Узловое соединение стержней пространственного каркаса



Узловое соединение стержней пространственного каркаса
Узловое соединение стержней пространственного каркаса
Узловое соединение стержней пространственного каркаса
Узловое соединение стержней пространственного каркаса
Узловое соединение стержней пространственного каркаса
Узловое соединение стержней пространственного каркаса
Узловое соединение стержней пространственного каркаса
Узловое соединение стержней пространственного каркаса
Узловое соединение стержней пространственного каркаса

 


Владельцы патента RU 2496951:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к строительству, а именно к узлам сопряжения элементов пространственных конструкций. Технический результат заключается в повышении надежности соединения. Узловое соединение включает сборно-разборный узловой элемент, выполненный из соединенных между собой четырехгранных фасонок с отверстиями в стенках, к которым прикреплены болтами концы стержней. Соединение содержит полый металлический сердечник квадратного сечения, расположенный в центре узлового элемента и объединяющий фасонки. Каждая из фасонок выполнена с полкой и вертикальными стенками, две из которых взаимно перпендикулярны, а расположенная между ними стенка соединена со стенкой сердечника. Между смежными стенками фасонок образован зазор, в котором установлен наконечник стержневого элемента. Сердечник снабжен центральным болтом, жестко закрепленным с помощью накладки в его основании, с выступающим наружу концом. Основание сердечника расположено в узловом элементе с выступом по отношению к наружной грани полки фасонки. На выступающем конце центрального болта закреплена дисковая накладка, примыкающая к основанию сердечника и снабженная отверстиями, совпадающими по расположению с отверстиями в полках фасонок. Между дисковой накладкой и полками фасонок образован зазор, в котором установлены и закреплены наконечники. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Изобретение относится к строительству, а именно к узлам сопряжения элементов пространственных конструкций, например структурного типа.

Известно узловое соединение стержней пространственной системы UNISTRIT, включающее тонкостенный стальной штампованный узловой элемент, имеющий плоский участок и отогнутые наклонные участки, к которым через отверстия в них на болтах прикреплены тонкостенные стержни открытого профиля («Lightweight structures in civil engineering)), Proceedings of the international symposium, Warsaw, Poland, 24-28 June, 2002. «Development of jointing systems for modular prefabricated steel space structures)), Z.S. Makowski, стр.21, 23).

Недостатками известного аналога являются высокая трудоемкость изготовления штампованного узлового элемента, повышенная металлоемкость узлового соединения, применение односрезных болтов, что значительно снижает их несущую способность, а также недостаточная надежность узлового элемента.

Известно узловое соединение пространственной системы NEWBAT, включающее пространственный стальной узловой элемент, образованный из соединенных сваркой прямолинейных пластин с отверстиями в них, обеспечивающих пространственное расположение закрепленных на них с помощью болтовых соединений стальных стержневых элементов круглого сечения со сплющенными концами. («Lightweight structures in civil engineering», Proceedings of the international symposium, Warsaw, Poland, 24-28 June, 2002. «Development of jointing systems for modular prefabricated steel space structures)), Z.S. Makowski, стр.27, аналог).

Недостатками известного аналога являются высокая трудоемкость изготовления узлового элемента, повышенная металлоемкость узлового соединения и ограниченная область применения в связи с использованием металлических элементов круглого сечения со сплющенными концами и отсутствием в узловом элементе плоской площадки для крепления плит ограждения и плит декоративных потолков.

Известно узловое соединение решетчатой пространственной конструкции, включающее тонкостенные стержни открытого профиля поясных сеток и раскосов с отогнутыми полками, тонкостенные узловые пространственные фасонки, имеющие плоские участки и отогнутые наклонные участки для крепления раскосов, пространственная фасонка соединена с плоской фасонкой болтовым соединением, а к поясным стержням прикреплены кровельные плиты с помощью скоб и стяжек. (Авторское свидетельство СССР №1805180, дата приоритета 12.02.1991, дата публикации 30.03.1993, авторы Клячин А.З. и др., SU).

Недостатком известного аналога является недостаточная прочность, ввиду одноболтового соединения двух элементов коннектора, а также возможный поворот их друг относительно друга, сложность изготовления пространственной фасонки, повышенная металлоемкость за счет применения в сжатых элементах конструкции металлических профилей, односрезность болтов, снижающая их несущую способность и появление в стержневых элементах конструкции дополнительных моментов за счет непосредственного опирания на них плит ограждения.

