Узел соединения элементов стержневой оболочки

 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при сооружении покрытий крытых автостоянок, рынков, выставочных павильонов в виде сферических стержневых оболочек. Техническим результатом является снижение материалоемкости, трудоемкости изготовления и монтажа узла. Технический результат достигается тем, что в узле соединения элементов стержневой оболочки, преимущественно сферической, состоящей из стержневых элементов, выполненных из металла различного состава, дерева, либо железобетона, прикрепленных к их торцам пар отрезков уголков, разведенных прикрепляемыми полками симметрично относительно продольных осей элементов. Свободные полки развернутых уголков имеют отверстия под крепежные болты. Крепежные болты объединяют соединяемые элементы в жесткий узел. Каждый наконечник усилен ребрами жесткости. Концы стрежневых элементов, к которым крепятся разведенные уголки, оторцованы под углом ϕ/2, где ϕ - центральный угол между осями узлов. 6 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при сооружении покрытий крытых автостоянок, рынков, выставочных павильонов в виде сферических стержневых оболочек.

Известно узловое соединение стержней каркаса (авт. св. СССР N 594269, приоритет от 02.06.75 г.), содержащее плоские наконечники, соединенные внахлест, причем каждый наконечник одним краем заведен под предыдущий.

Недостатком данного соединения является то, что в оболочках при сведении элементов под углом друг к другу в поперечном сечении, в плоских наконечниках, жесткость которых мала, возникают изгибающие моменты, снижающие несущую способность элементов.

В качестве прототипа принят узел соединения элементов купола (авт. св. СССР N 1260466, приоритет от 29.03.85 г.), включающий размещенный между сходящимися в узел элементами, металлический сердечник кольцевого очертания с отверстиями в стенке под стяжные болты, и прикрепленные к концам элементов оголовники, выполненные в виде двутавров, прилегающих полками к торцам элементов купола и имеющие отверстия под стяжные болты в противоположных полках для крепления к сердечнику, причем последний выполнен из двух частей размещенных в уровнях отверстий оголовников, каждая часть сердечника выполнена с днищем и внутренними ребрами жесткости, двутавры ориентированы стенками в осевых плоскостях узлового соединения, элементы купола снабжены боковыми накладками, жестко прикрепленными к прилегающим полками двутавров.

Недостатком данного узла является сложность изготавливания и монтажа элементов, так как необходимо изготовление сердечников, объединяющих элементы, большое количество крепежных болтов (количество болтов равно минимум учетверенному количеству сходящихся в узле элементов), а так же неудобство их постановки.

При разработке предлагаемого устройства была поставлена задача снижения материалоемкости, трудоемкости изготовления и монтажа узла. Задача решается за счет того, что в узле соединения элементов стержневой оболочки, включающем прикрепленные к торцам элементов наконечники, соединяемые крепежными болтами, наконечники выполнены в виде прикрепленных перьями к торцам элементов двух отрезков уголков, разведенных прикрепленными полками, симметрично относительно продольной оси элемента, свободные полки уголков имеют отверстия для соединения элементов друг с другом, а концы соединяемых элементов оторцованы под углом ϕ/2, где ϕ - центральный угол между осями узлов.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 показан фрагмент стержневой оболочки в плане; на фиг. 2 - сечение 1-1 на фиг. 1, где ϕ - центральный угол между осями элемента купола; на фиг. 3 - узел "А" на фиг. 1 на примере элемента из парных уголков, где 1 - стержневой элемент, 2 - отрезки уголков, прикрепленных перьями к торцу стержневого элемента и разведенные симметрично относительно его продольной оси, 3 - ребро жесткости, 4 - болт с гайкой, 5 - шайбы; на фиг. 4 - сечение 2-2 на узле "А", где 1 - стрежневой элемент, оторцованный под углом ϕ/2 (ϕ - центральный угол между осями узлов), 2 - отрезки уголков, прикрепленные к торцам элементов 1, 3 - ребра жесткости; на фиг. 5 - вариант наконечника деревянного стержневого элемента, где 1 - деревянный стержневой элемент, оторцованный под углом ϕ/2, 2 - отрезки уголков, прикрепленные перьями к отрезку тавра 7, прикрепленного к накладкам 6, 8 - ребра жесткости; на фиг. 6 - сечение 3-3 на фиг. 5, где 1 - деревянный стержневой элемент, оторцованный под углом ϕ/2, 2 - отрезок уголка наконечника, 6 - металлическая накладка, 7 - отрезок тавра, 8 - ребра жесткости.

Узел соединения представляет собой жесткую шестигранную призму, составленную парами отрезков уголков каждого стержневого элемента. Жесткость узла обеспечивается ребрами жесткости каждого элемента, а так же объединением наконечников друг с другом с помощью болтов с гайками через шайбы. Число болтов в узле в простейшем случае равно числу соединяемых стержней, т.е. на каждый элемент приходиться по одному болту, в то же время, к узлу элемент крепится двумя болтами, что обеспечивает жесткость соединения. Крепежные болты размещены таким образом, что крепить их удобно. Данный узел соединения наибольшее применение может найти в сферических стержневых оболочках, т.к. в этом случае все элементы оторцовываются под одинаковым углом к оси узла, в случае поверхности, отличной от сферической, элементы выполняются с разными углами к осям узлов, таким образом снижается уровень унификации элементов, осложняется изготовление и монтаж элементов. Узел ниверсален, т.к. позволяет объединять металлические стержни различного состава, деревянные, а так же железобетонные.

Формула изобретения

Узел соединения элементов стержневой оболочки, преимущественно сферической, включающий прикрепленные к торцам элементов металлические наконечники с отверстиями под стяжные болты, отличающийся тем, что наконечники выполнены в виде прикрепленных перьями к торцам элементов двух отрезков уголков, разведенных прикрепленными полками симметрично относительно продольной оси элемента, а отверстия под крепежные болты располагаются в свободных полках уголков, при этом концы элементов оторцованы под углом ϕ/2, где ϕ - центральный угол между осями узлов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6