Фланцевый стык растянутых элементов



Фланцевый стык растянутых элементов
Фланцевый стык растянутых элементов
Фланцевый стык растянутых элементов
Фланцевый стык растянутых элементов
Фланцевый стык растянутых элементов
Фланцевый стык растянутых элементов

 


Владельцы патента RU 2535761:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) (RU)

Изобретение относится к строительным конструкциям, а именно к фланцевому стыку растянутых элементов. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности фланцевого соединения с одновременным снижением расхода материалов. Фланцевый стык включает соединяемые элементы со скошенными концами и приваренные к ним фланцы с упорами и отверстиями под болты. Каждый фланец имеет прямоугольное отверстие с закругленными углами, причем продольная ось отверстия и продольная ось упора совмещены с продольной осью фланца, а один из торцов упора и короткая сторона прямоугольного отверстия совмещены друг с другом и с поперечной осью фланца. В собранном виде упор входит в отверстие смежного фланца с зазорами по трем сторонам и плотно к короткой стороне отверстия, совмещенной с поперечной осью фланца. Фланцы соединены друг с другом стяжными болтами, расположенными симметрично относительно осей фланца. 8 ил.

 

Изобретение относится к строительным конструкциям, а именно к средствам соединения строительных элементов друг с другом.

Известно стыковое соединение растянутых элементов (SU №887748, кл. Е04В 1/38, 1/58. Ягофаров X., Котов В.Я. "Стыковое соединение растянутых элементов." - Опубл. 07.12.1981, Бюл. №45), включающее соединяемые элементы со скошенными концами, жестко прикрепленные к их концам фланцы с упорами, стяжные болты.

Недостатком стыка является то, что между смежными фланцами размещены упоры, габариты которых меньше габаритов фланцев, и фланцы не имеют плотного контакта друг с другом в зоне расположения стяжных болтов, что неблагоприятно для работы фланцев на изгиб при действии усилий от стяжных болтов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому стыковому соединению является стыковое соединение (RU 2413820 С1, МПК Е04В 1/58. А.С. Марутян, И.М. Першин, Ю.И. Павленко. Фланцевое соединение растянутых элементов замкнутого профиля. - Опубл. 10.03.2011. Бюл. №7), включающее соединяемые элементы, на концах которых под углом 30 градусов установлены фланцы, листовая прокладка между фланцами, которую составляют парные опорные столики, жестко скрепленные с фланцами, в сборе взаимно упертые друг в друга, стяжные болты.

Недостатком данного стыкового соединения являются громоздкие опорные столики (упоры), габариты которых больше габаритов самих фланцев. Это приводит к повышенному расходу стали с одновременным снижением надежности стыкового соединения. Дело в том, что плотный контакт упертых друг в друга кромок опорных столиков нельзя обеспечить из-за неточностей изготовления и монтажа, вследствие чего усилие на опорные столики передается с большим эксцентриситетом, что создает дополнительное усилие - крутящий момент в элементах стыкового соединения. И чем больше длина упертых друг в друга кромок опорных столиков, тем больше эксцентриситет, а равно и крутящий момент, снижающий надежность стыка.

Целью изобретения является упрощение конструкции фланцевого стыка растянутых элементов и повышение надежности соединения с одновременным снижением расхода материалов.

Указанная цель достигается тем, что каждый фланец имеет отверстие и упор, причем при сборке стыка каждый упор входит в отверстие смежного фланца.

Сущность изобретения заключается в том, что каждый фланец имеет прямоугольное отверстие с закругленными углами, причем продольная ось отверстия и продольная ось упора совмещены с продольной осью фланца, а один из торцов упора и короткая сторона прямоугольного отверстия совмещены друг с другом и с поперечной осью фланца, при этом в собранном виде упор входит в отверстие смежного фланца с зазорами по трем сторонам и плотно к короткой стороне отверстия, совмещенной с поперечной осью фланца, а фланцы соединены друг с другом стяжными болтами, расположенными симметрично относительно осей фланца.

На фиг.1 приведен внешний вид собранного стыка. На фиг.2 приведен разрез собранного стыка в плоскости оси 5 соединяемых элементов 1. На фиг.3 и 4 показаны готовые к сборке соединяемые элементы, а на фиг.5 - процесс сборки стыка. На фиг.6 представлен общий вид фланца, разрез 1-1 на фиг.3 и 5. На фиг.7 и 8 приведены расчетные схемы стыка, причем на фиг.7 показано разложение в центре стыка 9 внешнего усилия N на два составляющих усилия, а именно: скатное NC, действующее вдоль фланца по оси 7, и нормальное NH, действующее поперек фланца по оси 6 стыка, а на фиг.8 показано распределение составляющих внешнего усилия на элементы стыка, а именно на стяжные болты - Nb, на фланец - 0,5NC и на упор 0,5NC.