Известно узловое соединение стержней пространственного каркаса, принятое в качестве прототипа, включающее разъемный узловой элемент, выполненный в виде сходящихся вершинами в центре узла полых пирамид с отверстиями в гранях, к которым прикреплены болтами концы стержней (Авторское свидетельство СССР №543720, дата приоритета 14.08.1975, дата публикации 17.03.1977, авторы Калугин М.В. и др., RU, прототип).

Недостатком прототипа является недостаточная прочность и податливость соединения, связанные с выполнением узлового элемента из фасонок в виде усеченных полых пирамид, соединенных непосредственно в местах крепления стержней, повышенные трудозатраты при сборке, вызванные необходимостью точного соединения частей узлового элемента при монтаже конструкции, узкая область применения узлового соединения ввиду использования в качестве стержней конструкции спаренных швеллеров, а также отсутствие в узловом элементе плоской площадки опирания для крепления плит ограждения или плит декоративных потолков.

Задачей изобретения является повышение надежности узлового соединения за счет применения цельных фасонок, объединенных сердечником, и использования двусрезных болтов, в том числе фрикционных, повышение технологичности и снижение трудоемкости изготовления узлового элемента за счет его полной заводской готовности, упрощения сборки, однотипности и взаимозаменяемости фасонок, расширение области применения.

Для решения поставленной задачи узловое соединение стержней пространственного каркаса, включающее сборно-разборный узловой элемент, выполненный из соединенных между собой четырехгранных фасонок с отверстиями в стенках, к которым прикреплены болтами концы стержней, согласно изобретению, оно дополнительно содержит полый металлический сердечник квадратного сечения, расположенный в центре узлового элемента и объединяющий с помощью болтов или винтов четырехгранные фасонки, каждая из которых выполнена с полкой и вертикальными стенками, две из которых взаимно перпендикулярны, а расположенная между ними стенка соединена со стенкой сердечника, при этом между смежными стенками фасонок образован зазор, в котором установлен и закреплен с помощью болтового соединения наконечник стержневого элемента, сердечник снабжен центральным болтом, жестко закрепленным с помощью накладки в его основании с выступающим наружу концом, при этом основание сердечника расположено в узловом элементе с выступом по отношению к наружной грани полки каждой фасонки, а на выступающем конце центрального болта закреплена дисковая накладка, примыкающая к основанию сердечника и снабженная отверстиями, совпадающими по расположению с отверстиями в полках фасонок, при этом между дисковой накладкой и полками фасонок образован зазор, в котором установлены и закреплены с помощью болтовых соединений наконечники стержневых элементов.

Согласно изобретению, стержневые элементы соединены с узловым элементом при помощи фрикционных болтов.

Согласно изобретению, узловой элемент дополнительно снабжен опорным столиком для опирания плит ограждения или крепления плит декоративных потолков, установленным на дисковую накладку и соединенным с ней через центральный болт сердечника.

На фиг.1 изображена схема монтажа раскосов узлового соединения; на фиг.2 - узловое соединение в сборе, вид сверху; на фиг.3 - узловой элемент в сборе; на фиг.4 - то же, вид сбоку; на фиг.5 - то же, вид сверху; на фиг.6 - четырехгранная фасонка; на фиг.7 - сердечник с центральным болтом; на фиг.8 - дисковая накладка; на фиг.9 - узловое соединение с опорным столиком и плитами ограждения (стержневые элементы условно не показаны).

Узловое соединение включает сборно-разборный узловой элемент 1, объединяющий до восьми стержневых элементов 2 с наконечниками 3, соединенных с узловым элементом 1 при помощи болтов 4. В качестве стержневого элемента 2 применен стержень из древесины или металла круглой или другой формы сечения, содержащий наконечник в виде одиночной фасонки с отверстием под болт 4.

