Коньковый узел деревянной конструкции
Владельцы патента RU 2256752:
Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (RU)
Изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении деревянных арок, рам и ферм. Коньковый узел деревянной конструкции включает клееные деревянные элементы, шарнир, накладки. Шарнир снабжен стеклопластиковыми пластинами криволинейной в плане формы, по центрам которых расположены стеклопластиковые полусферические головки, которые входят в углубления стеклопластиковой центрирующей шайбы, вставленной своими гранями в пазы деревянных накладок. Стекловолокна в пластинах криволинейной в плане формы направлены вдоль высоты и ширины торцов клееных деревянных элементов, а сами пластины не выходят за грани этих торцов. Технический результат - повышение прочности конькового узла и снижение металлоемкости деревянной конструкции. 3 ил.
Изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении деревянных арок, рам и ферм.
Известен коньковый узел деревянной конструкции (Проектирование клееных деревянных конструкций: Учеб. пособие. Ч. III. Проектирование рам с криволинейными участками и арок / Е.Н.Серов, Ю.Д.Санников, Под ред. Е.Н.Серова; СПб. гос. архит.-строит. ун-т. -СПб., 1999 - с. 92, рис. 12.9, а), включающий клееные деревянные элементы и плиточный шарнир. Конструкция плиточного шарнира представляет собой сварные башмаки, соединенные с клееными деревянными элементами с помощью нагелей.
Недостатком описанного аналога является его значительная металлоемкость и недостаточная прочность, так как сварные башмаки, усиленные ребрами жесткости, по существу, являются жесткими штампами. В древесине, под краями сварных башмаков возникают значительные концентраторы нормальных и скалывающих напряжений, что может привести к расслоению.
Известен коньковый узел деревянных несущих конструкций (Кормаков Л.И., Валентинавичюс А.Ю. Проектирование клееных деревянных конструкций. - Киев: Будивельник, 1983 - с. 83., рис. 42, а - прототип), включающий клееные деревянные элементы и цилиндрический вкладыш. Цилиндрический вкладыш вставлен в пазы торцов клееных деревянных элементов, соединенных друг с другом посредством полосовой стали на болтах.
Недостатком описанного прототипа является его недостаточная прочность, так как использование цилиндрического вкладыша приводит к появлению в древесине раскалывающих напряжений, направленных поперек волокон, и напряжений скалывания вдоль волокон, что влечет за собой раскалывание и скалывание.
Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение прочности и снижение металлоемкости деревянной конструкции.
Техническая задача осуществляется следующим образом. Коньковый узел деревянной конструкции включает клееные деревянные элементы, шарнир, накладки, причем шарнир снабжен стеклопластиковыми пластинами криволинейной в плане формы, по центрам которых расположены стеклопластиковые полусферические головки, которые входят в углубления стеклопластиковой центрирующей шайбы, вставленной своими гранями в пазы деревянных накладок, при этом стекловолокна в пластинах криволинейной в плане формы направлены вдоль высоты и ширины торцов клееных деревянных элементов, а сами пластины не выходят за грани этих торцов.
За счет стеклопластиковых пластин криволинейной в плане формы, имеющих определенные радиусы кривизны граней и направление стекловолокон, а также наличия стеклопластиковых полусферических головок, посредством которых эти пластины воспринимают в их центральных частях сосредоточенные усилия, - повышается прочность конькового узла.
Использование в конструкции шарнира деталей из стеклопластика способствует снижению металлоемкости.
Изобретение иллюстрируется чертежами. На фиг.1 показан вид спереди конькового узла; на фиг.2 - вид сверху; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2.
Узел включает клееные деревянные элементы 1, деревянные накладки 2, стеклопластиковые пластины криволинейной в плане формы 3, стеклопластиковые полусферические головки 4, стеклопластиковую центрирующую шайбу 5, стеклопластиковые болты 6.
При нагружении клееных деревянных элементов 1 их торцы воспринимают усилия, которые передаются через стеклопластиковые пластины криволинейной в плане формы 3, посредством присоединенных по их центрам стеклопластиковых полусферических головок 4, входящих в углубления стеклопластиковой центрирующей шайбы 5.
Использование стеклопластиковых пластин криволинейной в плане формы 3, имеющих переменную изгибную жесткость в двух взаимно перпендикулярных направлениях, зависящую от радиусов кривизны граней пластины 3, и сосредоточенный характер передачи усилий через стеклопластиковые полусферические головки 4 приводит к выравниванию местных нормальных и скалывающих напряжений, возникающих в древесине по площадям контакта с пластинами 3, и тем самым повышается прочность конькового узла. Кривизна граней стеклопластиковых пластин 3 задается в зависимости от их необходимой изгибной жесткости в двух взаимно перпендикулярных направлениях, которая зависит от количества стекловолокон, и от прочности древесины на смятие. Кроме того, применение стеклопластиковой центрирующей шайбы 5, вставленной своими гранями в пазы деревянных накладок 2, и в углубления которой входят стеклопластиковые полусферические головки 4, - дает возможность легкой центровки и установки всех деталей узла в проектное положение. Помимо этого, отсутствие металлических деталей позволяет использовать коньковый узел в радиопрозрачных, немагнитных конструкциях и зданиях с агрессивной средой.
Коньковый узел деревянной конструкции, включающий клееные деревянные элементы, шарнир, накладки, отличающийся тем, что шарнир снабжен стеклопластиковыми пластинами криволинейной в плане формы, по центрам которых расположены стеклопластиковые полусферические головки, которые входят в углубления стеклопластиковой центрирующей шайбы, вставленной своими гранями в пазы деревянных накладок, при этом стекловолокна в пластинах криволинейной в плане формы направлены вдоль высоты и ширины торцов клееных деревянных элементов, а сами пластины не выходят за грани этих торцов.
