Узловое соединение стержней пространственного каркаса

 

Изобретение относится к области строительства, а именно к пространственным стержневым конструкциям, в частности к узлам соединения трубчатых и прокатных стержней, и может быть использовано для создания как ненапряженных, так и преднапряженных пространственных стержневых конструкций-структур. В предложенном узловом соединении стержней пространственного каркаса, включающем сердечник, состоящий из двух скрепленных между собой частей, имеющем гнезда в виде сквозных каналов с пазами, а также вертикальные отверстия, расположенные в промежутках между сходящимися в узел горизонтально расположенными стержнями, стяжные болты, пропущенные через эти отверстия, защемленные в пазах гнезд между частями сердечника соосно расположенные горизонтальные стержни, одна из пар которых выполнена в виде сквозной трубы с пропущенным через нее напрягающим элементом, и наклонные стержни, части сердечника выполнены в виде одинаковых по размерам усеченных полусфер, на усеченных плоскостях которых размещены листовые фасонки, соединенные с сердечником с помощью стяжных болтов, причем наклонные стержни прикреплены к листовым фасонкам; листовые фасонки соединены между собой с помощью сварки на усеченных плоскостях полусфер выполнены пазы, расположенные вдоль продольных осей горизонтально расположенных стержней; к листовым фасонкам соединены плиты, воспринимающие сжимающие усилия. Предложенный узел позволяет: благодаря созданию модульного элемента вести укрупненную сборку пространственного каркаса, повысить жесткость конструкции, удобство и простоту транспортирования отправочных элементов; существенно снизить трудоемкость изготовления и монтажа благодаря значительному уменьшению количества монтажных элементов; повысить прочность соединения путем увеличения несущей способности наклонно расположенных стержней благодаря непосредственному соединению их концов с листовыми фасонками, а также соединение этих фасонок между собой при помощи сварки; заменить верхний металлический пояс каркаса сборными плитами, не снижая при этом жесткость и несущую способность узлового элемента и каркаса в целом. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к пространственным стержневым конструкциям, в частности к узлам соединения трубчатых и прокатных стержней, и может быть использовано для создания как ненапряженных, так и преднапряженных пространственных стержневых конструкций типа структур.

Известно узловое соединение стержней пространственного каркаса, включающее сердечник, состоящий из двух частей, стянутых центральным болтом, защемленны в пазах между ними наконечники горизонтально расположенных стержней и наконечники наклонно расположенных стержней, соединенные с одной из накладок при помощи проушин /1/.

Недостатками этого соединения являются недостаточная жесткость, высокая трудоемкость изготовления и монтажа, отсутствие возможности создания предварительного напряжения.

Наиболее близким к изобретению является узловое соединение стержней пространственного каркаса, включающее сердечник, состоящий из двух частей в виде накладок, скрепленных между собой центральным болтом, защемленные между частями сердечника наконечники горизонтально расположенных стержней и наклонные стержни, соединенные с одной из накладок при помощи проушин [2] Недостатками этого соединения являются высокая трудоемкость изготовления и монтажа, отсутствие возможности создания предварительного напряжения с целью увеличения пролетов, невозможность осуществления укрупненной сборки каркаса.

Предложенное узловое соединение стержней пространственного каркаса, включающее сердечник, состоящий из двух скрепленных между собой частей, эащемленные в пазах гнезд между частями сердечника соосно расположенные горизонтальные стержни, наклонные стержни и крепежные элементы, снабжено листовыми фасонками, части сердечника выполнены в виде одинаковых по размерам усеченных полусфер, к усеченным плоскостям которых прикреплены листовые фасонки, наклонные стержни закреплены к листовым фасонкам, одна из пар соосно расположенных горизонтальных стержней выполнена в виде сквозной трубы с пропущенным через нее напрягающим элементом; на усеченных плоскостях полусфер выполнены пазы, расположенные вдоль продольных осей горизонтально расположенных стержней.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображено сечение по плоскости разъема сердечника узла соединения трубчатых стержней; на фиг.2 сечение по А-А на фиг.1 Узловое соединение включает сердечник, состоящий из двух одинаковых по размерам усеченных полусфер 1 и 2, стянутых четырьмя болтами 3 с гайками 4. В усеченных полусферах имеются вертикальные отверстия 5, расположенные в промежутках между сходящимися в узел горизонтально расположенными стержнями 6 и 7. Болты 3, пропущенные через вертикальные отверстия 5, одновременно закреплены к сердечнику, размещенные на усеченных плоскостях полусфер 1 и 2, листовые фасонки 8 и 9, к которым прикреплены наклонные стержни 10. Соединение к листовым фасонкам 8 и 9 наклонных стержней 10 позволило создать пространственный модульный элемент, позволяющий в свою очередь вести укрупненную сборку пространственной конструкции. Между составляющими сердечник усеченными полусферами 1 и 2 защемлены в сквозных каналах 11 горизонтально расположенные стержни 6 и 7, выполненные на участках защемления с фиксирующими выступами 12 в виде опоясывающих трубы гребней. В стенках каналов 11 имеются соответствующие по форме и размерам выступов 12 пазы 13. Одна из пар соосно расположенных горизонтальных стержней выполнена в виде сквозной трубы с фиксирующим выступом 14, размещенным в месте пересечения горизонтальных сквозных каналов 11. В сквозной трубе размещен с зазором напрягаемый элемент 15. В процессе монтажа или после монтажа листовые фасонки могут быть соединены между собой сваркой. Для плотного прилегания усеченных полусфер к листовым фасонкам, в случае соединения листовых фасонок между собой сваркой, на усеченных плоскостях полусфер выполнены пазы 16.

