Узловое соединение стержней пространственного каркаса Советский патент 1983 года по МПК E04B1/58 

(5.4) УЗЛОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ СТЕРЖНЕЙ ПРОСТРАНСТВЕННОГО КАРКАСА

Изобретение относится к строительству и может быть использовано, в пространственных стержневых конструкциях зданий и сооружений, в частности в структурных конструкциях, сЬбираемых из пирамид рядового или шахматного расположения.

Известное узловое соединение системы Спейс Дек включает в себя. узловой элемент с четырьмя резьбовыми гнездами , в которые ввинчиваются концы трубчатых поясных стерж.ней, а остальные стержни - раскосы соединены с узловым элементом жестко С 1.

Недостатки этого решения заключаются в сложности конструкции сопряжения 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..

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является узло.вкзв соединение сйстемк Юнибат. Узловые соединения этого типа используют в решетчатых пространственных конструкциях, собираемых из пирамид.

для обеспечения совместной работы пирамид с поясными стержнями. В вершине пирамиды расположен узловой элемент в форме пятистенной коробки с отверстием в торце. К боковым сторонам элемента примыкают фигурно обрезанные концы трубчатых раскосов.

Поясные стержни выполняют либо неразрезными из швеллеров, либо

10 из.труб, состыкованных в узле на листовых фасонках. Пойсные швеллеры одного направления расположены полками вверх, охватывающими узловой элемент с обеих сторон, а. пояса дру15гого направления - полками вниз. Стержни стенками и узловой элемент торцом плотно касаются друг друга и соединены между собой болтом. В случ.ае трубчатых сечений фасонки.-20стержней разных направлений располагаются одна на другой в разных уров-. нях 2.

Недостатками данного решения являются :расцентрация стержней в узле,

25 что приводит к появлению дополнительных изгибаняцих моментов} значительный расход металла на узловой элемент, обусловленный большой расчет1ной толщиной стенок элемента, кото30 {рые работают на изгиб как пластинки, опертые по трем сторонам, от на грузки, передаваемой концами раскосов; сложность фигурной резки концов трубчатых раскосов с необходимо высокой точностью, что не может не отразиться на трудоемкости изготовления соединения. Цель изобретения - сокращение ме таллоемкости и трудоемкости. Указанная цель достигается тем, что в узловом соединении стержней пространственного каркаса, включающем узловой элемент в виде полого н замкнутого сверху куба, поясные сте ни, жестко прикрепленные к кубу стя ными болтами, и раскосы, поясные стержни снабжены изнутри по концам втулками с внутренней резьбой, а боковые стенки куба выполнены с от,верстиями, причем стяжные болты вставлены изнутри куба через каждое отверстие в каждую втулку соответст вующего поясного стержня, при этом концы раскосов выполнены плос.кими и жестко прикреплены к незамкнутым KpoMKsiM куба параллельно его основанию. На фиг. 1 показано узловое соеди нение стержней с нормальным располо жением раскосов по отношению к осно ванию узлового элемента, вариант в пл .Hej на фиг. 2-разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, что на фиг. 1 с диагональным расположением раскосов по отношению к основанию узлового элемента (другой вариант); на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3. Поясные стержни 1, расположенные в двух взаимно перпендикулярных направлениях, примыкают к узловому эл менту 2, имеющему форму пятистенной коробки. Плоские концы раскосов 3 жестко прикреплены к боковым стенка узлового элемента по контуру его от крытого основания. Поясные стержни снабжены по концам втулками - вкладышами 4с резьбовыми отверстиями, в которые ввинчены болты 5, соединя квдие узловой элемент с поясными стержнями. При нормальном расположении раскосов по отношению к основанию узлового элемента, что соответствует шахматному размещению пирамид в пространственной конструкции, концы раскосов жестко прикреплены по всей стороне боковых сторон узлового элемента. Это позволяет передать усилие с раскоса на две стенки элемента, па раллельные направлению раскоса. Сама стенка, к которой прикреплен раскос, воспринимая усилие от поясного стержня, работает на изгиб как пластинка, опертая по контуру, что позволяет сделать узловой элемент тон J ocтeнным, При диагональном расположении раскосов по отношению к основанию узлового элемента у плоского конца раскоса устраивают угловой вырез. Тогда усилие с раскоса передается на смежные боковые стенки узлового элемента, подкрепляя их и вынуждая работать от усилий в поясных стержнях по-схеме пластинки,, опертой rto контуру. Узловое соединение работает следующим образом. Сжимающее усилие с поясного стержня передается на узловой элемент за счет механического контакта между вкладышем стержня и стенкой узлового элемента и воспринимается боковой стенкой узлового элемента, работающей на изгиб как пластинка, опертая по контуру. Растягивающее усилие с поясного стержня передается на болт и воспринимается пластинкой, работающей аналогично предыдущему случаю. . Предложенное решение получило аппробацию при возведении структурных конструкций антресолей, несущая часть которых выполнена в виде структурной плиты, собранной из пирамид пентаэдров, расположенных в шахматном порядке. Экономический эффект внедрения составил 1,8 тыс.руб. или 3руб.на 1 м антресолей. Расход металла за счет применения изобретения снижается на 7%, а трудоемкость уменьшается на 15%. Формула изобретения „ Узловое соединение стержней пространственного каркаса, включающее узловой элемент в виде полого незамкнутого сверху куба, поясные стержни, жестко прикрепленные к кубу стяжными болтами, и раскосы, отличающееся тем, что, с целью сокращения металлоемкости и трудоемкости, поясные стержни снабжены изнутри по концам втулками с внутренней резьбой, а боковые стенки куба выполнены с отверстиями, причем стяжные болты вставлены изнутри куба через каждое отверстие в каждую втулку соответствующего поясного стержня, при этом концы раскосов выполнены плоскими и жестко прикреплены к незамкнутым кромкам куба параллельно его основанию. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Трофимов В.И. и др. Структурные конструкции. М., Стройиздат, 1972, с.. 19-20. . 2. Лубо Л.Н. и др. Плиты регулярной пространственной структуры. Л., Стройиздат, 1976, с. 27 (прототип)

-П

Л-Л

Фиг. г