Узловое соединение строительных элементов

 

Использование: при соединении трубчатых поясов секционных решетчатых высотных сооружений, элементов других сечений в зданиях и сооружениях различного назначения: ферм к колоннам, колонн к фундаментам и т.п. Сущность изобретения; к торцу одного из соединяемых элементов жестко прикреплена опорная плита с закрепленным в ней соединительным стерж° Изобретение относится к строительству , а более конкретно к узлам автоматического соединения строительных элементов. Оно предназначено для использования при соединении трубчатых поясов секционных решетчатых высоких сооружений (вытяжные башни, башни и мачты связи и др.), но может быть применено также и при соединении элементов трубчатого двутаврового и других сечений в зданиях и сооружениях различного назначения: стропильных и подстропильных ферм к колоннам, колонн и фундаментам и т.п. нем, имеющим конический наконечник. Другой соединяемый элемент снабжен торцевым фланцем с центральным отверстием, диаметром, несколько большим наконечника . На боковой поверхности стержня у конического наконечника и в стенке отверстия выполнены, соответственно, кольцевые канавки , заполненные пакетом разрезных пружинных колец Кольца - регулировочные , тонкие, толщина - порядка допустимого зазора между фланцем и опорной плитой. Кольца имеют большую толщину Для гарантированного заполнения кольцами канавки толщина пакета больше ширины канавки. Канавка и внутренние кромки колец снабжены встречными фасками Для возможности установки соединительного стержня при монтаже в проектное положение глубина канавки заведомо больше ширины колец Деформированию колец из плоскости при воздействии на них движущимся в процессе монтажа стержнем может препятствовать дополнительное кольцо, которое расположено в канавке, но смещено вверх относительно канавки. 3 з.п.ф-лы, 5 ил Известно узловое соединение трубчатых элементов поясов секционных высотных сооружений на болтах через фланцы В этих узлах к торцам соединяемых труб приварены фланцы, а монтажное соединение выполняется болтами, установленными в совмещенные отверстия фланцев. Недостатком этого соединения является повышенная опасность ведения монтажных работ на высоте, а также большие трудозатраты при установке болтов. Известно также узловое соединение трубчатых элементов, осуществляемое на (Л С VI VI ел СП со XJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl>s Е 04 В 1/58, Е 04 Н 12/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KOMMTF T

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4829111/33 (22) 29.05.90 (46) 15.11.92. Бюл. Из 42 (71) Государственный проектный и научноисследовательский институт "Укрниипроектстальконструкция" (72) Я.С.Барык и Э.К.Федорец (56) В,Ф.Павловский и др. Стальные башни. — Киев: Буд!вельник, 1979, с. 31, узлы 9 и 10.

P.Ï.Áàðîí. Производство монтажных работ с помощью вертолета. — М.: СИ. 1984, с.31, п.2.

Авторское свидетельство СССР

N 1664984, кл. Е 04 В 1/58, 1990. (54) УЗЛОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (57) Использование: при соединении трубчатых поясов секционных решетчатых высотных сооружений, элементов других сечений в зданиях и сооружениях различного назначения: ферм к колоннам, колонн к фундаментам и т.п. Сущность изобретения; к торцу одного из соединяемых элементов жестко прикреплена опорная плита с закрепленным в ней соединительным стерж Изобретение относится к строительству, а более конкретно к узлам автоматического соединения строительных элементов, Оно предназначено для использования при соединении трубчатых поясов секционных решетчатых высоких сооружений (вытяжные башни, башни и мачты связи и др.), но может быть применено также и при соединении элементов трубчатого двутаврового и других сечений в: зданиях и ссору>кениях различного назначения: стропильных и подстропильных ферм к колоннам, колонн и фундаментам и т,п.

„, Ы„„1775537 А1 нем, имеющим конический наконечник.

Другой соединяемый элемент снабжен торцевым фланцем с центральным отверстием, диаметром, несколько большим наконечника. На боковой поверхности стержня у конического наконечника и в стенке отверстия выполнены, соответственно, кольцевые канавки, заполненные пакетом разрезных пружинных колец. Кольца — регулировочные, тонкие, толщина — порядка допустимого зазора между фланцем и опорной плитой.

Кольца имеют большую толщину. Для гарантированного заполнения кольцами канавки .толщина пакета больше ширины канавки.

Канавка и внутренние кромки колец снаб>кены встречными фасками. Для возможности установки соединительного стержня при монтаже в проектное положение глубина канавки заведомо больше ширины колец, Деформированию колец из плоскости при воздействии на них движущимся в процессе монтажа стержнем может препятствовать дополнительное кольцо, которое располо>кено в канавке. но смещено вверх относительно канавки. 3 з.п.ф-лы. 5 ил, Известно узловое соединение трубчатых элементов поясов секционных высотных сооружений на болтах через фланцы. В этих узлах к торцам соединяемых труб приварены фланцы, а монтажное соединение выполняется болтами, установленными в совмещенные отверстия фланцев. Недостатком этого соединения является повышенная ollGOHocTb ведения монтажных работ на высоте, а также большие трудозатраты при установке болтов.

