Узловой элемент пространственного стержневого каркаса

 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для соединения стержней пространственных конструкций зданий и сооружений Целью изобретения является упрощение конструкции и монтажа , повышение надежности, долговечности и стойкости к динамическим нагрузкам,. Узловой элемент 1 пространственного стержневого каркаса включает жестко соединенные между собой ребра 2 с образованием перекрестной замкнутой симметричной конструкции с отверстиями для пропуска крепежных деталей каркаса, расположенных в ребрах, и монтажными протягами между ребрами. Узловой элемент выполнен в виде моноблока, ребра которого снабжены приливами 3 плавного сопряжения и внешняя поверхность ребер выполнена вписанной в сферу, переходящей в плоскость на участках, концентрично обрамляющих отверстия для пропуска крепежных деталей , 3 з.п, ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК щ)g Е 04 В 1/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

00 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

К А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4689706/33 (22) 25.05.89 (46) 07.07.92. Бюл. " 25 (76) В.Г. Никифоров (53) 69.057,4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1112825, кл. Е 04 В 1/58, 1982.. (54) УЗЛОВОЙ ЭЛЕМЕНТ ПРОСТРАНСТВЕННОГО СТЕРЖНЕВОГО КАРКАСА (57) Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для соединения стержней пространственных конструкций зданий и сооружений. Целью изобретения явля-. ется упрощение конструкции и монта.жа, повышение надежности, долговечности и стойкости к динамическим

„„, SU „„1746894 А1 нагрузкам, Узловой элемент 1 прост. ранственного стержневого каркаса включает жестко соединенные между собой ребра 2 с образованием перекрестной замкнутой симметричной: конструкции с отверстиями для пропуска крепежных деталей каркаса, расположенных в ребрах, и монтажнымипротягами между ребрами, Узловой элемент выполнен в виде моноблока, ребра которого снабжены приливами 3 плавного сопряжения и внешняя поверхность ребер выполнена вписанной в сферу, переходящей в плоскость на участках, концентрично обрамляющих отверстия для пропуска крепежных деталей, 3 з.п, ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для соединения стержней пространственных каркасов зданий и сооружений.

Целью изобреТение является упрощение конструкции и монтажа, повышение надежности, долговечности и стойкости к динамическим нагрузкам.

На Фиг.! изображен узловой элемент, аксонометрия, вариант выполнения с возможностью соединения 18-ти стержней; на Фиг.2 - то же, вариант выполнения с возможностью соединения 14-ти стержней; на Фиг.3 - узел в сборе.

Узловой элемент 1 представляет ,собой цельную конструкцию в виде моноблока, ребра 2 которого выполнены с приливами 3 плавного сопряжения.

Приливы могут быть выполнены во всех сопрягаемых участках, в том .числе в зоне, примыкающей к каждому отверстию 4 для пропуска крепежных деталей 5 стержневого каркаса. В узловом элементе 1 внешняя поверхность ребер 6 выполнена вписанной в сферу. Узловой элемент, представля" ет собой-систему перекрестных ребер

2, оси которых расположены в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Он подчиняется симметрии ромбокубооктаэдра, Внешняя поверхность ребер

6 на участках концентрично обрамляющих отверстия 4 для пропуска крепежных деталей 5 выполнена в виде плос". ких площадок 7 плавно сопрягающихся со сферической поверхностью.

Между ребрами 2 узлового элемента

1 выполнены монтажные проемы 8, внутренний контур которых представляет собой сферический треугольник со скругленными углами 9. При этом внутренние обрамляюц|ие участки ребер 2 узлового элемента 1 образуют замкнутую по контуру сложную поверхность, представляющую совокупность плавно сопряженных между собой плоских 10 и желобчатых 11 участков,,наклонно обращенных к центру элемента (Фиг.1).

По другому варианту выполнения узлового элемента монтажные проемы

8 имеют внутренний контур 12, образованный пересечением эллиптического цилиндра со сферой (Фиг.2), а боковые грани 13 монтажных проемов 8 выполнены в виде поверхности дважды

746894 4 сферически усеченного эллиптического корпуса. Боковые грани монтажных проемов 8 могут быть также выполне.ны в виде поверхности эллипсоида вращения (условно не показано).

Узловой элемент изготавливают ме" тодом точного литья. Материалом для него может являться алюминий, высо10 копрочная пластмасса, сталь. В примере конкретного выполнения узловой элемент производился в виде отливки из стали НЛ-20 с отверстиями под болты М !0, М !2, М 16 с наружным раз15 мером описанной сферы диаметром 80, 120 и 160 мм соответственно.