Стык состоит из соединяемых элементов 1 со скошенными концами под углом α к оси 5, двух одинаковых фланцев 2, приваренных к скошенным концам соединяемых элементов 1, упоров 3, приваренных к фланцам 2, стяжных болтов 4, скрепляющих фланцы 2 друг с другом.

Оси стыка и его элементов следующие: 5 - ось соединяемых элементов 1; 6 - ось стыка, перпендикулярная фланцам; 7 и 8 - продольная и поперечная оси фланца. Оси 5, 6, 7 и 8 пересекаются в центре 9 стыка.

Фланцевый стык растянутых элементов выполняется следующим образом.

Фланец 2 с упором 3 изготавливается отдельно из стального листа. Заготовка для упора вырезается из фланца, чем одновременно образуется отверстие фланца. Прямоугольное отверстие фланца и упор выполняются с закругленными углами для снижения концентрации напряжений под нагрузкой. Упор 3 крепится к фланцу 2 сваркой. При этом продольные оси отверстия и упора 3 совмещаются с продольной осью 7 фланца 2, а торец упора 3 и короткая сторона отверстия совмещаются с поперечной осью 8 фланца 2 (фиг.6). Отверстия 10 для стяжных болтов 4 просверливаются.

Соединяемый элемент 1 выполняется со скошенным концом под углом α к оси 5. Фланец крепится к скошенному концу соединяемого элемента сваркой.

При сборке стыка (фиг.2, 3, 4 и 5) упоры заводятся в отверстия смежных фланцев с зазорами по трем сторонам, но плотно к кромке четвертой короткой стороной отверстия, совмещенной с поперечной осью 8 фланца. Фланцы 2 скрепляются стяжными болтами 4 так, что фланцы плотно прижимаются друг к другу. Этим обеспечиваются благоприятные условия для работы фланцев на изгиб под воздействием усилий от стяжных болтов, а также обеспечивается герметичность внутренней полости соединяемых элементов, чем исключается коррозия стали соединяемых элементов изнутри.

Стык симметричен относительно центра 9, что обеспечивает взаимозаменяемость соединяемых элементов. Стык универсален, то есть пригоден для всех форм поперечного сечения соединяемых элементов.

Стык работает следующим образом.

Внешнее усилие N, действующее по оси 5 растянутых элементов 1, раскладывается в центре стыка 9 на два составляющих усилия. Одно из них NH направлено по оси 6 стыка, т.е. перпендикулярно фланцам, а второе NC - по продольной оси 7 фланцев (фиг.7).

Усилие, направленное по оси 6 стыка, воспринимается стяжными болтами 4, число «nb» которых определяется расчетом (фиг.1, 6 и 8).

Усилие NC, действующее по оси 7, то есть вдоль фланцев, наполовину воспринимается непосредственно фланцем 2, а другая половина - упором 3 и от него далее передается на фланец 2 (фиг.8). От фланца 2 усилия передаются на скошенный конец соединяемого элемента 1 через сварные швы.

Такое распределение усилия NC между упором и фланцем обусловлено тем, что смежные упоры не взаимодействуют друг с другом, а взаимодействуют только с кромками отверстия смежных фланцев. Снижение усилия, действующего на упор 3, обеспечивает следующий технический и экономический эффект:

- уменьшается расход стали на упор, а также объем сварных швов крепления упора к фланцу;

- уменьшается длина торца упора, контактирующая с кромкой отверстия фланца, а равно и эксцентриситет приложения усилия 0,5NC на упор, что существенно уменьшает крутящий момент на упоре и во фланце;

- особенность взаимодействия упоров с фланцами состоит в том, что крутящие моменты во фланцах имеют разные направления и погашают друг друга внутри фланцев, не переходя на другие элементы стыка. Все это способствует повышению надежности стыка с одновременным снижением расхода материалов.

Таким образом, предлагаемый фланцевый стык растянутых элементов имеет простую конструкцию, экономичен и более надежен.