Известно также узловое соединение трубчатых элементов, осуществляемое на1775537 ращиванием секций высотного сооружения с помощью вертолета, признаваемым в настоящее время одним из наиболее йрогрессивных. Это обьясняется тем, что простой вертолета во время установки болтов стоит больших ч инансовых затрат. Кроме того, затраты времени увеличиваются эа счет того, что во время установки вертолетом очередной секции, монтажники, по технике безопасности, не должны находиться на монтируемом сооружении.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является узловое соединение строительных элементов, в котором один из соединяемых элементов содержит опорную плиту с жестко закрепленным в «ей соединительным стержнем с коническим наконечником, 8 другой из соединяемых элементов содержит на конце фланец, в котором имеется центральное отверстие для пропуска соединительного стержня и с внутренней стороны которого установлены контактирующие с ним подвижные упоры. Центральное отверстие во фланце одного из соединительных элементов окаймлено жестко закрепленными к фланцу радиально расположенными упорами, которые чередуются с подвижными упорами. Подвижные упоры могут выполняться в виде подпружиненных поворотных кулачков, либо в виде клиновидных секторов кольца, занимающих замыкающее положение под действием собственного веса, либо в виде клиньев, которые расположены в П-образных обоймах и подпружинены.

Недостатком описанного решения является значительная трудоемкость изготовления узловых элементов соединения. Это особенно относится к вариантам с П-образными и поворотными кулачками, имеющими довольно сложный профиль. Кроме того, не исключается возможность эаедания при повороте этих кулачков и клиновидных сОКТоров, перемещающихся в неподвижных упорах как в направляющих, Это может иметь место при недостаточном соотношении длин этих секторов к их толщине, являю, щемся следствием ограниченных размеров внутреннего сечения трубчатого элемента, где размещается механизм соединения, Целью изобретения является уменьшение трудоемкости изготовления и повышения надежности соединения.

На фиг. 1 изображено узловое соединение для поясов башни или мачты {распорки и раскосы условно не показаны); на фиг. 2— разрез А-Л на фиг, 1. на фиг. 3- соединение на фиг. 1, в разьеме; на фиг. 4 — узел! на фиг, 1, на фиг. 5 — вариант узла 1, 50

Узловое соединение состоит из трубы 1 части нижней секции сооружения и трубы 2 части пояса верхней части пояса верхней секции. К стыкуемым трубам 1 и 2 приварены соответственно торцевые фланцы 3 и 4.

По оси трубы 1 к фланцу 3 жестко закреплен

{приварен) соединительный стержень 5 с коническим наконечником 6, непосредственно к которому примыкает кольцевая канавка

7 по боковой поверхности стержня 5.

Во фланце 4 имеет центральное отверстие 8 диаметром несколько {на 0,6+1 мм) больше диаметра основания конического наконечника 6. На цилиндрической поверхности отверстия 8 устроена кольцевая канавка 9, по ширине превосходящая канавку

7 и заполненная разреэными пружинными кольцами 10, 11 и 12.

У ни>кнего из них, кольца 10, толщина несколько меньше ширины кольцевой канавки 9. К кольцу 10 примыкают регулировочные тонкие кольца 11, толщина каждого из которых намного меньше, чем кольца 10 и не превышает величины допускаемого люфта в соединении. Для высотного сооружения типа мачты или башни; например, эта величина составляет 0,2+0,7 мм. Для обеспечения пропуска соединительного стержня 5 при монтаже ширина колец 10 и 11 меньше глубины кольцевой канавки 9, Вслед эа кольцами 11, выше кольцевой канавки 7 в соединительном стержне 5, в кольцевой канавке 9 установлено дополнительное разрезное кольцо 12, поперечные размеры которого такие же или меньше как у колец пакета, а толщина больше, чем толщина регулировочных колец 11.

Назначение кольца 10 — заполнить канавку 9 с некоторым гарантированным зазором, ширина. которого обусловлена разностью толщины кольца и ширина канавки 9, и воспринимать в процессе монтажа и работы конструкции осевые условия в соединении. По технологическим соображениям может быть не одно, а два или три кольца

10, Тогда указание с зазора относится к их суммарной толщине.