Узловой элемент 1 содержит расположенный в центре полый прокатный металлический сердечник 5 квадратного сечения с четырьмя закрепленными на нем четырехгранными фасонками 6, снабженными отверстиями 7 под болты 4. Каждая из фасонок 6 выполнена цельноштампованной с полкой 8 и вертикальными стенками, две из которых 9 взаимно перпендикулярны, а расположенная между ними стенка 10 соединена со стенкой сердечника 5 при помощи, по меньшей мере, двух болтов 11 или винтов, установленных на разных уровнях. При этом между смежными стенками 9 фасонок 6 образован зазор, в котором установлен и закреплен с помощью болтового соединения наконечник 3 стержневого элемента 2, для чего болты 4 пропущены через отверстия 7 в стенках 9. Сердечник 5 снабжен центральным болтом 12, жестко закрепленным с помощью накладки 13 в его основании с выступающим наружу концом. Основание сердечника 5 расположено в узловом элементе с выступом по отношению к наружной грани полки 8 каждой фасонки, а на выступающем конце центрального болта 12 закреплена дисковая накладка 14 с отверстием 15, примыкающая к основанию сердечника и снабженная отверстиями 7, совпадающими по расположению с отверстиями в полках 8 фасонок 5. При этом между дисковой накладкой 14 и полками 8 фасонок образован зазор, в котором установлены и закреплены с помощью болтовых соединений наконечники 3 стержневых элементов.

Для соединения стержневых элементов 2 с узловым элементом 1 вместо обычных болтов могут быть использованы фрикционные болты, повышающие надежность соединений за счет дополнительных сил трения.

Дисковая накладка 14 образует плоскую горизонтальную поверхность, к которой через центральный болт 12 может быть закреплен дополнительный столик 16 для опирания плит ограждения 17 или крепления к нему плит декоративных потолков.

Монтаж узлового соединения стержней пространственного каркаса осуществляют следующим образом. На месте монтажа собирают узловой элемент 1, используя прокатный металлический сердечник 5, штампованные четырехгранные фасонки 6, дисковую накладку 14, центральный болт 12 с накладкой 13 и крепежные элементы. В основании сердечника 5 приваривают накладку 13 с закрепленным в ней болтом 12, установленным концом наружу. К граням сердечника 5 снаружи крепят четырехгранные фасонки 5, раскрепляя их попарно болтами И вверху и внизу, при этом отверстия под болты соседних граней сердечника разведены по высоте. На выступающем конце центрального болта 12 крепят дисковую накладку 14, совмещая при этом отверстия 7 в дисковой накладке с отверстиями в четырехгранных фасонках. В зазоры между дисковой накладкой и полками четырехгранных фасонок, а также в зазоры между смежными гранями четырехгранных фасонок заводят наконечники стержневых элементов, совмещают отверстия 7 и скрепляют на болтах 4. При необходимости через центральный болт 12 закрепляют дополнительный столик 16, на который опирают плиты ограждения 17 или крепят к нему плиты декоративных потолков.

Для ускорения монтажа возможно применение сборно-разборного узлового элемента 1 в виде сборочной единицы заводской готовности, что существенно снижает трудозатраты при монтаже

Узловое соединение может быть использовано в нижних и верхних узлах структурных конструкций, блочных конструкций или для пространственного соединения стержневых элементов.

Преимущество заявляемого узлового соединения стержней пространственного каркаса заключается, во-первых, в повышение надежности узлового соединения в связи с применением в узловом элементе цельных фасонок, объединенных сердечником, и использования двусрезных болтов, в том числе фрикционных; во-вторых, в повышении технологичности и снижении трудоемкости монтажа за счет применения узлового элемента полной заводской готовности, упрощения сборки, однотипности и взаимозаменяемости фасонок, в-третьих, в расширении области применения в связи с возможностью закрепления плит ограждения.

1. Узловое соединение стержней пространственного каркаса, включающее сборно-разборный узловой элемент, выполненный из соединенных между собой четырехгранных фасонок с отверстиями в стенках, к которым прикреплены болтами концы стержней, отличающееся тем, что дополнительно содержит полый металлический сердечник квадратного сечения, расположенный в центре узлового элемента и объединяющий с помощью болтов или винтов четырехгранные фасонки, каждая из которых выполнена с полкой и вертикальными стенками, две из которых взаимно перпендикулярны, а расположенная между ними стенка соединена со стенкой сердечника, при этом между смежными стенками фасонок образован зазор, в котором установлен и закреплен с помощью болтового соединения наконечник стержневого элемента, сердечник снабжен центральным болтом, жестко закрепленным с помощью накладки в его основании с выступающим наружу концом, при этом основание сердечника расположено в узловом элементе с выступом по отношению к наружной грани полки каждой фасонки, а на выступающем конце центрального болта закреплена дисковая накладка, примыкающая к основанию сердечника и снабженная отверстиями, совпадающими по расположению с отверстиями в полках фасонок, при этом между дисковой накладкой и полками фасонок образован зазор, в котором установлены и закреплены с помощью болтовых соединений наконечники стержневых элементов.