Фланцевый стык растянутых элементов, включающий соединяемые элементы со скошенными концами и приваренные к ним фланцы с прямоугольными упорами и круглыми отверстиями под стяжные болты, отличающийся тем, что каждый фланец имеет прямоугольное отверстие с закругленными углами, причем продольная ось отверстия и продольная ось упора совмещены с продольной осью фланца, а один из торцов упора и короткая сторона прямоугольного отверстия совмещены друг с другом и с поперечной осью фланца, при этом в собранном виде упор входит в отверстие смежного фланца с зазорами по трем сторонам и плотно к короткой стороне отверстия, совмещенной с поперечной осью фланца, а фланцы соединены друг с другом стяжными болтами, расположенными симметрично относительно осей фланца.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ферменным конструкциям. Способ соединения поясных стержневых элементов ферменной конструкции, по которому поясные стержневые элементы соединяют с соответствующими соединительными стержневыми элементами и/или с соответствующими поясными стержневыми элементами ферменной секции.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в узловых соединениях стержневых элементов пространственного каркаса зданий и сооружений.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу соединения тонкостенных элементов открытого сечения, которые могут быть использованы, например, при монтаже арок.

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.

Изобретение относится к строительству, в частности к стержневой пространственной конструкции. Технический результат изобретения - снижение трудоемкости изготовления и повышение надежности узлового соединения.

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.

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.

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.

Изобретение относится к области строительства, в частности к стыковому соединению. Технический результат заключается в повышении несущей способности соединения.

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.