Регулировочные тонкие кольца 11 служат для того, чтобы выбрать этот зазор и препятствовать раскрытию соединения при растягивающих нагрузках, приложенных в противоположных направлениях к трубам

1 и 2. Этих колец может быть одно {тогда обязательно наличие хотя бы одного кольца 10), два и более. В любом случае толщина пакета колец 10 и 11 или только колец 11, если кольца 10 отсутствуют, для обеспечения гарантированного заполнения канавки

7, как при монтаже, так и в процессе работы, 1775537

35

40 регулировочные кольца 11 всегда в некото- 45 ром избытке и заполнение канавки 7 гарантировано.

Из сказанного выше ясно, что в описанной конструкции понятия "верх" и ".низ" яв50

55 должна быть больше, чем ширина этой канавки.

Дополнительное кольцо 12, размещенное выше канавки 7, не является обязательным. Оно служит для предотвращения крутильных деформаций колец 11 при воздействии на них движущимся в процессе монтажа соединительным стержнем 5. Необходимость его установки определяется расчетом, а в работе соединения кольца 12 не участвует.

Для облегчения захождения колец 11 в канавку 7, в ней и на внутренних кромках колец 11, по крайней мере верхней части этих колец, выполнены фаски, соответственно, 13 и 14.

Соединение элементов осуществляют следующим образом.

При монтаже трубу 2 верхней секции насаживают отверстием 8 во фланце 4 на конический наконечник 6 соединительного стержня 5. Соосность соединения достигается скольжением кромки отверстия 8 и внутренней поверхности колец 10, 11 и 12 о боковую поверхность стержня 5. При контактировании конического наконечника с кольцами 10 и 11 последние под действием радиальных составляющих и сил давления от веса конструкции разжимаются. Кольцо

12 при опускании верхней части конструкции предотвращает изгиб колец 11. При дальнейшем опускании верхней части конструкции кольцо 10, а затем и регулировочные кольца 11 под действием сил собственной упругости входят в канавку 7 на стержне 5. В случае взаимного перекоса фланцев 3 и 4 последнее из входящих в зазор колец 11 зайдет в зазор несимметрично, настолько, сколько позволит зазор. При появлении в процессе работы растягивающих усилий зазор может возрасти. Тогда это кольцо 11 войдет в него полностью и частично — следующее за ним. Поскольку толщина пакета колец больше чем ширина канавки 7, ляются условными, в том смысле, что фланец 3 с прикрепленным к нему стержнем

5 может принадлежать верхнему из соединяемых элементов, а не нижнему, как изображено на чертеже. Тогда раэрезные пружинные кольца будут располагаться не под, а над коническим наконечником стержня и т.д.

Ясно также, что в качестве соединяемых элементов могут быть не только трубы, как

30 в описанном примере, но и швеллеры, двутавры и т.п. Причем при креплении строительного элемента с фланцем, например, к фундаменту, последний может быть снабжен не ответным фланцем, как в описанном примере, а другой опорной плитой, снабженной соединительным стержнем, Из сопоставления известного и данчого соединений вйдно, что последнее проще в изготовлении: все детали имеют только токарную обработку, тогда как в известном требуется и фрезерная, Уменьшено количество сварки. Наконец, в соединении обеспечивается надежность при монтаже и работе, в то время как в прототипе возможно заедание подвижных упоров.

Формула изобретения

1. Узловое соединение строительных элементов, включающее жестко прикрепленную к одному иэ элементов опорную плиту с соединительным стержнем, имеющим конический наконечник, и фланец с центральным отверстием, жестко прикрепленный к другому элементу, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью уменьшения трудоемкости изготовления и повышения надежности, оно снабжено пакетом разрезных пружинных колец, а соединительный стержень в месте примыкания к коническому наконечнику и фланец другого элемента выполнены с кольцевыми канавками, причем в кольцевой канавке фланца размещен пакет колец, толщина которого больше ширины кольцевой канавки соединительного стержня, а глубина канавки фланца больше ширины колец пакета.

2. Соединение по и. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что пакет выполнен составным, одна его часть размещена со стороны конического наконечника соединительного стержня и выполнена в виде одного или нескольких регулировочных колец, толщина каждого иэ которых соответствует допустимому зазору между опорной плитой и фланцем, а другая часть — a виде одного или нескольких колец, суммарная толщина которых меньше ширины кольцевой канавки в соединительном стержне.

3. Соединение по п. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что оно снабжено дополнительным кольцом, установленным в пакете со стороны конического наконечника соединительного стержня.

4. Соединение по пп. 1 — 3, о т л и ч а ющ е е с я тем, что кольцевая канавка в соединительном стержне и внутренние кромки регулировочных колец выполнены с фасками, 1775537

Р

ФУГ. Я

17 Т5537

1775537. Составитель Н. Павлова

ТехРед М.МоРгентал КоРРектоР М. Ткач

Редактор Т, Иванова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Зайаэ 4025 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5