Верхний пояс пространственной конструкции может быть заменен деревянными, железобетонными, металлическими и др. плитами при этом в этом случае обязательно выполняется соединение листовых фасонок 9 между собой сваркой и соединение этих плит с листовыми фасонками 9 с помощью болтов 3 или сваркой. В этом случае могут быть соединены между собой сваркой и листовые фасонки 8, т. е. нижнего пояса. При этом сварка фасонок 8 между собой может быть выполнена после полной сборки узла нижнего пояса, тогда как сварка фасонок 9 между собой может быть выполнена до монтажа узловых элементов верхнего пояса или до монтажа плит.

Сборку преднапрягаемого пространственного каркаса осуществляют в следующей последовательности.

На первом этапе монтируют нижний пояс каркаса, размещая с заданным шагом в продольном направлении здания горизонтальные стержни 6 с напрягающим элементом 15 и с закрепленными на расчетных расстояниях фиксирующими выступами 14. В месте крепления выступов 14 устанавливают усеченные полусферы 1 и 2 с одновременным защемлением между ними горизонтальных стержней 7 другого перпендикулярного направления.

На втором этапе монтируют модульные элементы, устанавливая их листовыми фасонками 8 на усеченных плоскостях полусфер 2, и закрепляют их болтами 3 и гайками 4.

На третьем этапе монтируют верхний пояс каркаса, устанавливая на листовых фасонках 9 усеченные полусферы 1, а на них устанавливают горизонтальные сквозные трубы 6 с закрепленными на расчетных расстояниях фиксирующими выступами 14, а также горизонтальные стержни 7 другого перпендикулярного направления. Устанавливают усеченные полусферы 2 и затягивают обе полусферы 1 и 2 и листовые фасонки 9 болтами 3 и гайками 4. По окончании сборки каркаса напрягают его нижний, а возможно, и верхний пояс.

На третьем этаже возможно применение модульных плит, укладываемых непосредственно на листовые фасонки 9 вместо полусфер 1 и 2 и горизонтальных стержней 6 и 7. Модульные плиты могут быть выполнены из дерева, железобетона, металла, пластмассы и др. Применение модульных плит позволяет существенно снизить металлоемкость каркаса, не снижая при этом ее жесткость и несущую способность, но существенно снижая трудоемкость изготовления и монтажа.

Предложенный узел позволяет существенно снизить трудоемкость изготовления и монтажа, повысить прочность соединения, вести укрупненную сборку пространственного каркаса, повысить жесткость каркаса, удобство и простоту транспортирования отправочных элементов.

Формула изобретения

1. Узловое соединение стержней пространственного каркаса, включающее сердечник, состоящий из двух скрепленных между собой частей, защемленные в пазах гнезд между частями сердечника соосно расположенные горизонтальные стержни, наклонные стержни и крепежные элементы, отличающееся тем, что оно снабжено листовыми фасонками, части сердечника выполнены в виде одинаковых по размерам усеченных полусфер, к усеченным плоскостям которых прикреплены листовые фасонки, наклонные стержни закреплены к листовым фасонкам, одна из пар соосно расположенных горизонтальных стержней выполнена в виде сквозной трубы с пропущенным через нее напрягающим элементом.

2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что на усеченных плоскостях полусфер выполнены пазы, расположенные вдоль продольных осей горизонтально расположенных стержней.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2