Изобретение относится к области строительства и предназначено для многоэтажных и высотных зданий, возводимых в районах с сейсмической активностью. Контактное винтовое стыковое соединение сборных железобетонных колонн включает в себя концевые участки стыкуемых колонн и размещенную в нижнем концевом участке верхней колонны закладную деталь, выполненную в виде торцевой пластины с угловыми отверстиями под анкерные шпильки и оснащенную уголками для образования ниш, к которым приварены анкерные стержни. В верхнем концевом участке нижней колонны расположена другая закладная деталь в виде торцевой пластины с анкерными шпильками под стяжные и котировочные гайки, установленными соосно отверстиям в торцевой пластине закладной детали в нижнем концевом участке верхней колонны. В нижнем концевом участке верхней колонны расположена железобетонная шпонка в виде усеченной пирамиды, а в верхнем концевом участке нижней колонны выполнен паз для железобетонной шпонки, при этом в закладной детали выполнено центральное отверстие, размеры которого соответствуют размерам большего основания железобетонной шпонки, а в другой закладной детали выполнено центральное отверстие, соответствующее размерам открытой стороны паза. Технический результат - повышение несущей способности колонны и ее стыковых соединений. 4 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к узлам соединения трубчатых стержней, которые предназначены для изготовления опор линий электропередач, опор сотовой связи, опор для ветрогенераторных установок и т.д. Узел соединения трубчатых стержней включает верхний одиночный трубчатый стержень с горизонтальным фланцем на конце и ответный фланец, к которому под углом прикреплены концы нескольких нижних трубчатых стержней, при этом концы фланцев по периметру стянуты болтами, причем ответный фланец выполнен раздельным для каждого нижнего трубчатого стержня и с монтажным вырезом, при этом концы каждого трубчатого стержня дополнительно снабжены двумя вертикальными фланцами, которые с внешней и внутренней стороны болтами стянуты с аналогичными фланцами смежных концов трубчатых стержней. Технический результат - повышение прочности узлового соединения при действии горизонтальных нагрузок. 3 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности узлу рессорного типа опирания Z-образных прогонов на несущие конструкции здания. Технический результат изобретения заключается в повышении несущей способности и надежности узла опирания. Узел выполнен с использованием дополнительных элементов Z-образного сечения, которые вкладываются один в другой под прогон на опоре и соединяются между собой и с прогонами болтами через овальные отверстия в стенках элементов. При этом передача усилий происходит непосредственно с элемента на элемент без нагружения крепежных элементов в овальных отверстиях. 3 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно к длинномерным строительным металлическим решетчатым конструкциям из труб, и может быть использовано при изготовлении ферм, прогонов, колонн, арок, рам и других несущих конструкций. Технический результат - возрастание несущей способности конструкции с уменьшением ее материалоемкости. Указанный технический результат достигается тем, что в ферме из трубчатых элементов, включающей пояса и жестко прикрепленную к ним решетку, изготовленную со сплющенными концами из изогнутых элементов V- или W-образного (зигзагообразного) очертания, стержни фермы выполнены ромбической формы с отношением диагоналей 1/2, где у всех сжатых стержней большая диагональ расположена в плоскости конструкции, меньшая диагональ - из плоскости, а у всех растянутых стержней меньшая диагональ расположена в плоскости конструкции, а большая - из плоскости, причем верхний и нижний пояса в местах бесфасоночных примыканий решетки сплющены. 1 табл., 6 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно к длинномерным несущим решетчатым конструкциям, и может быть использовано при изготовлении ферм, прогонов, колонн, арок, рам и других несущих конструкций. Несущая конструкция с решеткой из овальной трубы включает пояса и жестко прикрепленную к ним решетку, выполненную со сплющенными концами из изогнутых элементов зигзагообразного очертания, причем стержневые элементы решетки имеют овальное сечение с отношением габаритов 1/2,5, где больший габарит расположен в плоскости конструкции, а меньший - из плоскости. Технический результат - повышение несущей способности конструкции с уменьшением расхода ее конструкционного материала. 4 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области строительства, а именно к узловым соединениям в пространственных конструкциях покрытий. Технический результат изобретения заключается в упрощении монтажа узла за счет возможности соединения стержневых элементов при различных углах наклона к касательной плоскости в узле без подрезки и отгиба полок стержневых элементов. Узловое соединение содержит соединительный элемент в виде цилиндра с размерами, обеспечивающими стыковку необходимого числа стержневых элементов. Стержневые элементы соединяются с цилиндром при помощи уголков, у которых одна полка прямая, а другая отогнута по радиусу кривизны цилиндра. 3 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к узлу соединения стержневых элементов. Технический результат изобретения заключается в монтаже стержней без перекосов. Узел соединения связывает стержневые элементы геодезического купола и включает центральную вставку в форме полого цилиндра для первого варианта и в форме полуцилиндра - для второго, а также связанные с концами стержневых элементов соединители. Каждый соединитель выполнен в виде двух П-образных скоб, зацепленных друг за друга с размещением поперечины одной скобы в пространстве между полками другой. Одна П-образная скоба охватывает центральную вставку снаружи с наложением полок на торцевые грани цилиндра и зафиксирована относительно него стяжным элементом. Вторая П-образная скоба охватывает конец стержневого элемента и скреплена с ним. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к пространственным каркасам зданий и сооружений, и может быть использовано в покрытиях в виде решетчатых плит, складок, оболочек. Пространственный каркас включает узловое соединение стержней системы МАРХИ, осуществляемое посредством многогранного сферического или полусферического узлового элемента с резьбовыми отверстиями, к которым присоединены стержни каркаса. По концам стержней имеются наконечники, включающие соединительный элемент с отверстием, прикрепленный к торцу стержня, через которое пропущен болт, на который надета втулка. Для контакта на наружной поверхности болта имеется продольная лыска, а на внутренней поверхности втулки выступ. Путем вращения втулки и наличия контакта выступа с лыской создается вращательно-поступательное движение болта в сторону узлового элемента. Технический результат изобретения заключается в повышении несущей способности, в снижении металлоемкости каркаса. 3 з.п. ф-лы, 21 ил.

Изобретение относится к области строительства быстровозводимых пространственных стержневых конструкций, а именно к шарнирному узлу. Шарнирный узел пространственной стержневой конструкции регулярной структуры включает имеющие центральный стяжной болт прижимные верхний и нижний диски, выполненные со сферическими лунками на обращенных одна к другой поверхностях и радиальными прорезями, и расположенные между ними радиально в плане наконечники стержней со сферическими головками, пять фиксирующих болтов, размещенных между прорезями. Дополнительно содержит втулки между прижимными верхним и нижним дисками под центральным стяжным болтом и фиксирующими болтами, причем втулки выполнены с возможностью крепления к нижнему прижимному диску, центральному стяжному болту и фиксирующим болтам. Технический результат изобретения - повышение несущей способности узла. 4 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к узлу соединения стержневых элементов металлических конструкций различного профиля, как например двутавров, швеллеров, круглых или прямоугольных труб, а также элементов крестового сечения. Технический результат изобретения заключается в упрощении центровки соединяемых элементов конструкций. На взаимно перпендикулярных гранях одного из соединяемых элементов выполняются центрированные относительно оси выступы определенной формы (преимущественно трапециевидные), а на другом - соответствующие им впадины такой же формы. 2 ил.
Наверх