Посредством изготовленного узлового элемента 1 собирается известным способом узел пространственной конст2О рукции. Оси отверстий 4 для пропуска крепежных деталей пересекаются в центре узла и соответствуют осям в узле стержней. Стержни могут быть выполнены из труб или других профи21 лей, Расчетные усилия в узловом элементе 1 передаются осевыми болтами (растяжение) и контактными поверхностями узлового элемента 1, которыми яв30 ляются плоские площадки 7. Выполнение контактных поверхностей узлово" го элемента плоскими упрощает изготовление соединяемых стержневых элементов, которые могут быть выполнены плоскими не требуют для передачи усилия дополнительных вкладышей.

Узловой элемент выполнен симметричным и, следовательно, равнопрочным во всех направлениях, что позво"

4Q ляет применять его в различных зонах структурных пространственных конструкций, где возможны различные сочетания сжимающих и растягиваюц их усилий в различных стержнях, приме"

45 нять унифицированный узловой элемент в качестве изометрически (изотропно) работающего универсального соединения.

Узловой элемент позволяет уп5р Ростить конструкцию, заменяя много дельный известный узловой элемент из штампованных деталей, объединяемых сваркой, íà единый цельный блок

Упроц ение конструкЦий узлового элемента и монтана узлового соединения с использованием последнего достигается наличием всей совокупности признаков: выполнением моноблока, наличием плоских площадок, исклю5

1 чающих дополнительные элементы-шайбы, прокладки и т, и. Эти же и другие признаки одновременно работают на достижение целей повышения надежности, долговечности, стойкости к динамическим многоцикловым нагрузкам, например, вибрациям. Выполнение ребер с приливами позволяет избирательно увеличить сечение в необхоимых зонах, ито обеспечивает увеличение несущей способности и тем самым надежности наиболее слабых критических участков узла. Такое утолщение было практически невозможно при изготовлении штампованных иэделий.

Увеличивает надежность и долговечность выполнение узла в виде моноблока также эа счет исключения стыков Фасонок в ребрах, исключения сварных швов между ними, что позволило ликвидировать возможность образования внутренней коррозии металла в труднодоступных местах соединения деталей. Отсутствие сварки создает благоприятные условия работы, всего узлового элемента, исключая концентрацию напряжений на швах и плохую работу швов на растяжение, что также повышает надежность и долговечность.

Наличие сложных внутренних поверхностей, выполнение моноблока вписанным в сФеру, наличие плавных сопряжений между всеми участками узлового элемента также позволяет повысить прочность, надежность за счет отсутвия изломов и тем самым устранения концентраций напряжений на местах переходов поверхностей, а также за счет симметричности и замыкания в сФерическом кольце растягивающих и сжимающих усилий.

Применение предлагаемого узлового элемента позволяет получать положительный эФФект, который выражается в упрощении конструкции, снижении трудоемкости изготовления, по, вышении его прочности и вариабель" ности геометрических схем. Узловой элемент обеспечивает возможность соз-!

746894 6 дания крупногабаритных конструкций за счет увеличения его прочности, которая позволяет увеличить длину и сечение стержней, соединяемых в узловом элементе.

Формула и зобретения

1. Узловой элемент пространственного стержневого каркаса, включающий жестко соединенные. между собой ребра с образованием перекрестной . замкнутой симметричной конструкции с отверстиями для пропуска крепежных деталей каркаса, расположенных в ребрах, и монтажными проемами между ребрами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения

20 конструкции и монтажа, повышения надежности, долговечности и стойкости к динамическим нагрузкам, узловой элемент выполнен в виде моноблока ребра которого снабжены приливами

25 плавного сопряжения по крайней мере в зонах, примыкающих к отверстиям для пропуска крепежных деталей каркаса, причем внешняя поверхность ребер выполнена вписанной в сФеру, пеЭО реходящей в плоскость на участках, концентрично обрамляющих отверстия для пропуска крепежных деталей.

2. Элемент по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что монтажные про35 емы имеют внутренний контур в виде сФерического треугольника со скругленными. углами,.а обрамляющие его участки ребер образуют замкнутую по контуру поверхность, наклонную к

4О центру и сопряженную из плоских и желобчатых участков.

3, Элемент по и.1, о т л и ч аю шийся тем, что монтажные проемы имеют внутренний контур, образованный пересечением эллиптического цилиндра со сФерой, а обрамляющие его участки ребер выполнены в виде дважды сферически усеченного Эллиптического конуса или эллипсоида вращения.

17468911

Составитель Н. Павлова

Редактор Н. Бобкова Техред.A,Kðàâ÷óê Корректор Ч. Самборская

Ю

"-аказ )430 Тираж Полписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101