2. Узловое соединение стержней пространственного каркаса по п.1, отличающееся тем, что стержневые элементы соединены с узловым элементом при помощи фрикционных болтов.

3. Узловое соединение стержней пространственного каркаса по п.1 или 2, отличающееся тем, что узловой элемент дополнительно снабжен опорным столиком для опирания плит ограждения или крепления плит декоративных потолков, установленным на дисковую накладку и соединенным с ней через центральный болт сердечника.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства, в частности к узлу сопряжения рамы. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к узлам связевого блока рамного каркаса металлических быстровозводимых зданий из легких конструкций. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к узлам соединения элементов металлического каркаса. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к коньковому узлу металлического рамного каркаса быстровозводимого здания. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к стыку составных трубобетонных стержней. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу жесткого соединения овального в сечении трубчатого ригеля с овальной в сечении трубобетонной колонной каркаса.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу выполнения стыковых узлов «колонна-ригели-колонна». .

Изобретение относится к строительству и предназначено для торцевого соединения балочных деревянных элементов в одной плоскости. .

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в пространственных стержневых конструкциях зданий и сооружений. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к узловому соединению тонкостенных стержней пространственной конструкции. .

Изобретение относится к строительству, в частности к универсальному строительному элементу, который может быть использован при изготовлении стержневых конструкций. Технический результат заключается в повышении прочностных характеристик. Универсальный строительный элемент включает деревянный стержень с закрепленными на концах стальными наконечниками, снабженными соединительными элементами. Деревянный стержень выполнен квадратного или круглого сечения и снабжен в торцах центральными отверстиями под соединительный элемент; Наконечник выполнен с возможностью использования устанавливаемых на нем соединительных элементов разного типа и образован торцевой накладкой с центральным резьбовым отверстием, примыкающей к торцу деревянного стержня и объединяющей расположенные диаметрально противоположно четыре накладные плоские пластины с отверстиями, с помощью которых стальной наконечник установлен и закреплен на деревянном стержне посредством дюбелей, впрессованных в него через отверстия в упомянутых пластинах наконечника. Боковые поверхности концов деревянного стержня круглого сечения, взаимодействующие с наконечником, выполнены плоскими во взаимно перпендикулярных направлениях. 6 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу изготовления сборно-монолитного узла соединения колонны с ригелем. Технический результат заключается в снижении трудоемкости сборки, повышении эксплуатационных возможностей и надежности. Каждый ригель бетонируют с опорными консолями, а в колонне выполняют выемку. Соединительные элементы ригеля выполняют в виде стального троса с запрессованными на его концах обжимными муфтами. Выемку бетона выполняют до оголения рабочей арматуры колонны. Ригель включает в себя опорные консоли из стального прокатного профиля с выпуском за пределы торца ригеля. Каждый из тросовых элементов предварительно складывают пополам до образования выступающей за торец ригеля петли. Концы тросовых элементов замоноличивают в теле ригеля. Затем устанавливают ригели в проектное положение относительно колонны. После чего в выемке колонны подгибают петли тросов и заводят их между рабочей арматурой колонны, а затем расправляют в проектное положение. Внутри петель тросов размещают дополнительные арматурные стержни. После этого устанавливают опалубку и узел соединения в объеме выемки в колонне заливают бетоном. 9 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к стыковому соединению. Технический результат заключается в повышении несущей способности соединения. Стыковое соединение включает концы соединяемых элементов с раздельными по высоте сечения фланцами и стяжные болты. Между раздельными фланцами размещена криволинейная листовая фасонка. Фасонка прикреплена концами к фланцам, а по выпуклой поверхности к предварительно вырезанному сечению соединяемых элементов. 3 ил.

Изобретение относится к строительству и касается узлов опирания прогонов на верхние пояса ферм, в которых узлы ферм из прокатных профилей выполнены с расцентровкой осей сходящихся в узлах стержней. Технический результат изобретения заключается в снижении расхода материала на ферму в прогонных покрытиях. Узел опирания прогона на ферму содержит верхний пояс фермы и примыкающие к нему раскосы, выполненные с расцентровкой осей. Прогон в узле фермы оперт на пояс фермы с эксцентриситетом, вызывающим вращение узла в противоположном направлении вращению, вызванному расцентровкой раскосов, при этом за центр вращения узла фермы принята точка пересечения оси верхнего пояса с осью сжатого раскоса, а величина эксцентриситета опирания прогона равна е=М/Р, где М - узловой момент в поясе от действия усилий в примыкающих к поясу с эксцентриситетом раскосах; Р - сила, действующая от прогона на верхний пояс фермы. 2 ил.

