увеличения предварительного обжатия заполнителя б и ускорения его твердения, оболочку 1 предварительно нагревают до SO-ISO C. Конкретное значение нагрева устанавливают в зависимости от., свойств заполнителя б, клея 5 и требуемого предварительного напряжения в оболочке и заполнителе. Нагрев оболочек 1 может быть существлен горячим воздухом, паом или электрическим способом. При спользовании подогрева сроки набора аполнителем б необходимой прочности огут быть сокращены до нескольких асов, а степень рас1иирения замоноичивающего состава значительно меньшена. Изобретение может найти применение в пространственных стержневых конструкциях, изготовленных как из металла, так и из неметаллических элементов ( пластмассы, дерева и T.n.J. Изобретение упрощает монтаж и обеспечивает высокую прочност соединения стержневых элементов про странственных конструкций. Формула изобретения Узловое соединение стержней пространственного каркаса, включающее полый сердечник, выполненный в виде сферической оболочки с отверстиями для введения концов стержней, монтажный канал и заг-юноличивающий заполнитель в полости сердечника, о личающее с я тем, что, с целью повышения прочности и упрощения монтажа, сердечник снабжен уплотнительными втулками из. упругоэластичного материала, размещенными в отверстиях, а введенные в отверстия концы стержней закреплены во втулках на клею и. снабжены анкерными элементами, при этом заполнитель полости сердечника образован из состава, увеличивающегося в объеме при затвердевании. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании № 1335163, кл. Е 04 В 1/38, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР № 667652, кл. Е 0,4 В 1/58, 1977 ( прототип).