Изобретение относится к подсоединительной головке для системы монтажа конструкций с одним верхним концом и одним нижним концом, причем между верхним и нижним концом проходит средняя продольная ось и, с, по меньшей мере, одним расположенным между верхним и нижним концами подсоединительным фланцем с опорной поверхностью для прилегания балки. Согласно изобретению подсоединительный фланец и опорная поверхность имеют боковое смещение по отношению к радиальной к продольной оси плоскости, и опорная поверхность расположена параллельно к радиальной плоскости. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к узлам соединения трубчатых стержней, которые реализуются при изготовлении опор линий электропередач, опор сотовой связи и т.д. Технический результат изобретения заключается в повышении жесткости узла. Узел соединения трубчатых стержней включает верхний одиночный трубчатый стержень, к концу которого прикреплен горизонтальный фланец и ответный фланец, к которому под углом прикреплены концы нижних трубчатых стержней. Ответный фланец выполнен раздельным для каждого нижнего трубчатого стержня. Кроме того, на конце каждого трубчатого стержня дополнительно установлены по два вертикальных фланца, стянутых болтами с аналогичными фланцами смежных концов нижних трубчатых стержней. Горизонтальный и ответный фланцы по периметру стянуты болтами. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к стержневой пространственной конструкции. Технический результат изобретения - снижение трудоемкости изготовления и повышение надежности узлового соединения. Узловое соединение стержневой пространственной конструкции включает диски, стягивающиеся шпилькой, пропущенной через центральные отверстия дисков. Между дисками размещены наконечники поясных и раскосных стержней. Узловое соединение снабжено связующим кольцом, расположенным между дисками, коаксиально с ними, с пропущенной через него шпилькой. Каждый наконечник поясного стержня выполнен в виде крюка, рог которого направлен в сторону одного из дисков и имеет ось, расположенную перпендикулярно оси поясного стержня, а каждый наконечник раскосного стержня выполнен в виде крюка, рог которого направлен в сторону другого диска и имеет ось, расположенную наклонно к оси раскосного стержня. Рога всех крюков размещены в отверстии связующего кольца вокруг шпильки. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области строительства и касается опорных узлов ферм. Технический результат изобретения заключается в повышении несущей способности ферм из швеллеров путем уменьшения изгибных напряжений в поясах фермы. Опорный узел фермы, выполненной из швеллеров, содержит восходящий верхний пояс из двух швеллеров или С-образных профилей, ориентированных стенками друг к другу и соединенных на планках, с расположением нижнего пояса из двух швеллеров между швеллерами восходящего верхнего пояса и соединенных на болтах или сварке. Опорный узел снабжен двумя трапециевидными листовыми фасонками или клинообразными объемными фасонками в форме гнутого швеллера переменной высоты, прикрепленными вертикальными плоскостями к полкам швеллеров нижнего пояса фермы и упертыми в стенки или нижние полки швеллеров верхнего пояса. 3 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу соединения тонкостенных элементов открытого сечения, которые могут быть использованы, например, при монтаже арок. Технический результат изобретения заключается в повышении несущей способности узла. Способ соединения включает наложение концов тонкостенных элементов стенками на листовую фасонку, установку центрального болта в предварительно просверленные отверстия в стенках тонкостенных элементов и фасонки, задание требуемого угла соединения, окончательную затяжку центрального болта и установку самосверлящихся болтов. Перед установкой центрального болта между стенками тонкостенных элементов и гайкой и головкой центрального болта устанавливают выпуклые листовые детали, а окончательную затяжку центрального болта ведут до упора кромок листовых деталей в полки соединяемых тонкостенных элементов. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в узловых соединениях стержневых элементов пространственного каркаса зданий и сооружений. Технический результат изобретения заключается в увеличении несущей способности узлового соединения. Узловое соединение включает жестко прикрепленные к вертикальным стенкам стержней соединительные уголки с торцевыми заглушками и состыкованными на болтах полками. Такие же соединительные уголки с состыкованными на болтах полками жестко закреплены на горизонтальных стенках (полках) стержней. При этом вертикальные и горизонтальные стенки соединяемых стержневых элементов в створе их прикрепления к перьям соединительных уголков усилены изнутри диафрагмами, расположенными параллельно торцевым заглушкам. 3 ил.
Наверх